Файл: И.В. Попов Электроснабжение и электрооборудование открытых горных работ.pdf

1

ВВЕДЕНИЕ

Цель преподавания дисциплины "Электроснабжение и электрооборудование открытых горных работ"- углубление и расширение теоретических знаний, полученных при изучении дисциплин "Основы электротехники", "Электрические машины", "Электропривод". Изучение вопросов эксплуатации электрооборудования и средств электроснабжения, способов их автоматизации с учетом особенностей открытых горных работ.

Врезультате изучения студент должен знать:

−особенности электрификации открытых горных работ;

−устройство и характеристика рудничного электрооборудования;

−вопросы электробезопасности при эксплуатации электрооборудования;

−принципы и способы монтажа, наладки и безаварийной эксплуатации систем электроснабжения;

−основы проектирования систем электроснабжения технологических процессов.

В результате изучения студент должен уметь:

−проектировать системы электроснабжения карьера;

−производить расчет и выбор элементов системы электроснабжения;

−осуществлять нормальную эксплуатацию электрооборудования;

−организовать технологическое обслуживание рудничного элек-

трооборудования.

Основной задачей при изучении данного курса является подготовка инженера, способного технически грамотно руководить эксплуатацией действующего электрохозяйства горных предприятий, а также создавать и внедрять новое и прогрессивное оборудование и технологии.

В данном курсе студент должен изучить теоретический материал. С целью проверки и закрепления полученных знаний необходимо ответить на предложенные контрольные вопросы. В 10 семестре необходимо выполнить контрольные задания 1.1 и 1.2 (вариант контрольного задания определяется по последней цифре номера зачетной книжки). Без выполненных контрольных заданий студент не допускается к зачету. Программой курса предусматривается выполнение лабораторных работ (8 часов, 10 семестр). Программой 11 семестра предусматривается проведение практических занятий (6 часов), в процессе которых выполняют расчет элементов схемы электроснаб-

2

жения карьера и курсовой проект по проектированию системы электроснабжения карьеров. Курсовой проект целесообразно выполнять по заданию предприятия с целью решения вопросов развития и совершенствования системы электроснабжения предприятия, на котором работает студент - заочник.

1. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

10 СЕМЕСТР

Тема 1. Введение

Содержание и задачи курса, его значение и особенности. Достижения и проблемы электрификации как основной базы комплексной механизации и автоматизации производственных процессов в горной промышленности. Перспективы развития электрификации. Достижения науки и техники в области электрификации открытых горных работ.

[1, с. 5-9; 2, с. 3-6].

Тема 2. Внешнее электроснабжение карьеров

Требования, предъявляемые к системам электроснабжения карьеров. Категории потребителей электроэнергии. Принципы построения и схемы внешнего электроснабжения. Источники питания. Выбор напряжения питающих линий. Схемы внешнего электроснабжения карьеров. Перспективы совершенствования схем внешнего электроснабжения.

[1, с. 9-16; 2, с. 27-40].

Контрольные вопросы Что называется системой электроснабжения?

Каким требованиям должна удовлетворять система электроснабжения карьеров?

Как осуществляется глубокий ввод?

Какие схемы внешнего электроснабжения могут использоваться для карьеров?

Какие существуют источники питания для горных предприятий? Какие факторы влияют на выбор напряжения внешнего электро-

снабжения?

В чем особенности выбора напряжений питающих линий?

3

Тема З. Системы распределения электроэнергии на откры-

тых горных работах

Схемы внутреннего электроснабжения, их достоинства, недостатки, область применения.

Схемы электроснабжения вскрышных и добычных работ. Электроснабжение при цикличной технологии комплексов непрерывного действия, участков гидромеханизации, драг, буровых станков, водоотливных и компрессорных установок, дренажных шахт.

[1, с. 102-115; 2, с. 283-300].

Контрольные вопросы

Вчем заключаются основные особенности открытых горных работ как объектов электроснабжения?

Какие требования предъявляются к КРС и каковы принципы их построения?

Какие схемы распределения электроэнергии являются преобладающими на карьерах?

Какие особенности обусловливает транспортная система разработки для электроснабжения добычных и вскрышных участков?

Как влияет применение бестранспортной системы разработки на схемы распределения электроэнергии добычных и вскрышных участков?

Вчем особенности электроснабжения участков с комплексами непрерывного действия?

Вчем особенности электроснабжения внутренних и внешних отвалов?

Какие требования по надежности предъявляются системам электроснабжения установок гидромеханизации на карьерах?

Вчем заключаются особенности электроснабжения подземного дренажного комплекса?

Тема 4. Вопросы безопасности при электрификации открытых

горных работ

Условия эксплуатации электрооборудования на открытых горных работах. Основные причины электротравматизма на разрезах. Электрические параметры организма человека в условиях горных предприятий и факторы на них влияющие. Опасности, связанные с применением электрической энергии.

Режимы работы нейтрали сетей горных предприятий. Влияние

4

режимов нейтрали электрических сетей на уровень электробезопасности. Основные меры защиты от поражения электрическим током на карьерах.

Роль изоляции в обеспечении электробезопасности. Контроль состояния изоляции. Средства и методы контроля диэлектрических параметров изоляции.

Принципы обеспечения защитного отключения. Требования, предъявляемые к защитному отключению. Схемы устройств защитного отключения в сетях переменного тока.

Устройство защитного заземления на карьерах. Расчет защитного заземления. Проверка, испытание и эксплуатация заземляющих устройств.

Пожароопасность. Предупреждение пожаров от электрического тока. Особенности и способы тушения воспламеняющегося ЭО. Защита электрооборудования от возникновения пожаров и взрывов.

[1, с. 16-59; 2, с. 41-78].

Контрольные вопросы

От каких факторов зависит тяжесть электротравмы?

Как классифицируется электрический ток по степени воздействия на человека?

Как влияют параметры изоляции сети на ток, протекающий через тело человека, в сетях с различными режимами нейтрали?

Скакой целью производится компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю?

Какой режим настройки компенсирующего устройства является наиболее благоприятным с точки зрения электробезопасности?

Скаким режимом нейтрали сети менее опасны при непосредственном прикосновении человека к токоведущим частям и к корпусу электрооборудования с поврежденной изоляцией одной из фаз?

В чем сущность защиты от поражения электрическим током с помощью защитного заземления?

Каково нормируемое ПУЭ и ПБ значение сопротивления защитного заземления в электрических сетях горных предприятий?

Каково устройство защитного заземления в условиях открытых горных работ?

В чем сущность защиты от поражения человека электрическим током с помощью защитного отключения?

5

Каковы основные требования к устройствам защитного отключения?

Чем отличается выполнение защитного отключения в сетях переменного и постоянного тока?

Тема 5. Электрическое освещение

Роль электрического освещения в повышении безопасности на ОГР. Основные светотехнические величины. Методы расчета электрического освещения и область их применения. Нормы освещенности.

Электрические источники света, область их применения. Осветительные приборы для открытых горных работ. Автоматическое управление наружным освещением.

[1, с. 59-83; 2, с. 79-102].

Контрольные вопросы

Какие применяются единицы измерения светотехнических величин?

Как классифицируются источники света по характеру преобразования электрической энергии?

Почему галогенные лампы накаливания более экономичны, чем лампы накаливания общего назначения?

Какие применяют схемы пускорегулирующих устройств люминесцентных ламп? Их принцип работы, достоинства и недостатки?

Каково устройство разрядных ламп высокого давления, ксеноновых, их достоинства и недостатки?

Какие существуют методы расчета освещения? Их достоинства, недостатки, область применения?

Контрольное задание 1.1 Темы рефератов:

1.Схемы внешнего электроснабжения карьеров. Выбор напряжения для схем внешнего электроснабжения.

2.Условия эксплуатации и работы электрооборудования и электрических сетей на горных предприятиях.

3.Влияние климатических и механических факторов на выбор электрооборудования.

4.Особенности исполнения и область применения рудничного взрывозащищенного электрооборудования.

5.Опасность электрического тока для человека.

6

6.Влияние параметров изоляции сети и режима нейтрали на условия электробезопасности.

7.Методы и средства защиты человека от поражения электрическим током,

8.Анализ устройств контроля изоляции в электрических сетях переменного и постоянного тока.

9.Разрядные лампы высокого и низкого давления и их пускорегулирующие устройства.

10.Оборудование и расчет прожекторного освещения.

Тема 6. Электрооборудование открытых горных работ

Условия эксплуатации и работы электрооборудования и электрических сетей. Требования, предъявляемые к электрооборудованию открытых горных работ. Характеристика электроприемников.

Классификация электрооборудования для работы в определенных климатических условиях. Классификация ЭО по степени его защиты от прикосновений, попадания посторонних предметов и влаги. Особенности исполнения специального электрооборудования.

Взрывобезопасность. Характеристика взрывоопасности среды. Основные способы обеспечения взрывобезопасности. Принципы взрывозащиты. Виды и уровни взрывозащиты. Маркировка взрывозащищенного ЭО.

Карьерные подстанции. Главная понизительная подстанция (ГПП), распределительные подстанции и пункты (ЦРП, РП), передвижные комплектные трансформаторные подстанции (ПКТП), приключательные пункты (ПП).

Электрооборудование экскаваторов, буровых станков, горнотранспортных машин непрерывного действия, конвейерных установок.

[1, с. 83-102, 115-162; 2, с. 301-341].

Контрольные вопросы

Какая существует классификация электрооборудования по климатическим условиям его работы и защиты от прикосновения, попадания твердых предметов и влаги?

Какие требования предъявляются к электрооборудованию в исполнении РН, РП, РВ, РО?

Перечислите виды (способы) взрывозащиты и опишите основные их особенности.

7

Перечислите основные способы обеспечения искробезопасности электрических цепей. Какие цепи могут быть выполнены в искробезопасном исполнении?

Какие основные типы ПКТП?

Какое назначение приключательных пунктов?

Какие коммутационные аппараты используются в ПП, какие защиты устанавливаются в них?

Какие основные механизмы экскаватора оснащаются индивидуальным электроприводом?

Какое электрооборудование применяется на экскаваторах для приема и распределения электроэнергии?

Какие требования предъявляются к электроприводу основных механизмов многоковшовых экскаваторов?

Какое электрооборудование используется для приема и распределения электроэнергии на буровых станках?

Тема 7. Устройство электрических сетей

Классификация электрических сетей. Требования, предъявляемые к электрическим сетям.

Воздушные ЛЭП напряжением выше 1000В. Провода и тросы. Изоляторы. Устройство опор и определение их высоты. Изоляторы. Расположение и крепление проводов на опорах. Выбор типа проводов. Расчет проводов на механическую прочность. Климатическое районирование. Нормативные ветровые нагрузки. Гололедные нагрузки. Воздушные линии до 1000В. Заземление и защита от перенапряжений.

Кабельные и воздушные линии электропередачи на ОГР. Конструкции кабелей. Способы прокладки. Кабельные ЛЭП. Выбор трасс и способы прокладки. Прокладка в траншеях, каналах, туннелях, на эстакадах и по стенам зданий. Прокладка в мерзлых грунтах, внутри помещении, защита от коррозии.

Повреждаемость распределительных сетей и их элементов. Особенности защиты электрических сетей на ОГР. Поиск мест повреждений в распределительных сетях на ОГР.

[1, с. 99-102; 2, с. 331-348].

Контрольные вопросы

Какие основные особенности эксплуатации электрических сетей на открытых горных работах?

8

Какие ЛЭП относятся к передвижным и в чем особенности их конструктивного исполнения?

Какой вид повреждений преобладает в распределительных сетях карьеров?

Какие элементы распределительных сетей наименее надежны? Каковы основные принципы построения устройств защиты от

замыкания на землю в распределительных сетях?

Какие основные методы определения мест повреждений в карьерных сетях?

Тема 8. Устройства защиты и автоматики в системах электро-

снабжения открытых горных работ

Защита от перенапряжений распределительной электрической сети и электрооборудования.

Регулирование напряжения в системе электроснабжения карье-

ров.

Телемеханическое управление в системах электроснабжения открытых горных работ.

Типовые способы регулирования напряжения в сети, их достоинства и недостатки.

Автоматическое повторное включение (АПВ). Автоматическое включение резерва (АВР).

[1, с. 182-221].

Тема 9. Электроснабжение карьерного электровозного

транспорта

Основные принципы электроснабжения карьерного электровозного транспорта. Расчет мощности тяговых подстанций. Устройство контактной сети. Расчет тяговой контактной сети. Рельсовый путь и блуждающие токи. Меры борьбы с блуждающими токами.

Защита от опасных последствий касания ковшом экскаватора контактного провода.

[1, с. 162-182; 2, с.348-368].

Контрольные вопросы

Что относится к основным элементам тяговой СЭС?

В чем состоят особенности тяговых подстанций постоянного и переменного тока?

Какие виды защит предусматриваются в тяговой сети?

9

Назвать основные этапы расчета тяговой СЭС.

Тема 10. Энергетические показатели

Коэффициент мощности. Вредные последствия низкого значения коэффициента мощности. Способы повышения коэффициента мощности. Учет и определение коэффициента мощности.

Учет потребления электрической энергии. Удельные нормы электропотребления. Электровооруженность труда. Стоимость электроэнергии. Оплата электроэнергии. Пути экономии и снижения стоимости электроэнергии.

Качество электрической энергии и его влияние на техникоэкономические показатели электропотребителей.

[1, с. 347-357; 4, с. 379-416; 6, с. 525-533].

Контрольные вопросы

Какие энергетические показатели работы электрохозяйства используются для оценки работы предприятия?

Как осуществляется учет расхода электрической энергии на предприятии и зачем он необходим?

Как производится расчет предприятия с электроснабжаюшей организацией?

Что такое удельный расход электроэнергии и как его определить?

Как устанавливается требуемая мощность компенсирующих устройств?

Какие существуют мероприятия по снижению потребления реактивной мощности?

Тема 11. Эксплуатация электроустановок и электрических

сетей открытых горных работ

Основные экономические показатели работы систем электроснабжения предприятия. Коэффициент мощности и способы его улучшения. Компенсация реактивной мощности. Нормирование электропотребления. Расход и потери электроэнергии. Электробаланс и электровооруженность труда. Учет, тарификация и экономия электроэнергии.

Организация безопасного обслуживания электроустановок. Организация эксплуатации и ремонта электрооборудования.

[1, с. 290-327; 2, с. 102-132].