Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Национальный минерально-сырьевой университет «ГОРНЫЙ»
Филиал горного университета «Хибинский технический колледж»
Методическое пособие
по выполнению практической работы
по дисциплине «Электрооборудование и электроснабжение горных
предприятий»
Тема «Расчет мощности и выбор силовых трансформаторов подстанций горных предприятий»
для специальностей:
Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Кировск
| РАССМОТРЕНО на заседании ЦК общепрофессиональных и электромеханических дисциплин Председатель _____Саяпина Е.В. Протокол №_____ от «____»_______2013 г. | УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УМО ____п/п__________Ганичева В.А. «__06___»___12______2013 г. |
Разработал:
преподаватель
_____________________А.И. Назаров
Методист
___________________ Е.А. Ярославцева
Настоящие пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий» и выполняющих практические работы, курсовые и дипломные проекты по данному направлению.
Пояснительная записка.
Настоящая работа предназначена для закрепления теоретических знаний студентов и приобретения ими практических навыков при выполнении расчетов нагрузок, мощностей и выборе основного оборудования подстанций в условиях горных предприятий. Работа содержит теоретическое обоснование методики, примеры расчетов и варианты для выполнения практического задания.
Методика расчета.
Для выбора типа и количества трансформаторов необходимо знать действующие или проектируемые нагрузки. Существует несколько методик расчетов электрических нагрузок. Их применение зависит от отрасли народного хозяйства, задач проектирования, долгосрочности планирования, срока службы проектируемой установки и от других факторов. Так, в горной промышленности применяется метод коэффициента спроса и коэффициента максимума, метод удельной мощности и другие. В других отраслях применяют методы коэффициента использования, коэффициента максимума, коэффициента загрузки. Для предварительного и прогнозного проектирования используются приближенные методы, позволяющие с достаточной точности определить основные показатели электроснабжения (например, метод удельной мощности).
Одной из первых и основополагающих частей проекта электроснабжения объекта является определение ожидаемых электрических нагрузок на всех ступенях электрических сетей. Именно нагрузки определяют необходимые технические характеристики элементов электрических сетей – сечения жил и марки проводников, мощности и типы трансформаторов, электрических аппаратов и другого электротехнического оборудования. Завышение ожидаемых нагрузок при проектировании по сравнению с реально возникающими приводит к перерасходу материалов проводников и средств, вложенных в избыточную мощность электрооборудования. Занижение – к излишним потерям мощности в сетях, перегреву, повышенному износу и сокращению срока службы электрооборудования.
Правильное определение электрических нагрузок обеспечивает технически и экономически обоснованный выбор основного и вспомогательного оборудования, средств компенсации реактивной мощности, устройств регулирования напряжения, а также релейной защиты и автоматики электрических сетей.
Для определения электрических нагрузок применяют упрощенные или более точные методы. При проектировании горных предприятий вначале производят предварительный расчет электрических нагрузок на основании данных о суммарной установленной мощности отдельных потребителей (подземных участков, стационарных установок, потребителей поверхности), а затем производят окончательный уточненный расчет с использованием конкретных данных о единичных приемниках отдельных технологических процессов производства и всего предприятия в целом.
Нагрузки определяют от низших к высшим ступеням электроснабжения предприятия по отдельным расчетным узлам в сетях напряжением до 1 кВ и свыше 1 кВ.
3. Расчет мощности главных подстанций (ГПП) горных предприятий.
Расчетные электрические нагрузки определяют методом коэффициента спроса в такой последовательности: все намеченные к установке электроприемники объединяют в группы по технологическим процессам и по назначению; по необходимому уровню напряжения; определяют суммарные установленные мощности электроприемников, активные, реактивные и полные электрические нагрузки электроприемников, а также суммарные нагрузки по группам с одинаковым напряжением; производят расчет нагрузок подземных участков; определяют места расположения стационарных и передвижных подстанций и распределяют потребителей электрической энергии по подстанциям; разрабатывают технико-экономические мероприятия по компенсации реактивной мощности; производят выбор мощности и числа трансформаторов ГПП; определяют годовой и удельный расходы электроэнергии по горному предприятию.
Для группы однородных по режиму работы электроприемников расчетную нагрузку (соответственно в кВт, квар, кВА) определяют из выражений:
активная мощность: Рр= Рном Кс; (кВт) (1)
реактивная мощность: Qр= Рр. tgj (квар) (2)
полная мощность: Sр = 
(кВА) (3)
где Кс – коэффициент спроса характерной группы электроприемников, принимаемый по справочным материалам;
tg j - соответствует cos j, определяемому по справочникам
j - угол сдвига фаз
На главных подстанциях рудников применяются силовые трансформаторы различных типов. Наименование и тип трансформатора можно определить с помощью букв и цифр, используемых при маркировке типов трансформаторов. Числа в маркировке означают: первое—полную мощность в кВА, второе—номинальное напряжение первичной обмотки в кВ.
Обозначение марок трансформаторов:
Т – трехфазный Н – с регулированием под нагрузкой
М - масляный А - автотрансформатор
С – сухой Т - трехобмоточный
К – кварцевый О - однофазный
Н – негорючая жидкость З – защищенное исполнение
Д – с дутьем воздуха Р – расщепленная обмотка
Ц – с принудительной П – для преобразования агрегатов
циркуляцией масла.
Например: ТМНД-6300/110
Количество трансформаторов на ГПП зависит от категории по надежности электроснабжения и мощности подстанции. Для 1 категории –не менее двух трансформаторов, оба в работе. Коэффициент загрузки в нормальном режиме: bн £ 0,65 ¸ 0,7
- для 2 категории - 2 трансформатора bн £ 0,7 ¸ 0,8
- для 3 категории - достаточно одного трансформатора bн £ 0,9 ¸ 0,95
При выборе трансформаторов производится проверка коэффициента загрузки в аварийном режиме (один трансформатор не работает, другой должен обеспечить работу потребителей 1 и 2 категории); bа £ 0,85 ¸ 0,9