Меню

Напряжение тока в шахте

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ В ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТКАХ УГОЛЬНЫХ И СЛАНЦЕВЫХ ШАХТ Общие сведения

Подземные электрические сети угольных и сланцевых шахт можно разделить на группы по следующим признакам:

а) по величине напряжения — сети для напряжения до 1000 В и свыше 1000 В;

б) по назначению — силовые, осветительные, управления, связи и сигнализации;

в) по характеру работы потребителей — стационарные и передвижные.

Учитывая повышенную опасность повреждения электрических сетей в подземных условиях, ограниченность пространства, для сооружения сетей применяются только кабельные линии.

Для прокладки в подземных условиях применяются бронированные, полугибкие и гибкие кабели с оболочками или защитными покровами, не распространяющими горение, с токоведущими медными жилами.

В качестве герметизирующей оболочки в шахтных кабелях применяются оболочки из свинца или поливинилхлоридного пластиката.

Для стационарной прокладки в вертикальных и наклонных выработках, проведенных под углом свыше 45°, используют бронированные кабели с проволочной броней, с поливинилхлоридной, резиновой или бумажной изоляцией, пропитанной обедненными смесями.

В горизонтальных и наклонных выработках, проведенных под углом до 45°, допускается применение бронированных кабелей с ленточной броней, с бумажной изоляцией.

Передвижные участковые подстанции присоединяются к КРУ-6 с помощью бронированных кабелей повышенной гибкости (полугибких кабелей) на напряжение 6 кВ; распределительные пункты низкого напряжения соединяются с ПУ11Г1 пол у гиб к и ми кабелями на напряжение до 1 кВ.

Питание передвижных машин и механизмов, работающих при напряжении 380—1140В, осуществляется через гибкие экранированные кабели.

Если по технологии работы предусмотрена работа кабелеподборщика (например, на крутых пластах), гибкие экранированные кабели должны иметь специальную конструкцию, повышающую их прочность.

Ручные электросверла должны получать электроэнергию по особо гибким экранированным кабелям, Для стационарного освещения рекомендуется применять бронированные кабели с ленточной броней, но допускается применение и гибких кабелей.

Для устройства сетей сигнализации, управления, связи рекомендуется применять бронированные и гибкие кабели в зависимости от условии, в которых они прокладываются.

Источник

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:

Читайте также:  Тест законы постоянного тока 4 варианта

· 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

Источник

Электроснабжеие горных предприятий

электросхема ГПП

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ (а. power supply of mines; н. Stromversorgung der Bergbaubetriebe; ф. approvisionnement en energie electrique des entreprises minieres, alimentation electrique des entreprises minieres; и. suministro de energia electrica de minas) — обеспечение электрооборудования горных предприятий электрической энергией.

Первое промышленное внедрение электроэнергии на горных предприятиях для сигнализации, связи и стационарного освещения относится к 80-90-м гг. 19 в. Вместе с тем только на базе электрификации стало возможным повысить уровень энерговооружённости горных машин, необходимый для эффективного ведения горных работ. В 1885-1906 в Германии составляются правила изготовления взрывозащищённого электрооборудования (сохранившиеся в своей основе и ставшие прототипом современных правил), начинается его применение на газовых шахтах. На рубеже веков в горных машинах преимущественно использовался электропривод постоянного тока. Начало 20 века характеризуется применением электропривода на основе трёхфазного переменного тока. В этот период созданы электродвигатели, пусковая аппаратура, кабели. В 20-40-е гг. создаётся более совершенная пусковая аппаратура, внедряется дистанционное управление. В 50-х гг. происходит коренной технический переворот в электроснабжении горных предприятий: выпускаются взрывобезопасные трансформаторы, высоковольтные выключатели с безмасляным гашением дуги, пускатели с искробезопасными цепями управления. Рост мощности горного оборудования вызвал необходимость перехода на более высокое напряжение, внедрения передвижных подстанций, негорючих экранированных кабелей, переключательных пунктов, системы опережающего отключения и автоматической газовой защиты.

Установленная мощность современных шахт в зависимости от их производственной мощности, глубины залегания пластов или рудных тел, размеров шахтного поля, водообильности, уровня механизации, автоматизации и др. факторов достигает десятков MBA. В связи с этим структура системы электроснабжения горных предприятий включает несколько блоков, имеющих свою специфику в части технической реализации, технических характеристик и исполнения электрооборудования. По этому принципу можно выделить системы: внешнего электроснабжения, электроснабжения потребителей поверхности, электроснабжения подземных горных работ напряжением выше 1 кВ, стационарных и полустационарных установок, а также участков, которые могут питаться от главной понизительной подстанции (ГПП) по скважинам, штольням или от центральной подземной подстанции (ЦПП). Электроснабжение горных предприятий может осуществляться от энергосистем; автономных источников питания; собственных электростанций, связанных с энергосистемой.

Реклама

Под системой внешнего электроснабжения понимают комплекс технических устройств, обеспечивающих передачу электроэнергии от источника питания до приёмных подстанций горном предприятия, включающих подстанции глубокого ввода (ПГВ) и линий электропередач, а от них до ГПП. Ввод на ПГВ может осуществляться напряжением 35, 110, 150, 220 кВ, а на ГПП (в зависимости от условий) — от 6 до 220 кВ. Проектируют системы электроснабжения горных предприятий в соответствии с классификацией электропотребителей по надёжности электроснабжения. По характеру ущерба, который может быть нанесён горному предприятию из-за перерывов в электроснабжении, все потребители электроэнергии делятся на 3 категории (I, II, III). Электроснабжение горных предприятий осуществляют не менее чем по двум линиям от двух независимых источников питания (независимо от величины напряжения). Все питающие линии электропередач должны находиться под нагрузкой.

ГПП, входящие в систему электроснабжения горных предприятий, представляют собой, как правило, распределительно-трансформаторную подстанцию, в которой устанавливают 2 трансформатора (рис. 1).

Мощность каждого из них обеспечивает 100%-ную нагрузку, или при аварийном отключении одного из трансформаторов оставшийся обеспечивает питание потребителей I категории и основных потребителей II категории на время ликвидации аварии.

Схемы и конструкции ГПП разнообразны. Независимо от района расположения предусматриваются открытые распредустройства (ОРУ) на напряжение 35-220 кВ с наружной установкой силовых трансформаторов и закрытые распредустройства (ЗРУ) на напряжение 6-10 кВ. Схемы электрических соединений подстанций выбирают исходя из нагрузки предприятия, схемы и прилегающих сетей энергосистемы, количества и мощности силовых трансформаторов и линий, требуемой степени надёжности электроснабжения, уровня токов короткого замыкания, электрооборудования необходимых параметров и надёжности. Схемы первичных соединений ГПП могут выполняться с выключателями на стороне 35-220 кВ. Однако на современных горных предприятиях наибольшее распространение получили упрощённые схемы ОРУ на 35-220 кВ, основанные на «блочном принципе». На таких ГПП отсутствуют сборные шины ОРУ на 35-220 кВ, а трансформаторы питаются по схеме блок «линия — трансформатор». Схемы ОРУ с короткозамыкателями и отделителями применяют на ГПП с трансформаторами мощностью 10 000 кВА и выше. Каждый трансформатор питается по отдельной радиальной линии 35-220 кВ, присоединённой к шинам подстанции энергосистемы через выключатель или к магистральной воздушной линии. Отделитель в этом случае предназначен для отключения только повреждённого трансформатора.

При необходимости иметь на ГПП несколько вторичных напряжений (например, 35 и 10 кВ) на карьерах (разрезах) устанавливают трёхобмоточные трансформаторы и выполняют раздельные РУ. На шахтах, в силу специфики подземных условий, установка трёхобмоточных или разделительных трансформаторов обязательна. При выборе местоположения ГПП на генплане предприятия обеспечивается возможность удобных заходов и выходов линий электропередач всех напряжений, зона ГПП и трасса воздушной линии выбирается с учётом розы ветров, характера и концентрации выделяемой угольной пыли, зоны её оседания.

При строительстве и, особенно, реконструкции шахт в целях экономии земельных отводов используются двухъярусные (двухэтажные) подстанции, в которых на первом этаже располагаются ЗРУ 6-10 кВ, статические конденсаторы, трансформатор собственных нужд, панели защиты и автоматики, служебные помещения, а на втором ярусе (этаже) — открытое распредустройство 35-220 кВ. Понизительные трансформаторы устанавливают рядом на специально спланированной площадке.

В качестве подстанций глубокого ввода напряжения 35-220 кВ могут применяться комплектные трансформаторные подстанции (типа КТП-35 и КТП-110) с одним или двумя трансформаторами. Комплектные подстанции устанавливают при ограниченном времени использования, а также в случаях, когда в процессе эксплуатации целесообразна их переноска. Когда время работы подстанции на одном месте (электроснабжение через скважины, питание во время строительства) не превышает 1-3 (5) лет и возникает необходимость её перемещения, предусматривают передвижные подстанции на напряжение 6-10/0,4; 0,23 кВ, смонтированные на салазках. На подстанциях применяют комплексные распредустройства (КРУ). Для ответственных установок или узлов нагрузки рекомендуется использовать КРУ с выкатными выключателями, а при простых схемах коммутации и на временных электроустановках — КРУ типа KCO. На присоединениях малой и средней мощности неответственных потребителей при напряжении 6-10 кВ применяют выключатели нагрузки в комплекте с предохранителями, когда их параметры удовлетворяют режимам работы установки. Для обеспечения необходимого резервирования подземных электроустановок, вентиляторов главного проветривания, людских и грузолюдских подъёмных установок в распредустройствах 6-10 кВ предусматриваются резервные КРУ.

Электроснабжение подземных горных работ обусловлено горно-геологическими условиями разработки, технологией работ, метанообильностью, запылённостью и повышенной влажностью в горных выработках. Наиболее мощные потребители электроэнергии в подземных выработках шахт, разрабатывающих пологие и наклонные пласты, — водоотливные установки, очистные механизированные комплексы, проходческие комбайны, породопогрузочные машины, электровозный и конвейерный транспорт. Суммарная установленная мощность современных участков 800-1200 кВт. Наиболее распространённый способ питания участков — через ствол. В целях повышения уровня безопасности осуществляют обособленное питание электроприёмников шахт от поверхностных сетей. Схемы обособленного питания выполняются на базе трёхобмоточных трансформаторов ТДТНШ, двухобмоточных с расщеплённой обмоткой низшего напряжения ТРДН и разделительных трансформаторов напряжением 6/6 кВ. Система электроснабжения шахт большой производственной мощности при фланговом расположении вентиляционных стволов строится на основе 2 ГПП с обособленным питанием от трёхобмоточных трансформаторов или трансформаторов с расщеплённой вторичной обмоткой. При питании подземных участков через скважины при напряжении 0,66 кВ понизительные трансформаторы устанавливают возле каждой скважины и, следовательно, разделение сетей происходит автоматически.

В ЦПП, как и на ГПП, для обеспечения надёжности электроснабжения применяют секционированную систему шин. От ЦПП электроэнергия по кабельным линиям передаётся к участковым подстанциям (при незначительном удалении фронта очистных и подготовительных работ от околоствольного двора) или к распределительным подземным пунктам РПП 6 (10) кВ (при значительном удалении работ). Если работы ведутся на несколько горизонтах, то на основном из них сооружают ЦПП, а на остальных — ЦРП.

схема электроснабжения лавы

При питании подземных электропотребителей через скважины или шурфы возможны 2 варианта построения системы электроснабжения горных предприятий — на напряжение до 1200 В и 6-10 кВ. В первом случае на поверхности у скважины устанавливается передвижной трансформаторный киоск или передвижная КТП. От секций шин ГПП электроэнергия подаётся по воздушной линии. Во втором случае электроэнергия напряжением 6-10 кВ от шин ГПП подводится по воздушной линии к скважине или шурфу; в подземных выработках напряжение трансформируется. Распределение и преобразование электроэнергии в подземных выработках осуществляется стационарными и передвижными подстанциями: ЦПП, РПП, участковыми стационарными и передвижными. Основным оборудованием подземных подстанций являются КРУ, силовые трансформаторы, преобразовательные агрегаты, коммутационная аппаратура напряжением до 1 кВ. КРУ предназначены для распределения электроэнергии напряжением 6-10 кВ, а также защиты сетей и управления электроприёмниками напряжением выше 1 кВ. На рудниках и шахтах, не опасных по газу и пыли, применяются КРУ в нормальном (ВЯП-6) или в рудничном (КРУРН-10) исполнении. В шахтах, опасных по газу или пыли, в эксплуатации находятся КРУ РВД-6 (исполнение РП), ЯВ-6400 и КРУВ-6 с электромагнитным выключателем. Для питания очистных и подготовительных участков применяются передвижные трансформаторные подстанции ТСВП (ТСВЭ), а для пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, — подстанции типа ТСВП-160/6-КП и ТСВП-400/6-КП. Для зарядки аккумуляторных батарей электровозов используют зарядные устройства типа ЗУК и УЗА, а для питания контактных электровозов — тяговые подстанции АТП и АТПШ. Распределение электроэнергии в подземных выработках, питание стационарных и передвижных машин и механизмов производят кабели специального назначения напряжением до и свыше 1 кВ, которые по своей конструкции делятся на бронированные, гибкие повышенной прочности (полугибкие), гибкие и особогибкие. Для аппаратуры опережающего отключения используется кабель с расщеплёнными жилами. Тяжёлые условия эксплуатации в подземных выработках, особенно на шахтах, опасных по газу или пыли, требуют применения специального взрывозащищённого электрооборудования, в котором приняты меры по обеспечению его пригодности для использования во взрывоопасной атмосфере (см. Взрывозащита).

Читайте также:  Формул физики постоянный ток

Электрооборудование очистных и проходческих комплексов вместе с электрооборудованием погрузочных пунктов, осветительной сетью, распределительными пунктами, участковыми подстанциями и питающими кабелями составляет систему электроснабжения подземного участка. В зависимости от горно-геологических условий, системы разработки и др. электрооборудование располагают на конвейерном либо на вентиляционном штреке (рис. 2).

Разнообразие систем разработок и способов питания определило и различные схемы электроснабжения подземных электроустановок в различных угольных бассейнах страны.

На рудных шахтах электроэнергия от ГПП через ствол или штольню подаётся к ЦПП, откуда, в зависимости от числа разрабатываемых горизонтов и блоков, распределяется к штрековым подстанциям. При небольшом удалении добычных и подготовительных работ от штольни или околоствольного двора потребители целесообразно питать от трансформаторов ЦПП. Такой способ подвода энергии характерен для марганцевых и ряда железорудных шахт.

схема электроснабжения карьераОпределённую специфику имеет электроснабжение горных предприятий при открытых разработках. Современные карьеры — полностью электрифицированные горные предприятия с установленной мощностью до нескольких десятков MBA. Характерная их особенность — расположение карьерных электроустановок на значительной площади. Экскаваторы, буровые станки непрерывно или периодически перемещаются, эксплуатируются на открытом воздухе, в запылённой среде, подвергаясь значительным механическим воздействиям при взрывах, передвижениях и т.п. Электроприёмники питаются напряжением 6-10 кВ и 0,4 кВ. Основные элементы системы электроснабжения карьера: одна или несколько ГПП, ЦРП, карьерные линии электропередач, карьерные распределительные пункты КРП, передвижные УТП, переключательные пункты ПП и передвижные пункты защиты. Схемы распределительных сетей карьера подразделяют на радиальные, магистральные и комбинированные. В зависимости от расположения линий электропередач относительно фронта работ их разделяют на продольные (рис. 3) и поперечные.

Питание нескольких потребителей или РП в первом случае осуществляется по бортовой линии, располагаемой за пределами рабочих горизонтов. Передвижные приёмники питаются от воздушных линий электропередач гибкими кабелями через стационарные или передвижные ПП, которые располагаются через 200-300 м. Напряжение 0,4 кВ подаётся от ПКТП, для освещения — через общий или местный осветительный трансформатор. При поперечной схеме электроприёмники и ТП карьера питаются через ПП от поперечных линий, соединённых с стационарными линиями электропередач, проложенными вдоль бортов карьера вне границы поля разрабатываемого месторождения. Комбинированная схема карьера представляет собой открытую бортокольцевую систему с воздушными и кабельными линиями электропередач, проложенными в продольном и поперечном направлениях по отношению к фронту работ. Такая схема может иметь одностороннее или двустороннее питание с включением линий электропередач на параллельную работу.

На приисках электроснабжение драг осуществляется от береговой подстанции, к которой подводится воздушная линия электропередач 35 кВ, а отходит линия электропередач 6 кВ с приключательными пунктами. С помощью гибкого дражного кабеля длиной 200 м и более, удерживаемого плотами или понтонами, электроэнергия поступает во вводную камеру драги. Плавучие земснаряды получают питание по линий электропередач 6 кВ, к которой подключён ПП, а гибкий кабель от него к земснаряду прокладывается совместно с напорным трубопроводом на понтонах.

Современные обогатительные фабрики (ОФ) представляют собой высокомеханизированные предприятия с установленной мощностью различного рода машин и механизмов 100-150 МВт. Разнообразные агрегаты объединяются в несколько параллельных технологических линий, работают в строгой последовательности, а при необходимости ещё разветвляются на параллельные тракты. Подобная структура предъявляет жёсткие требования к системам электроснабжения (СЭ).

Концентрация электрических нагрузок, высокая энергоёмкость процессов и особенности технологического цикла в наибольшей степени характерны для железорудных горно-обогатительных комплексов (ГОК), в состав которых, кроме ОФ с комплексом дробления, входят фабрики окомкования и агломерации. Современный ГОК, перерабатывающий, например, 40 млн. т сырой руды в год, оснащён оборудованием с установленной мощностью порядка 700 МВт. Снабжение таких предприятий электроэнергией целесообразно осуществлять напряжением 110-220 кВ с устройством одной — двух подстанций глубокого ввода (ПГВ). Схемные решения подстанций и выбор защитно-коммутационной аппаратуры определяются ТЭО.

Система внутреннего электроснабжения ОФ представляет собой совокупность цеховых подстанций, РП, РУ, кабельных и воздушных линий в пределах промплощадки. Цеховые подстанции и РУ 6-10 кВ пристраиваются к технологическому корпусу или встраиваются в него. Питание РУ осуществляется по кабельным линиям. Для передачи электроэнергии в сетях внутреннего электроснабжения фабрик, наряду с кабелями, широкое распространение получили шинопроводы (нагрузка свыше 1000 А при напряжении 6-10 кВ).

Для распределения электроэнергии внутри производственных корпусов и между ними (если они питаются от одной подстанции) сооружаются распределительные линии по радиальным магистральным и комбинированным (кольцевым) схемам. Широкое распространение получили схемы с шинными магистралями. РУ главных и цеховых подстанций выполняются двухсекционными с устройством ABP.

Для агломерационных фабрик наиболее рациональным и надёжным является «блочный» принцип построения схемы внутреннего электроснабжения, при котором количество секций главной РУ в агломерационном корпусе соответствует числу аглолент и к каждой секции РУ подключаются механизмы одной аглоленты.

Для фабрик окомкования с двумя обжиговыми машинами в одном корпусе характерен тот же принцип построения СЭ. Выполняется она на два напряжения — 6 и 10 кВ: при большом количестве электродвигателей мощностью до 1000 кВт — 6 кВ, а при мощности порядка 4000 кВт — 10 кВ. На ГПП при этом устанавливаются понизительные трансформаторы, например, 110/6 и 110/10 кВ.

Схемы электроснабжения строятся, в основном, с применением гибких токопроводов: двух- и трёхобмоточных трансформаторов, а также с расщеплённой обмоткой низшего напряжения; масляных, электромагнитных и вакуумных выключателей; комплектных распредустройств и комплектных трансформаторных подстанций.

Источник



Электробезопасность горных предприятий

Электрификация горных предприятий имеет важное значение, как основная энергетическая база комплексной механизации и автоматизации горных работ. Современные горнодобывающие предприятия – крупные потребители электрической энергии, обладающие характерными особенностями, связанными с условиями работы машин и механизмов.

Специфика условий горных работ обусловила ряд особых требований к электроснабжению предприятий и решению ряда проблем, связанных с:

— соблюдением требований безопасности при эксплуатации электроустановок, электрических машин и аппаратов;

— с защитой от однофазных замыканий на землю;

— с защитой от атмосферных и коммутационных перенапряжений;

— с релейной защитой и защитой от перенапряжений;

— с защитой персонала от поражения электрическим током;

— с устройством контактной (тяговой) сети и т.п.

Основные направления технического процесса в горной промышленности – совершенствование в широких масштабах техники и технологии для повышения эффективности добычи полезных ископаемых с улучшением их качества, разработка и внедрение новых средств обеспечения условий для безопасного труда, создание высокомеханизированных карьеров и разрезов с автоматическим управлением всеми производственными процессами.

11.7.1. Особенности обеспечения электробезопасности при подземной добыче полезных ископаемых

В шахтах и рудниках на работающее электрооборудование воздействует ряд факторов, совокупность которых определяет условия эксплуатации. Воздействие можно разделить на четыре группы:

1) определяемые горно-геологическими условиями: особен­ности добычи полезного ископаемого; ограниченность рабочего пространства и затрудненный доступ при осмотрах и ремонтах; наличие выделяющихся газов, образующих с воздухом взрыво­опасную смесь, и др. Эта группа факторов определяет вид ис­полнения электрооборудования и требования по его безопасной эксплуатации;

2) электрического характера: токи нагрузки, изменения пи­тающего и рабочих напряжений, число коммутационных пере­ключений, токи короткого замыкания, характер перегрузок, их длительность и т.д. Эта группа факторов определяет энергетический режим работы электроустановок и также предъявляет ряд требований по обеспечению их безопасной эксплуатации;

3) механического характера: вибрации и удары, возникаю­щие при транспортировке и перемещении электрооборудования по горным выработкам по мере перемещения фронта работ. Эта группа факторов определяет требования к механической проч­ности и массе электрооборудования;

4) окружающей среды: температура, влажность, запылен­ность рудничной атмосферы, изменения этих факторов в зави­симости от скорости движения рудничного воздуха по выработ­кам. Эта группа факторов в значительной мере определяет срок службы электрооборудования.

Каждая из рассмотренных групп факторов в конкретных условиях определяет требования, предъявляемые к эксплуата­ции электрохозяйства в специфической обстановке подземных горных работ.

В соответствие с общими требованиями безопасности для угольных шахт можно выделить основные позиции электробезопасности [8]:

1. Электрооборудование, в том числе кабели и системы электроснабжения, в процессе эксплуатации должно гарантировать электробезопасность работников шахты, а также взрыво-и пожаробезопасность.

2. Электроснабжение шахт, строящихся и реконструируемых должно осуществляться по схемам с обособленным питанием подземных электроприемников. Не допускается для подземных условий применять кольцевые схемы электроснабжения.

3. В шахтах должны применяться сети с изолированной нейтралью трансформаторов. Сеть с глухозаземленной нейтралью трансформатора применяется только для питания преобразовательных устройств контактных сетей электровозной откатки.

4. Защиту работников от поражения электрическим током должна осуществляться с применением защитного заземления, а в подземных электроустановках — также и аппаратов защиты от утечек тока с автоматическим отключением поврежденной сети напряжением до 1140 В.

Общее время отключения поврежденной сети напряжением 380 В, 660 В и контактных сетей не должно превышать 0,2 с, напряжением 1140 В — 0,12 с. Для сетей напряжением 127 и 220 В, а также зарядных сетей время срабатывания аппаратов защиты от утечек тока сетей не должно превышать 0,1 с.

Читайте также:  Приборы для косвенное измерение постоянного тока

5. На трансформаторах, размещаемых на поверхности и питающих подземные электрические сети, оборудованы защитой от утечек тока, пробивные предохранители могут не устанавливаться.

6. Дистанционное, телемеханическое и автоматическое управление токоприемниками напряжением выше 1140 В разрешается только при наличии устройств, блокирующих включение после срабатывания максимальной токовой защиты. Это требование не распространяется на линии, питающие центральные подземные подстанции (ЦПП) и распределительные подземные пункты (РПП). При отсутствии оперативного персонала в главной поверхностной подстанции должно быть сигнализация для горного диспетчера о срабатывании защиты от замыканий и утечек тока на землю.

7. На каждой шахте должны быть схемы подземного электроснабжения, составленные в соответствии с требованиями действующего законодательства. Разрешается составление совмещенной схемы электроснабжения откатки контактными электровозами и контактной сети шахты, нанесенной на схематический план горных выработок.

8. Монтаж и ремонт электрооборудования в шахтах проводятся в соответствии с требованиями действующего законодательства. При этом в шахтах, опасных по газу, должен осуществляться контроль за содержанием метана в месте проведения работ переносными автоматическими приборами.

Во время работ по испытанию кабеля (мегомметром) содержание метана в выработках, по которым он проложен, должен контролироваться и не превышать 1%.

9. Каждый коммутационный аппарат, комплектное распределительное устройство (КРУ), станции управления должны быть обозначены четкой надписью, указывающей установку, которая включается, или участок, а также расчетную величину уставки срабатывания максимальной токовой защиты.

10. Ручной электрифицированный инструмент должен соответствовать требованиям действующего законодательства, храниться в специальном помещении и выдаваться работникам на период работы. Ручной электрифицированный инструмент напряжением выше 42 В должен выдаваться в комплекте со средствами индивидуальной защиты от поражения электрическим током (диэлектрические перчатки, галоши, коврики) и должен оборудоваться разделительный трансформатор (преобразователем с отдельными обмотками) или защитным устройством, выключает ток.

11.7.2. Электробезопасность при ведении открытых горных работ

Машинисты и помощники машинистов горных и транспортных машин, управление которыми связано с оперативным включением и отключением электроустановок (ЭУ) при напряжении до 1000 В должны иметь квалификационную группу по электробезопасности:

— машинисты — не ниже III группы;

— помощники — не ниже II группы;

а при напряжении свыше 1000 В:

— машинисты — не ниже IV группы

— помощники — не ниже III группы.

Это дает право машинистам и их помощникам производить оперативные переключения и техническое обслуживание в пределах закрепленной за ними горной и транспортной машины и ее приключательного пункта (ПП). При временном переводе машинистов и их помощников на другие экскаваторы (бурстанки) выполнение указанных работ разрешается после ознакомления их с системой электроснабжения этих горных машин.

Проверка знания безопасных методов работы машинистами горных и транспортных машин и их помощниками должна производиться ежегодно комиссиями, назначаемыми предприятием.

Запрещается присутствие посторонних лиц в кабине и па наружных площадках экскаватора при его работе.

Для обеспечения безопасности эксплуатации электрических машин экипажи должны состоять не менее чем из 2 человек. Допускается обслуживание одним машинистом, если при этом организуется специальная бригада слесарей и электрослесарей, обеспеченная спецмашиной с радиоустановкой для связи с диспетчером и машинистом экскаватора.

В кабине экскаваторов должен находиться огнетушитель.

Защита карьерных электроустановок напряжением до и свыше 1000 В должна выполняться в соответствии с ПУЭ и ЕПБ. На электростанциях и подстанциях питающих карьерные сети, все отходящие линии напряжением выше 1000 В должны иметь защиту от однофазных замыканий на землю без выдержки времени. Защита должна охватывать вес электрически связанные сети карьера независимо от величины тока замыкания. Время срабатывания защиты внутрикарьерных присоединений должно быть не более 0,2 с, резервная защита на подстанции должна иметь выдержку времени, не превышающую 0,4-0,5 с. Проверка и контрольная наладка защиты от замыканий на землю должны производиться не реже одного раза в шесть месяцев.

На каждом карьере должны быть данные об удельном сопротивлении пород па всех участках разработки и отвалообразования. Запрещается заземлять корпуса экскаваторов на рельсы электрифицированного железнодорожного транспорта. При приёмке заземляющих устройств в эксплуатацию должна оформляться следующая документация:

— исполнительные чертежи и схема заземляющего устройства с указанием расположения подземных коммуникаций;

— акты на подземные работы по укладке элементов заземляющего устройства;

— протоколы приёмно-сдаточных испытаний заземляющего устройства.

Измерение сопротивления заземляющего устройства электроустановок открытых горных разработок в процессе эксплуатации производится один раз в месяц и при каждом переключении. Результаты измерения заносятся в журнал замера заземления и агрегатную книгу. Величина сопротивления заземления должна быть не более 4 Ом. Работа электроустановок с неисправным заземлением запрещена.

Наружный осмотр заземляющей сети должен производиться в срок, предусмотренный для ЛЭП, а всей заземляющей сети карьера не реже одного раза в месяц. После производства взрывных работ должен быть произведён осмотр заземляющей сети в зоне взрыва.

11.7.3. Общие требования к обеспечению электробезопасности при обогащении полезных ископаемых

Для обогатительных фабрик характерна значительная энергоёмкость. Потребление электроэнергии зависит от технологической схемы, перерабатываемого сырья и др. Например, для обогатительной фабрики по переработке углей (коксующихся и энергетических) энергоёмкость составляет от 7 до 11 кВт∙ч/т угля, в цветной металлургии при обогащении медных руд от 15 до 70 кВт∙ч/т, в чёрной металлургии — 60-70 кВт∙ч/т, при обогащении нерудных полезных ископаемых, например, асбеста, 4 кВт∙ч/т. Значительно отличаются по энергоёмкости обогатительные фабрики с мокрым и пневматическим процессами обогащения. Например, при обогащении каолина мокрым способом энергоёмкость составляет 10-15 кВт∙ч/т, а сухим, — свыше 100 кВт∙ч/т.

Ha обогатительных фабриках активно используется электромеханическое оборудование, электродвигатели, трансформаторы, измерительные приборы, электросварочные агрегаты, светильники, кабели, провода и т.д.

Для защиты от поражения электрическим током применяются отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: защитное заземление, защитное отключение, изоляция токоведущих частей, оградительные устройства, знаки безопасности, средства защиты и предохранительные приспособления.

Для уменьшения опасности поражения электротоком, ручной инструмент и переносные лампы питаются от источников напряжения до 42 В.

Для защиты человека от поражения электрическим током используют различные виды изоляции: электрическую изоляцию токоведущих частей электроустановки, обеспечивающую ее нормальную работу и защиту от поражения электротоком, называемую рабочей изоляцией; кроме того — дополнительную; двойную; усиленную.

Для предупреждения электротравматизма применяют оградительные устройства, знаки безопасности, вспомогательные и изолирующие средства (перчатки, калоши, сапоги, коврики и т.д.).

Выводы

1. Выделяют четыре основных вида действия электрического тока на организм человека: термическое, электролитическое, биологическое и механическое.

2. Все многообразие действия электрического тока нередко приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: местным и общим электротравмам. К характерным местным электротравмам относятся электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи,электроофтальмия и механические электротравмы. Общие электротравмы (электрические удары)возникаютв случаях, когда электрическим током поражается организм человека в целом.

3. Характер и тяжесть поражения электрическим током зависят от ряда факторов, таких как величина и длительность протекания тока через тело человека, путь тока в теле человека, род и частота действующего тока, индивидуальные свойства человека и свойства окружающей среды, фактор внимания.

4. Все помещения по степени опасности поражения человека электрическим током делятся на 3 категории: помещения без повышенной опасности, помещения с повышенной опасностью; особо опасные помещения.

5. Наиболее тяжелые электротравмы возникают в случаях, когда на пути тока оказываются жизненно важные органы (мозг, сердце, лёгкие) или уязвимые места, богатые нервными окончаниями, чувствительными к электрическому току. Наиболее опасными путями протекания тока через тело человека являются: «голова – руки», «голова – ноги», «рука – рука», «рука – ноги».

6. Род и частота тока также в значительной степени определяют исход поражения. Наиболее опасными являются переменные токи частотой 20-100 Гц. При частотах меньше 20 Гц илибольше 100 Гц опасность поражения током снижается.

7. Безопасность человека от поражения электрическим током обеспечивается: снижением напряжения прикосновения до безопасного значения; обеспечением недоступности токоведущих частей оборудования; ограничением продолжительности воздействия электрического тока на организм человека.

8. Специфика условий горных работ обусловила ряд особых требований к электроснабжению предприятий и решению ряда проблем, связанных с: соблюдением требований безопасности при эксплуатации электроустановок, электрических машин и аппаратов; с защитой от однофазных замыканий на землю; с защитой от атмосферных и коммутационных перенапряжений; с релейной защитой и защитой от перенапряжений; с защитой персонала от поражения электрическим током; с устройством контактной (тяговой) сети и т.п.

Контрольные вопросы

1. Опишите механизмы термического, электролитического и биологического воздействия электрического тока на организм человека.

2. Поясните обстоятельства, при которых возможно возникновение электрических ожогов. Каков порядок оказания первой доврачебной медицинской помощи пострадавшим от таких ожогов?

4. Охарактеризуйте степени развития электрических ударов. Каковы отличительные признаки клинической от биологической смерти вследствие поражения электрическим током?

5. Опишите фазы развития биологических процессов внутри организма при электрических шоках.

6. Какой из путей прохождения электрического тока через организм человека является наиболее опасным? Почему?

7. Поясните, каким образом окружающая внешняя среда оказывает воздействие на электробезопасность рабочего места.

8. Каковы основныепричины поражения человека электрическим током?

9. Проклассифицируйте помещения по степени опасности поражения человека электрическим током.

10. Опишите основные источники поражения электрическим током в шахте.

11. В чем отличие мероприятий по обеспечению электробезопасности в угольных и железорудных шахтах?

12. Опишите основные позиции электробезопасности при ведении открытых горных работ.

Глава 12. Защита от электромагнитных полей и излучений

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник