Расчет электрического освещения

2.4 Расчет электрического освещения

Производим выбор светильников для освещения очистного забоя из условия их применения для освещения очистного забоя рекомендуется светильники типа :ЛУЧ-2м, РВЛ-15,. Принимаем РВЛ-15; с Р_л=15Вт напряжение- U= 127 В; к.п.д. h= 65%; cosj= 0,5; световой поток Фл= 980 лм.

Для расчета освещения применяем точечный метод:

 

где n - число светильников, равноудаленных от освещаемой точки;

С = Фл / 1000 - поправочный коэффициент, учитывающий отношение светового потока принятой лампы Фл к световому потоку условной лампы, прини­маемому равным 1000 Лм; С=0,98

Ia - сила света лампы под углом a . значения Ia приводятся в [2, табл. П- 3.1 ]; a=40,76 для светильника РВЛ-15 (определяется по таблице “Светотехнические характеристики рудничных светильников”); Ia= 43 кд;

a - угол наклона лучей к нормали освещаемой поверхности в расчетной точке;

Угол наклона лучей к нормали освещаемой плоскости в точке K, определяем из соотношения:

h - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; h= 0,85

Кз- коэффициент запаса , учитывающий запыление и загрязнение колпаков, а также понижение светоотдачи ламп к концу срока их службы. Кз= 1,2 для очистного забоя.

 что удовлетворяет требуемым нормам освещённости подземных выработок (для очистного забоя ).

Освещенность на вертикальной плоскости

Определяем число светильников для лавы:

;

где L– длина освещаемой выработки, длина освещаемой выработки равна длине забоя L=170 м

l _cв – расстояние между светильниками, с учетом шага установки крепи, и местом установки светильника 3,6

;

Расчёт электрического освещения откаточного штрека.

Для откаточного штрека применим опалубку универсальную ОГУ1М для возведения монолитной крепи с применением железобетонных затяжек длинной 1м. Высота подвеса светильников h= 2,2. Задаёмся расстоянием между светильниками, равным l=6 м. Длина участка штрека, освещаемого светильниками: для откаточного - L= 20 м.

Горизонтальная освещённость на почве в точке K от двух светильников рассчитываем по формуле:

где n= 2 – число светильников, равноудалённых от освещаемой точки;

С - поправочный коэффициент, учитывающий отношение светового потока принятой лампы Ф_л к световому потоку установленной лампы, принимаемому равным 1000 лм,

a - угол наклона лучей к нормали освещаемой плоскости в точке K, определяем из соотношения:

I_a - сила света лампы под углом a=53,75 для светильника РВЛ-20М (определяется по таблице “Светотехнические характеристики рудничных светильников”); I_a= 50 кд;

К_з – коэффициент запаса, учитывающий запыление и загрязнение колпаков, а также понижение светоотдачи ламп к концу срока их службы (определяется по таблице), то К_з= 1,6 для откаточного штрека.

 что удовлетворяет требуемым нормам освещённости подземных выработок (для откаточных и вентиляционных штреков ).

Освещённость в вертикальной плоскости:

Определяем необходимое число светильников для откаточного штрека:

Определяем мощность осветительного трансформатора(кВА)

;

где  – к.п.д. осветительной сети(0,95-0,97)%

cosg - коэффициент мощности светильника.

- суммарная установленная мощность светильников освещения выработки, кВт.

;

где P_л – мощность лампы светильника, Вт.

n_cв - число светильников для освещения выработки.

- к.п.д. светильника.

;

 

;

 

3.Выбор осветительных трансформаторов.

В качестве осветительного трансформатора принимаем пусковой агрегат АОС-4 со следующими техническими характеристиками:

Номинальная мощность - Pн=4 кВА

Номинальное напряжение первичной цепи, трехфазное переменного тока, частоты (501) Гц - Uн₁=380/660 1140/660В, (при выпуске с завода 660)

Номинальное напряжение вторичной цепи - Uн₂=127В;

Коэффициент полезного действия -=0,92.

 

3.1.Выбор сечения кабельной осветительной сети.

Определяем сечение кабеля (мм²) для освещения выработок участка из условия потери напряжения.

;

где М – момент нагрузки на кабель, кВт/м

Для линий с равномерно распределенной нагрузкой:

 

;

где  - суммарная мощность светильников(кВт).

L- длина магистрального кабеля, м; L₁ =1,1L=187 м с учетом запаса кабеля принимаемого на 10% больше.

где l1 – длина кобеля от трансформатора до осветительной линии; принимаем равной l₁= 50м

С – коэффициент, учитывающий допустимую температуру нагрева токоведущих жил кабеля; для кабеля с медными жилами в сети 127В. С=8,5

 - допустимая потеря напряжения в сети освещения (4%).

;

;

По расчетному сечению жилы кабеля, принимаем кабель, соблюдая условие:

;

Для осветительной нагрузки напряжением Uн=127В принимаем кабель КОГШ -3´10+1´6 с сечением основных жил 10 мм2 ;

5,36<10

условие выполняется.

3.2.Выбор уставок и вставок максимальной защиты осветительных сетей.

Электрическая схема АОС-4 обеспечивает защиту от токов к. з. в отходящих от агрегата цепях питания местной осветительной нагрузки герконовыми реле.

3.3.Выбор защиты осветительного трансформатора

Величина уставки тока срабатывания максимальных реле аппаратов на стороне первичной обмотки осветительных трансформаторов, питающих люминесцентные лампы, определяется по следующей формуле:

=10 А

SIном. – суммарный номинальный ток всех светильников;.

где .

где РSл= Р_1л×nсв= 15´46=690Вт

 

4.Проверка чувствительности защиты при коротком замыкании.

4.1.Проверка чувствительности защиты при к. з. В последнем светильнике очистного забоя.

Длина гибкого кабеля до последнего светильника очистного забоя равна L= 237 сечение рабочей жилы S= 10мм2.

Отношение (кратность) расчётного минимального тока двухфазного к. з. к уставке тока срабатывания реле должно удовлетворять условию:

0,87=156×0,87=135,72А,

Активное сопротивление гибкого кабеля определим по следующей формуле:

.

где g= 53 м/Ом×мм2 – удельная проводимость материала проводника (меди).

Индуктивное сопротивление гибкого кабеля рассчитаем по формуле:

;

4.2.Определение мощности, выбор типа и местоположения участковой понизительной подстанции.

На основании выбранных на участке машин и механизмов, с учётом установленных на них электродвигателей, (таблица 2.1)

 

 

Мощность трансформатора определяем по формуле:

;

где Кс – коэффициент спроса;

 - суммарная установленная мощность электроприемников в лаве, согласно таблице 2.1, =595,4кВт.

 - средневзвешенный коэффициент мощности электроприемников принимается = 0,85

Для очистных забоев оборудованных механизированной крепью:

;

где Рн.max. – номинальная мощность наибольшего электродвигателя питаемого от подстанции, из таблицы 2.1. берем для комбайна Рн.max.=220кВт.

;

;

К установке принимаем передвижную подстанцию из условия:

;

где  - номинальная мощность принимаемого трансформатора, кВА;

принимаем трансформатор марки КТПВ – 400/6-0,69 с номинальными параметрами:[каталог проудкции шахтного оборудованиия]

номинальное первичное напряжение Uн1=6000 5%, В; номинальное вторичное напряжение Uн2=690В; напряжение к.з. Uк=3,4%;

потери х.х силового трансформатора, Pк=1,35 кВт;

номинальная мощность =400 кВА.

=430,5/1,25=344,28кВА

400>344,28

условие выполняется.

 

5.Расчёт кабельной сети участка.

5.1.Выбор кабелей по токовой нагрузке.

Принимаем в качестве магистрального – кабель ЭВТ; для питания отдельных электроприёмников на напряжение 690 В – гибкие кабели КГЭШ; для питания электрического освещения – кабель КОГШ.

Выбираем сечение жил кабелей по нагреву в соответствии с номинальными токами электроприёмников, пользуясь справочной таблицей.

Для питания Комбайна 2ГШ68Б (Iном.= 2×146= 292 А) принимаем кабель КГЭШ-3´95+1´10+3´4 (длительно допустимая нагрузка Iдоп.=300 А).

Для питания конвейера СП-202 (Iном.=2×61,5=123А) принимаем кабель КГЭШ-3´25+1´10+3´4 (Iдоп.=135 А).

Для питания маслостанции СНТ-32 №1 (Iном.=62+6,8=68,8 А) принимаем два кабеля с различным сечением. На участке от СУВ-350 до 1 двигателя по кабелю проходит ток обоих двигателей, т.е. 68,8 А. Для этого участка принимаем кабель КГЭШ-3´10+1´6+3´2,5 (Iдоп.=80 А). По кабелю, соединяющему 1 и 2 двигатели проходит ток 6,8 А. Принимаем кабель КГЭШ-3´4+1´1,5 (Iдоп.=45 А).

Для питания маслостанции СНТ-32 №2 (Iном.=62+6,8=68,8 А) принимаем два кабеля с различным сечением. На участке от СУВ-350 до 1 двигателя по кабелю проходит ток обоих двигателей, т.е. 68,8 А. Для этого участка принимаем кабель КГЭШ-3´10+1´6+3´2,5 (Iдоп.=80 А). По кабелю, соединяющему 1 и 2 двигатели проходит ток 6,8 А. Принимаем кабель КГЭШ-3´4+1´1,5 (Iдоп.=45 А).

 Для питания Насосной орошения НУМС-30 (Iном.=31,5 А) принимаем кабель КГЭШ-3´6+1´2+3´1,5 (длительно допустимая нагрузка Iдоп.=58 А).

На основании выбранных типов кабелей низковольтной сети участка, составляем таблицу

Наименование токоприёмников	Iн, А	Марка и сечение кабелей	Длительно допустимая нагрузка на кабель, А	Длина, м
Комбайн 2ГШ68Б	2´146	КГЭШ-3´95+1´10+3´4	300	187
Конвейер СП202	2´61,5	КГЭШ-3´70+1´10+3´4	250	187
СНТ-32	68,8	КГЭШ-3´10+1´6+3´2,5	80	2´20
	6,8	КГЭШ-3´4+1´1,5+3´1	45	2´5
СНТ-32	68,8	КГЭШ-3´10+1´6+3´2,5	80	2´20
	6,8	КГЭШ-3´4+1´1,5+3´1	45	2´5
НУМС-30	31,4	КГЭШ-3´6+1´2+3´1,5	58	187
Лебедка ЛГКН	14,4	КГЭШ-3´4+1´1,5+3´1	45	187
Светильники РВЛ-15		КОГШ-3´4+1´2,5	45	187

Определяем фактический ток электроприёмников участка, проходящий через магистральный кабель

Выбираем кабель по допустимому току нагрева, учитывая условие Iдоп.³ Iф.

Принимаем два параллельно включенных кабеля ЭВТ 3´95+1´10+4´4 (Iдоп.= 460 А). Iдоп№1=230А Iдоп№2=230А

460>368

условие соблюдается