ГОРНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА выпускная работа 2019
методическая разработка

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ГОРНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОПРИВОД ГОРНЫХ МАШИН»

1.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Рабочая программа учебной дисциплины  – является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ГОС СПО по специальности 21.02.17 Подземная разработка месторождений полезных ископаемых в части освоения основного вида профессиональной деятельности (ВПД): Ведение технологических процессов горных и взрывных работ и соответствующих профессиональных компетенций (ПК):  

ПК 1.1. Оформлять техническую документацию на ведение горных и взрывных работ.

ПК 1.2. Организовывать и контролировать ведение технологических процессов на участке в соответствии с технической и нормативной документацией.

ПК 1.3. Контролировать  ведение  работ  по  обслуживанию горнотранспортного оборудования на участке.

ПК 1.4. Контролировать ведение работ по обслуживанию вспомогательных технологических процессов.

ПК 1.5. Обеспечивать выполнение плановых показателей участка.

1.2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ – ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ:

с целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен:

иметь практический опыт:

оформления технической документации с помощью аппаратно-программных средств;  

участия в организации производства: подготовительных и добычных работ;

выявления нарушений в технологии ведения горных работ;

определения оптимального расположения горнотранспортного оборудования в очистном и подготовительном забоях;

участия в организации процесса подготовки очистного и подготовительного забоев к отработке;

определения параметров шахтной атмосферы;

участия в организации производства: подготовительных и добычных работ, буровзрывных работ, работ на складе полезного ископаемого;

выявления нарушений в технологии горных работ;

соблюдения правил эксплуатации горнотранспортного оборудования;

регулировки, смазки и технического и профилактического осмотра обслуживаемого оборудования, машин и механизмов;

участия в ремонте оборудования, машин и механизмов;

монтажа и наладки горнотранспортного оборудования на участке;

анализа схемы электроснабжения участка;

участия в ремонте механического и электрооборудования;

соблюдения правил эксплуатации электрооборудования;

соблюдения правил безопасной эксплуатации стационарных установок;

соблюдения правил безопасной эксплуатации вентиляторных установок;

участия в ремонте стационарных машин;

участия в организации процесса подготовки и монтажа оборудования добычных забоев и проходческих выработок к последующей отработке;

за состоянием технологического и горнотранспортного оборудования и выполнения планово-предупредительных ремонтов;

уметь:

производить оформление технологической документации с применением аппаратно-программных средств;  

читать блок-схемы систем автоматики, автоматизированных горнотранспортных машин и конвейерных линий;

выбирать электрооборудование горных машин и комплексов по их рабочим параметрам;

работать со схемами электроснабжения участка;

выбирать оборудование для организации водоотлива на участке и производить расчет его рабочих параметров;

определять положительные и отрицательные факторы, влияющие на себестоимость работ на участке;

знать:

требования стандартов ЕСКД и ЕСТД к оформлению и составлению чертежей и схем, к оформлению технической и технологической документации по ведению горных работ основные понятия и определения стандартизации и сертификации по проведению работ в очистном и подготовительном забоях, ремонтно-восстановительных работ и внутришахтного транспорта;

технологию ремонта, восстановления и погашения горных выработок;

устройство, принцип действия, условия применения и правила эксплуатации участкового и магистрального транспорта; комплекс автоматизированных подземных погрузочных пунктов; основные сведения о подготовке к эксплуатации и ремонте горнотранспортного оборудования;

устройство и принцип действия схем электрооборудования горнотранспортных машин;

схемы электроснабжения горнотранспортного оборудования;

характеристику автоматизации конвейерного транспорта;

основные виды автоматических электрических защит, блокировок и защитных средств электрооборудования горнотранспортных машин и механизмов;

устройство, назначение, принцип действия основных элементов систем горной автоматики;

материалы, применяемые в горной промышленности; устройство и принцип действия приводов горных машин и комплексов;

принципиальные схемы электроснабжения участка и освещения участка;

правила эксплуатации электрооборудования горных машин и комплексов;

организацию ремонтных работ в организации; состав рудничного воздуха;

приборы автоматического контроля расхода воздуха и газового контроля;

факторы, влияющие на производительность; производительность труда, факторы, влияющие на производительность труда;

1.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Результатом освоения программы дисциплины является овладение обучающимися видом профессиональной деятельности Ведение технологических процессов горных и взрывных работ, в том числе профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенциями:

1.4. ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

1.5. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:

1 – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

2 – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)

3 – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 21.02.17 «ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ».

2.1. ПРЕДИСЛОВИЕ

Основной вид энергии на угольных предприятиях - электрическая. В связи с этим одна из актуальнейших задач, стоящая перед отраслью - экономное расходование энергоресурсов и энергии и соответственно регулирование режимов электропотребления. С другой стороны, первостепенное значение приобретают вопросы надежности и безопасности электроснабжения шахтных потребителей. Поэтому процесс развития горной  электротехники связан как с увеличением мощности электропривода машин, так и с одновременным улучшением условий их электроснабжения для обеспечения эффективного использования этой мощности. Специфика условий электроснабжения подземных разработок шахт, особенно опасных по газу и пыли, обусловила ряд специальных требований к исполнению рудничного электрооборудования и потребовала решения новых проблем, связанных с взрывобезопасным применением электроэнергии в шахтах, с защитой от поражения электрическим током и т.п.

Всё выше сказанное предъявляет высокие требования к подготовке квалифицированных кадров для эксплуатации шахтного электрооборудования.

Курс «Горная электротехника и электропривод горных машин» является одним из основных дисциплин специального цикла. Успешное усвоение курса учащимися предполагает хорошие знания ранее изученных предметов «Общая электротехника с основами электроники» и « Техническая механика».

В результате изучения курса «Горная электротехника и электропривод горных машин» студенты должны в производственных условиях успешно решать, вопросы правильного выбора и эксплуатации шахтного электрооборудования с соблюдением правил безопасности.

2.2. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Согласно специфике заочного обучения курс предмета    «Горная электротехника и электропривод горных машин» изучается студентами заочниками самостоятельно по рекомендуемой литературе. Отдельные, более трудные темы, излагаются преподавателем в техникуме во время сессий.

По данному предмету студенты должны выполнить контрольную работу и представить её в учебную часть техникума для регистрации и рецензирования.

Изучение теоретического материала ведется в последовательности, предусмотренной программой, причем необходимо иметь в виду, что основной целью изучения теории является умение применять ее для решения практических задач.    

Нельзя оставлять непонятных или сомнительных мест при изучении курса; если самому преодолеть затруднение не удается, необходимо обращаться за консультацией к преподавателю.

При самостоятельном изучении теоретической части предмета «Горная электротехника и электропривод горных машин» необходимо:

1. Внимательно прочитать по учебнику изучаемый материал, разобрать электросхемы, эскизы, уяснить принцип действия и устройство машин, механизмов и электрооборудования, вывод формул и смысл формулировок.

2. Составить конспект по изучаемому материалу, используя методические указания, приведенные после каждой темы.

3. После изучения каждой темы ответить на все вопросы для самопроверки, записать вывод формул (не пользуясь учебником), а также нарисовать эскизы и отдельные элементы схем, сопоставить свои записи с соответствующим материалом учебника и установить, изучен ли материал темы в достаточной степени или требуется вторичная его проработка

4. После усвоения теоретического материала решить задачи контрольной работы относящиеся к данной теме.

5.Ознакомиться с изученными машинам электрооборудованием   на шахте.

6. Выполнить домашнюю контрольную работу, соответствующую изученному материалу

Самое серьезное внимание должно быть уделено решению рекомендуемых задач и примеров, а также разбору решений типовых задач, помещенных в учебнике в настоящих методических указаниях. Решение задач рекомендуется вести в следующем порядке:

а) записать условие задачи, которое сопровождается чертежом или схемой;

б) после разбора условия и содержания задачи наметить пути ее решения;

в) решение производить по этапам с указанием их цели;

г) выписать формулу, используемую для решения на данном этапе, дать объяснение значениям букв входящих в формулу, после чего в нее подставить числовые значения величин — обязательно в порядке следования их в формуле;

д) указать размерности вычисляемых величин;

е) после решения задачи обязательно нужно оценить правдоподобность полученного результата;

ж) размерности всех величин должны соответствовать Международной системе СИ.

Требуемые чертежи и электрические схемы следует выполнять аккуратно с помощью чертежною инструмента, соблюдая ГОСТы ЕСКД.

При ответе на теоретические вопросы следует избегать длинных рассуждений. Ответы должны кратко и конкретно выражать мысль.

В конце домашней контрольной работы надо привести список используемой литературы (указать авторов, наименование учебника, город, наименование издательства, год издания учебника, количество страниц), поставить дату выполнения работы и подпись автора.

После получения зачтенной работы следует изучить все замечания и поправки рецензента и выполнить его указания. Если работа не зачтена, ее необходимо переделать повторно вместе с незачтенной.

Неаккуратное выполнение контрольной работы, переписывание из учебников отдельных разделов в качестве ответов

на вопросы, плохое выполнение чертежей и схем могут явиться причиной  возвращения ее для переделки.

Работы, выполненные не по своему варианту, не  зачитывают и возвращаются студенту. Вариант контрольной работы определяется двумя последними цифрами учебного шифра   студента.

 Так, например, студент, шифр которого 225 (последние две цифры шифра – 25) вариант под номером 25.

Практические работы выполняются в периоды лабораторно-экзаменационных сессий. По каждой практической работе составляется отчет по установленной форме. Порядок и форма сдачи зачета по практическим работам будут объяснены учащимся на сессии.

Сдача экзамена по предмету разрешается тем студентам, которые имеют зачет по контрольным и практическим работам.

2.3. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

2.4. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Цапенко Е.Ф., Мирский М.И., Сухарев О.В. Горная электротехника (под редакцией Цапенко Е.Ф.). М.: Недра, 1986, — 431 с.
2. Бородино Л.С.Горная электротехника.-М.: Недра,1981.—З04 с.
3. Медведев ГД. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий. — М.: Недра, 1988. — 356 с.
4. Авсеев Г.М., Алексеенко А.Ф., Гармаш И.Л. Сборник задач по горной электротехнике. — М.: Недра, 1988 — 271 с.

Дополнительная

5. Беккер Р.Г., Дегтярев В.В. и др. Электрооборудование и электроснабжение участка шахты.—М.: Недра, 1983. — 503 с.
6. Дзюбан ВС., Риман Я.С., Маслий А.К. Справочник энергетика угольной шахты. — М.: Недра, 1983. — 542 с.
7. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах, 2005 — 447 с.
8. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт.- М.: Недра, 1976.- 303с.
9. Правила устройства электроустановок.- М.: Энергатомиздат, 1987. -  648с.

2.5. СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДМЕТА

Задание 1

Введение

Задачи предмета его значение в системе подготовки горных техников и связь со смежными дисциплинами. Достижения науки и

техники в области электрификации подземных горных работ. Перспективы развития угольной промышленности и электрификации подземных горных работ.

Литература

Основная: [1, с. 7-8]; [2, с. 3-4]; [3, с. 3-5]; [4, с. 3-4].

Тема 1. Особенности эксплуатации и конструктивного исполнения горного электрооборудования.

(   6   часов)

Условия эксплуатации электрооборудования при подземной разработке полезных ископаемых. Особенности конструктивного исполнения горного электрооборудования.

Понятие об уровне и видах взрывозащиты, Классификация электрооборудования по уровню взрывозащиты. Виды взрывозащиты, установленные согласно ГОСТ. Требования, предъявляемые к рудничному электрооборудованию нормального, повышенной надежности, взрывобезопасного, особовзрывобезопасного  исполнения.

Область применения электрооборудования в различном исполнении. Испытание взрывобезопасного электрооборудования. Требования ПБ к рудничному электрооборудованию, находящемуся в эксплуатации.

Литература

Основная: [1, с. 120-127]; [2, с. 25-35]; [3, с. 6-16].

Дополнительная: [7, с. 142-147].

Методические указания

Целью изучения данной темы является получение четкого представления о тех условиях, в которых эксплуатируется рудничное электрооборудование (передвижной характер работы основных машин, скорость, повышенная запыленность, наличие горного давления, стесненность рабочего пространства, возможность появления взрывоопасной концентрации метана, пыли), и о тех средствах и методах, при помощи которых обеспечивается безопасное применение электрооборудования в шахтах, опасных по газу или пыли.

При изучении темы следует обратить внимание на то обстоятельство, что конструктивное исполнение электрооборудования зависит от условий, в которых оно применяется. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах в каждом конкретном случае регламентируют применение электрооборудования соответствующего исполнения. Поэтому необходимо тщательно проработать указанные к данной теме параграфы.

В свою очередь ГОСТ предписывает способы и средства конструктивного исполнения электрооборудования, при помощи которых обеспечивается соответствующий уровень взрывозащиты.

По уровню взрывозащиты электрооборудование подразделяется на исполнение РН, РП, РВ, РО. Необходимо особое внимание обратить на смысл каждого уровня взрывозащиты, средства, какими он достигается, и условия эксплуатации, для которых он предназначен.

Так как взрывозащита может осуществляться различными способами, то ГОСТ предусматривает различные виды взрывозащиты. Вид взрывозащиты, таким образом, указывает на то, каким образом или при помощи узких средств, способов достигнут тот или иной уровень взрывозащиты. Следует провести четкое различие между терминами «уровень взрывозащиты» и «вид взрывозащиты»

При изучении темы необходимо обратить внимание на специальные способы взрывозащиты, а также на способы достижения искробезопасности электрических цепей. Нужно уяснить, в каких случаях Правила безопасности предписывают применение только искробезопасных цепей и почему.

Вопросы для самопроверки

1. Какие требования предъявляют к подземным электроустановкам;  условия эксплуатации?

2. Что понимается под взрывозащитой электрооборудования?

3. Что понимается под взрывоустойчивостью оболочек?

4. Как испытываются оболочки на взрывоустойчивость?

5. Что понимается под взрывонепроницаемостью оболочек электро-оборудования?

6. Как достигается взрывонепроницаемость оболочек?

7. Как контролируется ширина щели (зазора) в соединениях оболочек взрывобезопасного электрооборудования?

8.  Как разделяется электрооборудование, предназначенное для применения в шахтах, по уровню взрывозащиты?

9. Какими буквенными символами обозначаются уровни взрывозащиты?

10. Какие виды взрывозащиты предусмотрены ГОСТом на изготовле-ние шахтного электрооборудования?

11. Какие требования предъявляются к рудничному электрообору-дованию в исполнении РН, РП, РВ и Р0?

12. Какие цепи называются искробезопасными?

13. Как производится испытание искробезопасных цепей?

14. Каков принцип работы емкостных, варикондовых, встречных селеновых и стабилитронных шунтов при гашении искры?

15. Каков принцип работы диодных шунтов при гашении искры?

16. Каков принцип действия тиристорной защиты при гашении искры в искробезопасных источниках?

17. Какова область применения электорооборудования в шахтах в зависимости от вида исполнения?

18. Из каких материалов должны изготовляться оболочки шахтного электрооборудования?

19. Какие требования предъявляются к устройству кабельных вводов рудничных электроаппаратов?

Тема 2. Защита людей от поражения электрическим током.

(    8  часов)

Анализ причин электротравматизма. Факторы, определяющие степень поражения электрическим током. Опасность поражения электрическим током в системах с изолированной и заземленной нейтралью трансформатора. Меры защиты от поражения электрическим током. Назначение, устройство, контроль и проверка защитных заземлений в подземных горных выработках. Заземление машин, аппаратов, передвижного и переносного электрооборудования. Аппараты защиты от утечек тока на землю, их назначение, устройство, область применения. Условные обозначения, применяемые в электрических аппаратах, согласно ГОСТ. Схемы электрических соединений аппаратов защиты от утечек тока на землю, применяемых в системах электроснабжения подземных горных выработок. Характерные неисправности в схемах электрических соединений аппаратов защиты от утечек тока на землю и способы их устранения. Оказание помощи пострадавшим от действия электрического тока. Требования ПБ к системе заземления и аппаратам защиты от утечек на землю.

Литература

Основная: [1, с. 85-120, 183-190]; [2, с. 5-24].

Дополнительная: [7, с. 140-142, 147-157, 160-162, 165-168, 330-344];  [9, с. 68-72].

Лабораторные занятия

Изучение конструкций заземляющих устройств и схем соединений электрических аппаратов защиты от утечек тока на землю. Измерение сопротивления защитных заземлений.

Методические указания

Изучив данную тему, студент должен получить полное, представление о действии электрического тока на организм человека и мерах защиты от поражения током. В процессе изучения необходимо выделить следующие условные вопросы: факторы, от которых зависит сопротивление человека; безопасные для жизни человека величины напряжения и тока; с какой нейтралью трансформатора применяются сети на поверхности и в шахте; почему в шахте применяются сети только с изолированной нейтралью трансформаторов; отличие зануления от заземления; каким образом устраивается в шахте сеть заземления; как выполняется заземление стационарных и передвижных электроустановок; как осуществляется защита от утечек; назначение, конструкция и принцип действия реле

утечек УАКИ-127 (220) и УАКИ-66О (380); оказание помощи при поражении электрическим током.

        Изучая принцип действия реле УАКИ, необходимо обратить внимание на тот факт, что, защищая сеть от утечек, преднамеренно создают утечку, что позволяет измерить ее величину, а затем при достижении опасной величины утечки отключают электрические аппараты на опасном присоединении. В связи с этим обратить внимание на требования, предъявляемы к реле утечек, особенности их включения, правила безопасности при обслуживании электроустановок и заземляющих устройств.

 Вопросы для самопроверки

1.  Каково поражающее действие электрического тока?

2. Какая величина сопротивления человека принимается в расчетах и от каких факторов зависит сопротивление человека?

3.  Какое напряжение прикосновения является безопасным?

4. Какая величина тока является безопасной для организма человека?

5. С какой нейтралью трансформаторов устраиваются шахтные подземные электрические сети?

6. Каково устройство местных заземлителей сухих и мокрых выработках и как измеряется сопротивление заземления?

7. Каково устройство главного заземлителя в зумпфах и водо-сборниках?

8. Как осуществляется непрерывность шахтного заземления?

9. Как выполняется заземление распредпункта РПП-0,66?

10. Как заземляется передвижная подстанция? Как заземляются стационарные электроустановки?

11. Как подключается реле утечки к ТСВП?

12. Как подключается реле утечки УАКИ-127 при осветительных установках?

13. Каковы устройство и принцип действия реле утечки УАКИ-66О? Требования, предъявляемые к реле утечки.

14. Как освобождают пострадавшего от действия тока?

15. Какую помощь оказывают пострадавшим от поражения электрическим током?

16. Каковы индивидуальные средства защиты от поражения

электрическим током?

Тема 3. Основы рудничного электропривода

( 16  часов)

Общие сведения о потребителях электроэнергии на поверхности и в шахте. Определение понятия «электропривод». Особенности применяемых в горной промышленности электроприводов. Основы динамики электропривода. Основные уравнения движения привода. Приведение статических и динамических моментов валу электродвигателя. Продолжительность пуска и торможения электропривода. Работа и мощность электропривода.

 Понятие о механических характеристиках производственных механизмов и электродвигателей. Их классификация. Условные обозначения элементов, применяемых в электрических схемах, согласно требованиям ГОСТ. Механические характеристики и свойства электродвигателей постоянного тока с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. Двигатели постоянного тока с независимым возбуждением. Управление электродвигателями постоянного тока. Пуск, регулирование частоты, электрическое торможение и реверсирование электродвигателей постоянного тока. Область применения электродвигателей постоянного тока в рудничном электроприводе.

        Механические характеристики свойства асинхронных электродвигателей трехфазного переменного тока с короткозамкнутым и фазным ротором. Управление электродвигателями переменного трехфазного тока. Пуск, регулирования частоты вращения, электрического торможение и реверсирование электродвигателей. Сравнение различных типов электропривода. Значение регулирования частоты вращения рабочих машин. Перспективы создания и применение регулируемого электропривода для горных машин. Тиристорный электропривод. Основные положения по выбору мощности электродвигателя. Понятие о нагрузочных диаграммах рудничных машин. Процессы нагрева и охлаждения электродвигателей. Классы изоляции обмоток электродвигателей и нормы нагрева. Понятие о режимах работы электродвигателей, часовой и длительной мощности электродвигателей. Выбор мощности и типа электродвигателя при различных режимах работы. Классификация электродвигателей.

Электродвигатели в рудничном исполнении. Конструктивные особенности, основные марки и серии электродвигателей, способы соединения электродвигателей с рабочей машиной. Эксплуатация электродвигателей. Характерные неисправности электродвигателей и способы их устранения. Техника безопасности при эксплуатации электродвигателей.

Литература

Основная: [1, с. 7-84, 137-151]; [2, с. 36-73]; [3,  с. 16-40].

Лабораторные занятия

   Снятие механических характеристик электродвигателя переменного трехфазного тока с фазным ротором.

Методические указания

Перед изучением данной темы необходимо повторить материал из курса «Общая электротехника с основами электроники» темы «Электрические машины постоянного тока» и «Электрические машины переменного тока», касающийся устройства, принципа действия и характеристик электродвигателей постоянного и переменного тока. Затем необходимо повторить основные положения из курса « Теоретическая механика» тема «Простейшее движение твердого тела», раскрывающие уравнения движения. Лишь после этого следует переходить к изучению вопросов данной темы.

Изучая данную тему, необходимо особое внимание уделить  следующего  узловым вопросам: обозначение электрических схем согласно ГОСТом; механические характеристики двигателей, способы управления различными двигателями: пуск, регулирование частоты вращения, торможение и реверсирование.

Для лучшего усвоения вопросов приведения к валу двигателя моментов статических и моментов инерции движущихся элементов, маховых моментов, в первую очередь следует уяснить физическую сущность явления. После этого можно приступить к изучению формул приведения, сопровождая изучение решением примеров и задач.

При изучении механических характеристик электродвигателей особое внимание следует уделить характеристикам асинхронных короткозамкнутых и с фазным ротором двигателей, а также двигателей постоянного тока.

Приступая к вопросу определения мощности двигателя, необходимо ознакомиться с процессом нагрева и охлаждений двигателей, с классификацией изоляционных материалов по нагревостойкости с возможными режимами работы электропривода.

В подземных условиях шахт распространенными режимами являются длительный и повторно-кратковременный с переменной нагрузкой. Наиболее часто в этих условиях мощность двигателя определяют по методу эквивалентного тока или момента.

После определения мощности установки необходимо выбрать электродвигатель. Следовательно, студент должен ознакомиться с сериями и типами выпускаемых настоящее время двигателей, уметь пользоваться каталогами и справочниками.

При изучении темы серьезное внимание следует уделить правилам безопасности, технической эксплуатации, ремонту и монтажу электродвигателей.

Вопросы для самопроверки

1.  Что называется электроприводом?

2. Дать определение момента инерции и махового момента. Различие между ними.

3. Какова размерность махового момента и момента инерции? Их количественное соотношение.

4. Основные уравнения  движения привода.

5. Как зависит время пуска и торможения от величины махового момента привода?

6.  Как влияет величина махового момента на мощность двигателя?

7. Формула приведения моментов инерции вращающихся и поступательно движущихся масс к валу двигателя.

8. В каких приводах и в какие периоды движения имеет место переменное передаточное число между двигателем и рабочей машиной?

9. Что называется механической характеристикой электродвигателя?

10. Какие механические характеристики называются жесткими и мягкими и какие двигатели обладают такими характеристиками?

11. Как влияет напряжение сети и сопротивление цепи якоря на механическую характеристику двигателя постоянного тока?

12. Как зависит момент на валу асинхронного двигателя от напряжения сети и сопротивления цепи ротора?

13.  В каких координатах строятся механические характеристики электродвигателей?

14. Что такое диапазон и плавность регулирования?

15. Что такое регулирование при постоянном моменте и при постоянной мощности?

16. Какими способами можно регулировать частоту вращения двигателей постоянного тока с параллельным и последовательным возбуждением?

17. К какому типу регулирования относится регулирование частоты вращения асинхронных двигателей сопротивлением в цепи ротора, переключением числа пар полюсов, изменением частоты питающего тока?

18. Почему при пуске двигателей ограничивают величину пускового тока?

19. Какие цели преследует включение сопротивления в цепь ротора при пуске асинхронного двигателя с фазным ротором?

20. Какой мощности асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором можно пускать непосредственным включением в сеть на нормальное напряжение и от каких факторов зависит эта мощность?

21. В каких случаях применяется пуск двигателей переключением обмотки статора со звезды на треугольник?

22. В каких случаях применяется автотрансформаторный пуск  асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором?

23. В каких электроприводах применяются асинхронные двигатели с фазным ротором?

24.Определения различных способов электрического торможения двигателей.

25. Какие способы электрического торможения применяются в приводах с двигателями последовательного возбуждения?

26. Как определяются длительный, кратковременный и повторно-кратковременный режимы работы?

27.Какие существуют способы электрического торможения асинхронных двигателей?

28. Что такое постоянная времени нагрева? Каковы ее физический смысл и размерность?

29. Какова величина постоянной времени нагрева для машин малой средней и большой мощности?

30. Почему открытые машины имеют большую величину постоянной времени нагрева по сравнению с закрытыми?

31. Какой вид имеет кривая нагрева машин при ступенчатом графике нагрузки?

32. В каких случаях для расчета мощности двигателя по нагреву применяется метод эквивалентного момента?

33. Что такое продолжительность включения ПВ?

34. Какой режим работы имеет электродвигатель угольного комбайна?

35. Какая цель преследуется при применении эффективных методов охлаждения электродвигателя угольного комбайна и использования  теплостойкой изоляции?

36. Как проверяется сопротивление изоляции двигателей?

37. Какие типы электродвигателей применяются сейчас для привода  комбайнов?

38. Что называется длительной мощностью электродвигателя?

39. Что называется часовой мощностью электродвигателя?

40. Что называется перегрузочной способностью  электродвигателя?

41. Что называется кратностью пускового тока и какие средства применяются для уменьшения пускового тока асинхронных короткозамкнутых  двигателей?

42. Какие средства применяются для увеличения пускового момента асинхронных короткозамкнутых двигателей?

43. Какие бывают способы соединения электродвигателей с рабочей машиной?

44. Каково назначение электродвигателей серии ВАО. серия ЭДКОФ, типа ВРТ, ВРМ, ВРЛ, ВРП?

45. В чем отличив комбайновых двигателей типа ЭКВ от двигателей типа ЭДКО ?

46. Как производится регулирование скорости в системе генератор-двигатель (Г-Д)?

47. Каков принцип действия тиристорного электропривода угольного комбайна?

48. В чем сущность асинхронного пуска синхронного двигателя?

49. Как производится пуск и торможение двигателей постоянного

тока с последовательным и смешанным возбуждением?

Тема 4. Электрическая аппаратура управления и защиты электрических двигателей машин и механизмов напряжением до 1140 В

( 22  часа)

Назначение и классификация электрической аппаратуры управления и защиты. Условные графические обозначения элементов, применяемых в электрических схемах, согласно требованиям ГОСТ.

Аппараты и принципиальные схемы максимальной токовой защиты. Расчет, выбор и проверка уставок тока реле и блоков максимальной токовой защиты, вставок плавких предохранителей.

Аппараты и принципиальные схемы защиты: тепловой, от опрокидывания или, несостоявшегося пуска. Электрическая аппаратура ручного управления электродвигателями машин и механизмов. Назначение, типы, особенности конструкции разъединителей, контроллеров, ручных взрывобезопасных пускателей, автоматических выключателей.

Контактная система аппаратов управления: электрическая дуга и способы ее гашения. Бездуговая и бесконтактная коммутация. Элементы аппаратуры дистанционного и автоматического управления. Назначение, типы, особенности конструкции кнопочных постов, блоков, пультов управления, контакторов. Электрическая аппаратура дистанционного и автоматического управления электродвигателями машин и механизмов. Основные виды и принципиальные схемы защиты, электрических блокировок, применяемых в электрической аппаратуре: нулевая, от потери управляемости, от обрыва или увеличения сопротивления цепи заземления; токовая защита от перегрузки, блокировка, препятствующая включению пускателя при снижении сопротивления в отходящем участке сети ниже нормируемой величины: блокировка, ограничивающая частоту включения пускателя.

Нереверсивные и реверсивные магнитные пускатели в рудничном исполнении. Назначение, типы, технические характеристики, устройство, схемы электрических соединений. Виды защиты, блокировок, род управления, виды сигнализации, возможные неисправности и способы их устранения. Магнитные станции управления для добычных, проходческих, транспортных машин и механизмов. Назначение, типы, технические характеристики, схемы электрических соединений.

Пусковые агрегаты для ручных электросверл. Назначение, типы, технические характеристики, устройство, схемы электрических соединений, виды защиты и блокировок, возможные неисправности и способы их устранения. Порядок выбора и проверки аппаратов управления согласно требованиям ПБ. Правила безопасности при эксплуатации электрической аппаратуры.

Литература

          Основная: [1, с. 151-158, 165-221]; [2, с. 147-221; 3, с. 40-85].

          Дополнительная: [5, с. 90-167]; [6, с. 326-377]; [7, с. 157-158]; [8,    с. 117-120].

Лабораторные занятия

Испытание и настройка максимальной токовой защиты шахтных аппаратов.

Лабораторные занятия

Изучение конструкций, принципа действия и схем электрических соединений нереверсивных магнитных пускателей; испытание аппаратов.

Лабораторные занятия

Изучение конструкций, принципа действия и схем электрических соединений пускателей новых типов. Испытание аппаратов.

Лабораторные занятия

Изучение конструкций, принципа действия и схем электрических соединений пусковых агрегатов. Испытание пусковых агрегатов.

Методические указания

        В результате проработки данной темы студент должен получить полное представление о том, какие основные аппараты защиты и управления в шахтных электрических сетях.

        Изучение следует начать с повторения условных графических обозначений в электрических схемах согласно ГОСТу, принципа действия замыкающих, размыкающих и переключающих контактов, а так же принципа действия бесконтактных переключающих элементов (ключевых схем, использующих полупроводниковые элементы: диоды, транзисторы, тиристоры, стабилитроны).

        Затем нужно приступить к рассмотрению назначения, принципа действия, устройства и работы отдельных элементов электрических аппаратов управления и защиты, контактных систем, элементов защиты, источников питания цепей управления и защиты, блокировочных устройств и т.п.

        После этого можно переходить к изучению схем конкретных аппаратов.

        Изучая схему, необходимо проследить прохождение тока через элементы аппаратов. Прослеживание должно производиться по внешней цепи от одного до другого полюса источника питания (от одного до другого зажима источника питания). При  этом выясняется взаимодействие   между элементами схемы и работа схемы в целом.

        Очень полезным при изучении схем является анализ схемы, то есть изучение произведения схемы при различных возможных повреждениях. При этом следует заметить, что любое повреждение вносит качественные изменения в схему, меняет взаимодействие её элементов, превращает данную схему в новую схему. Проследить и изучить взаимодействие элементов в этой новой схеме и является задачей анализа. Такой подход способствует глубокому и детальному

изучению схем. При изучении темы особое внимание следует уделить современным пускателям, пусковым агрегатам и фидерным автоматам, наиболее полно отвечающим требованиям ПБ (ПВИ –1140, ПВИ  -  320, ПВИ – 250, ПВИ – 125, ПВИ – 63, ПВИ – 32, АПШ – 1, АОС, АВ– 200ДО, АВ – 315Р, АВ – 320ДО, АВ – 320ДО2, АВ – 400ДО,   АВ –400ДО2) и магнитным станциям (СУВ – 350А, СУВК – 9).

Вопросы для самопроверки

1. Каковы причины возникновения пожаров от электрического тока и меры их предотвращения?

2. Как классифицируется шахтная аппаратура по назначению?

3. Как классифицируется шахтная аппаратура по напряжению, способу управления?

4. Для чего предназначены и как работают максимальные токовые реле?

5. Для какой цели патроны предохранителей типа ПР–2 изготавливаются из фибры?

6. Из какого материала изготавливаются плавкие вставки предохранителей ПР- 2 и почему?

7. Каковы устройство и принцип устройства максимальной токовой защиты УМЗ?

8. Что понимается под нулевой защитой?

9. Что понимается под провалом, раствором, начальным и конечным нажатием контактов?

10. Какие материалы применяются для изготовления силовых контактов электроаппаратов?

11. Какие типы контактных систем применяются в шахтных электроаппаратах?

12. Какие причины возникновения электрической дуги на контактах?

13. В чем проявляется вредное действие дуги?

14. Из какого материала изготавливаются пластины деионных решеток дугогасителей?

15. Каково устройство фидерных автоматов?

16. Как проверяются РМ АФВ косвенным методом?

17. Как устраняется вибрация якоря в контакторах переменного тока?

18. Какие блокировки имеют реверсивные магнитные пускатели?

19. Каково устройство и схема соединений магнитного пускателя ПВИР – 250?

20. Каковы устройство и схемы соединений магнитных пускателей ПВИ?

21. Для каких целей предназначены реле БРУ и реле времени шахтных магнитных пускателей

22. Каково устройство и схема соединений реверсивных магнитных пускателей ПМВИР – 41, ПМВИР -51?

23. Каково устройство и электрическая схема магнитной станции управлении типа СУВ – 350А?

24. Какие требования ПБ требует соблюдать при эксплуатации низковольтной рудничной электроаппаратуры?

25. Какие существуют виды коммутации?

26. Что такое бездуговая коммутация?

27. Что такое бесконтактная коммутация?

28. Каково отличие бездуговой коммутации?

29. Как происходит процесс возникновения дуги при контактной коммутации?

30. Как происходит гашение дуги при контактной коммутации

31. Отличие электрической схемы пускателя ПВИ – 32 от других пускателей серии ПВИ.

Тема 5. Электрооборудование для освещения подземных горных выработок

(  6    часов)

        Значение освещения подземных горных выработок. Основные светотехнические величины. Электрические источники света, их свойство. Стационарные и переносные рудничные осветительные приборы: назначение, типы, устройство и технические характеристики, схемы включения в сеть. Электрооборудование и принципиальные схемы электроосветительных установок.

Методы расчета электрического освещения в подземных выработках. Нормы освещенности рабочих мест.

Требования правил безопасности при эксплуатации осветительных сетей и установок.

Литература

Основная: [1, с. 389-411); [2. с. 126-148); (3, с. 312-328); [4, с. 184-202).

Дополнительная: [5, с. 265-272]; [6, с. 410-413], 504-514; [7, с. 162-164]; [8, с. 123-131).

Лабораторные  занятия

Изучение конструкций электрооборудования и сборка электрической схемы стационарной осветительной установки.

Методические указания

Роль и значение освещения для шахт неоспоримы. В процессе изучения основных светотехнических величин нужно использовать основные понятия из оптики, которые даются в курсе физики, и отчетливо уяснить различие между силой света, освещенностью и световым потоком

После уяснения значения шахтного освещения и основных светотехнических величин следует приступить к изучению источников света ламп накаливания, люминесцентных ламп и газосветных, ознакомиться с их устройством, работой и основными техническими характеристиками; уяснить схемы включения люминесцентных ламп. После этого изучить конструкции шахтных светильников с лампами накаливания и люминесцентными лампами, установить область их применения в зависимости от исполнения и опасности шахт по газу и пыли.

Электрооборудование рудничных осветительных установок изучают в такой последовательности: источники питания (осветительные трансформаторы), пускатели, кабельные муфты, кабели и провода. Основное внимание должно быть уделено комплектным агрегатам, объединяющим в одной оболочке силовой осветительный трансформатор, пускатель, элементы защиты со стороны высшего и низшего напряжения трансформатора и реле утечки.

Лишь после усвоения вышеперечисленных вопросов переходят к изучению расчета освещения протяженных горных выработок и камер.

Вопросы для самопроверки

1. Какое значение имеет освещение в шахте?

2. Что называют световым потоком и в каких единицах его измеряют?

3. Что называют освещённостью и в каких единицах ее измеряют?

4. Что называют светосилой и в каких единицах его измеряют?

5. Какая существует зависимость между световым потоком, силой света, и освещенностью?

6. Как устроена лампа накаливания?

7.Какие существуют пути повышения экономичностью ламп накаливания?

8. Какие преимущества и недостатки имеют люминесцентные лампам отношению к лампам накаливания?

9. Как производится зажигание люминесцентных ламп?

10. Кто из советских ученых сделал большой вклад в дело развития и совершенствования люминесцентных ламп?

11. Как производится расчёт освещения точечным методом?

12. Как производится расчёт освещения методом светового потока?

13. Какие требования применяются к рудничным осветительным приборам?

14. Как устроен светильник в нормальном рудничном исполнении?

15. Как устроен светильник в исполнении повышенной безопасности?

16. Какие существуют принципы  конструирования взрывобезопасных светильников?

17. Как устроен светильник РП – 100М?

18. Как устроен светильник РВЛ – 20М?

19. Какие кабели  применяются для монтажа стационарного и переносного шахтного освещения?

20. Как рассчитывается число светильников для освещения камер?

21. Как определяется сечение магистрального осветительного трансформатора?

22. Как определяется мощность осветительного трансформатора?

23. Какие требования ПБ  необходимо выполнять при эксплуатации осветительных установок?

24. Каким образом подключаются осветительные трансформаторы

25. Каким образом подключаются пусковые агрегаты и как осуществляется защита от утечек и коротких замыканий в осветительной сети при использовании пусковых агрегатов АП, АПШ – 1?

Задание 2

Тема 6. Электроснабжение подземных машин и механизмов

(  16   часов)

Характеристики приёмников электрической энергии в подземных горных выработках. Способы питания подземных электропотребителей. Выбор расположения центральной подземной подстанции, ее устройство, оборудование. Расположение и  устройство распределительных подземных пунктов напряжения свыше 1140В.

Рудничная аппаратура управления и защиты напряжением 6кВ. Комплектные распределительные устройства для подземных горных выработок. Назначение, типы, технические характеристики, устройство, схемы электрических соединений виды защит и сигнализации, электрические и механические блокировки, род управления, характерные неисправности и способы их устранения, правила безопасности при эксплуатации электроустановок напряжением свыше 1140В. Условные обозначения, применяемые в схемах электроснабжения, согласно ГОСТ.

Основные принципы построения систем электроснабжения машин и механизмов очистных и подготовительных забоев для шахт с пологим, наклонным и крутым пластов залеганием пластов.

Передвижные трансформаторы и трансформаторные подстанции для питания подземных потребителей. Назначение, типы, технические характеристики. Устройство схемы электрических соединений, виды защит и сигнализации, электрические и механические блокировки. Характерные неисправности и способы их устранения. Определение мощности и выбор оборудования участковой трансформаторной подстанции.

Шахтные кабельные сети. Назначение, марки, сечения и допустимые нагрузки на силовые жилы кабеля. Способы прокладки кабелей в подземных горных выработках согласно требованиям правил безопасности. Основные методы расчета, выбора и проверки кабельных сетей аппаратов управления и защиты. Расчет низковольтной кабельной сети в нормальном режиме работы и в режиме пуска. Расчет токов короткого замыкания. Решение задач по расчету, выбору и проверка кабельных сетей, аппаратов управления и защиты.

Литература

Основная: [1, с. 329-375]; [2, с. 273-289]; [3, с. 168-179, 245-290]; 4с. 62-184].

Дополнительная: [5, с. 5-90]; [6, с. 385-410]; [7. с. 147-151], [155-157, 165-168); [8, с. 11-117].

Практические занятия

Расчет, выбор и проверка кабельной сети.

Практические занятия

Расчет токов короткого замыкания и выбор аппаратуры управления.

Методические указание

В результата проработки этой темы студенту следует усвоить основные требования предъявляемые к системам электроснабжения горных работ, устройство и оборудование ЦПП, способы питания участков электроэнергией через ствол, скважины и шурфы, принципиальные схемы подземного электроснабжения  угольных шахтах. Так же этот материал достаточно полно изложен в учебнике [1, с. 345-349]. Там же [1, с. 360-375) изложена методика расчета электроснабжения подземных участков: определение мощности и выбор силовых трансформаторов, расчёт кабельной сети на участке и ее проверка по нормальному и пусковому режимам, выбор пускозащитной аппаратура, расчет уставок тока защиты и т.д.

Наиболее распространены два метода определения тока короткого замыкания: метод сопротивления и метод приведенных длин кабелей. Метод сопротивления точный, но трудоемкий.

Метод приведенных длин менее точен, но практически более удобен и им чаще используются. Этот метод подробно изложен в литературе [6, с. 255-260].

Вопросы для самопроверки

1. Какие требования предъявляются к системам электроснабжения подземных горных работ?

2. В каких случаях применяется питание участков электроэнергией через ствол и в каких – через скважины и шурфы?

3. В чём особенность электроснабжения подготовительных выработок?

4. Какой противопожарный инвентарь и какие средства защиты должны быть в ЦПП?

5. Как производится ввод и прокладка кабелей в камере ЦПП?

6. К какой категории по бесперебойности электроснабжения относится ЦПП и сколько кабелей должно идти от главной понизительной подстанции (ГПП) шахты к ЦПП?

7. Какие типы комплектных распределительных устройств (КРУ) и каких модификаций устанавливаются на ЦПП?

8. Для каких условий выпускаются кабели марок СБ, СП, ЭВТ, ЦСКН?

9. Как расшифровывается марка кабеля СБ-600 – 3 х 95?

10.Как устроены силовые высоковольтные шланговые кабели для подключения передвижных подстанций?

11. Как расшифровывается марка кабеля ГРШЭ–3х35 + 1х10 + 3х4?

12. Какие кабели применяются для подвода напряжения к ручным электросверлам?

13. Как прокладываются бронированные кабели в горизонтальных выработках?

14. Как прокладываются гибкие кабели в лавах?

15. Какие требования предъявляются к расчёту кабельной сети участка?

16. Как выбираются кабели по нагреву?

17. Какая допускается потеря напряжения в кабельной сети в нормальном и пусковом режимах?

18. Как определяются потери напряжения в гибком и бронированном кабелях?

19. Как определяются потери напряжения в трансформаторе?

20. Какие особенности имеет проверка кабельной сети на потерю напряжения при пусковом режиме?

21. Как обеспечивается взрывобезопасность передвижной подстанции ТСВП?

22. Какое влияние оказывает напряжение короткого замыкания трансформатора на величину потерь напряжения в трансформаторе?

23. Какие блокировки имеет передвижная станция подстанция ТСПВ-400/6?

24. Какие переключения необходимо выполнить для использования ТСПВ-160/6 на участке с силовым напряжением 660В?

25. Как устраивается дополнительное заземление (Д3) для проверки реле утечки?

26. Какие функции выполняет блок защиты передвижных подстанций типа АЗПБ?

27. Как определяются мощность трансформатора участковой подстанции?

28. Как выбирается низковольтная аппаратура управления?

29. Как определяются и выбираются уставки тока защиты для  фидерных автоматов и магнитных пускателей?

30. Как определяются токи двухфазного и трехфазного короткого замыкания низковольтной сети?

31. Как проверяется выбранная уставка тока срабатывания реле по расчетному минимальному току двухфазного к.з.?

32. Какие предъявляются требования правил технической эксплуатации и правил безопасности при эксплуатации подземных электроустановок?

Тема 7. Электрооборудование и электрические схемы дистанционного управления машинами, механизмами и угледобывающими комплектами

(  4 часа)

Назначение и классификация электрических схем. Условные обозначения, применяемые в электрических схемах, согласно требованиям ГОСТ. Основные принципы построения схем дистанционного управления.

Электрооборудование и принципиальные электрические схемы дистанционного управления ручными электросверлами, проходческими комбайнами, угледобывающими комплексами с узкозахватными комбайнами, струговыми установками.

Правила безопасности при дистанционном управлении машинами и механизмами.

Литература

Основная: [1, с. 158-165, 221-254]; [2, с. 221-247], [3, с. 133-145, 149-155].

Дополнительная: [7, с. 158-159].        

Лабораторные занятия

Сборка и испытание электрической схемы дистанционного управления ручными электросверлами.

Методические указания

При изучении данной темы, прежде всего надо провести четкую грань между ручным, дистанционным и автоматическим управлением.

Целью проработки темы является ознакомление с преимуществами дистанционного и автоматического управления по сравнению с местным; с требованиями, предьявлеными к схемам дистанционного и автоматического управления, и наиболее распространенными схемами дистанционного управления.
        Работу над темой следует начать с повторения устройства и работы элементов автоматического и дистанционного управления: контакторов, реле управления защиты, кнопочных постов, командо-контролеров.
        После этого надо выучить основные правила черчения и чтения принципиальных электрических схем. Их значение необходимо при разборе любой схемы дистанционного и автоматического управления.

Знание условных знаков наиболее распространенных элементов электрических схем (катушек реле и контакторов, контактов и контакторов и реле, трансформаторов, кнопок, полупроводниковых элементов и пр.) также обязательно.

       Уяснив требования, предъявляемые к схемам дистанционного управления, изучают принципиальные (упрощенные) схемы управления ручными колонковыми сверлами, маневровыми лебедками, погрузочными машинками, проходческими комбайнами, угледобывающими комплексами с узкозахватными комбайнами, струговыми установками и конвейерами.

Особое внимание следует уделить ПБ при удалении забойными машинами.

Вопросы для самопроверки

1. Требования, предъявляемые ПБ к схемам дистанционного управления.

2. Схема дистанционного управления ручными электросверлами.

3. Состав комплектов электрооборудования комбайнов 2К52М,

1ГШ68.

4. Схема дистанционного управления комбайном 2К52М, 1ГШ68

5. Состав комплекта оборудования струговой установки 1УСБ-67.

6. Схема дистанционного управления струговой установки  1УСБ67.

7. Состав комплекта оборудования проходческого комбайна ПК8М.

8. Схема дистанционного управления проходческим комбайном  ПК8М.

9. Состав комплекта оборудования погрузочной машины 1ПНБ2.

10. Схема дистанционного управления погрузочной машины 1ПНБ2.

10. Схема дистанционного управления буровой установкой «Старт».

Тема 8. Электроснабжение рудников и шахт

(   6 часов)

        Характеристика потребителей электроэнергии на горных предприятиях. Категории потребителей электроэнергии в отношении обеспечения надежности электроснабжения. Схемы электроснабжения рудников и шахт. Устройство воздушных линий электропередач. Типы и марки проводов. Способы их укрепления и соединения. Типы и конструкции опор. Устройство кабельных линий. Типы и марки кабелей. Способы прокладки кабелей. Причины возникновения, виды и последствия коротких замыканий. Термическое и электродинамическое воздействие токов короткого замыкания. Электрооборудование на поверхности шахт. Элементы высоковольтного оборудования подстанций. Назначение, типы, технические характеристики оборудования подстанций. Назначение, типы технические характеристики. Устройство и выбор изоляторов, шин, предохранителей, разъединителей, выключателей нагрузки, отделителей, короткозамыкателей, масляных и воздушных выключателей, измерительных трансформаторов тока и напряжения, реакторов, силовых трансформатороров. Приводы разъединителей, выключателей нагрузки масляных выключателей.
        Комплектные распредусройства, трансформаторные подстанции. Устройство главной понизительной подстанции (ГПП). Защитное заземление на подстанциях. Контроль за состоянием изоляции.

Документация на подстанциях.

Общие сведения о релейной защите. Типы реле, их конструктивные особенности. Схемы релейной защиты линий электропередач (ЛЭП), силовых трансформаторов и электродвигателей напряжением свыше 1140В. Защита подстанций от прямых ударов молнии. Защита подстанций  то прямых ударов молнии. Защита электрооборудования подстанций от перенапряжения. Меры безопасности при эксплуатации высоковольтных аппаратов и электрических сетей.

Литература

Основная: [1, с. 267–281, 296 –329]; [2, с. 80–125]; [3, с. 168-245]; [4, с. 5-62].

Дополнительная: [6, с. 52-97]; [9, с. 14-16].

Методические указания

Изучая данную тему, студент должен обратить внимание на общие схемы электроснабжения энергией шахт, начиная от электростанций энергосистемы и кончая любым потребителем участка, при этом необходимо проследить характер преобразования электроэнергии на пути к потребителям.

        В основе построения схем электроснабжения лежат следующие основные требования.

1.Обеспечение бесперебойности снабжения электроэнергией.

2.Обеспечение высокого качества электроэнергии, т.е. нормальной величины напряжения и частоты тока на зажимах     приемников электроэнергии.

3.Экономичность и безопасность всех элементов электроснабжения.

        В отношении обеспечения надежности в соответствии с ПУЭ (Правилами устройства электроустановок) электроприемники

подразделяются на 3 категории.

        При изучении темы необходимо чётко уяснить, какие потребители шахт и почему отнесены к той или иной категории; какие средства используются для обеспечения надежности электроснабжения, в частности, почему шахта снабжена по двум линиям электропередач от различных районных подстанций и в связи с чем каждая из ЛЭП рассчитана на 100%-ную нагрузку.

        Рассматривая токи к.з., необходимо изучить причины короткого замыкания, его виды процесс протекания, и те последствия, которые могут быть вызваны электродинамическим и термическим действием токов короткого замыкания. Значение величины необходимо для правильного выбора аппаратуры подстанций, шин, проводов и кабелей для правильной настройки защиты.

        При изучении элементов высоковольтного оборудования подстанций прежде всего следует установить их значение, а затем приступить к изучению их устройства, поскольку конструктивные особенности того или иного аппарата определяются его назначением.

        Необходимо  выделить существенные различия между разъединителями, выключателями нагрузки и масляными выключателями, трансформаторами тока и трансформаторами напряжения, уяснить особенности их включения.

        При изучении силовых трансформаторов нужно обратить внимание на их основное назначение, конструктивные особенности и основные параметры. Для лучшего уяснения этих вопросов необходимо проработать тему «Аппараты для преобразования параметров электрической энергии переменного тока» из курса «Общая электротехника с основами электроники».

        Изучая конструктивные особенности комплектных распределительных устройств (КРУ), следует провести четкую грань между КРУ и обычным РУ,

 то есть выделить существенные особенности КРУ.

        Знакомясь с релейной защитой высоковольтного оборудования, необходимо обратить внимание на основные требования, предъявляемые к ней: быстрота и надёжность действия, избирательность, чувствительность, наличие резерва и сигнальных устройств; средства и схемы, с помощью которых достигается  выполнение перечисленных требований; необходимо также обратить внимание на назначение и устройство АПВ (автоматического повторного включения) и АВР (автоматического включения резерва).
        Следует внимательно ознакомиться с устройством защитного заземления на подстанциях и контролем состояния изоляции, а также с правилами безопасности при обслуживании и эксплуатации подстанций.

        Изучая вопрос об определении мощности подстанций и выбора силовых трансформаторов, необходимо выделить два метода расчёта: определение расчётной нагрузки по уставленной мощности и коэффициенту спроса и определения расчетной нагрузки по средней мощности и коэффициенту максимума, установить существенные особенности каждого из названых методов и их отличия, а также области применения.

Вопросы для самопроверки

1. На какие категории делятся электроустановки на поверхности шахт?

2. Каковы основные потребители электроэнергии на поверхности шахт?

3. Для каких потребителей шахты должно быть предусмотрено резервное питание?

4. Какие величины высокого и низкого напряжения применяются в шахтах?

5. Какова схема питания шахтной подстанции поверхности и распределения энергии на поверхности шахты?

6. Из каких основных элементов состоит распределительное устройство подстанции?

7. Каково значение масляных выключателей в высоковольтном распределительном устройстве?

8. Каково назначение разъединителей в высоковольтном устройстве?

9. Как производится выбор масляных переключателей?

10. Как производится выбор разъединителей?

11.Что называют коротким замыканием и токами короткого замыкания?

12. От чего зависит величина токов короткого замыкания?

13. В чём сущность динамического и термического действия токов короткого замыкания?

14. Для чего предназначено масло в баковых масляных выключателях, в горшковых выключателях?

15. Почему разъединителем нельзя включать и выключать нагрузку?

16. Как устроен трансформатор тока?

17. Как устроен трансформатор напряжения?

18. С какой целью применяются измерительные трансформаторы и какие приборы подключаются к ним?

19. Как устроен реактор и для чего он применяется?

20. Что такое перенапряжения и когда они возникают?

21. Какие существуют средства защиты  от   перенапряжений?

22. Как устроены и работают вентильные разрядники?

23. Почему трубчатые разрядники изготавливаются из винипласта?

24. Как гасится дуга в предохранителях типа ПК?

25. Как устроен ручной привод масляного выключателя?

26. Что такое нулевая защита и в каких случаях она применяется на подстанции?

27. Какое значение имеют сигнализация и блокировочные устройства на подстанции?

28. Каково устройство защитных заземлений на поверхностных подстанциях?

29. Как осуществляется контроль за состоянием изоляции на подстанциях?

30. Какая документация ведется на шахтных поверхностных подстанциях?

31. Какие средства защиты от поражений электрическим током должны быть на ГПП шахты?

32. Каковы устройство и назначение АПВ и АВР на подстанциях?

33. В чем сущность метода определения мощности подстанций по установленной мощности и коэффициенту спроса?

34. Какие существуют методы определения мощности подстанций?

35. В чем сущность метода определения мощности подстанций по средней мощности и коэффициенту максимума?

36. Каковы значение и устройство комплектных распределительных

устройств (КРУ)?

Тема 9. Технико-экономические показатели электропотребления горных предприятий.

( 4 часа)

        Общие сведения об основных технико-экономических показателях электропотребления. Учет расхода электроэнергии на горных предприятиях. Удельные нормы расхода электроэнергии по отдельным технологическим процессам горного производства и по предприятию в целом. Коэффициент мощности электроустановок. Определение общешахтного коэффициента мощности. Компенсация реактивной мощности. Мероприятие по экономии электроэнергии.

        Определение основных технико-экономических показателей электропотребления. Определение стоимости электроэнергии. Тарификация электроэнергии. Определение стоимости электроэнергии. Определение себестоимости продукции по элементу «Электроэнергия», удельного потребления электроэнергии, электровооруженности труда. Перспективы дальнейшего развития и совершенствования электрификации угольных предприятий.

        Вопросы рационального электроснабжения угольных предприятий.

Литература

Основная: [1, с. 375- 389]; [2, с. 289- 300]; [3, с. 290- 312]; [4, с. 202 – 215].

Методические указания

Приступая к изучению данной темы, следует из курса «Общая электротехника с основами электроники» повторить физическую сущность коэффициента мощности из темы «Электрические машины переменного тока» и устройство и принцип действия счетчиков электрической энергии из темы «Электрические измерения и электроизмерительные приборы»

        После усвоения теоретических сведений о коэффициенте мощности можно приступить к рассмотрению причин и последствий  низкого cosφ.

Низкий коэффициент мощности вызывает:

1) увеличение мощности и размеров генераторов, трансформаторов и т.д. энергоснабжающей системы;

2) увеличение потерь электроэнергии на нагрев и увеличение сечения проводов;

3) увеличение потерь напряжения в сети..

        Поэтому проблема высокого коэффициента мощности имеет огромное народно хозяйственное значение.

        Далее следует усвоить естественные и искусственные мероприятия по повышению коэффициента мощности.

        В вопросе «Определение величины общешахтного коэффициента мощности» нужно рассмотреть следующие способы измерения:

1) при помощи фазометра;

2) по двум счётчикам активной и реактивной энергии.

Здесь следует кроме того, ознакомится с включением указанных приборов.

        Предприятия горной промышленности производят оплату за электроэнергию по двухставочному тарифу с учётом действующей скалы скидок и надбавок к тарифу на электроэнергию за компенсации реактивной мощности.

        Студенту необходимо разобраться в двух вариантах оплаты:

1) годовая плата за 1кВт заявленной потребителем мощности, участвующей в максимуме энергосистемы.

2) за каждый 1кВ.ч отпущенной потребителю активной электрической энергии.

Вопрос оплаты стоимости электрической энергии подробно рассмотрен в учебнике [1, с. 385-388]; [4, с. 205-206].

Особое внимание следует обратить на методы решения наиболее рационального снабжения электроэнергией в целях обеспечения растущих мощностей горнодобывающих машин, на перевод шахт, работающих на пневмоэнергии, на электрическую энергию и его экономическое обоснование.

        Студент должен уметь обосновать необходимость перехода на более высокое напряжение, внедрения средств автоматики и телемеханики в систему управления горными машинами и новейшего электрооборудования, защитной аппаратуры.

С целью уменьшения пожароопасности разрабатываются высоковольтные ячейки с безмасляными выключателями и гашением дуги магнитным дутьём.

        Важным является вопрос повышения безопасности эксплуатации шахтных высоковольтных сетей. С этой целью разрабатываются схемы обособленного питания подземных высоковольтных электроприёмников с помощью разделительных трансформаторов 6 кВ/6 кВ с применением высоковольтных быстродействующих реле утечки.

        С целью повышения надёжности электроснабжения большие работы ведутся по совершенствованию схем с применением автоматического повторного включения (АПВ) отключившихся исправных линий.

        Совершенствуются и внедряются в практику схемы дистанционного автоматического управления ЦПП.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое коэффициент мощности?

2. Какие потребители имеют коэффициент мощности, равный единице?

3. Почему при низком коэффициенте мощности потребителя генераторы и турбины на электростанциях не получают полной загрузки?

4. Почему при низком значении коэффициента мощности происходит повышение удельного расхода топлива электростанций?

5. Почему при низком значении коэффициента мощности увеличивается потеря электроэнергии  в линии электропередач?

6. Чем объяснить, что асинхронные двигатели трансформаторы, установленные с завышенной мощностью?

7. Какое влияние на коэффициент мощности оказывает величина напряжения, подведенного к асинхронному двигателю?

8. Как отразится увеличение воздушного зазора асинхронного двигателя на величине коэффициента мощности?

9. Как влияет переключение обмотки статора слабозагруженного асинхронного двигателя на величину коэффициента мощности?

10. Как виляет организация работы  выемочного участка на величину коэффициента мощности по участку?

11. Какие существуют способы повышения коэффициента мощности?

12. Можно ли повысить коэффициент мощности до единицы, проводя мероприятия профилактического характера?

13. В чём заключаются искусственные мероприятия по повышению коэффициента мощности?

14. Какие существуют компенсирующие средства, создающие искусственное повышение коэффициента мощности?

15. Как определить коэффициент мощности потребителя?

16. В чём заключается сущность двухставочного тарифа?

17. Какие проводятся мероприятия с целью экономии электроэнергии?

18. Почему в различных энергосистемах тарифы на электроэнергию различны?

19. Что понимают под удельным расходом, удельной стоимостью электроэнергии и электровооруженностью труда?

Тема 10. Рудничная сигнализация и связь

(   2 часа)

Назначение рудничной сигнализации. Аппаратура сигнализации. Стволовая, транспортная, диспетчерская сигнализация. Виды рудничной связи. Аппаратура связи. Диспетчерское управление производством.

 Литература

Основная: [1, с. 411-424];  [3, с. 328-340].

Дополнительная: [5, с. 167-197]; [7, с. 148-149; 159-160].

Методические указания

Средства связи и сигнализации выполнены на современной элементной базе и используют принципы передачи информации, известные телемеханике. Поэтому перед изучением темы необходимо сначала повторить соответствующие разделы из курсов «Общей электротехники с основами электроники» («Полупроводниковые диоды», «Выпрямляющие устройства и стабилизаторы») и «Основы автоматизации производства» («Реле и распределители»), а так же установленные соответствующими ГОСТами обозначения, графические условные, применяемые в электрических схемах.

После этого можно непосредственно приступать к изучению темы, При проработке темы следует выделить виды рудничной сигнализации и изучить средства, при помощи которых она осуществляется.

При рассмотрении вопросов шахтной связи необходимо обратить внимание на требования Правил безопасности относительно её применения и устройства; на классификацию шахтной связи, назначение каждого вида связи и технические средства его реализации, а также назначение и конструкцию применяемых телефонных кабелей.

Изучая диспетчерское управление производством, следует обратить внимание на конструктивные особенности применяемых технических средств и используемые в них принципы передачи телемеханической информации.

Вопросы для самопроверки

1. Какое назначение средств шахтной сигнализации?

2. На какие виды делится шахтная сигнализация? Каково их назначение?

3.  Какие устройства применяют в средствах шахтной сигнализации?        

4. Что понимают под производственной сигнализацией и что к ней         относится?

5. Что понимают под транспортной сигнализацией, каково её назначение и при помощи каких средств она осуществляется?

6. Что понимают под диспетчерской сигнализацией, каково ее назначение и при помощи каких средств она осуществляется?

7. Каково назначение шахтной связи?

8. На какие виды делится шахтная связь относительно назначения и на какие — относительно способа воспроизведения речи?

9. Что понимают под диспетчерской связью и как она классифицируется?

10. При помощи каких средств осуществляется  связь и оповещение?

11. Каково назначение технологической связи и при помощи каких средств она осуществляется?

12. Какие кабели применяют для шахтной связи и каковы их конструктивные особенности?

2.6. ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Тема 1

1. Какие требования предъявляют к подземным электроустановкам условия эксплуатации?

2. Какие требования предъявляются к рудничному электрооборудованию повышенной надежности (РП)?

3.  Какие требования предъявляются к рудничному электрооборудованию нормального исполнения (РН)?

4. Какие требования предъявляются к рудничному электрооборудованию во взрывобезопасном исполнении (РВ)?

5. Как подразделяется рудничное электрооборудование по уровню взрывозащиты и как обозначаются уровни взрывозащиты?

6. Какие виды взрывозащиты электрооборудования предусматривает ГОСТ и как эти виды взрывозащиты обозначаются?

7. Какие цепи называются искробезопасными? Описать работу емкостных, резисторных и выпрямительных шунтов, применяемых

при гашении искры.

8. Описать методы испытания искробезопасного электрооборудования.

9. Как испытывается рудничное электрооборудование на взрывобезопасносуь?

10. Какие устройства и кабели и в каких шахтах разрешается ПБ ремонтировать под напряжением? Объяснить почему.

11. Какой ток является искробезопасным? Какой воспламеняющим? Назвать способы достижения искробезопасных параметров. Объяснить принцип действия тиристорной защиты для обеспечения искробезопасных параметров источников питания шахтных аппаратов.

Тема 2

12. Описать устройство местного заземлителя в мокрых выработках. Привести соответствующие эскизы

13. Описать устройство местного заземлителя для сухих выработок. Привести соответствующие эскизы.

14. Начертить схему реле утечки УАКИ-66О и описать работу схемы.

15. Описать устройство главного заземлителя шахты. Привести соответствующие эскизы.

16. Как осуществляется заземление передвижной подстанции типа ТСВП? Привести необходимые эскизы.

17. Устройство защитных заземлений на главных поверхностных подстанциях шахт (ГПП).

18. Кем и в какие сроки проверяются защитные заземления в подземных горных выработках?

Тема 3

Задачи

19. Определить статический момент на валу барабана подъёмной машины, если масса поднимаемой ветви Qn = 1200кг, опускаемой ветви, Qоn = 7000кг, диаметр барабана машины Dб = 3,0м, к.п.д. барабана ηб=0,95.

20. Определить динамический момент на валу рабочего механизма, если маховой момент его равен GD2м=200 Н.м2 и угловое ускорение 0,9 рад/с2.

21. Определить вращающий момент и мощность при пуске на валу барабана маневровой лебедки, если усилие на ободе барабана равно F =12000 Н, диаметр барабана Dб=0.25м, маховой момент на валу барабана GD2б=240 Н.м2, частота вращения барабана 50  об/мин, время разгона tp=2 c, к.п.д.

барабана ηб= 0,92.

22. Определить момент инерции на валу рабочего механизма, если статический момент  Мс=1900 Н.м, вращающий момент М=2000Н.м, угловое ускорение 0,8рад/с 2.

23. Определить мощность на валу рабочего механизма при пуске, если статический момент Мс= 640 Н.м, момент инерции Ј=300 кг.м2 угловая скорость вращения вала механизма ωм=8,4 рад/с, время разгона механизма tp=8 c.

24. Определить вращающий момент на валу барабана лебедки, если усилие на ободе барабана лебедки F=20000 Н, диаметр барабана Dб=0,4 м, маховой момент барабана GD2= 6750 Н.м, частота вращения барабана nб =30 об/мин, время разгона лебедки tp= 3 с, к.п.д. барабана ηб = 0,92.

25. Определить мощность на валу рабочего механизма и угловую скорость его вращения, если статический момент Мс=3000 Н.м, вращающий момент М =3480 Н.м, момент инерции J=160 кг. м2, время разгона механизма tp=8 c.

26. Определить частоту вращения вала рабочего механизма и момент инерции, если мощность на валу Р=12кВт, момент сопротивления  Мс=1350 Н.м, динамический момент Мдин=450 Н.м, время разгона механизма tp=4,2c.

27. Определить мощность на валу рабочего механизма, если момент сопротивления Мс =1600 Н.м, угловая скорость ωм=12 рад/с.

28. Определить статический момент на валу двигателя Мс.д, статически уравновешенной подъемной установки, если масса полезно поднимаемого груза Qn=5097 кг, диаметр барабана Dб=2.6 м, к.п.д. передач ηп=0,9, передаточное число редукторов Up=10, к.п.д. барабана ηб=0.92.

29. Определить статический и динамический моменты на валу двигателя статически уравновешенной подъемной установки, если вес поднимаемого груза Gn=30000 Н, скорость подъёма груза Vn=5,12 м/с, частота вращения двигателя nд =980 об/мин. Маховый момент барабана GD2б =1200 кН.м2, маховый момент передачи, приведенный к валу двигателя GD2п =980 Н.м2 , маховый момент двигателя GD2д =320 Н.м2, диаметр барабана Dб = 2,0 м, к.п.д. передачи ηп=0,92, к.п д. барабана то ηб=0,9, время разгона двигателя при пуске tп =10 с.

30. Определить статический и динамический моменты на валу двигателя статически уравновешенной подъемной установки, если масса поднимаемого груза Qn= 6000 кг,  диаметр барабана Dб = 2.0 м, к.п. д. барабана и передачи ηб=ηп=0,92, передаточное число редуктора Up=20, приведенный момент инерции системы            Jпр=40 кг.м2, угловая скорость вращения двигателя  ωд =77 рад / с, время разгона двигателя пуске tп =5 с.

31. Определить маховой момент движущихся частей подъемной установки, приведенный к валу двигателя, если маховой момент барабана машины и зубчатого колеса GD2б=320 кН.м2, маховой момент ротора двигателя с зубчатым колесом GD2р=4800 Н.м2, установившаяся частота вращения nд=490 об/мин, диаметр барабана Dб = 2,6 м, полезно поднимаемый груз Gn =4000 Н, передаточное число редуктора Up=11,5.

32. Определить вращающий момент при пуске двигателя подъемной машины, если поднимаемый груз Gn =90000 Н, диаметр барабана машины  Dб =3.4 м, к.п.д. передачи ηб=ηп=0.92, передаточные числа U1=4, U2= 5, частота вращения двигателя nд =960 об/мин, маховой момент ротора двигателя с зубчатым колесом Z1 GD 2д =3600 Н .м2 , маховой момент промежуточного вала с колесами Z2 и Z3 GD 21 =7600 Н .м2, маховый момент барабана с зубчатым колесом        Z4 GD2б = 980 кН.м и время разгона tр =10с с постоянным ускорением, к.п.д. барабана подъемной машины ηб=0,95

33. Определить пусковой момент и мощность двигателя при пуске подъемной машины. если вес поднимаемого груза Gn =20000 Н, диаметр барабана Dб =1.6 м, маховой момент ротора двигателя GD2д =90 Н.м2, маховой момент роторной шестерни GD21=6 Н.м2, маховой момент барабана GDб=45 кН.м 2 , маховой момент зубчатого колеса на барабане GD2б=100 Н.м2, время разгона tр=10 с, передаточное число редуктора Up=20, к.п.д. передачи барабана  ηп= ηб= 0,95. Вес каната Gк =3000 Н, частота вращения двигателя nд=735 об/мин.

34. Двигатель через редуктор соединен с рабочей машиной. Маховой момент двигателе GD2д =200 Н.м2, редуктора GD2р=400Н.м2, рабочей машины  GD 2м =800 Н.м2. Передаточное число для махового момента редуктора Up=2, машины Uм=5. Продолжительность пуска  tп =5с. Частота вращения двигателя nд=1470 об/мин. Статический момент на валу машины Мс.м=750 Н.м, к.п.д. общий ηобщ =0,92. Определить необходимый момент мощность на валу двигателя в период его пуска.

35. Определить статический и динамический моменты на валу двигателя лебедки, если вес поднимаемого груза Gп=10000 Н, скорость поднимаемого груза Vn=3,6 м/с,  частота вращения двигателя GD2б =314 Н.м 2, маховой момент передачи, приведенный к валу двигателя и самого двигателя

GD2б =19,6 Н.м2, диаметр барабана лебедки Dб=500 мм, к.п.д. редуктора      ηб= 0,8, время двигателя при пуске tр =10 с.

36. Определить время пуска электродвигателя с неизменным моментом сопротивления на валу Мс = 200 Н.м, если момент инерции, приведенной к угловой скорости ротора Јпр =4 кг.м2, номинальная частота вращения двигателя nном = 980 об/мин и средний пусковой момент, развиваемый двигателем Мп = 320 Н.м.

37. Определить время пуска двигателя лебёдки, если мощность двигателя Pном=7,5 кВт, маховый момент системы, приведенный к валу двигателя GD2пр=360 Н.м2, статический и пусковой моменты соответственно равны    Мс=0,8 Мном, Мп=1,6 Мном, частота вращения двигателя nном=975 об/мин.

38. Определить время свободного выбега и время торможения двигателя с применением тормоза, если вращающий момент двигателя рабочего механизма М=650Н.м, частота вращения двигателя nном=1470 об/мин, приведенный к валу двигателя маховый момент системы GD2пр=120 Н.м2, приведенный к валу двигателя моменты сопротивления и тормоза соответственно равны Мс=250 Н.м, Mт=120 H.м.

39. Определить время пуска с неизменным вращающим моментом, развиваемым двигателем, если номинальная частота вращения двигателя nном=1465 об/мин, пусковой момент Мп=1570 Н.м, статический и маховой момент, приведённые к валу двигателя, соответственно равны Мс=750 Н.м и GD2пр=780 Н.м2.

40. Определить время пуска электродвигателя с неизменным  моментом на валу механизма Мс.м=1800 Н.м, если маховой момент механизма GD2м=7200 Н.м2. Передаточное число редуктора Up =10, к.п.д передачи ηп=0,9, угловая скорость вращения двигателя     ωд=101, 57 рад/с. Пусковой момент двигателя Мп=360 Н.м.

41. Определить маховый момент системы, приведенной к валу двигателя, если рабочий механизм приводится в движение электродвигателем Рном=6,5 кВт, с частотой вращения nном=730 об/мин, требуемое время со свободным выбегом tв=2,4c, приведенный момент сопротивления на валу двигателя Мс=0,9 Мном.

42. Определить момент инерции системы, если требуемое время  пуска tп=1,6 с, угловая скорость вращении двигателя ωном = 282, 72 рад/с, мощность двигателя Рном=30 кВт, момент сопротивления на валу двигателя Мс=0,75 Мном, пусковой момент двигателя         Мп=1,6 Мном.

43. Асинхронный электродвигатель имеет следующие данные: Рном=100 кВт, Uном = 660 В, ηном = 1470 об/мин, число полюсов 2р = 4, Мmax=1,8 Мном. Определить номинальное скольжение Sном, номинальный Мном и максимальный Мmax   моменты.

44. Асинхронный 3-х фазный двигатель типа ЭДКОФВ-43/4 мощностью Рном=55 кВт, Uном = 660 В, ηном = 1475 об/мин, ηном =90%, cosφном=0,85. Определяем потребляемые активную, реактивную и полную мощности, а также номинальный момент.

45. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет следующие данные: Рном=10 кВт, Uном = 380 В, ηном = 1460 об/мин,     ηном =85%, cosφном=0,8, In/Iном=6, Mn/Mном=1,3, Мmax/ Мном=2,5. Определить потребляемую мощность, номинальный и пусковой ток, номинальный, пусковой и максимальный моменты.

46. Определить номинальное скольжение и номинальный вращающий момент асинхронного двигателя, если номинальная мощность двигателя    Рном = 37кВт и номинальная частота вращения nном=1475 об/мин.

47. Режим работы электродвигателей: длительный, кратковременный и повторно- кратковременный, их сущность. Привести примеры работы двигателей в этих режимах?

48. Описать классы электроизоляционных материалов. Какого класса изоляция применяется для обмоток электродвигателей?

49. Что называется механической характеристикой электродвигателя? Какие характеристики называются естественными  и искусственными?

50. Какие механические характеристики называются абсолютно жесткими, жесткими и мягкими? Какие двигатели имеют такие характеристики?
      51. Какова механическая асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором? Описать участки этой характеристики.
      52. Описать пуск, регулирование скорости, торможение и реверсирование двигателей с параллельным возбуждением.
      53. Как осуществляют пуск, регулирование скорости, торможение и реверсирование двигателей с последовательным возбуждением?
      54. В каких случаях и как осуществляется пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором способом переключения со звезды на треугольник?

55. В чем сущность динамического торможения асинхронных двигателей? Привести примеры применения динамического торможения?

Тема 4

56. Классификация низковольтной рудничной электроаппаратуры.

57. Электрическая дуга и способы ее гашения на контакте              электротроаппаратуры.

58. Назначение и принцип работы максимальных токовых реле.

59. Назначение, устройство и принцип работы универсальной максимальной защиты УМЗ.

60. Описать назначение, устройство и принцип действия температурного реле ДТР-ЗМ-УТ, привести необходимые эскизы.

61. Сущность минимальной и нулевой защиты. Как она осуществляется в магнитных пускателях?

62. Раскрыть понятие защиты от потери управляемости. Как они осуществляются в шахтных магнитных пускателях?

63. Чем достигается искробезопасность цепей дистанционного управления в пускателях серии ПВИ?

64. Назначение и принцип действия блокировочного реле утечки БРУ в магнитных пускателях серии ПВИ.

65. Назначение и принцип работы реле времени в магнитных пускателях серии ПВИ.

66. Описать принцип работы блокировочного реле утечки БРУ-2С, применяемого в пускателях ПВМИР-51, ПВМИР-41.

67. Начертить схему автоматического выключателя АВ-400ДО, описать устройство и работу схемы.

68. Описать назначение пускателя ПВИ-6З и работу электрической схемы в нормальном и аварийном режимах.
       69. Описать назначение пускателя ПВИ-125. Почему при срабатывании БРУ нельзя включать пускатель?

70. Описать назначение пускателя ПВИ-25, блокировок между крышкой и корпусом. Как можно включить пускатель после срабатывания УМЗ?

71. Описать назначение пускателя ПВИ-25О и работу электрической схемы в нормальном и аварийном режимах. Почему нельзя проверить БРУ при включенном пускателе?

72. Описать назначение пускателя ПВИ-З2. Отличие электрической схемы данного пускателя от других пускателей серии ПВИ.

73.Описать назначение пускателей ПМВИР-51, работу электрической схемы в нормальном режиме. Для какой цели в пускателе применяется реле РОТ?

74. Описать назначение пускателя ПВИР -250. работу электрической схемы в нормальном и аварийном режимах. Какие блокировки имеются в схеме пускателя?

75. Назначение магнитных станций управлений. Какие станции управления выпускаются в настоящее время?

76. Описать назначение магнитной станции СУВ-З5ОА, работу электрической схемы в нормальном и аварийном режимах?

77. Описать электрическую схему пускателя ПВ-1140-250.

Тема 5

Вопросы

78. Описать устройство, начертить электрическую схему пускового агрегата АП-4.

79. Описать устройство и электрическую схему люминесцентной лампы.

80. Описать устройство светильника РП-1ОО.

81. Назвать типы головных светильников, применяемых в шахте, и описать устройство шахтного головного светильника СГГ-5.

Задачи

82. Выбрать тип светильников и определить их количество для освещения квершлага длиной 300 м. Рассчитать и принять магистральный

кабель. Допустимая потеря напряжения ∆U =4 %.

83. Камера ЦПП имеет площадь S = 200М2. Для освещения приняты светильники типа РВЛ-4 ОМ. Удельная мощность для освещения электромашинных камер Ру = 10 Вт/м2. Определить необходимое количество светильников.

84. Для освещения квершлага длиной 500 м приняты светильники  РВЛ-2Ом. Расстояние между светильниками 6 м. Определить мощность и  выбрать тип осветительного трансформатора.

85. Определить количество и мощность светильников для освещения насосной камеры в околоствольном дворе шахты. Размеры камеры: длина - 20 м, ширина - 8 м, высота - 4 м. Крепление бетонное, с побелкой. В камере установлены три насоса. Освещаемая рабочая поверхность принимается от пола на высоте 0,8 м. Напряжено сети 220 В.

86. Рассчитать освещение водоотливной камеры. Длина камеры - 20м, ширина - 5м, высота - 3м. Крепление камеры бетонное с побелкой. Напряжение осветительной сети 220 В.

87. Рассчитать освещение подземной подстанции. Освещаемая площадь S =10х6 =60м2 , высота камеры Н=3м. Крепление камеры бетонное, с побелкой. Напряжение осветительной сон U=127 В.

88.  На участке освещается штрек длиной 260м. Выбрать тип светильников, рассчитать их число. Рассчитать и принять магистральный кабель. Допустимая потеря напряжения в кабеле ∆U =4 %.

89. Камера электровозного гаража имеет размеры 5 х 40 м, высоту 3,5 м. Стены и потолок побелены. Выбрать тип светильников и рассчитать их число.

90. Камера УПП имеет размеры 5 х 25 м, высоту 3м. Стены и потолок побелены. Выбрать тип светильников и определить их число.

Тема 6

1. Описать требования, предъявляемые к системам энергоснабжения  горных работ.

2. Описать устройство и оборудование центральной подземной подстанции (ЦПП).

З. Как осуществляется питание участков электроэнергией через ствол? Способы крепления кабелей в вертикальных стволах. Привести необходимые эскизы?

4. Как осуществляется питание участков электроэнергией через скважины и шурфы? Как крепятся кабели в скважинах?

5. Описать устройство и оборудование распределительного подземного пункта высокого напряжения РПП-6.

6. Описать способы прокладки и подвески кабелей в горизонтальных и наклонных горных выработках.

7. Описать устройство КРУ типа РВД-6, начертить схему и описать ее работу.

8. Описать устройство КРУ типа КРУВ-6, начертить схему и описать ее работу.

9. Начертить электрическую схему и описать устройство передвижной подстанции ТСВП-400/6.

10. Описать устройство полугибкого кабеля ЭВТ. Привести необходимые эскизы.

11. Описать устройство гибких экранированных кабелей ГРШЭ. Привести необходимые эскизы.

12. Описать устройство особо гибкого кабеля КОГЭШ. Привести необходимые эскизы.

13. Описать устройство бронированного кабеля СБн. Привести необходимые эскизы.

14. Способы прокладки кабелей по горизонтальным выработкам. Требования ПБ при эксплуатации кабелей.

15. Лава оборудована комбайном 1К1О1У с индивидуальной крепью. Суммарная установленная мощность токоприемников составляет 360 кВт. Часовая мощность двигателя комбайна 100 кВт. Определить мощность трансформатора и выбрать тип передвижной подстанции.

16. Лава оборудована комплексом КМК97 с комбайном МК67М. Суммарная установленная мощность токоприемников участка 365 кВт. Мощность двигателя комбайна 125 кВт. Определить ток в фидерном кабеле, выбрать сечение и марку кабеля по допустимому нагреву.
      17. Лава оборудована комплексом 1КМВ8 с комбайном 1ГШб8, имеющим два двигателя типа ЭКВ4У-У5 мощностью 132 кВт каждый. Суммарная установленная мощность токоприемников 460 кВт. Определить мощность трансформатора и выбрать тип передвижной подстанции.

18.  Проверить ток уставки максимального реле пускового агрегата АП4, питающего ручное электросверло, по расчетному минимальному току двухфазного к.з. Длина кабеля 155 м. Напряжение сети 127 В. Марка кабеля ШРБЭ 5 х 6.

19. Для дистанционного управления комбайном 2К52МУ установлен пускатель ПВИ-250. Тип двигателя ЭДКО4-100-2У5  мощностью                Рном =100кВт. Определить ток установки максимального реле пускателя, если пусковой ток двигателя ln=850 А. Проверить выбранную уставку тока срабатывания реле  по расчетному минимальному току двухфазного к.з., если двигатель комбайна подключен кабелем ГРШЭ 3х50 + 1х10 + 3х4 длиной  200 м. Длина фидерного кабеля СБн - 3х95 равна 100 м.  Комбайн питается от передвижной подстанции ТСВП-4ОО/6.

20. В лаве длиной 200 м установлен конвейер 1СР7ОМ с четырьмя двигателями ЭДКОФ42-4 мощностью 45 кВт каждый. Выбрать тип пускателей. Определить ток уставок максимальных реле. Определить токи двухфазных к.з. ( /(2)к.з.min) и проверить выбранные уставки на способность отключения защищаемой сети. Для питания электродвигателей от подстанции ТСВП -400/6 проложены кабели ГРШЭ 3х50 + 1х10 + 3х4 длиной 285 м и фидерный кабель марки СБН - 3х95 длиной 100 м.

21. Рассчитать сечение и выбрать кабель для питания двигателей конвейера СПЗО1. На конвейере установлено два двигателя типа ЭДКОФВ-53/4 мощностью Рном= 110 кВт каждый, /ном =116А из условий допустимого нагрева.

22. Для дистанционного управления  лебедкой ЛВД-З1 принять пускатель ПМВИР-41. Определить ток плавкой вставки предохранителей пускателя ln =95 А, проверить выбранную плавкую вставку по расчетному минимальному току двухфазного к.з., если от пускателя до лебедки проложен кабель ГРШЭ 3 х10 + 3 х 2.5 + 1 х 6 длиной 70 м. Длина фидерного кабеля СБн 3х95  равна 100 м. Лебедка питается от передвижной подстанции ТСВП-25О/6.

23. Рассчитать сечение и выбрать кабель для питания электродвигателя лебедки 1 ЛП из условий допустимого нагрева и потери напряжения при нормальном режиме. Длина кабеля 275 м. Допустимая потеря напряжения ΔU=30 В, Iном= 19,5 А

24. Рассчитать сечение и выбрать кабель для питания электродвигателей лебедки ЛВД-З1 из условий допустимого нагрева и потери напряжения при номинальном режиме. Длина кабеля 80 м. Допустимая потеря  напряжения ΔU=30,5 В, Iном= 15,7 А

Тема 7

25. Описать требования, предъявляемые схемам дистанционного управления.

26. Начертить схему дистанционного управления электросверлами СЭР-19М и описать ее работу.

27. Начертить схему дистанционного управления бурильной установки БУЭ-1 и описать ее работу.

28. Начертить схему дистанционного управления погрузочной машиной 1ПН52 и описать ее работу.

29. Описать схему управления конвейерами.

30. Описать схему управления насосами.

31. Эксплуатация аппаратуры управления и защиты.

Тема 8

32. Описать деление токоприемников шахты на категории согласно ПУЭ по условиям обеспечения надежности электроснабжения.

33. Описать назначение шин и изоляторов. Привести необходимые эскизы.

34. Описать назначение и устройство разъединителей. Привести необходимые эскизы.

35. Описать назначение и устройство выключателей нагрузки. Привести необходимые эскизы.

36. Описать назначение и устройство высоковольтных предохранителей. Привести необходимые эскизы.

37. Описать назначение и устройство малообъемного масляного выключателя ВМПП- 10. Привести эскиз и описать принцип его действия.

38. Описать устройство и принцип работы вентильного разрядника РВП-10. Привести эскиз этого разрядника.

39. Описать назначение, устройство и место установки реакторов. Привести необходимый эскиз.

40. Описать устройство и назначение трансформаторов напряжения. Привести схему выключения трансформаторов напряжения.

41. Описать устройство, назначение трансформаторов тока. Привести схему включения трансформаторов тока.

42. Назначение релейной защиты. Привести схему токового реле серии РТ-4О

43. Назначение и устройство комплектных распределительных устройств. Привести эскизы устройств КРУ и КРУН.

44. Как контролируется состояние изоляции при напряжении до 1 кВ и выше 1 кВ в ГПП шахты?

Тема 9

45. Определить, насколько увеличится соsφ шахты со среднегодовой активной нагрузкой Рср =6000 кВт при cosφ1 = 0.72, если на шины шахтной подстанции подключили батарею статических конденсаторов Qк.у =3400 квар.

46. Для увеличения cosφ на предприятии решили асинхронный двигатель Рном=500 кВт при cosφa=0,85 и к.п.д. ηа=85% заменить синхронным той же мощности при к.п.д. ηс =35 % и опережающем cosφc =0,8. Определить новое значение cosφ1, если среднегодовая активная нагрузка предприятия составляет Рср=3200 кВт при cosφcр =0,7.

47. Годовой расход электроэнергии на шинах шахтной подстанции составляет 10000000 кВт ч при cos φ1=0.8 и номинальном рабочем напряжении Uном=6кВ. Определить мощность и число статических конденсаторов, необходимых для повышения коэффициента мощности на шинах ВН подстанции до cosφ1 =0,92, если годовое число часов работы на шахте Т = 7000ч.

48. Среднегодовая активная мощность, потребляемая шахтой, Рср=10600 кВт при средневзвешенном коэффициенте мощности cos φ1 = 0.83. На шахте установили новый компрессор типа 4М10-100/8 с синхронным двигателем мощностью Рном=630 кВт при опережающем cosφ1 =0,85 и к.п.д. ηс=0.92. Найти новый средневзвешенный cosφ для шахты после установки синхронного двигателя.

49. Определить мощность компенсирующего устройства и требуемое количество конденсаторов при номинальном рабочем напряжения             Uном =6 кВ, необходимое для доведения cos φ шахты, равного 0.82, до величины cos φ2=0,92. Среднегодовая активная нагрузка шахты Рср =9200 кВт.

50. Счетчики электрической энергии на вводе в подстанцию показали расход активной энергии за месяц 600 000 кВт/ч и реактивной энергии       250000 квар.ч, счетчик на фидере статических конденсаторов показал        150000 квар.ч. Определить естественный и искусственный коэффициенты мощности.

51. Определить стоимость электроэнергии, израсходованной шахтой за год, и удельный расход ее на 1 т добычи, если заявленная активная мощность шахты в часы максимума энергосистемы Рм = 5000 Квт. За год израсходовано активной энергии Wa =10 000 000 кВт.ч. Плата за 1 кВт заявленной мощности Ср=42 руб. в год, за 1 кВт.ч Cw = 1.5 коп. Суммарный коэффициент скидок и надбавок к тарифу на электроэнергию за компенсацию реактивной энергии равен нулю. Годовая производительность шахты Агод = 140000 т.

52. Определить стоимость электроэнергии, израсходованной шахтой за год, если заявленная мощность шахты в часы максимума энергосистемы      Рм = 4600 кВт. За год израсходовано активной энергии Wa =8 000 000 кВт ч. Средневзвешенное значение потребляемой шахтой реактивной мощности в периоды максимума нагрузки системы Qф1= 2000 квар. и минимума нагрузки системы Qф2=3000 квар., заданное энергосистемой значение потребления реактивной мощности шахтой за эти периоды Qэ1 = 1770 квар и Qэ2 =  2800 квар. Плата за 1 Квт заявленной мощности Ср=4 руб./год, за 1 Квт.ч              Cw = 1 коп. Фактическая потребляемая мощность Рф в часы максимума нагрузки энергосистемы равна заявленной, то есть Рф =Рм.

53. Определить стоимость электроэнергии, израсходованной шахтой за год, удельный расход ее и электровооруженность труда, если заявленная активная мощность шахты в часы максимума нагрузки энергосистемы          Рм = 4 000 кВт. За год израсходовано активной энергии Wa = 9 200 000 Квт.ч. Годовая производительность шахты Агод = 1 500 000т, среднесписочное число промышленно-производительного персонала шахты Nср.сп=2000чел. Средневзвешенное значение потребляемой шахтой реактивной мощности в периоды максимума нагрузке системы Qф1=2200 квар и минимума нагрузки Qф2 = 2600 квар, заданные энергосистемой значения потребления реактивной мощности шахтой за эти периоды Qэ1= 2300 квар и Qэ2= 2600 квар. Плата за  1 кВт заявленной мощности Ср = 48 руб./год, за 1 кВт.ч Сw = 2.2 коп. Фактическая потребляемая мощность Рф в часы максимума нагрузки энергосистемы не превышает заявленную Рм.

Тема 10

54. Начертить и описать работу принципиальной электрической схемы аппаратуры сигнализации на людских наклонных подъемных установках типа АСВ-2.

55. Описать назначение, выполняемые функции и состав комплекта аппаратуры громкоговорящей связи АС-ЗС.

56. Назначение и конструкция шахтного телефонного кабеля ТАШС.

Привести соответствующие эскизы.

57. Назначение и конструкция телефонного кабеля ТАШ. Привести

эскиз сечения.

58. Назначение и конструкция телефонных кабелей ТРШЭ, ТРШБВЭ. Привести соответствующие эскизы,

59. Назначение и конструкция телефонных кабелей ТРШПВЭ и  ТМШКПВЭ. Привести соответствующие эскизы.

60. Как обозначаются марки шахтных телефонных кабелей и как эти обозначения расшифровываются?

61. Описать назначение и устройство транспортной сигнализации.

62. Описать назначение и устройство диспетчерской сигнализации.

63. Описать назначение и устройство шахтной связи.

64. Описать назначение и устройство технологической связи.

2.7.  МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

К теме 3

П р и м е р 1. Определить статический, динамический и вращающий моменты на валу барабана подъёмной машины, а также мощность на валу барабана и момент инерции барабана, если масса поднимаемого груза mп=5000 кг, диаметр барабана машины Dб =4м, маховый момент на валу GбD2б=5000 кН.м2, частота вращения вала барабана nб=40 об/мин, время разгона барабана tр=5,3 с.

Р е ш е н и е

Статический момент на валу барабана:

где g=9,81 м/с2 – ускорения свободного падения.

Динамический момент на валу барабана:

Вращающий момент на валу барабана:

M= Mc+Mдин=98100+100629=198729 H.м.

Мощность на валу барабана при установившемся движении:

Момент инерции барабана подъёмной машины:

Динамический и вращающий моменты, мощность можно определить через угловую скорость вращения.

Динамический момент на валу барабана:

Вращающий момент на валу барабана:

М=Мс+Мдин=98100+100629

Мощность на валу барабана при установившемся движении:

П р и м е р 2. Подъёмная машина имеет следующие данные: диаметр барабана Dб=2,5 м, КПД передач и барабана η1=η2=ηб=0,92, передаточные числа u1=4; u2=5. Вес поднимаемого груза Gп=50000 H, скорость подъёма Vп=4,73 м/с. Определить статический момент на валу барабана Мс.б, и на валу двигателя Мс.д, частоту вращения двигателя и его мощность.

Р е ш е н и е

Статический момент на валу барабана:

Статический момент на валу двигателя:

Частота вращения барабана:

 об/мин (3.78 рад/c)

Угловая скорость вращения барабана

Частота вращения двигателя:

nд=nбu1u2=36.4.5=720 об/мин

Угловая скорость вращения двигателя

Мощность на валу двигателя:

 кВт.

П р и м е р 3. Для условий примера 2 определить приведенный маховый момент инерции системы, если маховые моменты двигателя, промежуточного вала и барабана соответственно равны:

Gд D2д=500 H.м2;  G1D21=160 H.м2;  GбD2б=300000 Н.м2.

Р е ш е н и е

Приведенный к валу двигателя маховый момент:

G D2пр=GдD2д+G1D21

=500+10+750+788=2048 Н.м2.

        Приведенный момент инерции системы:

 кг.м2.

П р и м е р  4. Определить динамический момент на валу рабочего механизма, если маховой момент его равен GD2м = 3924 Н.м2 и угловое ускорение 1.2 рад/с.

Р е ш е н и е

Момент инерции механизма

Динамический момент на валу рабочего механизма

Мдин = JМE=100 . 12=120 Н. м,

где E – угловое ускорение, Е=1.2 рад/с2.

П р и м е р 6. Пользуясь технической характеристикой асинхронного двигателя типа МА36-41/6 при номинальном напряжении, определить критическое и номинальное скольжение, номинальной, пусковой и критический моменты; пусковой ток, потребляемую из сети активную, реактивную и полную мощности, а также пусковой ток, критический и пусковой моменты при снижении напряжения сети с 660 В до 528 В.

Р е ш е н и е

        Из «Справочника энергетика угольной шахты» Дзюбана В. С. и др.,     с. 148 выписываем техническую характеристику двигателя:

       1. Тип МА36-41/6 У5;                8.            

       2. Рном=55 кВт;                        9.

       3. Uном=660 B;                           10.                                          

       4. Iном=64 A;

       5. nном==980 об/мин;

       6. ήном=91 %;

       7. соs φном=0.83;

1.Номинальное скольжение двигателя:

Sном= или Sном=2 %,

где n1 – синхронная частота вращения двигателя (частота вращения магнитного по статора);

=1000 об/мин;

f1 – стандартная частота переменного тока, f1=50 Гц;

2р – число полюсов обмотки статора.

Принимается по последней цифре в обозначении типа двигателя:

р – число пар полюсов обмотки статора.

2. Критическое скольжение двигателя:

==0,0958

или в % Sk=9,58 %.

3. Критическая частота вращения двигателя:

Sk=           nk=n1(1-Sk)=1000(1-0,0958)=904 об/мин.

4.Номинальный момент двигателя:

 Н.м

5. Пусковой момент двигателя:

Мn=2Mном=2.536=1072 H.м

6. Максимальный (критический) момент двигателя

Мmax=Mk=λ.Mном=2.5.536=1340 H.м

7. Пусковой ток двигателя:

IП=6,5 Iном=6,5.64=416 A.

8. Активная мощность, потребляемая двигателем из сети:

 кВт.

9.Полная мощность, потребляема двигателем из сети:

 кВ.А.

10. Реактивная мощность, потребляемая двигателем из сети:

==41 квар.

        При снижении напряжения с 660 до 528 В.

11. Пусковой ток двигателя:

 In1=IП

12. Пусковой момент двигателя:

  Н.м.

13. Критический момент двигателя:

 Н.м.

П р и м е р 7.Определить время пуска двигателя скреперной лебёдки ЛС – 100 и время свободного выбега, если мощность двигателя Рном=100 кВт, частота вращения двигателя nном=1450 об/мин, маховой момент системы, приведённой к валу двигателя,     GD2пр=1200 Н.м2, статический момент сопротивления Мс=0.8 Мном, средний пусковой момент Мn=1.7 Mном.

Р е ш е н и е

Время пуска двигателя определяется (с):

        Для определения значения статического и пускового моментов находим номинальный вращающий момент двигателя:

 Н.м.

Статический момент на валу двигателя:

Мс=0.8 Мном=0.8.660=528 Н.м.

Пусковой момент двигателя:

 Н.м.

Время пуска двигателя:

Время остановки двигателя при свободном выбеге (при Мп=0).

        П р и м е р 8. По условиям примера 5 определить время пуска, свободного выбега и время остановки двигателя с применением тормоза, если статический момент сопротивления Мс=420 Н.м, момент тормоза Мт=340 Н.м. Двигатель развивает пусковой момент МП=1120 H.м.

Р е ш е н и е

Время пуска двигателя:

Время остановки двигателя при свободном выбеге:

Время остановки двигателя с применением тормоза:

К теме 4

П р и м е р 9. Определить время пуска электродвигателя с неизменным  моментом на валу механизма Мс.м =3600 Н.м, если маховой момент механизма GD2M =144000 Н .м2. Передаточное число редуктора Uр= 20, к.п.д. передач ηп=09, угловая скорость вращения ω=153.92 рад/с. Пусковой момент двигателя Мп =600 Н.м.

Р е ш е н и е

Статический момент на валу двигателя

Маховой момент системы, приведенный к валу двигателя

Момент инерции, приведенный к валу двигателя

Время пуска двигателя

К теме 5

П р и м е р 10.Рассчитать освещение камеры шахтной центральной подземной подстанции (ЦПП), расположенной в околоствольном дворе. Длина камеры А=25 м, В=6 м, высота Н=3.3 м. Крепление камеры бетонное, с побелкой. Шахта опасна по газу и пыли. Напряжение сети 220 В.

Р е ш е н и е

1. Принимаем для освещения светильники типа РВЛ-40М  с лампой мощностью Рл=40В, световым потоком лампы  Fл=2480 лм; световой к.п.д. светильника ηсв=0.68, минимальное освещенность горизонтальная на уровне 0.8м от почвы Еmin=10лк. Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью принимается равной 0.7 расстояния от потолка до рабочей поверхности.

2. Определяем высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью:

h=(H-0.8) . 0.7= (3.3-0.8) . 0.7 =1.75 м.

3. Находим показатель помещения:

4. По кривой при I=2.85 определяем коэффициент использования светового потока Кисп=0.5.

5. Общий световой поток, необходимый для освещения камеры:

где S- площадь камеры, АВ (25.6=150 м2);

        Z= 1.4 – коэффициент неравномерности освещения для подземных выработок;

        Кз = 1.6 – коэффициент запаса, учитывающий запыление и загрязнение колпаков, а также понижение светоотдачи лампы к концу срока службы вследствие распыления нити.

6. Световой поток светильника: Fсв = Fл ηсв = 2480.0.68 = 1687 лм.

7. Необходимое количество светильников:

8. Установленная мощность освещения: Руст=nсвРсв=4.47 = 188 Вт.

где

где ηсв.эл= 0.85 – электрический к.п.д. светильников РВЛ-20М, РВЛ-40М.

П р и м е р 11. Рассчитать освещение откаточного штрека длиной Lш=248м. Высота выработки Н = 2.5 м. Высота светового центра от почвы     h =2.2 м, от кровли h = 03 м. Шахта опасна по газу и пыли.

Р е ш е н и е

1. Принимаем для освещения штрека светильник типа РВЛ—2ОМ с лампой мощностью Рл =20 Вт на напряжение 127 В, имеющей световой поток Fл =980 лм, таблица 38.2 По таблице XY.1 ПТЭ [8] находим для откаточного штрека минимальную горизонтальную освещенность на почве выработки  Еr= 2 лк, а также коэффициент запаса Кз = 1.6.

        Наименьшая освещенность будет на перпендикулярной к штреку линии между двумя  светильниками. Поскольку на этой линии каждый светильник должен обеспечить половину нормируемой освещенности 1лк, расчет выполним для одного светильника.

        Из формулы для определения освещения в горизонтальной плоскости определим cosα и   tgα  (лк):

где С – отношение светового потока лампы принятого светильника Fл

к световому потоку условной лампы, принимаемому 1000лм, то есть для нашего случая – светильника РВЛ-20М:

lα – сила света лампы под углом α к нормали освещаемой поверхности в рассчитываемой точке, определяемая по кривой светораспределения, кд; анализируя эту кривую приходим к выводу, сила света светильника РВЛ-20М в диапазоне углов α= 0 - 120̊  неизменна и равна lα = 50кд; на практике угол   α ˂ 90̊, значит во всех разбираемых случаях lα = 50кд;

α – угол наклона лучей к нормали освещаемой плоскости (поверхности) в рассчитываемой точке;

Кз = 1.6 – коэффициент запаса (определение дано в предыдущем примере 10);

h = 2.2м – высота подвеса светильника над почвой.

2. Определяем  cosα и   tgα  :

; α = 57̊,   tgα  =1.55.

3. Определяем половину расстояния между светильниками:

4.Определяем расстояние между светильниками : l=3.4.2= 6.8м.

Принимаем с запасом l=6м.

5. Количество светильников:

6. Установленная мощность светильников:

7. Определение сечения кабеля для освещения по допустимой потере напряжения, мм2:

где М – момент нагрузки, кВТ.ч, зависит от распределения нагрузки на кабель; при равномерно распределенной нагрузке

с – коэффициент, зависящий от системы тока, величины напряжения, материала проводника; для трехфазной линии при равномерной нагрузке и напряжении сети 1127 В, для проводника из меди С=8.5, ΔU%=4% - допустимая потеря напряжения в осветительной сети.

мм2.

Принимаем кабель ГРШЭ - 3.4 +1.2.5 с сечением рабочей жилы S=4мм2.

К теме 9

П р и м е р 12. Определить мощность компенсирующего устройства и требуемое количество конденсаторных установок на напряжение 6 кВ, необходимых для доведения cosφ1 шахты, равного 0.8, до величины cosφ2=0.92 средняя активная нагрузка шахты Рср=6000 кВт.

Р е ш е н и е

1. Определяем мощность компенсирующего устройства:

Qк.у.=Рср( tgφ1 – tgφ2 )=6000(0.75-0.4245)=1953 квар.,

где tgφ1 =0.75 при cosφ1=0.8;

где tgφ2 =0.4245 при cosφ2=0.92.

2. Принимаем конденсаторную установку типа УМК-6.3, мощность    Qк.у =400 квар, тогда их количество будет:

3. Суммарная мощность конденсаторных установок:

Qк.у Qк.у1=5.400 =2000 квар.

П р и м е р 13.Определить стоимость электроэнергии, израсходованной шахтой за год, удельный расход ее и электровооруженность  труда, если заявленная активная мощность шахты в часы максимума нагрузки энергосистемы Рм=3000кВт. За год израсходовано активной энергии Wa=6000 кВт.ч. Годовая производительность шахты Агод=9000000 т, среднесписочное число промышленно-производственного персонала Nср.сп=2400 чел. Средневзвешенное значение потребляемой шахтой реактивной мощности в периоды максимума нагрузки системы Qф1=2000 квар и минимума нагрузки Qф2=2500 квар, заданное энергосистемой значение потребления реактивной мощности шахтой за эти периоды Qэ1=1800 квар и Qэ2=2400 квар. Плата за 1кВт заявленной мощности Ср=36 руб/год, за 1 кВт.ч Сw=1 коп. Фактическая потребляемая мощность Рф в часы максимума нагрузки энергосистемы не превышает заявленную Рм.

Р е ш е н и е

1. Стоимость израсходованной электроэнергии (руб.) за год определяется:

.

где - суммарный коэффициент скидок и надбавок к тарифу на электроэнергию за компенсацию реактивной мощности, %, ,

где Н1 – надбавки к тарифу за повышенную реактивную мощность по сравнению с заданным энергоснабжающей организацией значением Qф1 в период максимума нагрузки энергосистемы, %; если Qф1˂ Qэ1, то Н10:

.

Н2 – скидка или надбавка к тарифу за отклонение режима работы компенсирующих устройств от заданного:

.

Положительное значение Н2 означает надбавку, отрицательное – скидку:

2. Определяем удельный расход электроэнергии:

3. Электровооруженность труда: