Файл: Геологическая характеристика костомукшского месторождения.docx

• 
  водозаборные сооружения;
  
• 
  водоочистные сооружения;
  
• 
  центральная котельная;
  
• 
  склад горюче-смазочных материалов (ГСМ);
  
• 
  инженерные и транспортные коммуникации;
  
• 
  эксплуатационная база энергохозяйства;
  
• 
  база стройиндустрии;
  
• 
  коммунальная база.
  

Пожаротушение осуществляется силами двух пожарных депо:

• 
  в промышленной зоне построено депо - на 3 автомашины;
  
• 
  в коммунальной зоне города - на 2 автомашины.
  

5.2. Электроснабжение участка карьера

5.2.1. Система электроснабжения

ОАО "Карельский окатыш" и г. Костомукша обеспечиваются электроэнергией, производимой Кемьским каскадом ГЭС и Юшкозерской ГЭС.

Электроснабжение карьера осуществляется по двум воздушным линиям напряжением 110 кВ. Электроэнергия поступает на главную подстанцию ГПП 220/110, откуда по двум воздушным линиям на карьерные подстанции ГПП-3, ГПП-4, ГПП-9, на которых установлено по два трансформатора 6/110 кВ мощностью 6300 кВА, и другие ГПП. Далее с каждой ГПП напряжение поступает по линиям электропередач на РП, расположенные в карьере. Центральный участок питается от подстанций ГПП-3, РП-31, РП-32, РП-94, при этом РП-94 запитана вводными линиями от ГПП-9, расположенной на южном борту Южного участка.

Горное оборудование Южного участка запитано от линии электропередач 6 кВ, отходящих от ГПП-9; общее количество фидеров — 6. Экскаваторы восточного экскаваторного отвала запитаны от двух линий 4-16 и 4-23 отходящих от ГПП-4.

Распределение энергии по карьеру осуществляется воздушными переносными линиями напряжением 6 кВ. Подключение осуществляется через приключательные пункты типа ЯКНО. Для подсоединения используются гибкие кабели типа КШВГ. Низковольтные потребители (буровые станки и др.) получают питание через передвижные трансформаторные подстанции 6/0,4 кВ. Для подключения низковольтных приёмников используются гибкие кабели типа КРПТ.

В данном разделе ведется расчет электроснабжения участка карьера «Центральный». Учитываются такие электроприёмники, которые больше всего востребованы на данном предприятии, экскаватор ЭКГ-10 и буровой станок СБШ-250МН.

В добычном участке работает 1 экскаватор ЭКГ-10 и 1 буровой станок СБШ-250МН. Для питания экскаватора принято напряжение 6 кВ (высоковольтный кабель), а для питания бурового станка - напряжение 380 В (низковольтный кабель)

---

Для расчета принято:

A₁ = 9 млн.т - годовая производительность участка;

γ = 2,2 т/м³ — средняя плотность руды;

Т_М= 4500 ч - годовое число часов использования максимума активной нагрузки.
5.2.2. Расчет электрических нагрузок.

Расчет электрической нагрузки экскаватора, выполняющий добычные работы,
производится по методу удельного электропотребления:



(5.1)

Асинхронный двигатель работает в режиме опережающего cosφ

( 5.2)

(5.4)

где W_УД = 0,8 кВт·ч/м³ - удельный расход электроэнергии для данного типа экскаватора; А_Г - годовая производительность экскаватора, которая равна A₁/γ_Р;

Р_Р.Э, Q_Р.Э и S_Р.Э - соответственно, активная, реактивная и полная мощность экскаватора;

tgφ соответствует cosφ данного приемника.

Расчет электрической нагрузки бурового станка производится по методу

коэффициента спроса:

Р_Р.С = К_С · Р_УСТ = 0,7· 322 = 225,4кВт, (5.6)

Q_Р.С = P_P.C· tgφ_P = 225 · 1,02 = 322кВт·А, (5.2)

(5.4)

где К_С = 0,7 - коэффициент спроса для СБШ-250МН; Р_УСТ ⁼ 322 кВт - установленная мощность бурового станка СБШ-250МН;

tgφ – соответствующий соsφ = 0,7 СБШ-259МН;

Р_Р.С, Q_Р.С и S_Р.С - соответственно, активная, реактивная и полная мощность бурового станка.

Расчетная мощность по участку:



(5.7)
,

где К_Ʃ = 0,85 - коэффициент участия в максимуме нагрузки.

Для определения потери напряжения в сети при пиковом режиме, активная нагрузка

равна:



где К_ПИК= 1,75 — коэффициент, учитывающий пиковую нагрузку экскаваторов (

---

К_ПИК ⁼ 1,6÷1,8); Р_НМ — номинальная мощность наиболее мощного экскаватора. Так как имеем 1 экскаватор на участке, то значение Р_НМ есть номинальная мощность экскаватора Р_Н= 630 кВт; Р_Ʃ - суммарная мощность прочих электроприемников в группе, в данном случае равно номинальной мощности бурового станка.

Р
асчетная схема участка карьера.

5.2.3 Выбор подстанций.

В расчетной схеме имеется только одна подстанция – передвижная комплектная трансформаторная подстанция служащая буровому станку.

Так как в карьере применяется принцип глубокого ввода что необходимо снизить напряжение для питания бурового станка. Станок работает на напряжение U_Н = 380 В. По расчетной полной мощности бурового станка S_РС - 322 кВт выбирается передвижная комплектная трансформаторная подстанция (ПКТП), имеющая мощность

S_ТР≥S_РС

По таблицам выбираю ПКТП-400/6-0,4, так как

S_ТР = 400кВт > S_РС = 322 кВт.

Экскаватор не требует подстанцию, так как питается высоким напряжением U_Н = 6 кВ.

5.2.4 Полное сопротивление обмоток трансформатора.

Номинальный вторичный ток в амперах:

I_2H = 577,35 A;

Напряжение короткого замыкания:

U_К = 18 В;

Полное сопротивление обмоток трансформатора мах:

Z_Т = 0,018 Ом;

Активное сопротивление трансформатора мах:

R_Т = 0,0059 Ом;

Индуктивное сопротивление трансформатора мах:

Х_Т = 0,017 Ом.
5.2.5 Расчет электрических сетей.

Выбор сечения жил кабелей по нагреву сводится к сравнению расчетного тока I_P с длительно допустимыми токами нагрузки для стандартных сечений:

I_P ≤ I_ДОП ;

Где расчетный ток I_P определяется как:



где U_H – номинальное напряжение приемника,

1. 
   Для экскаватора:
   

Для экскаватора I_ДОП > I_P.Э, так как для данного сечения кабелей I_ДОП = 90 А > I_P.Э = 67А принимаю кабель:

---

S = 16мм²; I_ДОП = 90А.

Кабель типа КШВГ-Зх16 +1x6, длиной 1=300 метров с медными жилами. Сопротивления кабеля: активное r₀=1,12 Ом/км, реактивное х₀=0,094 Ом/км. Для всей длины кабеля 1 = 300 м = 0,3 км;

• 
  активное сопротивление:
  

R_Г.К. = r₀ · I = 1,12 · 0,3 = 0,336 Ом;

• 
  реактивное сопротивление:
  

Х_Г.К. = r₀ · I = 0,094 · 0,3 = 0,0282 Ом.

Потери напряжения в гибком кабеле КШВГ-3х16 +1x6 определяются выражением:



где I_Г.К = I_Р.Э = 67А; cosφ_Г.К = cosφ = 0,6 – коэффициент мощности экскаватора ЭКГ-10 на добыче.

2. 
   Для бурового станка СБШ-250МН:
   

Принимаю кабель КРТП-2(3х95+1х35)

I_ДОП = 2х300А; S=95х2мм²; l=300 м =0,3 км; r₀=0,202Ом/км; х₀=0,202Ом/км.

Суммарное сопротивление по длине:

Активное R_Г.К = 0,5· r₀·I = 0,5·0,202·0,3 = 0,0303 Ом

Реактивное Х_Г.К. =0,5· r₀ · I = 0,5·0,078·0,3 = 0,0117 Ом

Сечение гибкого кабеля, идущего до входа ПКТП выбираю по току I₁ = 38,5 А и напряжению 6 кВ.

Выбираю гибкий кабель КШВГ-Зх16 +1x6, сечение кабеля S=16 мм, допустимый ток I_ДОП = 90 А, длина кабеля 1=400 м = 0,4 км.

Магистральный кабель для бурового станка и для экскаватора выбираю одинакового типа А-3(1х35) +АС. Номинальное напряжение 6 кВ.

5.2.6. Определение токов короткого замыкания.

Для СБШ-250 МН.

Токи короткого замыкания (двухфазного и трехфазного) можно определить из выражений:



Определим полные сопротивления в точках короткого замыкания, учитывая ,что Х_С = 0 – сопротивление системы:

а) В точке К (после выхода трансформатора):

(5.12)

б) В точке К1 (на зажимах двигателя):





Определим токи двухфазного и трехфазного коротких замыканий:

В точке К:



В точке К1:



Проверку сечения кабеля по термической стойкости осуществляем, используя следующее выражение:

---

; (5.12)

где α – коэффициент (для меди 7);

t_П – время отключения коммутационного аппарата (0,105 сек.);

(5.12)

Выбранный нами ранее кабель (по току) проверен по всем пунктам и его можно признать годным для нашего случая расчета. Определение токов короткого замыкания

Для ЭКГ-10

Определим полные сопротивления в точках короткого замыкания (учитывая, что Х_С=0 – сопротивление системы):

а) В точке К (переключательный пункт):



б) В точке К1 (на зажимах двигателя):





Определим токи двухфазного и трехфазного коротких замыканий:

В точке К:



В точке К1:



Проверку сечения кабеля по термической стойкости осуществляем, используя следующее выражение:

;

где α – коэффициент (для меди 7);

t_П – время отключения коммутационного аппарата (0,05 сек.);



Выбранный нами ранее кабель (по току) проверен по всем пунктам и его можно признать годным для нашего случая расчета.

5.2.7. Выбор коммутационной аппаратуры

Для того чтобы правильно выбрать коммутационные аппараты необходимо знать мощность короткого замыкания (максимальную).



5.2.7.1. Техническая характеристика электрооборудования

А) Двух обмоточного трансформатора ТМ-400/6:

Тип ТМ-400/0,6

Мощность, кВА 400

Верхний предел номинального напряжения обмотки, кВ 0,4

Потери мощности короткого замыкания (к.з.), кВт 5,5÷5,9

Напряжение к.з. на номинальной ступени, % 4,5
Б) Приключательного пункта ПП-6/630:

Тип ПП-6/630

Номинальный ток, А 630
Номинальный рабочий ток цепи высоковольтного выключателя, А 100

---