Vì các khu vực khai thác cách xa trạm biến áp trung tâm hầm lò nên cần phải đưa sâu điện cao áp tới gần khu vực khai thác để cung cấp cho các phụ tải. Dùng chung một máy biến áp di động cung cấp cho cả lò chợ và lò chuẩn bị, một máy biến áp cung cấp cho tời và chiếu sáng lò thượng.
36 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 3819 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho một khu khai thác than hầm lò có khí bụi nổ hạng III, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hiệu 'DK04-2M, các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.1.a và 2.1.b
Bảng 2.1.a
Các thông số chính, tên thiết bị
Máy liên hợp
Bề dày vỉa ,m
1,9-3,5
Góc dốc , độ
0-15
Combai
Kỉ1KÃ
Vì chống thuỷ lực
Bơm thuỷ lực
CHY5
Máng cào lò chợ
,CP-70A
Chiều dài lò chợ , m
100
Máng cào chân lò chợ
P TK1
Bảng 2.1.b
Các thông số chính
Năng suất
(T/ph)
Động cơ
Mã hiệu
Công suất (kw)
Tốc độ
(vg/ph)
Udm
(V)
Combai
3
'DK04-2M
105
1460
660
Kỉ1KÃ
2.1.2. Máng cào vận chuyển than trong lò chợ
Chọn máng cào lò chợ (theo phụ lục 1), các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.2
Bảng 2.2
Các thông số chính
Năng suất (T/h)
Tốc độ (m/s)
Động cơ:
Mã hiệu
Công suất (kW)
Số lượng động cơ
Chiều dài
(m)
Máng cào
200
1,024
'DKOF42/4
42
1
90
2.1.3. Máng cào chân lò chợ:
Chọn máng cào chân lò chợ (theo phụ lục 1), thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.3
Bảng 2.3
Các thông số chính
Năng suất (T/h)
Chiều dài
(m)
Động cơ
Mã hiệu
Công suất (kw)
Máng cào chân lò chợ P TK1
340
55
'DKOF 43/4
55
2.1.4. Máy khoan điện cầm tay:
Chọn máy khoan điện cầm tay có mã hiệu íéẽ với các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.4.
Bảng 2.4
Pyc, kW
Uđm, V
Iđm, A
nđc, vg/ph
nT, vg/ph
cosj
1,4
127
8,5
2750
400 ¸600
0,72
Chọn thiết bị điều khiển khoan là bộ khởi động Aẽ có các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.5.
Bảng 2.5
Mã hiệu
Điện áp bên sơ cấp, V
Điện áp phía thứ cấp, V
Dòng điện phía sơ cấp, A
Dòng điện phía thứ cấp, A
h
cosj
Aẽ-3,5
660
133
3,15
15,2
0,95
0,9
Aẽ-4
660
133
3,52
17,5
0,95
0,9
2.2. Lựa chọn thiết bị cho lò chuẩn bị
Để đào lò chuẩn bị, sử dụng các thiết bị như sau:
- Khoan điện cầm tay;
- Khoan khí ép;
- Máy cào vơ;
- Quạt gió cục bộ;
- Máy ép khí cung cấp khí ép cho khoan.
2.2.1. Máy khoan điện cầm tay:
Ở lò chuẩn bị cũng chọn loại máy khoan điện cầm tay mã hiệu íéẽ với các thông số kỹ thuật như trong bảng 2.4 và bộ khởi động Aẽ có các thông số kỹ thuật như trong bảng 2.5
2.2.2. Khoan khí ép:
Trường hợp gặp đất đá cứng dùng khoan khí ép kết hợp nổ mìn, chọn loại ậÁC-4 với các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.6
Bảng 2.6
Tốc độ tiến mũi khoan, m/s
Động cơ điện
Động cơ khí ép
Mã hiệu
P, kW
n,
vg/ph
Mã hiệu
n, vg/ph
H, at
N,m3/ ph
0,0035
BAọ-42
4,2
1450
ẽéẩ-10
1500
3,5
7,36
2.2.3. Máy ép khí
Để cung cấp khí ép cho khoan, chọn máy ép khí có mã hiệu 3ốụứờõ-10 với công suất định mức của động cơ là 40kW.
2.2.4. Máy cào vơ
Chọn máy cào vơ mã hiệu C-153 với các thông số kỹ thuật chủ yếu như sau:
- Năng suất bốc: 50T/h;
- Động cơ mã hiệu: MA-143-2/4, công suất : 17 kW.
2.2.5. Quạt gió cục bộ
Chọn quạt gió cục bộ có mã hiệu CBM-6 có các thông số kỹ thuật ghi trong bảng 2.7
Bảng 2.7
Q,m3/ph
H,mm H20
Pdm,
kW
n, ng/ph
Uđm,V
Đường kính bánh công tác, mm
200 ¸400
200 ¸80
14
2950
660
600
2.3. Lựa chọn thiết bị cho lò thượng
Chọn tời trục mã hiệu ÁÃ-800/63m với các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.8.
Bảng 2.8
Mã hiệu
Tang
Tải trọng, kG
Đường kính cáp,
mm
Chiều dài cáp
mm
Tỷ số truyền
Động cơ
Khối
lượng quy
đổi, kg
Trọng lượng,
kG
Số lượng
Đường kính,
mm
Rộng
mm
Tốc độ cáp
Tốc độ động cơ , vg/ph
công suất , kW
Áậ1200/
1030-2M
1
1200
1000
2500
17,5
515
30
1,5
2
720
960
45
60
8500
7150
2.4. Tổng hợp thiết bị sử dụng trong khu khai thác
Tổng hợp thiết bị sử dụng trong khai thác được cho trong bảng 2.9
Bảng 2.9
TT
Tên khu vực
Số lượng
Thiết bị sử dụng
Số lượng
1
Lò chợ
3
Máy combai
3
Máng cào lò chợ
3
Máng cào họng sáo
3
Máy khoan điện cầm tay
6
2
Lò vận chuyển
Tàu điện ắc quy
3
Lò chuẩn bị
3
Máy cào vơ
3
Máy khoan khí ép
3
Máy ép khí
3
Quạt gió cục bộ
3
Khoan điện cầm tay
3
4
Lò thượng
2
Tời trục
2
Căn cứ vào các thiết bị điện ở khu khai thác như trên, tính toán thiết kế và chọn phương án cung cấp điện.
Chương 3
TÍNH TOÁN THẮP SÁNG
( Một đường lò tính theo phương pháp điểm,
các đường lò còn lại tính theo phương pháp công suất riêng)
Đặc điểm khu khai thác của mỏ có khí bụi nổ hạng III, do đó chọn thiết bị thắp sáng đảm bảo điều kiện an toàn nổ.
3.1. Tính toán thắp sáng cho lò vận chuyển
Để tính toán thắp sáng cho lò vận chuyển dùng phương pháp điểm. Hình 3.1 biểu diễn mặt cắt dọc của lò và sơ đồ bố trí đèn dọc theo lò, tính Emin ở A và Emax ở B.
Khoảng cách từ tâm đèn đến mặt đường:
h = H - a = 2,5 - 0,2 = 2,3 m
trong đó:
H = 2,5m - chiều cao lò;
a = 0,2 m - khoảng cách từ tâm đèn đến nóc lò;
Theo phụ lục 2 chọn đèn có mã hiệu éÂậ-20 với các thông số kỹ thuật ghi trong bảng 3.1
Bảng 3.1
Loại đèn
Mã hiệu
Công suất bóng, W
Quang thông, Lm
Hiệu suất đèn
cosϕ
Công suất tổng, W
Huỳnh quang
éÂậ-20
20/26
980
0,65
0,5
Theo phụ lục 2, độ rọi tối thiểu với đường lò này là: Emin = 2Lx
Hệ số: C = F/1000 = 980/1000 = 0,98
trong đó:
F - quang thông thực tế của đèn huỳnh quang éÂậ-20.
Độ sáng ở A chủ yếu tạo nên bởi bóng đèn 2,3,4,5; các đèn khác vì ở xa ảnh hưởng không đáng kể nên có thể bỏ qua.
Do đó:
k = 1,5 - hệ số dự trữ kể đến sự bụi bẩn, già hoá của bóng đèn;
cosỏ1, cosỏ2 - phụ thuộc vào chiều cao cheo đèn và khoảng cách giữa các đèn (sơ bộ chọn theo phụ lục 2 hoặc theo giáo trình Điện khí hoá).
Chọn khoảng cách giữa các đèn: l= 7m
Ta có :
Þ a1 = 57o
Þ a2 = 78o
Dựa vào giá trị a1 và a2, biểu đồ phân bố cường độ sáng của loại đèn huỳnh quang phòng nổ PBậ - 20, trang 140, tài liệu Giáo trình Điện khí hoá mỏ - Nguyễn Anh Nghĩa (chủ biên) Trần Bá Đề
Ta có :
Cường độ sáng theo hướng a1, a2 của đèn quy ước trong mặt cắt ngang (do đặc thù của mỏ nên ta chỉ quan tâm đến cường độ sáng trong mặt cắt ngang)
I’a1 = 116Cđ
I’a2 = 122Cđ
Þ Cường độ sáng theo hướng a1 , a2 của đèn PBậ - 20
Ia1 = C. I’a1 = 0,98 . 116 = 114Cđ
Ia2 = C. I’a2 = 0,98 . 122 = 120Cđ
Độ sáng ở B chủ yếu do các đèn 3,4,5 tạo nên.
Do đó:
Cũng tương tự như trên, giá trị cosỏ3 phụ thuộc vào chiều cao cheo đèn và khoảng cách giữa các đèn.
Þ a3 = 73o
Cường độ sáng theo hướng a3 của đèn quy ước trong mặt cắt ngang
I’a3 = 113Cđ
Þ Cường độ sáng theo hướng a3 của đèn PBậ – 20
Ia3 = C. I’a3 = 0,98 . 113 = 111Cđ
Þ Cường độ sáng trung bình
Độ điều hoà ánh sáng:
So sánh kết quả tính toán với điều kiện tiêu chuẩn:
Emin ≥ Eqc
õ ≥ õqc
Nếu các điều kiện trên không thoả mãn, yêu cầu giảm khoảng cách giữa các đèn hoặc tăng công suất của mỗi đèn.
Số đèn cần thiết để thắp sáng lò cái vận chuyển:
trong đó:
L - chiều dài một cánh;
a- khoảng cách giữa các đèn.
Công suất thắp sáng cho lò cái vận chuyển: Pts = nd.Pd = 70.26 =1820W
3.2. Thắp sáng cho lò chợ, lò thượng, trạm biến áp, trạm tời và các lối đi
Diện tích cần thắp sáng cho 01 lò chợ:
S = c.d = 100.2 = 200m2
Diện tích cần thắp sáng cho 2 lò thượng:
S = 2(3.b) = 2.3.480 = 2880m2
trong đó:
b = 480 - chiều dài theo phương dốc.
Diện tích cần thắp sáng cho một trạm biến áp khu vực:
S = 6 x 3 = 18m2
Diện tích cần thắp sáng cho một trạm tời:
S = 3x6 =18m2
Diện tích cần thắp sáng cho các lối đi: Sơ bộ dự tính S = 100m2 cho từng khu vực khai thác.
Tính công suất thắp sáng cần thiết theo công thức:
Pts = S.ϖ
trong đó:
S - diện tích cần thắp sáng, m2;
ϖ - định mức thắp sáng, W/m2 (tra theo phụ lục 2).
TT
Vị trí công tác
Công suất riêng (v) W/m2
1
Nhà ở và nhà tập thể
3,5-12
2
Nhà xưởng
3-10
3
Lò chợ và lò chuẩn bị
5
4
Lò vận chuyển trung gian
3
5
Lò cái vận chuyển, các lối đi
1-2
6
Nhà trạm
8-10
7
Các đường lò xung quanh giếng
6-8
Số đèn thắp sáng cần thiết: nđ = Pts/Pđ,
trong đó:
Pđ - công suất của mỗi đèn thắp sáng đã chọn.
3.3. Tổng hợp phụ tải thắp sáng cho một khu vực khai thác
Để thắp sáng cho lò vận chuyển, lò chợ dùng đèn huỳnh quang éÂậ-20, các lò còn lại và các trạm biến áp, trạm tời, các lối đi dùng đèn Pẽ. Phụ tải thắp sáng của một khu vực khai thác được thống kê trong bảng 3.2.
Bảng 3.2
STT
Tên khu vực
Dài
(m)
Rộng
(m)
Diện tích (S), m2
Công suất riêng (v) (W/m2)
Công suất
(W)
1
Lò cái vận chuyển
-
2,8
1820
2
Lò chợ
100
2
200
5
1000
3
Các lối đi
-
-
100
2
200
4
Trạm biến áp
6
3
18
9
162
å
3182
Số đèn thắp sáng cần thiết: nđ = Pts/Pđ = 3182/26= 123 đèn
Chọn mã hiệu và số lượng máy biến áp thắp sáng cho một khu vực khai thác (phụ lục 2):
trong đó:
cosϕ - hệ số công suất trung bình (cosϕ = 1 đối với đèn sợi đốt; cosϕ = 0,5 đối với đèn huỳnh quang)
Để cung cấp điện cho các phụ tải thắp sáng ta chọn phương án: lò chợ, lò cái vận chuyển, trạm khu vực và các lối đi dùng chung một máy biến áp lấy điện từ MBA di động theo lò chợ; với lò thượng và trạm tời dùng riêng một máy biến áp đặt cố định.
* Công suất thắp sáng lò chợ, lò cái vận chuyển, trạm khu vực và các lối đi.
Theo phụ lục 2 ta chọn hai MBA thắp sáng an toàn nổ TCỉ- 2,5/0,5 với các các thông số như bảng 3.3
Bảng 3.3
Mã hiệu
Sđm,
kVA
Uđm
Unm %
Io %
h khi tải định mức và
cosj =1
Hình thức chế tạo và lĩnh vực áp dụng
Cao áp,V
Hạ áp,V
TCỉ- 4/0,7
4
660
380;133
4,5±0,45
20+1
0,945
PB-thắp sáng
3.4. Tổng hợp phụ tải thắp sáng cho lò thượng
Ptb = Pts(lò thượng) + Pts(trạm tời)
Nếu dùng đèn sợi đốt (cosϕ = 1):
Phụ tải thắp sáng của lò thượng và trạm tời cho ở bảng 3.4
Bảng 3.4
STT
Tên
khu vực
Dài
(m)
Rộng
(m)
Diện tích (S), m2
Công suất riêng (v) (W/m2)
Công suất
(W)
1
Lò thượng
480
3
1440
2
2880
2
Trạm tời
6
3
18
9
162
å
3042
Hai khu vực này thắp sáng bằng đèn sợi đốt nên :
Ptb = Pts(lò thượng) + Pts(trạm tời) = 3,042 (kw)
Sts = Pts = 3,042 kVA
Theo phụ lục 2 ta chọn MBA thắp sáng an toàn nổ TCỉ- 4/0,5 với các các thông số như bảng 3.5
Bảng 3.5
Mã hiệu
Sđm,
kVA
Uđm
Unm %
Io %
h khi tải định mức và
cosj =1
Hình thức chế tạo và lĩnh vực áp dụng
Cao áp,V
Hạ áp,V
TCỉ- 4/0,7
4x2
660
380;133
4,5±0,45
20+1
0,945
PB-thắp sáng
Chương 4
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO KHU KHAI THÁC
4.1. Xác định công suất máy biến áp khu vực
4.1.1. Xác định phụ tải của một gương lò chợ
Phụ tải trong gương lò chợ bao gồm máy combai, máng cào lò chợ, máng cào chân lò chợ, máy khoan, thắp sáng. Các thiết bị này có liên hệ chặt chẽ với nhau theo dây truyền công nghệ.
Các phụ tải trong gương lò chợ được thống kê trong bảng 4.1
Bảng 4.1
Tên thiết bị
Số lượng động cơ
Pdm, kW
cosϕ
ểPdm
Combai
1
105
0,88
Máng cào lò chợ
1
42
0,85
Máng cào chân lò chợ
1
55
0,86
Khoan điện cầm tay
2
1,4
0,72
Thắp sáng
-
1,12
0,5
Tổng cộng
205,92
4.1.2. Xác định phụ tải cho một gượng lò chuẩn bị
Các phụ tải trong gương lò chuẩn bị được thống kê trong bảng 4.2
Bảng 4.2
Tên thiết bị
Số lượng động cơ
Pdm, kW
cosϕ
ểPdm
Quạt gió cục bộ
1
14
0,75
Máy cào vơ
1
17
0,72
Máy ép khí
1
40
0,75
Khoan điện cầm tay
1
1,4
0,72
Khoan khí ép
1
4,2
0,85
Tổng cộng:
76,6
Xác định công suất của trạm biến áp khu vực khai thác :
trong đó:
kyc = 0,43+ 0,57
Stt =
trong đó:
Pmax = 105 kw
åPdi = 282,52kW
cos = 0,6
Thay vào công thức trên ta có :
Kyc = 0,43 + 0,57 = 0,43 + 0,57 = 0,642
= 0,642.282,52 =181,38kW
Stt = = = 302,3kVA
Từ Stt tìm được các thông số kỹ thuật của trạm biến áp di dộng trong bảng 4.3
Bảng 4.3
Mã hiệu
Sđm kVA
Uđm ,V
Iđm ,A
Unm %
Io %
Pnm ,W
Cao
Hạ
Cao
Hạ
Không tải
Ngắn mạch
TKỉBPC-
320/6
320
6000±4%
30,8
462/268
3,0
2,0
1100
3865
4.1.3. Xác định phụ tải của lò thượng và chiếu sáng
Các phụ tải của lò thượng và thắp sáng được thống kê trong bảng 4.4
Bảng 4.4
Tên thiết bị
Số lượng
Pdm , kW
cosϕ
ểPdm
Tời trục
2
60
0.75
120
Thắp sáng
0.162
1
0.162
Ptt = kyc .Pt + Pts ⇒ Stt =
Stt =
trong đó:
kyc = 0,6 - hệ số yêu cầu của tời trục;
Pt - tổng công suất lắp đặt của tời;
Pts - tổng công suất thắp sáng;
cost = 0,75 - hệ số công suất của tời;
costs =1- hệ số công suất của đèn thắp sáng.
4.1.4. Chọn phương án cung cấp điện cho khu khai thác
Vì các khu vực khai thác cách xa trạm biến áp trung tâm hầm lò nên cần phải đưa sâu điện cao áp tới gần khu vực khai thác để cung cấp cho các phụ tải. Dùng chung một máy biến áp di động cung cấp cho cả lò chợ và lò chuẩn bị, một máy biến áp cung cấp cho tời và chiếu sáng lò thượng. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện được biểu diễn trên hình 4.1
4.2. Tính toán mạng cáp hạ áp
Sơ đồ thay thế tính toán mạng cáp hạ áp theo phương án khấu đuổi như hình 4.2.
4.2.1. Tính toán lựa chọn cáp theo điều kiện dòng nung nóng cho phép và độ bền cơ học ( S ³16mm2)
Chiều dài của cáp chính và cáp mềm cho cụ thể như sau:
l1= l2= 150m; l3 = c+50m; l4 = l5 =l8 =l9 = l10 = 50m.
Xác định dòng thực tế chạy trong cáp mềm theo công thức sau:
Itt =
Theo phụ lục 3 kết hợp cùng với điều kiện về độ bền cơ học, chọn loại cáp cung cấp cho các phụ tải.
Xác định dòng thực tế chạy trong cáp chính theo công thức sau:
Itt =
trong đó:
Thay số ta được:
Kyc1 = 0,642; Kyc2 = 1(n=4)
Kết quả tính toán và lựa chọn cáp kết hợp với yêu cầu về độ bền cơ học được thống kê trong bảng 4.5
Bảng 4.5
Đoạn cáp
P(kW)
U(V)
%
Itt(A)
Loại cáp
S(mm2)
Icp(A)
l1
0,833
282,52
660
-
190,44
ẹÁÃ
70
225
l2
0,742
76,6
660
-
90,26
ẹÁÃ
25
105
l3
0,88
105
660
0,91
114,7
ÃPỉí
25
125
l4
0,85
42
660
0,89
48,56
ÃPỉí
16
80
l5
0,86
55
660
0,89
62,85
ÃPỉí
16
80
l6
0,72
1,4
127
0,93
9,5
ÃPỉí
16
80
l7
0,5
1,12
127
0,9
11,3
ÃPỉí
16
80
l8
0,75
14
660
0,9
18,14
ÃPỉí
16
80
l9
0,72
17
660
0,77
26,8
ÃPỉí
16
80
l10
0,75
40
660
0,81
57,6
ÃPỉí
16
80
l11
0,72
1,4
127
0,93
9,5
ÃPỉí
16
80
4.2.2. Xác định tiết diện cáp theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép
Xác định tổn thất điện áp trong cáp mềm cung cấp cho phụ tải xa nhất và có công suất lớn nhất theo biểu thức:
Xác định tổn thất trong máy biến áp theo công thức:
DUba = b(Ua cosj + UP sinj)
Tổn thất điện áp cho phép trong cáp chính:
DUcc = DUcf - DUba - DUcm
Xác định tiết diện cáp chính theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép :
Scc =
trong đó:
Tổn thất trong máy biến áp:
; ;
Kyc = 0,642; ; ; Sdm = 320kVA; Udt = 690V
Thay số vào ta có:
Tổn thất điện áp trên cáp cung cấp cho động cơ combai:
=
Tổn thất điện áp trong cáp chính :
DUcc = DUcf – (DUba + DUcm max) = 63 – (11,3 + 15,6) = 36,1V
Tiết diện cáp chính theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép
Cuối cùng so sánh tiết diện của cáp chính theo hai điều kiện và chọn giá trị lớn hơn.
Kết quả tính toán lựa chọn được thống kê trong bảng 4.5
Ghi chú: 1) Cáp chính chọn loại 3 lõi có vỏ bọc thép CÁ,ẹÁÃ
2) Cáp mềm chọn loại 7 lõi có màn chắn:
3) Cáp mềm dùmg cho khoan điện cầm tay:
ỉéÁ5 x 6 hoặc ỉéÁ 5 x 4
4.2.3. Kiểm tra điều kiện khởi động động cơ có công suất lớn nhất và xa nhất trong khi các động cơ khác đang làm việc bình thường (đây là điều kiện nặng nhọc nhất).
a. Kiểm tra cho động cơ có công suất lớn nhất là động cơ Combai
Điện áp khởi động tối thiểu cho phép:
Umin = 1,1.Ud =
trong đó:
k - bội số mômen mở máy tối thiểu;
a - bội số mômen mở máy định mức.
+ Xác định tổn thất điện áp trong máy biến áp khi khởi động động cơ: DUbam = DUba
Với :
(Đây là dòng chạy qua biến áp trừ dòng của động cơ mở máy)
cosjm = 0,4 => sinjm = 0,91
cosj = 0,833 => sinj = 0,55
DUba = 11,3 V
Thay số tính được :
Iba m = 676A
+ Xác định tổn hao điện áp trong cáp chính khi động cơ khởi động:
DUccm = .Iccm (Rcc cosjccm + Xcc sinjccm)
trong đó:
Iccm = Ibam = 676A
sinjccm = 0,88
=>DUccm =
+ Xác định tổn hao điện áp trong cáp mềm khi mở máy động cơ:
DUcmm = .Idcm (rcm cosjm + xcm sinjm)
trong đó :
Idcm = 6.114,7 = 688,2A
=>
Điện áp thực tế đặt vào động cơ Com bai khi khởi động là:
DUtt = 690- (63,8+34,1+72)=520,1V ³ Umin = 513,35V
Nhận thấy DUtt > Umin nên động cơ có công suất lớn nhất khởi động bình thường
b. Kiểm tra cho động cơ xa nhất là động cơ Máy ép khí
Điện áp khởi động tối thiểu cho phép:
Umin = 1,1.Ud =
trong đó:
k - bội số mômen mở máy tối thiểu;
a - bội số mômen mở máy định mức.
+ Xác định tổn thất điện áp trong máy biến áp khi khởi động động cơ: DUbam = DUba
Với :
(Đây là dòng chạy qua biến áp trừ dòng của động cơ mở máy)
cosjm = 0,4 => sinjm = 0,91
cosj = 0,833 => sinj = 0,55
DUba = 11,3 V
Thay số tính được :
Iba m = 426,6A
+ Xác định tổn hao điện áp trong cáp chính khi động cơ khởi động:
DUccm = .Iccm (Rcc cosjccm + Xcc sinjccm)
trong đó:
Iccm = Ibam = 426,6A
sinjccm = 0,81
=>DUccm =
+ Xác định tổn hao điện áp trong cáp mềm khi mở máy động cơ:
DUcmm = .Idcm (rcm cosjm + xcm sinjm)
trong đó :
Idcm = 6.57,6 = 345,6A
=>
Điện áp thực tế đặt vào động cơ khi máy ép khí khởi động là:
DUtt = 690- (29,5+82,8+17,5)=560,2V ³ Umin = 538,4V
Nhận thấy DUtt > Umin nên động cơ xa nhất khởi động bình thường
4.3. Tính toán ngắn mạch
Để lựa chọn thiết bị và chỉnh định bảo vệ, cần phải xác định dòng ngắn mạch.
Xác định điện trở của máy biến áp theo công thức:
Rba = =
Điện kháng của máy biến áp:
Xba = =
Tổng trở từ máy biến áp đến điểm tính ngắn mạch được xác định theo biểu thức:
Z =
trong đó:
Rc , xc - điện trở và điện kháng của cáp từ máy biến áp đến điểm tính ngắn mạch.
Tổng trở từ máy biến áp đến điểm tính ngắn mạch được tính trong bảng 4.7
Bảng 4.7
Điểm tính NM
Z
Điểm tính NM
Z
N
0,048
N6-2
0,317
N1
0,083
N7-1
0,125
N2
0,192
N7-2
0,125
N3
0,198
N8
0,299
N4
0,139
N9
0,299
N5
0,139
N10
0,299
N6-1
0,139
N11
0,299
Tính dòng ngắn mạch 2 pha ở cuối đường dây để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:
Tính dòng ngắn mạch 3 pha ở đầu đường dây để lựa chọn thiết bị:
Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 4.8
Bảng 4.8
Đoạn mạng
I(2)n , A
I(3)n , A
N
6531.25
8732.42
L1
3777.11
5050.07
L2
1632.81
2183.10
L3
1583.33
2116.95
L4
2255.39
3015.51
L5
2255.39
3015.51
L6-1
2255.39
3015.51
L6-2
988.95
1322.26
L7-1
2508.0
3353.25
L7-2
2508.0
3353.25
L8
1048.49
1401.86
L9
1048.49
1401.86
L10
1048.49
1401.86
L11
1048.49
1401.86
4.4. Lựa chọn và chỉnh định thiết bị điều khiển và bảo vệ
+ Điều kiện lựa chọn thiết bị:
- Ud (thiết bị ) ³ Ud (mạng);
- Id (thiết bị ) ³ Itt ;
- Ingắt (thiết bị ) ³ 1,2 In.m(3)
Chỉnh định bảo vệ trong áptomát:
Bảo vệ bằng rơle cực đại: Icd = 1,2
Kiểm tra độ nhậy: kn =
Bảo vệ bằng cầu chì: Icd =
kn ³ 4 ¸ 7
Chỉnh định bảo vệ trong khởi động từ:
Bảo vệ bằng rơle cực đại: Icđ = 1,2.Ikđ
Kiểm tra độ nhậy: kn =
Bảo vệ bằng cầu chì: Icđ = Imđ /(1,6 ¸2,5)
kn ³ 4 ¸ 7
Chỉnh định bảo vệ thắp sáng:
Icd = 3Itt
kn =
Kết quả lựa chọn và chỉnh định thiết bị được thống kê trong bảng 4.9
Bảng 4.9
Đoạn mạng
AFB
KĐT
Pd, kW
Ud,
V
Iđm, A
Ingắt, kA
Icd,
A
kn
MBAKV
AFB-3
660
500
10
2000
3,265
L1
AFB-2A
660
350
7
1200
3,147
L2
AFB-1A
660
200
7
600
2,721
L3
ẩ-61
155
660
240
3,75
1000
1,583
L4
ẩ-61
155
660
240
3,750
500
4,51
L5
ẩ-61
155
660
240
3,750
500
4,51
L7
ẩ-61
155
660
240
3,750
1000
2,508
L8
ẩ-23M
100
660
120
2,4
300
3,495
L9
ẩ-23M
100
660
120
2,4
300
3,495
L10
ẩ-23M
100
660
120
2,4
300
3,495
L11
ẩ-23M
100
660
120
2,4
300
3,495
Để đảm bảo an toàn điện giật và an toàn tia lửa cho khu khai thác, dùng rơle bảo vệ rò điện YAKẩ-660 và YAKẩ-127. Thông số kỹ thuật của hai loại rơle này được ghi trong bảng 4.10
Bảng 4.10
Mã hiệu
Hình thức chế tạo
Ud,
V
R’c ,
kW
R”c,
kW
Rth,
kW
Loại mạng
YAKẩ- 660
PB
660
11-14
21
30
Không phân nhánh
YAKẩ- 127III
PB
127
3
4,1
3,3
không phân nhánh
Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của khu khai thác được biểu thị trên hình 4.3
Chương 5
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CAO ÁP
CỦA KHU KHAI THÁC
5.1. Tính chọn máy biến áp chính của xí nghiệp
Công suất tính toán của máy biến áp chính:
Stt = kcd
trong đó:
kcd = 0,85 - 0,95 - hệ số trùng cực đại;
SSi - tổng công suất của khu vực khai thác;
S =1400kVA- tổng công suất của các phụ tải cao áp còn lại.
SSi = 3.(Slc + Scb) + Slt+tt = 3. 302,3 + 96,162 = 1003kVA
S = 1400kVA
Kcd = 0,9
Stt = 0,9.(1003 + 1400) = 2162,7kVA
Chọn hai máy biến áp làm việc song song công suất mỗi máy là 0,8.Stt
Sdm = 0,8.2162,7 = 1730,16kVA
Vậy ta chọn hai máy biến áp vận hành song song, công suất và các thông số kỹ thuật máy biến áp được ghi trong bảng 5.1
Bảng 5.1
Mã hiệu
S
(kVA)
Ud ,kV
Tổn thất W
Un
%
I0
%
Cao áp
Hạ áp
Không tải
Ngắn mạch
TM-1800/35
1800
35
6
8300
24000
6,5
5
5.2. Tính chọn đường dây cao áp
5.2.1. Tính chọn dây dẫn theo điều kiện dòng nung nóng cho phép
Chọn dây dẫn theo điều kiện dòng nung nóng cho phép theo công thức:
Itt =
trong đó:
Stt - công suất truyền tải thực tế trên các đoạn dây;
Dựa theo Itt chọn dây dẫn theo phụ lục 3, kết quả tính chọn được ghi trong bảng 5.2
Các đoạn L1 và L2 là 2 mạch nên dòng sẽ phân phối đều cho 2 mạch song song
Bảng 5.2
Đoạn mạng
Ký hiệu
Chiều dài,
m
Itt,
A
S,
mm2
Icf,
A
Mã hiệu dây
Đường dây trên không
L1
1000
104
25
130
AC
Đường cáp giếng
L2
200
104
35
110
ẹÂÃ
Đường cáp xuyên vỉa
L3
2000
81,6
25
90
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp I
L4
770
27,2
16
65
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp II
L5
620
27,2
16
65
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp III
L6
480
27,2
16
65
ẹÂÃ
5.2.2. Tính chọn dây dẫn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế (chỉ chọn cho đ oạn cáp L1)
Skt =
trong đó:
Jkt =1,1- mật độ dòng kinh tế (tra theo phụ lục 3).
Vậy chọn L1 có tiết diện là 95mm2
Các đường cáp còn lại vẫn giữ nguyên
Kết quả tính chọn được cho trong bảng 5.3
Bảng 5.3
Đoạn mạng
Ký hiệu
Chiều dài,
m
Itt,
A
S,
mm2
Icf,
A
Mã hiệu dây
Đường dây trên không
L1
1000
95
AC
Đường cáp giếng
L2
200
104
35
110
ẹÂÃ
Đường cáp xuyên vỉa
L3
2000
81,6
25
90
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp I
L4
770
27,2
16
65
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp II
L5
620
27,2
16
65
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp III
L6
480
27,2
16
65
ẹÂÃ
5.2.3. Kiểm tra theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép
Tính tổn hao điện áp trên toàn mạng theo công thức:
V
trong đó:
Ri, Xi - Điện trở và điện kháng của đoạn đường dây thứ i, do các đoạn L1, L2 mắc song song nên điện trở, điện kháng giảm 1/2
Tổn hao trên từng đoạn cáp được cho trong bảng 5.4
Bảng 5.4
Đoạn cáp
R , W
X, W
P ,kW
Q, kVA
DU ,V
L1
0,11
0,1837
1730
1297,6
71,5
L2
0,026
0,008
1730
1297,6
9,3
L3
1,48
0,182
835,5
551,65
223
L4
0,88
0,078
282,52
107,55
42,8
åU
346,6
5.2.4. Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt
Theo điều kiện ổn định nhiệt, tiết diện cáp được xác định theo biểu thức:
trong đó:
tgt = 0,25s - thời gian cắt giả tưởng;
- dòng ngắn mạch xác lập;
K - hệ số ổn định nhiệt (chọn theo giáo trình). K = 138
Vậy
Do cáp L4 , L5, L6 < Stt nên chọn tăng tiết diện lên với S = 25 mm2
Vậy hệ thống đường dây cao áp đươc chọn như bảng 5.5
Bảng 5.5
Đoạn mạng
Ký hiệu
Chiều dài,
m
S,
mm2
Icf,
A
Mã hiệu dây
Đường dây trên không
L1
1000
95
AC
Đường cáp giếng
L2
200
35
110
ẹÂÃ
Đường cáp xuyên vỉa
L3
2000
25
90
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp I
L4
770
25
90
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp II
L5
620
25
90
ẹÂÃ
Cáp đến trạm biến áp III
L6
480
25
90
ẹÂÃ
5.3. Lựa chọn thiết bị điều khiển và bảo vệ
5.3.1. Tính dòng ngắn mạch
Sơ đồ nguyên lý của mạng cao áp như hình 5.1
Điện kháng và điện trở của dây dẫn được quy đổi theo công suất cơ bản như sau:
;
Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 5.6
Bảng 5.6
Đoạn mạng
Mã hiệu dây
Chiều dài,m
Xo, W/km
x*d
Ro, W/km
R*d
L1
AC
1000
0,35
0,882
0,839
L2
ẹÂÃ
200
0,087
0,044
0,52
0,262
L3
ẹÂÃ
2000
0,091
0,458
0,74
3,73
L4
ẹÂÃ
770
0,091
0,176
0,74
1,43
L5
ẹÂÃ
620
0,091
0,142
0,74
1,15
L6
ẹÂÃ
480
0,091
0,11
0,74
0,89
Dòng ngắn mạch được xác định theo các biểu thức sau đây:
trong đó: Icb =
Z*cbi =
Công suất ngắn mạch tại các điểm ngắn mạch được xác định theo biểu thức sau:
Sni = kVA
Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 5.7
Bảng 5.7
Điểm ngắn mạch
Z*cbi
I(3)n.m , A
S(3)n.m , kVA
N1
7,47
1227
13,38
N2
6,59
1391
15,17
N3
7,93
1156
12,61
N4
6,87
1334
14,55
N5
6,79
1350
14,73
N6
6,72
1364
14,88
5.3.2. Lựa chọn và chỉnh định tủ phân phối cao áp
+ Chọn tủ phân phối cao áp theo các điều kiện:
Uđ(tủ) ³ Uđ = 660 V
Iđ(tủ) ³ Itt = 81,6A
Sc(tủ) ³ S(3)n,m = 12,61kVA
Dựa vào số liệu tính toán chọn tủ điều khiển cao thế hầm lò cung cấp cho các máy biến áp khu vực mã hiệu YPBM-6/3
Các thông số kỹ thuật của tủ phân phối cao áp được ghi trong bảng 5.8
Bảng 5.8
Idm ,A
Dải điều chỉnh dòng cực đại
Dòng giới hạn ngắt A
Công suất giới hạn ngắt , kVA
Dòng ổn định điện động ,A
100
100-300
4800
50000
7700
+ Chọn tủ trung tâm cung cấp điện cho cáp L3 theo các điều kiện :
Uđ(tủ) ³ Uđ = 660V
Iđ(tủ) ³ Itt = 104 A
Sc(tủ) ³ S(3)n,m = 15,17 kVA
Qua đó ta chọn được các thông số kỹ thuật của tủ phân phối trung tâm được ghi trong bảng 5.9
Bảng 5.9
Idm ,A
Dải điều chỉnh dòng cực đại
Dòng giớ
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Thiết kế cung cấp điện cho một khu khai thác than hầm lò có khí bụi nổ hạng III.doc