Слайд 1Электрооборудование и электроснабжение горного производства
Характеристики электроприемников
Слайд 2Энергетическая система (энергосистема) – совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей,
соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе
производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.
Электрическая часть энергосистемы - совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.
Электроснабжение - обеспечение потребителей электрической энергией.
Основные понятия
Слайд 3Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе
с сооружениями и помещениями, в которых они установ-лены), предназначенных для
производства, преобра-зования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии.
Открытые или наружные электроустановки - электроустановки, не защищенные зданием от атмосферных воздействий.
Электроустановки, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т.п., рассматриваются как наружные.
Слайд 4Открытые распределительные устройства
Открытое распределительное устройство (ОРУ) - это такое распределительное
устройство, оборудование которого располагается на открытом воздухе.
Все элементы ОРУ
размещаются на бетонных или металлических основаниях.
Расстояния между элементами выбираются согласно ПУЭ.
Слайд 7Закрытые или внутренние электроустановки - электроустановки, размещенные внутри здания, защищающего
их от атмосферных воздействий.
Электропомещения - помещения или отгорожен-ные (например,
сетками) части помещения, в которых расположено электрооборудование, доступное только для квалифицированного обслуживающего персонала.
Квалифицированный обслуживающий персонал – специально подготовленные работники, прошед-шие проверку знаний в объеме, обязательном для данной работы (должности), и имеющие группу по электробезопасности, предусмотренную действующими правилами охраны труда при эксплуатации электроустановок.
Слайд 8Пример комплектного распределительного устройства (КРУ) внутренней установки
Слайд 9Система электроснабжения - совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической
энергией.
Централизованное электроснабжение - электроснабжение потребителей электрической энергии от энергосистемы.
Приемник
электрической энергии (электроприем-ник ) - аппарат, агрегат и др., предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.
Потребитель электрической энергии – электро-приемник или группа электроприемников, объединен-ных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.
Слайд 10Номинальное значение параметра - указанное изготовителем значение параметра электротехнического устройства.
Нормальный
режим потребителя электрической энергии - режим, при котором обеспечиваются заданные
значения параметров его работы.
Послеаварийный режим - режим, в котором находится потребитель электрической энергии в результате нарушения в системе его электроснабжения до установления нормаль-ного режима после локализации отказа.
Независимый источник питания - источник питания, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом или других источниках питания.
Слайд 11 К числу независимых источников питания относятся две
секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций
при одновре-менном соблюдении следующих двух условий:
каждая из секций или систем шин в свою очередь имеет питание от независимого источника питания;
секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.
Понятие о независимом источнике питания
Слайд 12Пример схемы с двумя независимыми ИП
Слайд 13Нейтраль – общая точка соединения в звезду обмоток электрообо-рудования.
Схема соединения «звезда»
Слайд 15Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к
зазем-ляющему устройству.
Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора,
не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление.
Токопроводящая часть - часть, которая может проводить электрический ток.
Токоведущая часть - проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе ее работы под напряжением.
Открытая токопроводящая часть - доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.
Слайд 16Основные характеристики электроприемников
Номинальная мощность:
для двигателей - Рн , кВт;
для трансформаторов,
электрических печей – Sнт , кВА
Номинальное напряжение - Uн, В
или кВ:
Uн> 1000 В ( для шахт Uн> 1200 В) – высокое напряжение: 3, 6, 10, 35, 110, 220 кВ;
Uн<1000 В ( для шахт Uн<1200 В ) – низкое напряжение: 127, 220, 380, 660 (в шахтах 1140 В).
Род тока:
электродвигатели переменного тока (асинхронные и синхронные);
электродвигатели постоянного тока.
Слайд 17
Коэффициент мощности – Cos φ
Треугольник мощностей:
Р – активная потребляемая
мощность, преобразуется в другой вид энергии, кВт;
Q - реактивная потребляемая
мощность, необходима для создания электромагнитных полей, кВАр;
S – полная потребляемая мощность, кВА.
Слайд 18Из треугольника мощностей следует:
1)
2)
3)
- коэффициент реактивной
мощности
Электроприемники, у которых , называют чисто активной нагрузкой:
лампы накаливания;
ксеноновые лампы;
электрические печи сопротивления.
Слайд 19Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима:
продолжительный (обозначается символом
S1),
кратковременный (S2),
повторно-кратковременный (S3).
Продолжительный режим работы S1 -
работа ЭД при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.
Кратковременный режим работы S2 — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.
Номинальные режимы работы электродвигателей
Слайд 20Продолжительный режим работы электродвигателя S1
Слайд 21
Кратковременный режим работы электродвигателя S2
Для кратковременного режима
работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.
Слайд 22Повторно-кратковременный режим работы S3 - последовательность идентичных циклов работы, каждый
из которых включает:
время работы при неизменной нагрузке, за которое
ЭД не нагревается до установившейся температуры;
время простоя, за которое ЭД не охлаждается до температуры окружающей среды.
В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры.
Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин.
Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах:
ПВ = (tр / (tр + tп)) х 100%
Повторно-кратковременный режим работы S3
Слайд 23Повторно-кратковременный режим работы S3
Нормируемые значения продолжительности включения: 15, 25,
40, 60 %
Слайд 24 Условное обозначение степени защиты электрообору-дования состоит из букв
IP (International Protection), указывающих на международную систему обозначений и двух
цифр:
Первая цифра от нуля до шести обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с движущими частями электрооборудования и от попадания внутрь оболочек твердых посторонних тел и пыли.
Вторая цифра от 0 до 8 указывает степень защиты оборудования от проникновения внутрь оболочек воды.
Степень защиты электрооборудования
Слайд 25По характеру размещения:
В зависимости от места установки и условий
эксплуатации различают:
Стационарные электроприемники;
на шахтах к нему относятся:
подъемные установки;
насосы главного водоотлива;
главные
вентиляторы ;
механизмы околоствольного двора и др.
на разрезах:
электрооборудование , размещенное на промплощад-ке разреза.
Слайд 26Передвижные электроприемники – это электрообо-рудование, которое в процессе эксплуатации пере-мещают
вслед за подвиганием фронта горных работ.
На шахтах к нему относятся:
электрооборудование
очистных комбайнов и комплексов;
лавные распределительные пункты;
передвижные участковые подстанции и др.
На участках разрезов к нему относятся:
участковые главные понизительные подстанции (ГПП);
электрооборудование экскаваторов, буровых станков;
насосные водоотливные станции.
Слайд 27 На промплощадке разреза к нему относятся:
электрооборудование кран-балок и
мостовых кранов;
передвижные сварочные трансформаторы и агрегаты.
Переносные электроприемники– это электрообору-дование,
которое в процессе эксплуатации переносит-ся вручную.
К нему относятся:
ручные электросверла;
различные электроинструменты;
переносные светильники.
Слайд 28По климатическому исполнению с учетом воздействия климатических факторов, воздейст-вующих на
электрооборудование при его эксплу-атации:
У - для умеренного климата;
УХЛ
- для умеренного и холодного климата;
ТВ - для влажного тропического климата;
ТС - для сухого тропического климата;
Т - для сухого и влажного тропического климата;
О – общеклиматическое исполнение.
Классификация электрооборудования
Слайд 29 В зависимости от места эксплуатации электрооборудования установлены пять
кате-горий размещения:
Категория 1 - на открытом воздухе, т.е.
на электрооборудование воздействует дождь, снег и прямые лучи солнца;
Категория 2 - под навесом, в палатках, закрытых кузовах и прицепах, металлических помещениях без отопления и теплоизоляции со сравнительно свободным доступом воздуха.
Категория размещения электрооборудования
Слайд 30Категория 3 - в закрытых неотапливаемых помещениях с естественной вентиляцией
без искусственно регулируемых климатических условий;
Категория 4 – в закрытых отапливаемых
и вентилируемых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями;
Категория 5 - в неотапливаемых и вентилиру-емых помещениях с повышенной влажностью (шахтах, подвалах, судовых отсеках), в которых возможна длительное наличие воды или частая конденсация влаги на стенах и потолке.
Слайд 31 Климатическое исполнение и категория
размещения электрооборудования указывается в технической документации на их поставку и
в обозначении типа электрооборудования:
Высоковольтная ячейка КРУВ-6В-УХЛ5;
Шахтный магнитный пускатель ПВИ-250БТ-У5;
Светильник наружного освещения РКУ02-400-УХЛ1;
Высоковольтный кабель КГЭ-ХЛ.
Слайд 32 Условное обозначение степени защиты электрообору-дования состоит из букв
IP (International Protection), указывающих на международную систему обозначений и двух
цифр:
Первая цифра от нуля до шести обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с движущими частями электрооборудования и от попадания внутрь оболочек твердых посторонних тел и пыли.
Вторая цифра от 0 до 8 указывает степень защиты оборудования от проникновения внутрь оболочек воды.
Степень защиты электрооборудования
Слайд 36 Рудничное нормальное электрооборудование;
Рудничное взрывозащищенное электрообору-дование.
Рудничное нормальное электрооборудование не
имеет средств взрывозащиты, но имеет степень защиты от воздействий окружающей
среды, которая обеспечивает его надежную и безопасную эксплуа-тацию в шахтах, не опасных по газу и пыли.
Рудничное взрывозащищенное электрооборудо-вание - это электрооборудование, имеющее средства взрывозащиты и предназначенное для эксплуатации в шахтах, опасных по газу и пыли.
Взрывозащита - это свойство электрооборудова-ния, устраняющее или затрудняющее воспламе-нение метано-воздушной смеси.
Классификация рудничного электрооборудования
Слайд 37 Рудничное взрывозащищенное электрооборудование может иметь различные уровни взрывозащиты.
Уровень взрывозащиты - это степень надежности электрооборудования и его безопасной
эксплуатации в условиях взрывоопасной среды.
По уровню взрывозащиты рудничное электрооборудование подразделяется на:
Рудничное электрооборудование повышенной надежности против взрыва - РП;
Рудничное взрывобезопасное – РВ;
Рудничное особо взрывобезопасное – РО.
Рудничное взрывозащищенное электрооборудование
Слайд 38Рудничное электрооборудование повышенной надежности против взрыва – это взрывозащищен-ное электрооборудование
, в котором взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме его
работы.
Рудничное взрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуата-ции, кроме повреждений средств взрывозащиты.
Слайд 39Рудничное особо взрывобезопасное электрооборудо-вание – это взрывозащищенное электрооборудование , в
котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты,
обеспечивающие его взрывобезопасность при любых повреждениях , возможных в процессе эксплуатации, кроме средств взрывозащиты.
Уровни взрывозащиты обеспечиваются различными видами взрывозащиты.
Вид взрывозащиты - это совокупность специальных мер и средств , предусмотренных в электрооборудова-нии с целью предотвращения воспламенения окружа-ющей взрывоопасной среды.
Слайд 42Взрывонепроницаемая оболочка - «d»- оболочка, выдерживающая давление взрыва внутри нее
и предотвращающая распространение взрыва из оболочки в окружающую взрывоопасную среду,
т.е. облолочка, обладающая свойствами взрывоустойчивости и взрывонепроницаемости.
Взрывоустойчивость - это способность оболочки выдерживать максимальное давление взрыва взры-воопасной среды внутри оболочки без повреждений и остаточных деформаций.
Взрывоустойчивость обеспечивается прочностью корпуса.
Взрывонепроницаемость - это способность мест сопряжения отдельных деталей и узлов оболочки не передавать взрыв изнутри оболочки в окружающую среду.
Слайд 43Примеры обеспечения взрывонепроницаемости оболочки
Пример лабиринтного соединения электрической машины
Слайд 44Искробезопасная электрическая цепь – это электрическая цепь, выполненная так, что
электри-ческий разряд или ее нагрев не может воспламенить взрывоопасную среду
при предписанных условиях испытания:
ia - РО
ib - РВ
ic - РП
Кварцевое заполнение оболочки- «q» - находящиеся под напряжением токоведущие неподвижные части электрооборудования встраиваются в оболочку , заполненную кварцевым песком.
Слайд 45Защита вида «е» - вид взрывозащиты электрообору-дования , заключающийся в
том, что в электрообо-рудовании или его части, не имеющем нормально
искрящихся частей, принят ряд мер дополнительно к используемым в электрооборудовании общего назначения, затрудняющих появление опасных нагревов, электрических искр и дуг.
Герметизация компаундом – «m»- взрывозащита, при которой части электрооборудования, способные воспламенить метано-воздушную смесь за счет искрения или нагрева, заливаются компаундом (эпоксидный компаунд).
Слайд 46Заполнение или продувка оболочки под избы-точным давлением –»р»- уменьшение концент-рации
взрывоопасных смесей внутри оболочки достигается заполнением или продувкой оболочек воздухом
или инертным газом (азот, аргон).
Специальный вид взрывозащиты - «s» - заключение частей электрооборудования в герметичную оболочку или герметизация герме- ками, кроме компаундов.
Пример маркировки :
РВ Ех dia I.
Слайд 47РОССИЙСКАЯ МАРКИРОВКА (ГОСТ Р 51330.0-99) ВЗРЫВОЗАЩИЩЕН-НОГО ОБОРУДОВАНИЯ:
Маркировка взрывозащищенного рудничного ЭО
1.
Уровень взрывозащиты (РП, РВ, РО или 2, 1, 0 соответ-ственно
для общепромышленного ЭО);
2. Знак Ех, указывающий, что электрооборудование соот-ветствует стандартам на взрывозащиту;
Обозначение вида взрывозащиты;
Обозначение группы электрооборудования:
I – для электрооборудования, предназначенного для подземных выработок шахт и рудников.
5. Для электрооборудования группы II.
6. Дополнительная маркировка.
Слайд 48В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на три категории:
Электроприемники
I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь:
опасность
для жизни людей;
угрозу для безопасности государства;
значительный материальный ущерб;
расстройство сложного технологического процесса;
нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.
Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производ-ства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.
Категории потребителей по надежности электроснабжения
Слайд 49Электроприемники II категории – электроприем-ники, перерыв электроснабжения которых приводит:
к
массовому недоотпуску продукции;
массовым простоям рабочих механизмов и промышленного транспорта;
нарушению нормальной жизнедеятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подпадающие под опреде-ления первой и второй категорий.
Слайд 50Электроприемники I категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от
двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснаб-жения
при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания (автоматического включения резерва –АВР).
Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.
В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников источники бесперебой-ного питания (ИБП), аккумуляторные батареи и т. п.
Обеспечение требуемой надежности электроснабжения
Слайд 51Радиальные цеховые электрические сети
Слайд 52Электроприемники II категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от
двух независимых взаимно резервирующих источников питания.
Для электроприемников второй категории при
нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания:
действиями дежурного персонала;
выездной оперативной бригады.
Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.
Слайд 53СЭС – система электроснабжения;
ИП - источник питания;
РПС - районная подстанция;
ГПП
- главная понизительная подстанция;
ТП - трансформаторная подстанция;
КТП – комплектная трансформаторная
подстанция;
ПКТП - передвижная комплектная трансформатор-ная подстанция;
ПП - приключательный пункт;
КРП - карьерный распределительный пункт;
ЛЭП - линия электропередач;
Условные сокращения, используемые в СЭС угольных предприятий
Слайд 54ВЛ - стационарная воздушная линия;
ПВЛ - передвижная воздушная линия;
КЛ -
кабельная линия;
ЦПП – центральная подземная подстанция;
РПП – ВН (РПП-6) –
распределительный подземный пункт высокого напряжения;
РПП-НН (РПП-1,2) - распределительный подземный пункт низкого напряжения;
УПП - стационарная участковая подземная подстанция
ПУПП - передвижная участковая подземная подстанция;
РУВН - распределительное устройство высшего напряжения;
РУНН - распределительное устройство низшего напряжения;
МТЗ - максимально-токовая защита;
Слайд 55ПМЗ – полупроводниковая максимально-токовая защита;
БРУ - блокировочное реле утечки;
БКИ -
блок контроля изоляции;
ТЗП - токовая защита от перегрузки;
ДО - дистанционное
отключение;
КЗ - короткое замыкание;
АВ - автоматический выключатель;
МП - магнитный пускатель;
ЭП – электроприемник.
Слайд 56Условные графические обозначения
