електропостачання гірничих підприємств

Электроснабжение горных предприятий — power supply of mines — *Stromversorgung der Bergbaubetriebe — забезпечення енергоустаткування гірн. підприємств електричною енергією. Перше пром. впровадження електроенергії на гірн. підприємствах для сигналізації, зв'язку і стаціонарного освітлення належить до 80-90 рр. ХІХ ст. Встановлена потужність сучасних шахт досягає десятків МВА. У зв'язку з цим структура системи Е.г.п. включає дек. блоків, які мають свою специфіку в частині техн. реалізації, техн. характеристик і виконання енергоустаткування. За цим принципом можна виділити системи: зовнішнього електропостачання, електропостачання споживачів поверхні, електропостачання підземних гірн. робіт напругою вище 1 кВ, стаціонарних і напівстаціонарних установок, а також дільниць, які можуть живитися від головної знижувальної підстанції (ГЗП) по свердловинах, штольнях або від центр. підземної підстанції (ЦПП). Е.г.п. може здійснюватися від енергосистем; автономних джерел живлення; власних електростанцій, пов'язаних з енергосистемою. Ввід на підстанції глибокого вводу ПГВ може здійснюватися напругою 35, 110, 150, 220 кВ, а на ГЗП від 6 до 220 кВ. За характером збитків, які можуть бути заподіяні гірн. підприємству через перерви в електропостачанні, всі споживачі електроенергії поділяються на 3 категорії (I, II, III). Е.г.п. здійснюють не менш ніж по двох лініях від двох незалежних джерел живлення. Всі живильні ЛЕП повинні знаходитися під навантаженням.

ГЗП, що входять в систему Е.г.п., являють собою, як правило, розподільчо-трансформаторну підстанцію, в якій встановлюють 2 трансформатори. Потужність кожного з них забезпечує 100%-ве навантаження, або при аварійному відключенні одного з трансформаторів той, що залишився забезпечує живлення споживачів I категорії і осн. споживачів ІІ категорії на час ліквідації аварії. Схеми і конструкції ГЗП різноманітні. Незалежно від р-ну розташування передбачаються відкриті розподільчі пристрої (ВРПр) на напругу 35-220 кВ із зовнішньою установкою силових трансформаторів і закриті розподільчі пристрої (ЗРПр) на напругу 6-10 кВ. Схеми электрич. з'єднань підстанцій вибирають виходячи з навантаження підприємства, схеми і прилеглих мереж енергосистеми, кількості і потужності силових трансформаторів і ліній, необхідного ступеня надійності електропостачання, рівня струмів короткого замикання, параметрів і надійності енергоустаткування. Схеми первинних з'єднань ГЗП можуть виконуватися з вимикачами на стороні 35-220 кВ. На сучасних гірн. підприємствах найбільше поширення отримали спрощені схеми ВРПр на 35-220 кВ, основані на блоковому принципі. На таких ГЗП відсутні збірні шини ВРПр на 35-220 кВ, а кожний трансформатор живиться від окремої радіальної лінії 35-220 кВ, приєднаної до шин підстанції енергосистеми через вимикач або до магістральної повітряної лінії. Відокремлювач в цьому випадку призначений для відключення тільки пошкодженого трансформатора. При необхідності мати на ГЗП декілька рівнів вторинної напруги (напр., 35 і 10 кВ) на кар'єрах (розрізах) встановлюють триобмоткові трансформатори і виконують роздільні пристрої РПр. На шахтах, внаслідок специфіки підземних умов, установка триобмоткових або розділювальних трансформаторів обов'язкова. Як підстанції глибокого введення напруги 35-220 кВ можуть застосовуватися комплектні трансформаторні підстанції (типу КТП-35 і КТП-110) з одним або двома трансформаторами.

Електропостачання підземних гірн. робіт зумовлене гірничо-геол. умовами розробки, технологією робіт, метанорясністю виробок, запиленістю і підвищеною вогкістю в гірн. виробках. Найбільш потужні споживачі електроенергії в шахтах – установки водовідливу, очисні механізовані комплекси, прохідницькі комбайни, породонавантажувальні машини, транспорт. Сумарна встановлена потужність сучасних дільниць 800-1200 кВт. Найбільш поширений спосіб живлення дільниць — через стовбур. З метою підвищення рівня безпеки організовується відособлене живлення електроспоживачів шахт від поверхневих мереж. Основним обладнанням підземних підстанцій є комплексні розподільчі пристрої КРПр, силові трансформатори, комутаційна апаратура напругою до 1 кВ. На рудниках і шахтах, не небезпечних за газом і пилом, застосовується електрообладнання в нормальному або в рудниковому виконанні, а в шахтах небезпечних за газом і пилом, – у спеціальному вибухозахищеному виконанні. Розподіл електроенергії в підземних виробках, живлення стаціонарних і пересувних машин і механізмів здійснюють кабелі спец. призначення напругою до і понад 1 кВ (броньовані, напівгнучкі, гнучкі і особливо гнучкі). Для апаратури випереджального відключення використовується кабель з розщепленими жилами. У залежності від гірничо-геол. умов, системи розробки і інш. енергоустаткування розташовують на конвеєрному або на вентиляц. штреку, інших гірничих виробках.

Осн. елементи системи електропостачання кар'єру: одна або дек. ГЗП, ЦРП, кар'єрні лінії ЛЕП, кар'єрні розподільчі пункти КРП, пересувні трансформаторні пункти ТП, пункти підключення ПП і пересувні пункти захисту. Схеми розподільчих мереж кар'єру поділяють на радіальні, магістральні і комбіновані. У залежності від розташування ЛЕП відносно фронту робіт їх розділяють на подовжні і поперечні. Живлення декількох споживачів або РП в першому випадку здійснюється по бортовій лінії, що розташовується за межами робочих горизонтів. Пересувні приймачі живляться від повітряних ЛЕП гнучкими кабелями через стаціонарні або пересувні ПП, які розташовують через 200-300 м. Напруга 0,4 кВ подається від пересувних комплексних трансформаторних підстанцій ПКТП, для освітлення — через загальний або місцевий освітлювальний трансформатор. При поперечній схемі електроспоживачі і ТП кар'єру живляться через ПП від поперечних ліній, сполучених з стаціонарними ЛЕП, прокладених вздовж бортів кар'єру поза межею поля родовища, що розробляється.

Електропостачання драг і земснарядів здійснюється від берегової підстанції, до якої підводиться повітряна ЛЕП 35 кВ, а відходить ЛЕП 6 кВ. За допомогою гнучкого дражного кабелю довжиною 200 м і більше, що втримується плотами або понтонами, електроенергія йде у ввідну камеру драги.

Встановлена потужність сучасних збагач. ф-к (ЗФ) становить 100-150 МВт. Різноманітні аґреґати об'єднуються в декілька паралельних технологіч. ліній, працюють в суворій послідовності, а при необхідності ще розгалужуються на паралельні тракти. Подібна структура ставить жорсткі вимоги до систем електропостачання ЗФ. Постачання таких підприємств електроенергією доцільно здійснювати напругою 110-220 кВ з однією-двома підстанціями глибокого введення (ПГВ). Система внутрішнього електропостачання ЗФ являє собою сукупність цехових підстанцій, РП, РУ, кабельних і повітряних ліній в межах проммайданчика.