Лекция №1 Электроснабжение на поверхности шахт и рудников

Лекция №1 Электроснабжение на поверхности шахт и рудников

Общие сведения о электроснабжении шахт и рудников

Комплекс электроснабжения шахты или рудника (рис. 1) состоит из нескольких основных звеньев, имеющих свою специ­фику в части построения, технических характеристик и испол­нения применяемого электрооборудования, а также предъ­являемых к ним требований.

Рис. 1. Структурная схема систем электроснабжения шахты (рудника): а — внешнего; б — поверхности; в — высо­ковольтного электроснабжения подземных горных работ; г — стационарных и полу­стационарных установок; д — очистных и подготовительных участков; ПГВ – подстанция глубокого ввода; ЦРП — цент­ральный распределительный пункт; РП — распределительный пункт; УПП — участ­ковая подземная подстанция; ПУПП — передвижная участковая подземная под­станция

 

Поэтому принципу комплекс элек­троснабжения шахты или рудника может быть разделен на системы: а) внешнего электроснабжения; б) электроснабжения потре­бителей поверхности; в) высоковольтного электроснабжения под­земных горных работ; г) электроснабжения стационарных и полу­стационарных установок; д) электроснабжения участков (которые могут питаться от ГПП по скважинам или от ЦПП).

Выбор напряжения, при котором должны питаться шахта или рудник, зависит от целого ряда факторов: расстояния до ЛЭП или ПЭС; напряжения, мощности и загрузки трансфор­маторов ПЭС; возможности расширения распределительного устройства (РУ) ПЭС; общей нагрузки шахты или рудника; на­пряжений, выбранных для основных групп электропотребителей и для распределения электроэнергии в пределах предприятия; соотношения нагрузок предприятия на напряжения до и выше 1000 В; данных о нагрузке предприятий или объектов, связан­ных территориально с данной шахтой или рудником, соотноше­ния нагрузок электропотребителей, расположенных на поверх­ности и в подземных выработках; расстояния от ГПП до ЦПП; протяженности подземных электрических сетей напряжением выше 1000 В и т. п.

Предварительный выбор напряжения (кВ) может быть про­изведен по формуле

,

где      Р — полная передаваемая мощность, МВт; 

L — длина ли­нии. км.

 

Лекция №2. Способы питания подземных работ

Лекция №3. Центральные подземные подстанции

Лекция №4. Рудничная аппаратура управления и защиты

Общие сведения

 

Электрическая аппаратура служит для управления и защиты электродвигателей, электрических сетей, трансформаторов и гене­раторов. С помощью электрических аппаратов осуществляется защита от повреждений электрооборудования и сетей, автомати­зация технологических процессов, сигнализация и блокировка.

Электрическая аппаратура классифицируется:

1 ). по роду тока — постоянного и переменного;

2). по напряжению — низковольтная (до 1200 В) и высоковольтная (свыше 1200 В);

3). по назначению — аппаратура управления, защиты, контроля и сигнализации;

4). по способу управления — ручного, полуавтоматического, дистан­ционного и автоматического.

К шахтным низковольтным аппаратам относятся ручные и маг­нитные пускатели, фидерные автоматические выключатели, кон­троллеры, реостаты и ящики сопротивлений.

Ручные и маг­нитные пускатели – предназначены для управления электроприводом горных машин и механизмов, а также защиты отходящего присоединения от токов к.з.

Фидерные автоматические выключатели предназначены для авто­матического отключения магистральных кабельных линий при коротких замыканиях в них пли при снижении сопротивления изоляции шахтных сетей до опасной величины при совместной работе с реле утечки.

Контроллеры, реостаты и ящики сопротивлений — для пуска и регулирования скорости вращения двигателей.

Защита шахтных электродвигателей от последствий ненормаль­ных режимов осуществляется различными защитными устройствами, встраиваемыми в пусковую аппаратуру.

К аппаратам ручного управления относятся рубильники, пакетные выключатели, контроллеры, пуско­вые реостаты и др.

К ручным полуавтоматическим аппаратам отно­сятся установочные и фидерные автоматы, которые включаются вручную, а выключаются автоматически (или при необходимости — вручную).

К аппаратам дистанционного и автоматического управле­ния относятся магнитные пускатели и контакторы, различные реле, усилители.

 

Виды взрывозащиты.

Для обеспечения безопасного применения электроэнергии в условиях взрывоопасных сред не­обходимо применять взрывозащищенное электрооборудование, в котором приняты меры или существуют средства, обеспечи­вающие его пригодность для использования в такой атмосфере.

Локализация взрыва оболочкой — традиционный способ взрывозащиты, заключающийся в том, что токоведущие части оборудования помещены в оболочку, которая исключает воз­можность передачи взрыва наружу. Оболочка должна выдерживать давление взрыва, а места сопряжения отдельных ее дета­лей и узлов выполняются такими, что пламя и продукты взрыва, выходящие из оболочки наружу, охлаждаются до без­опасных температур. Этот вид взрывозащиты имеет наименова­ние «взрывонепроницаемая оболочка» (ГОСТ 22782.6—81).

Принцип обеспечения взрывозащиты путем размещения токоведущих частей в неопасной контролируемой среде заключа­ется в том, что несмотря на наличие или появление взрывоопас­ной атмосферы в установке, где размещено электрооборудова­ние, его токоведущие части находились бы в неопасной среде. Этой неопасной средой может быть газ, жидкость, сыпучие или твердые заполнители. Газовая среда (чистый воздух или инертный газ) должна находиться в оборудовании под избыточ­ным давлением по отношению к наружной атмосфере во избежание ее проникновения внутрь, поэтому этот вид взрыво­защиты получил наименование «заполнение или продувка обо­лочки под избыточным давлением» (ГОСТ 22782.4—78). В каче­стве защитной жидкости, в которую погружаются токоведущие части электрооборудования, используется в основном трансфор­маторное масло, и поэтому этот вид защиты получил наимено­вание «масляное заполнение оболочки» (ГОСТ 22782.1—77). При использовании кварцевого песка в качестве изолирующей среды этот вид защиты именуется «кварцевое заполнение обо­лочки» (ГОСТ 22782.2—77).

Если электрооборудование предназначено для эксплуатации только в тех местах, где взрывоопасная атмосфера может появ­ляться на короткое время, можно использовать время, необхо­димое для проникновения внешней опасной среды внутрь обо­рудования, в качестве защитного фактора. При ограничении размеров зазоров (щелей) и каналов, через которые сообща­ется внутренняя полость электрооборудования с окружающей средой, ограничении «дыхания» электрооборудования, нормаль­ный состав воздуха внутри оболочки электрооборудования мо­жет сохраняться в течение времени, намного превышающего срок нормализации аварийно возникшей взрывоопасной атмо­сферы. Предупредить образование взрывоопасной концентрации внутри электрооборудования можно также за счет пламенного или беспламенного (каталитического) окисления горючих ве­ществ по мере их поступления в оболочку либо введения инги­биторов — веществ, замедляющих или прекращающих протека­ние химических реакций по типу горения или взрыва.

Принцип обеспечения взрывозащиты путем контроля источ­ника инициирования взрыва может быть осуществлен в элек­трооборудовании двух видов: не имеющем нормально искрящих частей и слаботочном электрооборудовании. В первом случае могут быть приняты дополнительные меры (применение высоко­качественных изоляционных материалов с уменьшенными теп­ловыми механическими и электрическими нагрузками по срав­нению с принятыми для оборудования общего назначения, повышенное качество контактных соединений, соответствующая защита от воздействия окружающей среды), при которых веро­ятность появления искрений, дуг, опасных перегревов сущест­венно снизится и оборудование можно будет использовать во взрывоопасной атмосфере. Комплекс этих средств получил наи­менование «защита вида е» (ГОСТ 22782.7—81). В слаботоч­ном электрооборудовании в целом ряде случаев удается ограничить энергию, выделяемую при искрении в цепях, нахо­дящихся во взрывоопасной среде, до такого значения, что элек­трический разряд не может ее воспламенить. Этот вид защиты получил наименование «искробезопасная электрическая цепь» (ГОСТ 22782.5—78).

Наряду с вышеизложенными имеются такие защиты, как за­ливка токоведущих частей термореактивными компаундами, применение герметичных оболочек и др. Комплекс этих средств получил наименование специального вида взрывозащиты (ГОСТ 22782.3—77).

Основы искробезопасности.

Наряду с известными методами защиты от взрывов искробезопасное исполнение электрооборудования обеспечивает безопас­ность всей электрической системы (аппаратов, кабелей) как в нормальном, так и в аварийном режиме работы. Основное отличие искробезопасного исполнения от других способов обес­печения безопасности электроэнергии в том, что искробезопасность исключает возможность возникновения взрыва. Благодаря этому расширяется область применения искробезопасного элек­трооборудования: оно может применяться без каких-либо огра­ничений в загазованных подземных выработках.

Искробезопасной электрической системой называют ком­плекс электрооборудования и электрических устройств, состоя­щий только из искробезопасных цепей. Искробезопасной счита­ется такая цепь, в которой искрения в виде коммутационных разрядов замыкания или размыкания, а также нагрев элемен­тов цепи не способны воспламенить наиболее легко воспламе­няющуюся взрывчатую смесь.

 

2. Класси­фикация и маркировка рудничного электрооборудования по взрывобезопасности.

Виды взрывозащиты определяют ее качественную характеристику. Для количественной характе­ристики используется понятие уровня взрывозащиты, который определен как степень взрывозащиты электрооборудования (электротехнического устройства) при установленных норма­тивными документами условиях. По ГОСТ 12.2.020—76 уста­новлены три уровня взрывозащиты:

· повышенная надежность против взрыва РП;

· взрывобезопасный РВ,

· особовзрывобезопасный РО.

Уро­вень взрывозащиты рудничного электрооборудования опреде­ляется принятыми в нем средствами взрывозащиты.

Для рудничного электрооборудования, предназначенного для эксплуатации в условиях предприятий, не опасных по газу и пыли, устанавливается знак уровня взрывозащиты РН — рудничное нормальное.

При маркировке электрооборудования приняты следующие знаки вида взрывозащиты (по ГОСТ 12.2.020—76):

 

взрывонепроницаемая оболочка..................  искробезопасная электрическая цепь......... защита вида «е».................... ……………… масляное заполнение оболочки............. …. кварцевое заполнение оболочки............. ….. автоматическое защитное отключение....... специальный вид взрывозащиты............. ….

1В, 2В, 3В, 4В И П М К А С

 

 

Лекция №1 Электроснабжение на поверхности шахт и рудников