ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УГОЛЬНЫХ ШАХТ С ОБОСОБЛЕННЫМ ПИТАНИЕМ ПОДЗЕМНЫХ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

РТМ 12.25.002—84

Издание официальное

Министерство угольной промышленности СССР Москва

МакНИ И И ГД мм. А. А. Скочииского Руководитель работы Ответственные исполнители Днепрогипрошахт Днепропетровский горный институт Мииуглепром

Э. П. Набоков Т. Ю. Иванько Ю. П. Миновскнй A.    Д. Шипилов B.    А. Гаврилко К. А. Гринь В. И. Загний Ю. Т. Разумный С Волотковская Ф. П. Шкрабец И. Волощенко В. В. Дегтярев

---

ВНЕСЕН И ГД им. А. А. Скочннского И. о. директора института

УТВЕРЖДЕН

Заместителем Министра угольной промышленности СССР

где 1_С - емкостный ток замыкания на землю, A; U_H - номинальное напряжение сети, В; ш - угловая частота, рад/с; С* , С_д , С_тр - емкость фазы относительно земли соответственно кабелей, двигателей, трансформаторов, мФ/rai; п_к ,п_д , п_тр - число кабелей, двигателей, трансформаторов соответственно.

4.6.    При емкостных токах замыкания на землю, превышающих нормируемые значения, рекомендуется применять, согласно ПУЗ, компенсирующие устройства.

Компенсирующие устройства должны устанавливаться на главной понизительной подстанции шахты и подключаться к нейтрали сети той обмотки силового трансформатора, к которой подключена распределительная сеть шахты напряжением 6(10) кВ, через специальный трансформатор с выведенной нулевой точкой.

4.7.    Сроки оснащения подземной сети недостающими видами защиты устанавливаются, по мере их серийного освоения, Минугле-промом СССР.

5. КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ОБОСОБЛЕННОГО ПИТАНИЯ

5.1.    Как правило, для силовых трансформаторов напряжением 35-220 кВ следует предусматривать их наружную установку на нормируемом для угольных шахт расстоянии от очагов пыли и источников влаги.

5.2.    Распределительные устройства напряжением 6(10) кВ, используемые для присоединения обособленных подземных сетей, должны иметь закрытую конструкцию ЗРУ 6(10) кВ и комплектные распределительные устройства (КРУ) внутренней установки.

5.3.    Передавать электроэнергию от выводов напряжением 6(10) кВ силовых трансформаторов ГПП рекомендуется закрытыми токопроводами.

5.4.    Наружная установка разделительных трансформаторов напряжением 6/6,3 кВ на нормируемом расстоянии от очагов пыли и источников влаги допускается с применением закрытых токопроводов для вводов и выводов, обеспечивающих кабелям и шинам защиту от атмосферных осадков.

5.5.    Для прокладки в шахтных стволах следует применять отрезки кабелей напряжением 6(10) кВ максимальной, обоснованной глубиной шахты и условиями поставки, протяженности.

6. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ЭЛНСГРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НАПРЯЖЕНИЕМ 6-220 кВ

Рис. 6,

Рис. 6.7. Мостик с отделителями в цепях трансформаторов и дополнительной линией, присоединенной через два выключателя. Схема Jf II0-6

Рис. 6.9. Одна рабочая секционированная выклкнателем и обходная системы шин с отделителями в цепях трансформаторов с совмещенным секционным и обходным выюиочателем. Схема л 110-10

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УГОЛЬНЫХ ШАХТ С ОБОСОБЛЕННЫМ ПИТАНИЕМ ПОДЗЕМНЫХ ЭЛЕКТРОНРИЕМНИКОВ

Руководящий технический материал содержит рекомендации по применению обособленного питания подземных электроприемкиков при проектировании систем электроснабжения шахт, типовыо схемы подстанций напряжением 35-220 кЗ, указания гю применению типовых схем подстанций, рекомендации по применению схем и оборудования для обособленного питания, по конструктивному исполнению устройств обособленного питания.

В основу настоящего РЭД положены:    "Инструкция    по    проектиро

ванию электроснабжения промышленных предприятий (СН174-75)^Г, разработанная институтом Тяжпромэлектроприект им. Ф.Б.Якубовского; "Схемы принципиальные электрические распределительных устройств 6-750 кВ подстанций", разработанные институтом Энерго-сетьпроект; "Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах" и "Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт"; разработки ИГД им. А.А.Скочинского, МакНИИ, Днепропетровского горного института, использован опыт проектирования и эксплуатации систем обособленного питания подземных электроприемников на шахтах Минуглепрома СССР, институтов Днепрогипрошахт, Южгип-рошахт и Цэнтрогипрошахт, а также производственного объединения "Артемуголь".

РТМ предназначен для использования проектными организациями при составлении проектов электроснабжения угольных шахт, а также шахтами и производственными объединениями при согласовании и реализации проектных решений.

Рис. 6.10. Одна секционированная выключателем система шин. Схема J» Ю(6)-1

I. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ 6(10) кВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

1.1.    Применение обособленного питания является одной из мер повышения безопасности и надежности электроснабжения подземных электроприемников и является обязательным при проектировании новых и реконструкции действующих систем электроснабжения шахт напряжением 6-220 кВ, а также в случаях, предусмотренных "Правилами безопасности в угольных и сланцевых тахтах".

1.2.    Под обособленным подразумевается такой способ питания электроприемников шахт, при котором предусматривается электрическое отделение подземных электрических сетей от сетей, расположенных на поверхности шахт.

1.3.    Обособленное питание применяется с целью отделения подземных электроустановок напряжением выше 1000 В от электроустановок, находящихся на поверхности, которые характеризуются повышенной повреждаемостью и низким уровнем сопротивления изоляции, а также для обеспечения возможности применения в подземной сети напряжением 6(10) кВ эффективного контроля и защиты утечек (замыканий) на землю.

1.4.    В обособленных подземных сетях напряжением 6(10) кВ повышение безопасности электроустановок достигается следующими мерами:

предупреждением повреждений изоляции, происходящих в результате аварий (замыкания на землю, атмосферные перенапряжения и др.) в электроустановках на поверхности шахты или в сетях других объектов электроснабжения;

автоматическим контролем и отключением токов утечки и замыканий на землю устройствами общесетевой или селективной защиты от замыканий на землю;

ограничением потенциалов на корпусах электрооборудования;

повышением надежности питания подземных электроустановок;

ослаблением вредных влияний на подземную сеть высших гармонических составляющих, а также колебаний напряжения при включении на поверхности мощных электрических приводов.

1.5.    Проектирование обособленного питания подземных электро-приемнико» напряжением 6(10) кВ рекомендуется выполнять при

РШ 12.25.002-84. Стр.З строительстве новых шахт или реконструкции систем электроснабжения действующих шахт с использованием минимального числа силовых трансформаторов.

1.6.    Схемы обособленного питания выполняются, как правило. на базе модифицированных трехобмоточных трансформаторов ТДТНШ- □ /НО, трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения и разделительных трансформаторов напряжением 6/6,3 кВ.

1.7.    При выборе схемы обособленного питания необходимо руководствоваться следующими положениями:

обособленное питание должно предусматриваться для всех подземных электроприемников;

предпочтительными являются схемы обособленного литания от модифицированных трехобмоточных трансформаторов и трансформаторов с расщепленной обмоткой.

Для выравнивания нагрузок трансформаторов с расщепленными обмотками допускается присоединение энергоемких электтюприемни-ков, находящихся на поверхности и получающих питание по каболь-ным линиям, к сборным шинам обособленной лодземпой нагрузки.

1.8.    Разделительные трансформаторы рекомендуется устанавливать для питания обособляемых электроустановок напряжением 6(10) кВ в случаях, когда целесообразность применения для этой цели модифицированных трехоомоточных или дьухобмоточных трансформаторов с расщепленными обмотками не подтвевждается технико-экономическими расчетами.

1.9.    Не допускается присоединение к секции, питающей подземные электроприемники, подземных установок, оборудованных воздушными реверсорами, а также линий городских сетей.

2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ ГЛАВНЫХ ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИИ (ГПП)

2.1.    Схема должна обеспечивать надежное питани9 присоединенных потребителей в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах в соответствии с категориями нагрузки.

2.2.    Схема должна обеспечивать надежность транзита мощности через подстанцию в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах в соответствии с его значением для рассматриваемого участка сети.

Стр.4. РТЫ 12.25.002-84.

2.3.    В тех случаях, когда при выборе схемы на основании данных указаний выявляются конкурирующие варианты, их сравнивают по безопасности, надежности и экономичности.

2.4.    Схема распределения должна строиться так, чтобы все ее элементы постоянно находились под нагрузкой, а при аварии на одном из них элементы, оставшиеся в работе, могли принять на себя его нагрузку путем перераспределения этой нагрузки между собой с учетом допустимой перегрузки.

Должна применяться, как правило, раздельная работа линий и трансформаторов с использованием перегрузочной способности указанных элементов в послеаварийных режимах.

2.5.    Схема должна допускать поэтапное развитие распределительного устройства (РУ), а переход от одного этапа к другому должен совершаться без значительных работ по реконструкции и перерывов в питании потребителей.

2.6.    При построении схем электроснабжения с обособленным питанием пелесообразно обеспечивать максимальный уровень токов короткого замыкания в подземных сетях напряжением 6(10) кВ, допускаемый "Правилами безопасности в угольных и сланцевых тахтах".

2.7.    Вывод выключателей и отделителей для ремонта и ревизии предусматривается при блочных схемах F7 напряжением ПО кВ и всех схемах F7 напряжением 35 кВ путем временного отключения присоединения, в цепи которого установлен ревизуемый аппарат.

2.8.    Число одновременно срабатывающих выключателей в пределах одного F7 должно быть не более двух - при повреждении линии и четырех - при повреждении трансформаторов.

з. указания по птюшшю ТИПОВЫХ США ГПП

3.1.    Общие указания.

3.1.1.    Для РУ напряжением 35, ПО, 150 кВ рекомендуется применение упрощенных схем без выключателей на стороне ВН подстанции (типовые схемы 35, ПО и 220 кВ рассчитаны на применение отделителей типа ОД).

Выключатели применяются в следующих случаях:

а) если отделители иди разъединители не способны отключать ток холостого хода трансформаторов (в соответствии с решением Технического управления Минэнерго СССР # Э-15/68 и дополнением * Э-7/73);

PTM 12.25.002-84. Стр.5

б)    когда это необходимо по условиям быстродействия релейной защиты и системной автоматики;

в)    при наличии ОАПВ;

г)    при климатических условиях, не допускающих применение отделителей типа ОД.

3.1.2.    Для отключения головного выключателя питающей линии при повреждениях трансформаторов и последующего срабатывания отделителя в бестоковую паузу может применяться:

а)    установка в цепи ВН трансформатора короткозамыкаталя;

б)    передача импульсов на отключение выключателя по каналам связи #

3.1.3.    На ГПП угольных шахт, питающей потребители I и П категории, устанавливается, как правило, два трансформатора. Установка бсбгьпего числа трансформаторов должна быть технико-экономически обоснована.

3.1.4.    На выводах сборных шин напряжением 6(10) кВ и для сек* ционирования при наличии АВР и на подстанциях с большим числом, отходящих линий (15-20 и более) следует применять выключатели.

3.1.5.    При необходимости ограничения тока короткого замыкания следует предусматривать применение:

понижающих трансформаторов с расщепленными обмотками;

токоограничивающих реакторов в цепях вводов напряжением 6(10) кВ от трансформаторов;

групповых реакторов на отходящих линиях напряжением 6(10) кВ с присоединением до 4 линий к одному реактору.

Применения индивидуального реагирования отходящих линий следует избегать.

3.1.6.    При установке сдвоенного реактора на вводе следует предусматривать равномерное распределение нагрузки между секциями подстанции. Величину тока каждой ветви сдвоенного реактора следует принимать не менее 0,675 номинального тока обмотки трансформатора, либо суммарного тока нагрузки, учитывая возможность неравномерности нагрузок, а также изменения величины нагрузок по секциям в процессе эксплуатации.

3.1.7.    Из числа типовых схем распределительных устройств, утвержденных Минэнерго СССР, для ГПП угольных иахт рекомендуется применять еле душив схемы:

два блока лжяия-трансфор1ватор с отделителями и неавтоматической перемычкой (схемы НО—4^х^; 35-4);

мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов (схемы ПО-5; 35-5);

мостик с отделителями в цепях трансформаторов и дополнительной линией, присоединенной через два выключателя (схема ПО-6);

одна рабочая секционированная выключателем система шин (схема 35-9);

одна рабочая секционированная выключателем и обходная системы шин с отделителями в цепях трансформаторов, с совмещенным секционным и обходным выключателями (схема II0-I0).

3.1.8.    Для особых районов с повышенным обледенением вместо отделителей необходимо предусматривать выключатели (схемы П0-4Н; II0-5H; 110-5АН)•

3.1.9.    Для распределительных устройств напряжением 150 кВ следует применять типовые схемы, рекомендованные для напряжения ПО кВ.

3.2.    jaamu

3.2.1.    Схемы ПО-4, 35-4 (рис. 6.1 и 6.2) применяются для ответвительных или тупиковых подстанций, когда в первую очередь сооружается одна линия и устанавливаются два трансформатора, а также когда возможна длительная работа с одним трансформатором до приезда персонала для переключений после аварийного отключения одной из двух питающих линий.

Разъединители в цепях трансформаторов в отдельных случаях можно не устанавливать.

В схеме ПО-4 при установке отделителей ОД-ПОУ, не имеющих заземляющих ножей, перед отделителями необходимо предусмотреть разъединители с заземляющим ножом.

3.3.    Мостиковые схемы.

3.3.1.    Мостиковые схемы применяются на напряжениях 35-220 кВ при осуществлении секционирования линии на двухтрансфорыаторной подстанции с одно- или двусторонним питанием.

Нумерация схем принята по типовым проектным решениям "Схемы принципиальные электрические распределительных устройств 6-750 кВ подстанций".

3.3.2.    Схемы ПО-5 (рис. 6.3), 35-5 (рис. 6.4) применяются при двустороннем питании или транзите мощности по одной линии на напряжении 35, ПО и 220 кВ, если отсутствует ОАПВ.

3.3.3.    Схемы ПО-5 АН (рис. 6.5), II0-5H (рис. 6.6) применяются, когда отделители не могут быть использованы.

3.3.4.    Схема ПО-6 (рис. 6.7) применяется на напряжении ПО кВ при необходимости присоединения к тупиковой или ответвительной ПС одной дополнительной линии.

Эта схема может также применяться при наличии двустороннего питания или транзита, допускавшего разрыв при отключении дополнительной линии или ревизии выключателя.

3.3.5.    В схемах мостиков ПО-5, II0-5H, II0-5AH возможность отказа от ремонтной перемычки определяется с учетом условий работы релейной защиты питающей линии и допустимости разрыва цепи транзита мощности в ремонтном режиме. Место для сооружения перемычки должно быть предусмотрено.

3.4.    Стами со сборищ га нами и одним выклвчатялем на при-соединение.

3.4.1.    Схема 35-9 (рис. 6.8) применяется, если число присоединений составляет не более 10 (включительно).

3.4.2.    Схема II0-I0 (рис. 6.9) применяется на стороне ВН подстанции напряжением ПО кВ, если число присоединений составляет не более 6 (включительно) и перспективы дальнейшего расширения отсутствуют.

3.5.    Схемы распределительных устройств напряжением 6110)_кВ^

3.5.1.    Схема 10(6)-1 (рис. 6.10) применяется при двух питавших трансформаторах, присоединенных каждый к своей секции.Необходимость и место установки реакторов определяются при конкретном проектировании на основе расчета токов короткого замыкания.

3.5.2.    Схема Ю(6)-2 (рис. 6.II) применяется при двух трансформаторах с расщепленной обмоткой или сдвоенных реакторах, присоединенных каждый к двум секциям.

3.5.3.    Схемы 10(6)-1, 10(6)-2 с использованием разделительных трансформаторов применяются при реконструкции ГПИ шахт и реализации принципа обособленного питания подземных электроприемников.

3.5.4.    Схема 10(6)-3 (рис. 6.12) применяется при двух трансформаторах с расщепленной обмоткой НН и сдвоенных реакторах.

3.5.5. В схемах I0(6)-I_#    Ю(6)-2_#    Ю(6)-3 предусмотрено

следующее:

а)    режим работы шин принимается раздельным при нормально отключенных секционных выключателях с устройством АВР;

б)    необходимость установки линейных регулировочных трансформаторов определяется в конкретных проектах;

в)    при наличии технико-экономических обоснований допускается групповое или индивидуальное реактирование присоединений вместо реакторов в цепях трансформаторов.

4. ЗАШТА ОБОСОБЛЕННЫХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 6(10) кВ

4.1.    В обособленных сетях должны предусматриваться контроль сопротивления изоляции и защитное отключение токов однофазного замыкания (утечки) на землю. Эти сети должны оснащаться аппаратурой селективной защиты от токов замыканий (утечек) на землю и устройствами контроля активного сопротивления изоляции (рисунок 6.13).

4.2.    Обособленные сети напряжением 6(10) кВ передвижных подстанций и комплексов, указанные в § 389 и 390 "Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах", должны оснащаться аппаратами защиты от утечек типа АЗО-6, имеющими уставку срабатывания 30 мА (120 кОм). При этом должен осуществляться визуальный контроль сопротивления изоляции.

4.3.    Для обеспечения нормальной работы аппаратов общесетевой защиты типа АЗО-6 суммарную электрическую емкость обособленной сети (см. п.4.2) и емкость ее отходящих линий следует ограничить соответственно до 3 и I мкФ на фазу.

4.4.    Расчет емкостных токов замыкания одной фазы на землю следует производить отдельно для каждой части распределительной сети,- имещей электрическую связь с соответствующим питающим трансформатором.

4.5.    Расчет токов замыкания необходимо выполнять по удельным емкостям фазы относительно эемли кабелей С_к , двигателей напряжением 6 (10) кВ С_д , трансформаторов С_тр по выражению

_    / ^Л"    ^Кд    \

г_е-^з    +    Т.С,    +    1xjw .