Р 12.26.229-90. Рекомендации. Проектирование систем электроснабжения угольных шахт с обособленным питанием подземных электроприемников напряжением 6 (10) кВ

(утв. Минуглепромом СССР от 04.12.1990 № 26-6-6/47)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["РТМ 12.25.002-84"]:::doc
  n1["Р 12.26.229-90"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/r-12-26-229-90" "Р 12.26.229-90. Рекомендации. Проектирование систем электроснабжения угольных шахт с обособленным питанием подземных электроприемников напряжением 6 (10) кВ (утв. Минуглепромом ССС"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Введены в действие 01.01.91, п. № 26-6-6/47 от 04.12.90.

Ссылочные нормативно-технические документы:

1. «Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах». М.: Недра, 1986, п. 1.6.

2. «Схемы принципиальные, электрические распределительных устройств 6 — 750 кВ подстанций». Типовой проект 407-03-456.87. М.: Энергосетьпроект, 1987, разд. 2; 3.

3. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1986, пп. 4.2.3; 4.2.4.

Настоящие рекомендации содержат методические указания по проектированию систем электроснабжения шахт, типовые схемы подстанций напряжением 35 — 220 кВ, указания по применению типовых схем подстанций, схем и оборудования для обособленного питания, конструктивному исполнению устройств обособленного питания.

В основу Рекомендаций положены 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, Ворошиловградгипрошахт, Южгипрошахт и Центрогипрошахт.

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

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

1.₁. Повышение безопасности применения электроэнергии в подземных выработках шахт достигается за счет обособленного питания подземных электроприемников напряжением 6 (10) кВ, при котором предусматривается гальваническое отделение подземных электрических сетей от сетей, расположенных на поверхности.

1.2. Применение схем обособленного питания подземных электроприемников является обязательным при проектировании новых и реконструкции действующих систем электроснабжения шахт 6 — 220 кВ.

1.3. При использовании электроэнергии в особо опасных условиях на участках, разрабатывающих крутопадающие пласты шахт, опасных по внезапным выбросам, питание высоковольтных электроприемников участка должно осуществляться от обособленной сети с применением защиты от токов утечки и замыканий на землю, действующей на отключение без выдержки времени.

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;

ограничением потенциалов на корпусах электрооборудования;

повышением надежности питания подземных электроустановок.

При использовании в системе электроснабжения шахт электроприводов, содержащих мощные тиристорные преобразователи, обособленное питание подземных электроприемников способствует улучшению качества электроэнергии.

1.5. Схемы обособленного питания выполняются, как правило, на базе модифицированных трехобмоточных трансформаторов ТДТНШ-110, трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения и разделительных трансформаторов.

1.6 При выборе схемы обособленного питания необходимо руководствоваться следующими положениями:

обособленное питание, как правило, должно предусматриваться для всех подземных электроприемников;

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

Для выравнивания нагрузок трансформаторов с расщепленными обмотками допускается присоединение энергоемких электроприемников, находящихся на поверхности и получающих питание по кабельным линиям, к сборным шинам обособленной подземной нагрузки.

Разделительные трансформаторы рекомендуется устанавливать для питания обособленных электроустановок напряжением 6 (10) кВ в случаях, когда целесообразность применения для этой цели на главных понизительных подстанциях (ГПП) модифицированных трехобмоточных или двухобмоточных трансформаторов с расщепленными обмотками не подтверждается технико-экономическими расчетами, либо в случаях, предусмотренных «Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах».

Питание электродвигателей насосов главного водоотлива мощностью 1250 кВт и более может осуществляться от шин поверхностной подстанции. При этом должны быть соблюдены требования по ограничению мощности короткого замыкания в подземных сетях.

1.7. Не допускается присоединение к секции, питающей подземные электроприемники, воздушных линий, а также линий городских сетей.

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

2.1. Схема должна обеспечивать надежное питание присоединенных потребителей в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах в соответствии с категориями по бесперебойности электроснабжения.

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.

2.3. В тех случаях, когда при выборе схемы на основании данных указаний выявляются конкурирующие варианты, следует сравнивать их 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 ее 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 целесообразно обеспечивать максимальный уровень токов короткого замыкания в подземных сетях напряжением 6 (10) кВ, допускаемый «Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах».

2.7. Вывод выключателей и отделителей для ремонта и ревизии предусматривается при блочных схемах РУ напряжением 110 кВ и всех схемах РУ напряжением 35 кВ путем временного отключения присоединения, в цепи которого установлен ревизуемый аппарат.

3. УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ГПП

Схемы электрических соединений ГПП угольных шахт формируются:

из схемы электрических соединений распределительного устройства высшего напряжения;

из схемы подключения силовых трансформаторов к РУ 6 (10) кВ;

из схемы электрических соединений распределительного устройства 6 (10) кВ.

3.1 Схемы распределительных устройств

высшего напряжения (35, 110, 150, 220 кВ)

3.1.1. Схемы электрических соединений ОРУ высшего напряжения, если они не задаются энергоснабжающей организацией, принимаются из состава схем для двухтрансформаторных подстанций без сборных шин с двумя питающими линиями, приведенных в типовых материалах для проектирования 407-03-456.87, разработанных институтом «Энергосетьпроект».

3.1.2. Схемы 220-4, 110-4 «Два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линий» применяются для присоединения к двум ЛЭП тупиковых или ответвительных подстанций, расположенных в I ... III районе климатических условий (РКУ) с трансформаторами мощностью до 25 МВ·А.

3.1.3. Схемы 220-5, 110-5 «Мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов» применяются для присоединения в рассечку линии с двухсторонним питанием, расположенных в I ... III РКУ и трансформаторах мощностью до 25 МВ·А.

3.1.4. Схемы 220-4Н, 110-4Н, 35-4Н «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий» применяются для тупиковых или ответвительных подстанций:

с трансформаторами мощностью более 25 МВ·А;

при климатических условиях, не допускающих применение отделителей.

3.1.5. Схемы 220-5Н, 110-5Н «Мостик с выключателями в цепях линий и перемычке и ремонтной перемычкой со стороны линий» применяются для присоединения подстанций в рассечку линии с двухсторонним питанием в случаях, указанных в п. 3.1.4.

3.1.6. Схемы 220-5АН, 110-5АН, 35-АН «Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и перемычке и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов» применяются для присоединения подстанций в рассечку линии с двухсторонним питанием в случаях, указанных в п. 3.1.4. Схеме отдается предпочтение при необходимости секционирования сети на данной подстанции в режиме ремонта любого выключателя.

3.1.7. Для распределительных устройств напряжением 150 кВ следует применять типовые схемы, рекомендованные для напряжения 110 кВ.

3.1.8. Схемы со сборными шинами 110-10, 35-9 применяются для групповых подстанций.

3.1.9. Схема 110-6 применяется при необходимости присоединения к тупиковой или ответвительной подстанции одной дополнительной линии.

3.2 Схемы подключения силовых трансформаторов и схемы

электрических соединений распредустройств 6 (10) кВ

Расшифровка обозначения схем:

X X X — X

1 — одна секционированная выключателем система шин;

2 — две одиночных секционированных выключателями системы шин;

3 — три одиночных секционированных выключателями системы шин;

4 — четыре одиночных секционированных выключателями системы

шин.

3.2.1. Схема ТР-1 применяется при необходимости увеличения мощности короткого замыкания, когда подъемные механизмы с тиристорными преобразователями подключаются от общего РУ (с установкой силовых фильтров или управляемых фильтрокомпенсирующих устройств), а подземные потребители — через разделительные трансформаторы ТМШ.

3.2.2. Схема 1ТР-2 — рекомендуется для выделения тиристорных преобразователей подъемных механизмов на отдельную систему шин.

Для равномерности загрузки ветвей расщепленных обмоток трансформаторов на эту систему шин подключаются синхронные электродвигатели. Питание подземных потребителей при этом предусматривается через разделительные трансформаторы ТМШ от другой системы шин с подключением к ней «спокойной нагрузки».

3.2.3. Схема 2ТР-2 — рекомендации аналогичны схеме 1ТР-2. В отличие от схемы 1ТР-2 вводы трансформаторов реактированы.

3.2.4. Схема 3ТР-2 — применяется при необходимости получения максимальной мощности короткого замыкания в узлах подключения тиристорных преобразователей. Схема рекомендуется, когда система обособленного питания подземных потребителей на шахте уже есть.

3.2.5. Схема 1ТШ-2 — применяется при устройстве на ГПП РУ поверхности и общего для подземных потребителей РУ обособленного питания (при малой мощности электродвигателей водоотливных установок).

С целью ограничения мощности короткого замыкания в подземной сети до нормируемых величин обмотка трансформатора 6,6 кВ подключается к системе шин через токоограничивающий реактор.

3.2.6. Схемы 1ТШ-3, 2ТШ-3, 3ТШ-3, 4ТШ-3, 5ТШ-3, 6ТШ-3, 8ТШ-3 — применяются при мощных водоотливных установках, выделяемых на отдельную секцию, подключаемую от обмотки 6,6 кВ трансформатора через индивидуальный реактор (или ветвь сдвоенного реактора) с мощностью короткого замыкания на шинах РУвод до 100 МВ·А.

3.2.7. Схема 7ТШ-3 — применяется, когда одновременно необходимо решать вопросы обособленного питания подземных потребителей и обособленного питания подъемных установок с тиристорными преобразователями.

3.2.8. Схемы 1ТШ-4, 2ТШ-4 — применяются для шахт, на которых для водоотливных установок используются электродвигатели большой мощности, требующие подключения к ячейкам РУ поверхности.

Схему 1ТШ-4 рекомендуется применять, когда в подземной сети используется электрооборудование с различной отключающей способностью и требуется установка реакторов с различной индуктивностью. При установке в подземной сети однотипного электрооборудования с отключающей способностью 100 МВ·А предпочтение следует отдавать схеме 2ТШ-4, как более экономичной.

4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И РЕЖИМЫ НЕЙТРАЛИ

4.1 Релейная защита электроустановок и сетей

4.1.1. Все отходящие линии электроснабжения напряжением 6 и 10 кВ, питающие ЦПП и РПП шахты, должны быть оснащены устройствами релейной защиты от междуфазных коротких замыканий и однофазных замыканий на землю, действующими на отключение.

4.1.2. Селективная защита от однофазных замыканий на землю должна выполняться, как правило, двухступенчатой. Первая ступень защиты должна устанавливаться в ячейках распределительных устройств на ЦПП, питающих шахтные электроустановки 6 (10) кВ, и выполняться без выдержки времени. Вторая ступень защиты, устанавливаемая на шинах 6 (10) кВ главной понизительной подстанции (ГПП) шахты, должна иметь выдержку времени не более 0,5 с.

4.1.3. Общее время отключения поврежденного присоединения первой ступени защиты от однофазных замыканий на землю должно быть не более 0,2 с, второй ступени защиты — не более 0,7 с.

4.1.4. Защиту от однофазных замыканий на землю первой и второй ступени для обеспечения поперечной селективности рекомендуется выполнять направленной.

4.1.5. Для исправления продольной неселективности действия защит от междуфазных коротких замыканий и однофазных замыканий на землю рекомендуется использовать устройства однократного автоматического повторного включения (АПВ) при наличии автоматической блокировки, исключающей включение линий и электроустановок с пониженным сопротивлением изоляции относительно земли и при коротких замыканиях.

Применение устройств АПВ не допускается на линиях, питающих участковые понизительные подстанции на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

4.2 Рекомендации по выбору параметров оптимального режима

нейтрали электрических сетей 6 (10) кВ

4.2.1. Для питания электроустановок шахтных электрических сетей 6 (10) кВ следует применять систему с изолированной нейтралью. При этом емкость сети должна быть ограничена до 30 или 10 мкф на фазу для сети 6 кВ и до 20 или 6,6 мкф на фазу для сети 10 кВ.

4.2.2. Для повышения селективности и надежности действия релейной защиты от замыканий на землю, а также для снижения уровней перенапряжений при дуговых замыканиях на землю рекомендуется заземление нейтрали электрической сети через высокоомный резистор, обеспечивающий создание дополнительного активного тока замыкания на землю. При этом полный ток однофазного замыкания на землю шахтной электрической сети 6 (10) кВ с учетом емкостной и активной составляющих, не должен превышать 35 А.

4.2.3. При значениях емкостного тока металлического однофазного замыкания на землю Iе до 20 А в сети 10 кВ и до 30 А в сети 6 кВ рекомендуется заземление нейтрали сети через активное сопротивление, создающее дополнительный активный ток замыкания на землю Iа, равный 0,5 — 0,6 от тока Iе. Рекомендуемые значения активных сопротивлений, включаемых в нейтраль в зависимости от тока Iе и напряжения сети, приведены в Приложении 8; схема заземления нейтрали показана на рис. 6.13.

4.2.4. При значениях емкостного тока металлического однофазного замыкания на землю свыше 20 А сети 10 кВ и свыше 30 А в сети 6 кВ, согласно ПУЭ, следует применять дугогасящие реакторы. При этом для осуществления рекомендаций, указанных в п. 4.2.2, необходимо производить заземление нейтрали через активное сопротивление и дугогасящую катушку (ДГК), включенные между собой параллельно. В случае невозможности обеспечения требуемой глубины регулирования индуктивного тока ДГК Iи, для создания необходимой степени расстройки \nu_{\text{к}} = \frac{I_{\text{е}} - I_{\text{и}}}{I_{\text{е}}} при параллельном подключении ДГК с резистором, рекомендуется режим их последовательного включения.

ДГК (отдельно или совместно с резистором) должны устанавливаться на ГПП шахты и подключаться к нейтрали сети той обмотки силового трансформатора, к которой подключена распределительная сеть шахты 6 (10) кВ, через специальный трехфазный трансформатор с выведенной нулевой точкой со стороны ВН и схемой соединения X/\Delta - II .

4.2.5. При параллельном включении между собой ДГК и резистора коэффициент расстройки ДГК выбирается равным \nu_{\text{к}} = 0,4...0,5 , а в случае последовательного соединения \nu_{\text{к}} = 0...0,2 . Рекомендуемые значения активных сопротивлений, включаемых соответственно параллельно и последовательно ДГК, приведены в Приложении 9.

4.2.6 Расчет токов замыкания необходимо выполнять по удельным емкостям фазы кабелей относительно земли по выражению

I_{\text{е}} \sqrt[=]{3} U_{\text{А}}\omega \sum_{i = 1}^{n_{\text{к}}} C_{\text{к}_{i}}l_{\text{к}_{i}} \cdot 10^{- 6},

где UА — номинальное линейное напряжение сети, В;

\omega — угловая частота, рад/с;

C_{\text{к}_{i}} — удельная емкость фазы кабеля относительно земли соответствующего сечения, мкф/км;

l_{\text{к}_{i}} — суммарная длина кабеля в электрически связанной сети соответствующего сечения, км;

nк — число различных сечений кабеля.

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 напряжением 6 (10) кВ от выводов силовых трансформаторов ГПП рекомендуется закрытыми токопроводами или кабелями.

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 кабели напряжением 6 (10) кВ с максимально возможными строительными длинами.

6. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НАПРЯЖЕНИЕМ 6 — 220 кВ

Рис. 6.1. Два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линий. Схемы 110-4, 220-4

Рис. 6.2. Мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов. Схемы 110-5, 220-5

Рис. 6.3. Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий. Схемы 35-4Н, 110-4Н, 220-4Н

Рис. 6.4. Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий. Схемы 110-5Н, 220-5Н

Рис. 6.5. Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов. Схемы 35-5АН, 110-5АН, 220-5АН

Рис. 6.6. Одна рабочая секционированная выключателем система шин (до 10 присоединений). Схема 35-9

Рис. 6.7. Одна рабочая секционированная выключателем и обходная система шин с отделителями в цепях трансформаторов с совмещенным секционным и обходным выключателем. Схема 110-10

Рис. 6.8. Мостик с отделителями в цепях трансформаторов и дополнительной линией, присоединенной через два выключателя. Схема 110-6

Рис. 6.9. Схемы ТР-1, 1ТР-2, 2ТР-2, 3ТР-2

Рис. 6.10. Схемы 1ТШ-2, 1ТШ-3, 2ТШ-3, 3ТШ-3

Рис. 6.11. Схемы 4ТШ-3, 5ТШ-3, 6ТШ-3, 8ТШ-3

Рис. 6.12. Схемы 7ТШ-3, 1ТШ-4, 2ТШ-4

Рис. 6.13. Схема электроснабжения шахты с размещением защит: УКИ — устройство контроля изоляции; ДГК — дугогасящая катушка; Rи — высокоомный резистор; ЗЗП-1м — защита от однофазных замыканий на землю

Приложение 1

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ КЛАССА НАПРЯЖЕНИЯ 35, 110, 220 кВ, УСТАНАВЛИВАЕМЫХ НА ГПП ШАХТ

Приложение 2

ГАБАРИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ ГПП ШАХТ

Приложение 3

Изготовитель — завод «Электромаш» (г. Тирасполь).

Приложение 6

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СИЛОВЫХ ФИЛЬТРОВ

Примечания: При промежуточных значениях емкостного тока замыкания на землю следует принимать ближайшие меньшие значения сопротивлений резисторов.

Рекомендуемые значения сопротивления резисторов могут быть скорректированы с накоплением опыта эксплуатации.