Кварценаполненные взрывобезопасные шахтные трансформаторы и подстанции. Москва, «Энергия», 1970.
(серия «Трансформаторы», вып. 21).
Перед загл. авт.: И. И. Зайцев, А. И. Кубрак, А. И. Плетнев, В. В. Шилов.
В книге даны методы электромагнитного, теплового и механического расчетов кварценаполненных взрывобезопасных трансформаторов. рассмотрены вопросы взрывозащиты кварценаполненных трансформаторов. описаны условия работы шахтных трансформаторов и подстанций, приведены их эксплуатационные и энергетические характеристики.
Довольно подробно описана конструкция, технологии изготовления и испытания кварценаполненных трансформаторов и подстанций, рассмотрены свойства применяемых изоляционных и активных материалов.
Книга предназначена для работников, занимающихся эксплуатацией и ремонтом кварценаполненных трансформаторов и подстанций, а также для инженерно-технических работников, занятых разработкой взрывобезопасного электрооборудования.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Увеличение добычи угля путем повышения производительности труда и ввода новых шахт как в истекающем, так и в предстоящем пятилетии 1971 — 1975 гг. возможно лишь при достаточно высокой энерговооруженности и механизации очистных и подготовительных работ.
В настоящее время питание шахтных сетей осуществляется взрывобезопасными трансформаторами и подстанциями типа ТКШВП и ТКШВПС Донецкого энергозавода и типа ТСШВП Хмельницкого завода трансформаторных подстанций.
В 1958—1960 гг. МакНИИ были проведены исследования по определению взрывозащитных свойств кварцевого песка, а институтом Гипронисэлектрошахт в 1959—1964 гг. разработана серия шахтных взрывобезопасных трансформаторов и подстанций мощностью 75, 100, 135, 180, 240 и 320 кВА. В 1965—1967 гг. эта серия была полностью модернизирована по новой шкале мощностей 160, 200, 250 и 320 кВА.
В настоящей книге, написанной сотрудниками института Гипронисэлектрошахт, рассмотрены вопросы проектирования, изготовления, испытания, а также особенности эксплуатации шахтных взрывобезопасных трансформаторов и подстанций с кварцевым заполнением и обобщен многолетний опыт работы авторов в области взрывозащищенного электрооборудования.
Авторы глубоко признательны С. И. Рабиновичу за ценные замечания и советы, которые он дал при рецензировании и редактировании книги.
Авторы
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ПЕРЕДВИЖНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ
И ТРАНСФОРМАТОРА В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ
НАПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ШАХТНЫХ ДОБЫЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Большинство шахтных механизмов, которыми осуществляется угледобыча (врубовые машины и комбайны, погрузочные машины, конвейерные транспортеры и т. п.) в связи со спецификой горных разработок периодически перемещаются вслед за продвижением забоев. Для обеспечения нормальной бесперебойной работы этих механизмов необходимо осуществить электроснабжение, которое обеспечило бы: а) необходимое количество электроэнергии; б) поддержание нормального напряжения на зажимах приемников электроэнергии; в) безопасность и экономичность всех элементов системы электроснабжения; г) быстроту и легкость присоединения к сети и отсоединения электрооборудования от сети и удобство его перемещения.
Классическая схема электроснабжения добычных участков, состоящая из центральной подземной подстанции (ЦПП), передвижной трансформаторной подстанции (ПТП), распределительного пункта участка (РП), электродвигателя исполнительного механизма, предусматривает сравнительно небольшие длины кабелей низкого напряжения, обусловленные частыми передвижками ПТП с шагом передвижки 100—150 м и средней длиной лавы 100—150 м.
Современные направления в совершенствовании технологии добычи угля [Л. 27] потребовали: отработки пластов обратным ходом от границ угольных полей; широкого внедрения конвейерной откатки за счет сужения области применения электровозной, повышения нагрузки на лаву путем увеличения длины очистных забоев до 150—300 м; применения новых комплексов и агрегатов с повышенной установленной мощностью электродвигателей.
Развитие новых направлений в совершенствовании технологии добычи угля вызвали новые требования к схемам электроснабжения добычных участков угольных шахт, а именно:
а) увеличение установленной мощности трансформаторов до 500 кВА (ранее предел по мощности 320 кВА);
б) увеличение до 200—350 м длины гибкого кабеля ограниченного сечения от добычного механизма до РП лавы;
в) увеличение до 200—400 м длины бронированного или гибкого низковольтного кабеля от РП лавы до передвижной трансформаторной подстанции, определяемое оптимальным технико-экономическим решением или горногеологическими условиями.
До недавнего времени электроснабжение врубовых машин и комбайнов осуществлялось от участковых трансформаторных подстанций, оборудованных силовыми масляными трансформаторами типа ТМШ, помещенными в специально оборудованные камеры. Выбор местоположения трансформаторных подстанций определялся в первую очередь максимальным сроком службы камеры и обеспечением приемного уровня напряжения на зажимах токоприемников в лаве.
Для осуществления скоростей продвигания лав до 7—9 м в сутки, например, при применении трансформаторов типа ТМШ необходимо было бы для одного участка за год последовательно соорудить и демонтировать 12 камер (при нормальном шаге переноски 150—200 м), что сопряжено с общими капитальными затратами 35—40 тыс. руб.
Применение шахтных передвижных взрывобезопасных трансформаторов и подстанций произвело технический переворот в электроснабжении участков угольных шахт, позволило применить новые современные комплексы и осуществить совершенную технологию добычи угля. Условия эксплуатации шахтного электрооборудования, в том числе шахтных подстанций и трансформаторов, крайне тяжелые, причем намечается тенденция к их дальнейшему ужесточению. Нормальными «внешними» условиями эксплуатации передвижных шахтных
подстанций и трансформаторов следует считать следующие:
- Возможность механических ударов при нарушении защитной кровли или транспортировке по штреку необходимых по технологическому циклу машин, приспособлений и пр.
- Высокая влажность окружающей среды (средняя 95%, максимальная 98% при t=35°С).
- Высокая среднегодовая плюсовая температура, в среднем для различных шахт в пределах 15—30° С.
- Повышенная запыленность, достигающая в последних схемах добычи и уборки угля в среднем 200 мг/м3, в отдельных случаях до 1 000 мг/м3.
- Опасность взрыва окружающей взрывоопасной среды в аварийном режиме короткого замыкания или чрезмерной перегрузки электрооборудования.
