РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРИ ОСНАЩЕНИИ
ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ
Общие сведения
Систему электроснабжения вертикального ствола при оснащении опре-
деляют с учетом расположения районной подстанции, наличия резервной
трансформаторной мощности и резервных фидеров в распределительном
устройстве питающей подстанции, пропускной способности линий электро-
передачи энергосистемы и возможности отчуждения на период строительст-
ва участка для прокладки линий электропередачи.
Одним из условий, предъявляемым к системе электроснабжения, являет-
ся возможность увеличения потребления электроэнергии на всех этапах со-
оружения ствола без коренной ее реконструкции.
При оснащении стволов основными потребителями электроэнергии яв-
ляются строительные машины и механизмы, сварочные агрегаты, освети-
тельные приборы и др. Суммарная мощность этих потребителей составляет
примерно 80–120 кВт. Электроснабжение их должно осуществляться с по-
мощью временной линии электропередач (ЛЭП) от близко расположенного
действующего или строящегося предприятия или ЛЭП, проходящих в непо-
средственной близости. При значительном удалении строительства от дейст-
вующего предприятия и ЛЭП или при их отсутствии могут применяться пе-
редвижные дизельные электростанции мощностью 50–100 кВт.
При оснащении к проходке вертикальных стволов необходимо учиты-
вать, ч то в соответствии с Правилами технической эксплуатации угольных и
сланцевых шахт строящиеся стволы относятся к III категории сооружений,
поэтому их электроснабжение производится не менее, чем по двум питаю-
щим ЛЭП независимо от величины напряжения.
Расчет каждой ЛЭП производится исходя из условия, что при выходе из
строя одной из них оставшаяся в работе линия обеспечит нормальную работу
всех электроприемников строящегося предприятия. Двухцепная ЛЭП на опо-
рах должна быть рассчитана на повышенные ветровые и гололедные нагруз-
ки (на порядок выше нормативов, установленных ПУЭ для данного района),
и рассматриваться как две питающие линии за исключением электроснабже-
ния шахты (строящейся или эксплуатационной), отнесенной к III категории
или сверхкатегорной по метану и опасным по внезапным выбросам, а также с
часовым притоком воды свыше 300 м3 и шахт, расположенных в IV и особом
районах по гололеду.
Для аварийной выдачи людей из ствола при различных причинах, в том
числе и при отключении электроэнергии, используются спасательная лестни-
ца, подвешенная к канату специальной лебедки, которая имеет ручной при-
вод, а также дизельную электростанцию как аварийный источник питания.
Максимум нагрузки приходится на период проходки ствола. В этот пе-
риод она может достигать 0,8-1,2 МВт на один ствол.__
К началу проходки стволов должны быть введены в эксплуатацию ли-
нии электропередач от районной подстанции, главная понизительная под-
станция, временные распределительные пункты, трансформаторные под-
станции и смонтированы площадочные электрические сети.
Передача необходимой для проходки стволов мощности напряжением 6
кВ на расстояние более 2 км неэффективна, следует использовать постоян-
ные источники электроснабжения напряжением 35 и 110 кВ. В качестве под-
станций глубокого ввода напряжением 35 и 110 кВ применяют комплектные
трансформаторные подстанции типа КТПБ.
Для распределения электроэнергии напряжением 6 кВ между отдельны-
ми потребителями и трансформаторными подстанциями при проходке ство-
лов предусматривают распределительные устройства в комплектно-блочном
исполнении, доставляемые на промплощадку в полной заводской готовности,
или стационарные распределительные пункты из комплектных устройств на-
ружной установки. Для обеспечения надежной работы системы электроснаб-
жения распределительные пункты должны выполняться секционированными.
Для распределения электроэнергии напряжением 0,4–0,23 кВ между по-
требителями при проходке стволов применяют комплектные трансформатор-
ные подстанции типа ПКТП наружной установки или блоки электроснабже-
ния конструкции института "Донгипрооргшахтострой".
Временные питающие и распределительные электрические сети прокла-
дывают из кабелей с алюминиевыми жилами (за исключением кабелей, про-
кладываемых во взрывоопасных помещениях).
Сечение кабелей напряжением до 1000 В рассчитывается по нагреву ра-
бочим током (допустимой токовой нагрузке) и допустимой потере напряже-
ния. В сетях напряжением выше 1000 В сечение кабелей рассчитывают по
нагреву рабочим током, экономической плотности тока, нагреву током ко-
роткого замыкания и допустимой потере напряжения. Принимают макси-
мальное из полученных значений с округлением до ближайшего большего
стандартного сечения.
Для организации постоянного и временного электроснабжения строя-
щихся угольных предприятий необходимо в соответствии с мощностью шах-
тостроительной организации определить: сроки начала и окончания строи-
тельства, объемы выполнения работ и в соответствии с этим составы ком-
плекса машин и механизмов, а также технологического и вспомогательного
оборудования, необходимого для выполнения полного объема работ.
Затем в определенной последовательности решить вопросы электро-
снабжения на период строительства:
– произвести расчет максимальных нагрузок электропотребителей;
– определить категорию электроснабжения строящегося предприятия;
– оформить соответствующую документацию на получение технических
условий на электроснабжение стройки.
Технические условия составляются проектным институтом при разра-
ботке технического проекта. Генеральный подрядчик заключает договор на
действующих ЛЭП в этом районе.
В соответствии с выданными техническими условиями к договору на
электроснабжение разрабатывается проект временного внешнего и внутрен-
него электроснабжения. Проект должен иметь следующие разделы:
– расчет линий электропередач на потерю напряжения, выбор кабелей и
проводов распределительных электросетей промплощадки;
– выбор силового электрооборудования;
– расчет мощностей и компенсирующих устройств и выбор конденса-
торных установок;
– выбор и расчет защит.
После утверждения проекта в соответствии с графиком строительства
приобретаются оборудование и материалы, предусмотренные проектом.
Выбор оптимального напряжения
Ориентировочно значение оптимального нестандартного напряжения U
может быть определено из следующих соотношений:
– для электропотребителей, у которых значение Р ⋅l колеблется в преде-
лах 0,5–25 МВт⋅км
U = 4 ⋅ P ⋅ l, кВ (9.1)
где Р – расчетная активная мощность, МВт; l – длина линии, км;
для электропотребителей, у которых Р ⋅l колеблется в пределах 25–50
МВт⋅км
U =16 ⋅ 4 P ⋅ l, кВ (9.2)
Для технико-экономического сравнения принимают два стандартных
напряжения, граничащих с напряжением, полученным по формулам (9.1) и
(9.2). При равенстве показателей или небольших преимуществах низшего на-
пряжения предпочтение должно быть отдано более высокому.
Выбор оптимального внешнего и внутреннего электроснабжения зави-
сит от требований надежности, связанной с категорией электроприемников.
При выборе схем электроснабжения необходимо исходить из следую-
щих условий:
– в нормальном режиме все линии и трансформаторы должны находить-
ся в работе;
–предпочтение отдается магистральным схемам как более экономичным;
– к одной магистральной линии напряжением 6–10 кВ предусматривать
присоединение трансформаторов: не более двух – мощностью 1600 кВА; не бо-
лее трех – мощностью 1000 кВА; не более четырех – мощностью до 1000 кВА.
– для питания электропотребителей I и II категории использовать две
трансформаторные подстанции (ТП); питание ТП предусматривать по двум
питающим линиям от разных источников. В нормальном режиме оба транс
ность каждого трансформатора следует рассчитывать не менее, чем на сум-
марную нагрузку электроприемников I и II категории.
– целесообразно принимать трансформаторы одинаковой мощности.
– необходимо избегать подземной укладки кабелей, а выполнять их от-
крытую подвеску на эстакадах, стенах зданий с соответствующей защитой
или располагать в проходных и полупроходных каналах.