Так как скорость ведения работ не велика, то применяем УПП (участковая понизительная подстанция), устанавливая в отдельной камере, в которой располагаем и распределительный пункт низкого напряжения РПП – НН.
Питание силового трансформатора по высокой стороне Uном = 6кВ, осуществляется от ЦПП горизонта, по высоковольтному магистральному кабелю.
Место установки УПП, РПП-НН выбираем в центре нагрузок участка, с максимальным приближением к потребителям. Это необходимо для обеспечения номинальной ступени напряжения, для нормальной работы электродвигателей.
Камера УПП устраивается таким образом, чтобы не мешать нормальной работе транспорта и передвижению людей.
Требования к камере где установлен трансформатор:
Трансформатор может быть установлен в подстанции на рельсах, но маневровых (чтобы не мешать движению), в камере заезде (выбивается ниша).
Если трансформатор установлен в центральной подстанции - пол бетонируется, боковые стенки – бетонные. Пол должен быть выше на 0,5метра головок рельс в околоствольном дворе, или от почвы.
Токоведущие части от пола выше на 1метр. В камере не должно быть капежа, д/б побелено, расстояние до стен ≥ 0,5метра, между аппаратами 0,8метра.
Если подстанция > 10метров д/б два выхода. Проветривание камеры диффузией – до 10метров, более 10метров искусственной вентиляцией, исходящая струя должна выходить отдельно, в восходящую струю шахты./ ЕПБ параграф 123/
2. Расчёт освещения
Для моего проектируемого участка необходимо выполнить расчёт осветительной сети для: 1) горизонтальной выработки, 2) камеры УПП, 3) рудоспуска.
Расчет заключается в выборе типа светильников в соответствии с требованиями ЕПБ и категорийности шахты, т.к. шахта не категорийна ни по пыли, ни по газу, то к установке принимаем светильники тип РП-100М, технические данные которых: U = 127В, Р = 100Вт, световой КПД = 0,6, cosφ = 1, световой поток Fл = 1380 лм, масса 5кг. /М.У.приложение 2/
В качестве источников питания используем аппараты осветительные шахтные АОШ – 4, Sном т-ра = 4 кВА.
Подземные горные выработки не имеют естественного освещения, проектируемый объект находится на горизонте 685метра, поэтому для повышения производительности труда горнорабочих и обеспечения безопасного проведения работ, необходимо установить на проектируемом участке сеть освещения.
Количество светильников определяем исходя из обеспечения минимальной освещенности в соответствии с санитарными нормами. Для камеры УПП нормируемая освещенность Еmin = 15лк. Для комплекса рудоспуска Еmin = 10лк.
В соответствии с указаниями ЕПБ в горизонтальных выработках требуется минимальная освещенность Еmin = 2лк, которая может быть достигнута установкой светильников с шагом 8метров (lш = 8м)
Для определения количества светильников на горизонтальном участке, определим длину горизонтальной выработки по своему заданию, учитывая масштаб. Кроме этого необходимо учесть, что стационарное освещение выполняется не доходя 20метров до тупиков.
Общая протяженность моей выработки - 90метров, за вычетом двух тупиков по 20метров до каждого тупика, остается 50метров для установки стационарного освещения.
Определяем количество светильников :
Nсв = Lвыр/lш, шт
где: Lвыр – длина выработки, м
Nсв = 50/8 = 6 штук
Потребляемая лампами мощность в горизонтальной выработке :
Ргор = Рл×Nсв, Вт
Рл = 100Вт ; Ргор = 100 × 6 = 600 Вт.
Расчет освещения для камеры УПП.
Для определения количества светильников, расчет электрического освещения выполняют по методу коэффициента использования светового потока. При этом учитывают нормы освещенности для конкретной выработки.
Метод применяется при расчете общего освещения горизонтально расположенных рабочих поверхностей. Коэффициент использования светового потока зависит от коэффициента отражения стен Sст, коэффициента отражения потолка Sпот, от КПД светильника
Определим индекс камеры УПП. Предварительно измерим по плану участка геометрические размеры камеры, учитывая при этом, что высота типовой выработки Н = 4метра, длина по плану а = 15метров, ширина b = 10.
Индекс помещения определим по формуле :
i =
где a и b – длина и ширина помещения (м);
h – высота подвеса светильников, (м);
h = (Н – 0.8), м
где Н – высота помещения, (м)
h = (4 – 0.8) = 3.2м
i = =1.87
По графику зависимости коэффициент использования светового потока от индекса помещения /М.У.приложение 1/ , определяем Кисп, при этом учитывая, что светильники с лампами накаливания , а потолки и стены светлые Кисп = 0,35
Учитывая Еmin = 15лк, найденного значения Кисп = 0,35, согласно требований ЕПБ и СН определяем суммарный световой поток всех светильников :
F∑ = Emin ×S × Kз × Z / k исп , лм
где S – площадь освещаемой поверхности (камеры УПП),м2
Z = 1.4 – коэффициент неравномерности освещения;
К.з = 1,5 – коэффициент запаса, принимаемый в соответствии с рекомендациями ПТЭ
S = a × b = 10 × 15 = 150м2
F∑ = 15 × 150 × 1,5 × 1,4 / 0,35 = 13 500 лм
По найденному суммарному световому потоку F∑ и световому потоку одного светильника Fсв, принятого к установке, определим необходимое количество светильников.
Nсв = F∑ / Fсв
где Fсв = Fл × КПДсв = 1380 × 0,6 = 828лм
Nсв = 13 500 / 828 = 16шт
Принимаем к установке 16 светильников.
Выполняем расстановку светильников на кровле камеры, что указываем на эскизе:
План – эскиз расстановки светильников в камере УПП
Расстановка в два ряда, с расстоянием между рядами 4метра,от торцов камеры отступаем 0,5метра, с шагом расстановки 2метра, длина камеры 15метров, ширина 10метров.
Потребляемая мощность светильников УПП:
P∑ = Pл × Nсв = 100 × 16 = 1600 Вт = 1,6кВт
Определим необходимое количество светильников для комплекса рудоспуска. Расчет освещения выполняем по методу коэффициента использования светового потока, аналогичный тому, как производили расчет для камеры УПП.
Определим индекс камеры рудоспуска, предварительно измерив по плану участка геометрические размеры. Высота камеры рудоспуска Н = 6метров, длина камеры a = 25метров, ширина b = 10метров.
h = (H – 0,8) = 6 – 0.8 = 5.2метра - высота подвеса светильников.
i = = = 1.37 - индекс комплекса рудоспуска
Определим Кисп - коэффициент использования светового потока, учитывая, что светильники с лампами накаливания, потолки и стены светлые.
Кисп = 0,31 Еmin = 10лм /М.У приложение 13/
Определим суммарный световой поток всех светильников:
F∑ = Emin × S × Kз × Z/ Kисп, лм
где S = a × b = 250метров;
Z = 1.4 – коэффициент неравномерности освещения ;
К.з = 1,5 - коэффициент запаса.
F∑ = 10 × 250 × 1,5 × 1,4 / 0,31 = 16 935 лм
По суммарному световому потоку определим необходимое количество светильников.
Nсв = F∑ / Fсв , шт Fсв = Fл × КПДсв = 1380 × 0,6 = 826 лм;
Nсв = 16 935 / 826 = 20 шт.
Выполним расстановку светильников на кровле комплекса рудоспуска, что укажем на эскизе / лист 16,рисунок 3 /. Расстановка в два ряда, с расстоянием между рядами 4метра, от торцов помещения отступаем 0,5метра, с шагом расстановки 2,5метра. Потребляемая мощность светильников рудоспуска Р ∑ = Рл × Nсв = 100 × 20 = 2000Вт = 2кВт.
План – эскиз расстановки светильников в комплексе рудоспуска
На проектируемом участке используется прожекторное освещение: для освещения скреперных дорожек и забоев где находится станок НКР.
Горизонтальная освещенность Еmin = 10лк. Для тупиковых выработок ,скреперных дорожек применяют прожекторное освещение ПЗС с Рл = 1000Вт. Стационарная сеть выполняется
20метров не доходя до тупика. Один прожектор ставим в тупике с НКР, второй у скреперной лебедки.
Потребляемая лампами мощность на каждом участке:
1 Горизонтальная выработка Ргор = Рл × Nсв =600Вт;
2 УПП Р∑ = Рл × Nсв = 1600Вт;
3 Комплекс рудоспуска Р∑ = 2000Вт;
4 Прожекторное освещение Рпрож = 2000Вт.
Суммарная нагрузка осветительной сети:
Р∑ осв.сети = Ргор + Рруд + Р∑ УПП + Рпрож = 6200Вт.
Согласно ЕПБ в участковых сетях для питания осветительных установок используют ступень напряжения U = 127B, которую можно получить от пусковых агрегатов типа АОШ, в которых установлены трансформаторы с Sном = 4кВА, и обеспечивающие U = 127B.
Кроме того, АОШ укомплектован набором защит: от т.к.з., от токов утечки, от самовключения при повышении напряжения до 1,5 Uном, от обрыва или увеличения сопротивления цепи заземления , нулевой защитой. Агрегат снабжён световой сигнализацией и блокировками.
Для определения количества источников питания определим расчётную мощность трансформатора Sтр.расч.осв., кВА, при использовании с лампами накаливания.
Sтр = Р∑ × 10-3/ К.П.Д.с, кВА
где Р∑ - суммарная мощность сети освещения
К.П.Д.с = 0,96 КПД сети.
Sтр = 6200 × 10-3 / 0,96 = 6,45кВА
Определим количество агрегатов : Sном = 4кВА,
N = , шт
N = 6.45 / 4 = 1.6, шт
К установке принимаем 2 осветительных агрегата типа АОШ-4. Первая осветительная установка АОШ устанавливается в комплексе рудоспуска, вторая осветительная установка АОШ устанавливается в камере УПП.
Расчет осветительной сети заключается в выборе марки кабеля и расчете сечения токоведущих жил кабелей, в соответствии с определенной нагрузкой осветительной сети.(см.п.2.2).
На плане участка выполняем расстановку осветительных агрегатов, при этом предпочтение отдается электромашинной камере УПП и комплексу рудоспуска.
Определим сечение токоведущих жил магистрального осветительного кабеля. Сечение жил кабеля определяем из условия допустимой потери напряжения, которая в осветительных сетях , согласно ПУЭ , не должна превышать 4%Uном. По нагреву кабели осветительной сети не проверяют, т.к. даже наибольший ток нагрузки осветительного трансформатора, мощность которого составляет S = 4кВА, оказывается меньше допустимого по нагреву тока кабеля с минимальным сечением жил Smin = 2.5мм2. Включение осветительного агрегата осуществляем в конец линии, и тогда момент нагрузки на кабель составит :
