Система электроснабжения горных предприятий

Карьеры (разрезы), являясь крупными потребителями электроэнергии, получают ток, как правило, от энергетической системы, а точнее, от ее районных понизительных подстанций систем (РПС) по воздушным и кабельным линиям электропередач (ЛЭП).

Горные предприятия имеют две системы электроснабжения: внешнюю и внутреннюю. К первой относятся линии электропередач от выводов районной понизительной подстанции до вводов на шины главной понизительной подстанции ГПП предприятия. Электроэнергия на ГПП подводится на напряжение 6, 10, 35, 110 и 220 кВ. При этом отдается предпочтение более высоким напряжениям, т.к. при подводе на ГПП 35, 110 или 220 кВ снижаются потери электроэнергии из-за уменьшения числа ступеней трансформации и используемых аппаратов (см. § 5). Такая система получила название – «глубокий» ввод. При этом, как правило, в глубь предприятия к подстанциям глубокого ввода 110-220 кВ (ПГВ), располагаемым непосредственно у наиболее крупных узлов потребления электроэнергии, заводится одна или несколько двухцепных воздушных линий электропередач. На предприятии обычно сооружается не менее двух подстанций ПГВ с установкой на каждой из них двух трансформаторов и загрузкой каждого в нормальном (номинальном) режиме на 70-80% их номинальной мощности. Небольшие предприятия имеют одну подстанцию ГПП (ПГВ). Схема коммутации главной понизительной подстанции (ГПП) должна обеспечивать раздельную работу питающих линий электропередач (ЛЭП) и трансформаторов при нормальном режиме эксплуатации. Их параллельная работа допустима только на время ликвидации аварии в сети. Поэтому каждая из питающих ЛЭП рассчитывается на полную нагрузку предприятия. Нейтрали трансформаторов подстанций ГПП со стороны низшего напряжения не имеют соединения с землей, т.к. на карьерах (разрезах) принята система электроснабжения с изолированной нейтралью.

К системе внутреннего электроснабжения относятся одна или несколько главных подстанций ГПП (ПГВ), комплектных подстанций КТП, передвижных трансформаторных подстанций ПТПА или ПКТП, мачтовые трансформаторные подстанции МТП, карьерные распределительные сети до и выше 1000 В, передвижные распределительные пункты (ПРП), приключательные пункты (ПП) и токоприемники.

По принципу построения схемы внутреннего электроснабжения различают:

1. Радиальные – с линиями, по которым электроэнергия от источников питания подается к одиночным распределительным пунктам РП, трансформаторным подстанциям КТП или отдельным токоприемникам, включая токоприемники, подключенные по длине линий;

2. Магистральные – с КРС, магистральными линиями, по которым электроснабжение от источника питания подается к ряду распределительных пунктов РП, приключательных пунктов ПП, передвижных подстанций ПТП или по отдельным элементам КРС (спуски, поперечники);

3. Смешанные – радиально-магистральные.

По расположению ЛЭП относительно уступов схемы подразделяются на три группы:

1. Продольные – это такая схема, когда линия электропередачи проложена вдоль уступа;

2. Поперечная – ЛЭП проходят поперек уступов;

3. Комбинированные – представляют собой различные комбинации продольных и поперечных схем.

Линии электропередач за пределами границ карьера называются бортовыми или бортокольцевыми; ответвления от них на рабочие горизонты – спусками или поперечниками.

9. Схемы внешнего электроснабжения карьеров (разрезов). С 2-3 экскаваторами и электроприемниками 3 категории

По принципу построения схемы внутреннего электроснабжения различают:

1. Радиальные – с линиями, по которым электроэнергия от источников питания подается к одиночным распределительным пунктам РП, трансформаторным подстанциям КТП или отдельным токоприемникам, включая токоприемники, подключенные по длине линий;

Питание РП (рис. 1 а) небольших карьеров (разрезов), на которых работают 2-3 экскаватора, т.е. имеются потребители только3-й категории, осуществляется по одноцепной стационарной ВЛ-6 кВ или КЛ-6 кВ.

10. Схемы внешнего электроснабжения карьеров (разрезов). Большое число экскаваторов и наличие потребителей 1-2 категории

При большем числе экскаваттров и наличии потребителей 1-й и 2-й категорий, питание ЦРП или РП производится по ВЛ или КЛ от одной (рис. 1 б, в) или от двух РПС (рис. 1 г). РП добычных участков и поверхностного технологического комплекса обычно соединяются между собой кольцевой ЛЭП. РП вскрышных участков, а также гидромеханизации такой линии связи не имеют.

ЦРП и РП располагаются в нерабочей зоне горных разработок, обычно на поверхности или на рабочих уступах.

11. Схемы внешнего электроснабжения карьеров (разрезов). Мощные карьеры расположенные на значительном расстоянии от РПС

Электроснабжение более мощных карьеров (разрезов) и расположенных на значительном расстоянии от РПС осуществляется по ВЛ-35 кВ и выше (рис. 1 д, ж). Схемы рис. 1е и 1ж применяются для электроснабжения карьеров (разрезов) с большой территорией разработок. С целью приближения подстанции к центру электрических нагрузок на карьере (разрезе) сооружают две ГПП и более с первичным напряжением 35-220 кВ, питающихся от одной или двух РПС.

12. Схемы внешнего электроснабжения карьеров (разрезов). Карьеры большой производительности, на которых применяются экскаваторы с различной установленной мощностью

Электроснабжение карьеров (разрезов) большой производительностью, на которых применяются экскаваторы с различной установленной мощностью (ЭКГ-5А, ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5, ЭКГ-20, ЭШ-10/50, ЭШ-13/70, ЭР-1250-ОЦ, ЭРШР-5000 и т.д.) осуществляется по схеме рис. 1з. По этой схеме на карьере (разрезе) сооружается ГПП на два вторичных напряжения – 35 и 6 кВ. От РПС и ГПП сооружается двухцепная или две одноцепные ВЛ напряжением 110-220 кВ.

13. Схемы внешнего электроснабжения карьеров (разрезов). ЗРУ из 4 секций

На карьерах (разрезах) с установленной мощностью трансформаторов более 16 МВА рекомендуется устанавливать на ГПП трансформаторы с первичным напряжением 110-220 кВ с расщепленными вторичными обмотками напряжением 6 кВ. В этом случае ЗРУ-6 кВ сооружается из четырех секций (рис. 1к).

14. Схемы внешнего электроснабжения карьеров (разрезов). С электрифицированным железнодорожным транспортом

К шинам ЗРУ-6 кВ присоединяются установки поверхностных цехов, служб и потребители близко расположенных участков горных работ. К шинам ОРУ-35 кВ присоединяются ВЛ-35 кВ, питающие трансформаторные подстанции удаленных горных участков, а также участков, на которых работают мощные экскаваторы.

Эта же схема применяется на карьерах (разрезах) с электрифицированным ж/д транспортом. В этом случае сооружается ГПП, совмещенная с тяговой подстанцией. К шинам ОРУ-35 кВ присоединяются трансформаторы преобразовательных агрегатов и ВЛ, питающие передвижные трансформаторные подстанции (ПКТП 35/6) удаленных горных участков и участков с мощными экскаваторами.