Электрооборудование и электроснабжение горных организаций (предприятий)

Термины и определения
Электроснабжение – комплекс мероприятий и технических средств по обеспечению потребителей электрической энергией.
Электроснабжение промышленных (горных) предприятий, в большинстве случаев, производится от электроэнергетических систем. Временные (сезонные) или небольшие горнорудные (например карьеры по добыче строительных материалов, золотодобычные предприятия и т.п.) обычно получают электроэнергию от собственных источников питания (дизельные и ветровые генераторы и т.п.).
Электроэнергетическая система – совокупность технических средств и организационных мероприятий по генерации (производству) электроэнергии ее передаче по электрическим сетям и распределения по потребителям.

Термины и определения
Потребитель электрической энергии – электроприемник(и) объединенные общим технологическим процессом на территории промышленного предприятия.
Электрическая сеть - совокупность электроустановок для распределения электри-ческой энергии. В состав электрической сети входят понизительные (повысительные) станции, распределительные устройства, воздушные (ВЛ) и кабельные (КЛ) линии электропередачи, токопроводы и вспомогательные устройства (элементы релейной защиты и автоматики, телемеханики, учета электроэнергии, устройства безопасности

Категории электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения
Электроприемники по надежности электроснабжения делятся на три группы:
I категория – электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь:
- угрозу жизни и здоровья людей, значительный технологический ущерб предприятию или нарушение функционирования коммунального хозяйства, массовый брак продукции, нарушение технологического процесса. На горных предприятиях к таким потребителям относятся – водоотлив, вентиляторно - калориферные установки, людские подъемные установки, обогатительные фабрики, системы пожаротушения.
Потребители I категории должны иметь не менее 2-х независимых источников питания.

Категории электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения
Независимый источник питания – источник питания напряжение на котором сохраняется при исчезновении напряжения на другом (других) источниках питания. К числу независимых источников питания относятся две системы шин (две секции шин в старых методических пособиях и литературе) электростанции или подстанции. Так же должны соблюдаться следующие условия:
каждая система шин имеет питание от своего независимого источника;
системы шин не связаны между собой или имеют связь автоматически отличающуюся при нарушении нормальной работы одной из систем шин.

Категории электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения
Для нормальной работы предприятия, как правило, все системы шин имеют секционирование.
Секционирование – разделение системы шин на секции одной ступени напряжения посредством коммутационного аппарата. Каждая секция имеет независимый источник питания.
Перерыв в электроснабжении I категории электроприемников допускается только на время автоматического восстановления питания.
Из I категории электроприемников также выводится особая группа объектов электроснабжения, бесперебойная работа которых влияет на массовую угрозу жизни и здоровья людей,

Категории электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения
возможности несанкционированных взрывов и пожаров но дорогостоящем оборудовании. Такие объекты, как правило, имеют питание от двух взаиморезервирующихся источников питания по разным линиям электропередачи, которые никогда не идут вместе (на одних опорах ВЛ, в одних кабельных каналах КЛ). Так же для особой группы электроприемников должен быть предусмотрен третий источник питания.
II категория – электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь массовый недовыпуск продукции, простоям технологического процесса, нарушению работы транспорта, качества жизни населения. В горной промышленно-сти к таким объектам относят центральные понизительные подстанции горизонтов, карьеры, цеха обогатительных фабрик.

Категории электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения
Электроснабжение электроприемников II категории, как правило, осуществляется от двух взаиморезервируемых источников питания.
Перерыв электроснабжения электроприемников II категории допускается на время включения электроэнергии от второго источника питания дежурным персоналом.
III категория – все остальные приемники, не попадающие под действие первых двух категорий электроснабжения.

Категории электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения

Категории электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения

Электроустановки и электропомещения
Электроустановка – совокупность машин, аппаратов, линий электропередачи и вспомогательного оборудования вместе со зданиями, сооружениями и помещениями в которых они установлены для производства, преобразования, трансформации, передачи и распределения электроэнергии.
Делятся :
по условиям электробезопасности на электроустановки низкого – до 1000В и высокого напряжения – выше 1000В. (в горной промышленности электроустановки на напряжение 1140 В относятся к низковольтным).

Электроустановки и электропомещения
по напряжению – на электроустановки низкого напряжения (НН) – до 1 кВ (в горной промышленности электроустановки на напряжение 1,1 кВ относятся к низкому напряжению); среднего напряжения 2 (СН2) – от 1 кВ до 35 кВ; среднего напряжения 1 (СН1) – от 35 кВ до 110 кВ; высокого напряжения – 110кВ и выше.
по условиям эксплуатации – на наружные (открытые) – не защищенные от атмосферных воздействий; на внутренние (закрытые) – внутри зданий и сооружений (защищены от атмосферных воздействий).

Электроустановки и электропомещения
Электропомещения – помещения (их отгороженные части) в которых установлены электроустановки (кроме элементов электроосвещения).
Электропомещения делятся:
по степени влажности на: сухие – влажность воздуха до 60%; влажные – влажность воздуха 60 – 75%; сырые – влажность воздуха выше 75%; особо сырые - влажность воздуха около 100%;
по температуре эксплуатации электрооборудования на: нормальные – температура воздуха до +35 С; жаркие - температура воздуха выше +35 С;

Электроустановки и электропомещения
по токопроводности пыли на: с токопроводящей пылью и с нетокопроводящей пылью.
Так же подразделяют помещения с активной химической или биологической средой.
По степени опасности поражения людей электрическим током на:
- помещения без повышенной опасности – отсутствуют особые условия опасности;
- помещения с повышенной опасностью – имеют следующие условия опасности:

Электроустановки и электропомещения
- токопроводящяя пыль или сырость;
- токопроводящий пол (металлический, земляной, железобетонный и т.д.)
- в помещениях имеется возможность прикосновения человека к токопроводящим частям.
- особоопасные помещения – характеризуются наличием одного из условий:
особой сырости;
наличие активной химической или биологической среды;

Электроустановки и электропомещения
наличие двух и более факторов помещений с повышенной опасностью.
Электрическая станция – комплекс устройств для генерации (преобразования) электрической энергии и последующей выдачи ее в электрические сети систем электроснабжения и (или) непосредственно к потребителям. Делятся:
по виду использованной для генерации (преобразования) энергии: атомные станции (АЭС) – используют энергию расщепляющихся материалов; теплоэлектростанции (ТЭС, ГРЭС, КЭС (конденсационные станции) –используют образующуюся при

Электрические станции и подстанции
сжигании энергию угля, газа, нефтепродуктов, органических производных (биотопливо, дрова, брикеты и т.д.); гидроэлектрические станции (ГЭС) – используют энергию разности уровней водных потоков; фотоэлектростанции (ФЭЭС – название неофициальное) – используют энергию прямого преобразования света в электрический ток при помощи фотопреобразовательных элементов; солнечные электростанции (СЭС) – используют тепловую энергию солнца; ветроэлектростанции (ВЭС) – используют энергию ветровых потоков; приливные электростанции (ПЭС) - используют силу приливных течений морей; геотермальные (гидротермальные)

Электрические станции и подстанции
станции (ГТЭС) – используют внутреннее тепло Земли.
по принципу преобразования энергии: тепловые (АЭС,ТЭС, КЭС, ГРЭС,СЭС, ГТЭС) – перегретый пар подается на лопасти генераторов; с механическим преобразованием энергии (ГЭС, ПЭС, ВЭС) – непосредственно передают энергию гидравлических потоков на лопасти генераторов;
фотопреобразовательные (ФЭС) – непосредственно преобразующие солнечный свет в электроэнергию.
В Российской Федерации почти все электростанции объединены в районы электроснабжения, а те в свою очередь, в единую энергосистему (ЕЭС) России. Так же в нее входит ряд, сопредельных с Российской Федерацией государств.

Электрические станции и подстанции
В любом районе электроснабжения есть электростанция задающая частоту электрических сетей. Это электростанция с наиболее большим объемом генерирующих мощностей. В Мурманской области это Кольская атомная станция. Это необходимо по следующей причине:
в случае повреждения внешних сетей ВН (например из-за короткого замыкания) может возникнуть сбой частоты электрической сети, чтобы недопустить этого необходим мощный генератор, который бы не дал электрической системе войти в резонанс и ухудшить качество электроснабжения.
На всех электростанциях установлены генераторы которые вырабатывают напряжение 6, 10, 15, 20, 24, 27 кВ. Электроэнер-гия от генераторов идет к повысительным подстанциям и

Электрические станции и подстанции
увеличивается до нужного значения.
Подстанция – электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии. Состоит из распределительного устройства высшего напряжения(РУВН), силовых трансформаторов и преобразователей, распределительного устройства низшего напряжения(РУНН), устройств защиты, управления и телемеханики. Так же в состав подстанции входит вспомогательное оборудование (аккумуляторное хозяйство, компрессорное хозяйство и т.п.). Подстанции делятся:

Электрические станции и подстанции
РПС – районная подстанция; ГПП – главная понизительная подстанция; ЦРП (ГРП) – центральный или главный распределительный пункт; РП – распределительный пункт; ПРП –передвижной распределительный пункт (в основном применяется в условиях карьеров); ТП-трансформаторная подстанция (установлены только трансформаторы); КТП – комплектная трансформаторная подстанция (имеет в составе также РУВН и РУНН); ЦПП –центральная подземная подстанция (питание горизонта (нескольких горизонтов)); УПП –участковая подземная подстанция

Структура электроснабжения предприятий
Чаще всего, по зонам ответственности за электроснабжение, предприятия получают электрическое питание по следующей цепи:
электростанция ФСК (Федеральная сетевая компания
(сети ВН обычно 220 кВ и выше)) МРСК (Межрегиональ-
ная сетевая компания (сети ВН (до 220 кВ) и СН1 и СН2))
предприятие (сети ВН, СН1, СН2, НН)

Нормы электрической энергии для горных предприятий для снабжения электроприемников
Промышленная частота - 50 Гц (отклонение 0,5 Гц).
Уровни напряжения:
– ВН – от 220 кВ (150 кВ для АО «Апатит»);
- СН1 – 110 кВ;
- СН2 – 35 кВ, 27 кВ (только ж/д транспорт), 10 кВ, 6 кВ (переменный ток);
- 3,3 кВ – постоянный ток (ж/д транспорт).
- НН - 1140 В, 660 В, 380 В, 220 В, 127 В, 42 В (36 В), 24В, 12В (переменный ток);

Нормы электрической энергии для горных предприятий для снабжения электроприемников
275 В, 400 В (постоянный ток для локомотивной откатки шахт и рудников)
По напряжению допускается отклонение +5%, - 10%.
Напряжение делится на базисное (на шинах РУНН трансформа-тора (генератора)) и номинальное (в сети). Они отличаются примерно на 5% для компенсации потерь напряжения в ВЛ и КЛ (например номинальное 380В – базисное 400В или номинальное 6 кВ – базисное 6,3 кВ).

Системы заземления
Все электроустановки в отношении электробезопасности подразделяются на:
электроустановки выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю) – сети 110 кВ и выше;
электроустановки выше 1 кВ с эффективно изолированной нейтралью нейтралью (с малыми токами замыкания на землю) – сети 6 – 35 кВ;
электроустановки до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью (применяются в общепромышленных предприятиях и на поверхности рудников и шахт);
электроустановки до 1 кВ с изолированной нейтралью (применя