Электроснабжение подземных потребителей глубоких и энергоемких шахт

Рост мощностей очистных проходческих и транспортных средств высокопроизводительных и энергоемких шахт вызывает необходимость увеличения напряжения питания очистных и проходческих комбайнов, а также транспортных систем: с напряжения 660 В перешли на 1140 В, а в настоящее время до 3300 В. Это позволило улучшить технико-экономические показатели по очистным и проходческим участкам, а также повысить безотказность участковых систем электроснабжения (СЭС). Однако этой тенденции препятствуют питающие подземные электрические сети напряжением 6 кВ, в связи с чем возникает задача увеличения напряжения питающих сетей. Проведенный технико-экономический сравнительный анализ возможных вариантов позволил на сегодняшний день принять к эксплуатации напряжение 10 кВ, которое для использования электрооборудования электрических сетей, устройств защиты наиболее приемлемо. Исследованиями данной проблемы занимались ведущие учебные, научно-исследовательские и проектные организации (ДГИ, МГИ, ДПИ, ВНИИВЭ, Днепрогипрошахт, Центрогипрошахт и др.). Анализ результатов исследований показал, что переход на напряжение 10 кВ является обоснованным и своевременным. Вместе с тем с повестки дня не снимается и напряжение 35 кВ, которое технически целесообразно и экономически обосновано, однако возникают проблемы с безопасностью его эксплуатации в подземных выработках, что требует соответствующей доработки. Такой уровень напряжения позволит улучшить показатели качества электроэнергии. Выводы: 1. Применение напряжения 35 кВ в системе подземного электроснабжения угольных и рудных шахт целесообразно при глубине более 1000 м при максимальной нагрузке не менее 1000 кВА на уровне стволовых кабелей. 2. Применение напряжения 35 кВ в подземных электрических сетях позволит существенно улучшить показатели качества напряжения, надежности и экономичности системы за счет токовой разгрузки наиболее ответственного элемента СЭС, какими являются стволовые кабели. 3. Анализ основных параметров и характеристик электротехнического рудничного электрооборудования дает основание считать, что оно позволяет реализовать тренд глубокого ввода напряжением 35 кВ на глубокие горизонты шахт (рудников) и размещение подстанций 35/6 кВ на рабочих горизонтах.

1. Аспекти енергоефективності залізорудних підприємств. Монографія [Текст] / Гузов Е.С. та ін. – Кривий Ріг, 2017. – 240 с.

2. Баркан, Я.Д. Автоматизация регулирования напряжения в распределительных сетях [Текст] / Под ред. Н.А. Мельникова – М.: Энергия, 1971. – 232 с.

3. Белых, Б.П. Электрические нагрузки и электропотребление на горнорудных предприятиях. / Б.П. Белых, И.С. Свердель, В.К. Олейников – М.: Недра, 1971. – 247 с.

4. Беляк В.Л., Плащанский Л.А. Увеличение напряжения участковых сетей как способ повышения эффективности использования горных машин в высокопроизводительных забоях угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2011. № 9.

5. Грейсух, М.В. Электроснабжение угольных и рудных шахт [Текст] / М.В. Грейсух, Л.Н. Кутовой – М.: Недра, 1965. 360 с.

6. Зархи, И.М. Внутренние перенапряжения в сетях 6−35 кВ [Текст] / И.М. Зархи, В.Н. Мешков, Ф.Х Халилов и др. – Изд-во «Наука», Ленинградское отд-ние, 1986. – 128 с.

7. Застосування напруги 35 кВ для систем електропостачання підземних електроприймачів глибоких енергоємних шахт [Текст] / Ф.П. Шкрабець, О.В. Остапчук// Науковий вісник НГУ. – 2013. – № 1. – С. 83-90.

8. Инструкция по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов, обогатительных и брикетных фабрик [Текст]. – М.: Минтопэнерго РФ, 1993. –115 с.

9. Колосюк В.П. Техника безопасности при эксплуатации рудничных электроустановок [Текст] / В. П. Колосюк М.: Недра, 1987. 407 с.

10. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб. для вузов [Текст]. – М.: Изд-во МГГУ, 2007.

11. Макаров, М.И. Надежность электроснабжения забоев угольных шахт [Текст] / М.И. Макаров, А.А. Бочаров – К.: Техніка, 1985. – 184 с.

12. Маркушевич, Н.С. Регулирование напряжения и экономия электроэнергии [Текст] / Н.С. Маркушевич – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 104 с.

13. Миновский, Ю.П. Эффективность электроснабжения забоев угольных шахт [Текст] / Ю.П. Миновский – М.: Недра, 1990. – 158 с.

14. Муравьев, В.П. Надежность систем электроснабжения и электрооборудования подземных разработок шахт [Текст] / В.П. Муравьев, Г.И. Разгильдеев. – М.: Недра, 1970. – 144 с.

15. Направления совершенствования подземных систем электроснабжения шахт [Електронний ресурс] / Н.М. Басов, В.С. Дзюбан, М.И. Рымар, А.А. Мацегора // Уголь Украины. 2013. №5. – С. 28-31.

16. Остапчук, О.В. Технічна реалізація методу захисного шунтування в системі електропостачання глибоких шахт / О.В. Остапчук // Гірнича електромеханіка та автоматика: наук.-техн. Зб. – 2016. – Вип. 93. – С. 25-32

17. Пивняк, Г. Г. Перспективы повышения номинальных напряжений электрической сети в системе электроснабжения угольных шахт [Текст] / Г.Г. Пивняк, Ю.Т. Разумный, А.В. Рухлов // Энергосбережение. 2008. – № 3. – С. 9-11.

18. Плащанский, Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий: учеб. для вузов [Текст] / Л.А. Плащанский 2-е изд., исправ. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. 499 с.

19. Плащанский, Л.А., Беляк, В.Л. Анализ технологических схем с целью рационального электроснабжения участков шахт при напряжении 3 (3,3) кВ // Горное оборудование и механика. – 2008. № 1.

20. Плащанский Л.А., Беляк В.Л. Технико-экономическое обоснование уровня номинального напряжения электродвигателей высокоэнерговооруженных очистных комплексов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2009. № 1.

21. Побуль, Г.Х. Повышение пропускной способности распределительных сетей высокого напряжения с применением продольноемкостной компенсации [Текст] / Г.Х. Побуль – М.: Энергия, 1977. – 60 с.

22. Повышение энергетической эффективности угольных шахт Украины [Электронний ресурс] / Б.А.Грядущий, Г.Н.Лисовой, В.А. Корсун // Горный информационно- аналитический бюллетень (научно-технический журнал) – 2007. – №10. – С. 244- 248.

23. Показатели качества электроэнергии в распределительных сетях шахт и влияние отклонений напряжения на технико-экономические показатели электроснабжения [Електронний ресурс]/ О.Н. Синчук, И.И. Пересунько// Гірничий вісник. – 2014. – № 97. – С. 152-157

24. Праховник, А.В. Энергосберегающие режимы электроснабжения горнодобывающих предприятий [Текст] / А.В. Праховник, В.П. Розен, В.В. Дегтярев – М.: Недра, 1985 – 232 с.

25. Разумный, Ю.Т. Повышение эффективности электроснабжения угольных шахт [Текст] / Ю.Т. Разумный, Ф.П. Шкрабец – Киев: Техника, 1984. 136 с.

26. Серов, В.И. Методы и средства борьбы с замыканиями на землю в высоковольтных системах горных предприятий [Текст] / В.И. Серов, В.И. Щуцкий, Б.М. Ягудаев – М.: Наука, 1985. − 136 с.

27. Синчук, О.Н. О проблеме электротравматизма при эксплуатации электроустановок в подземных горных выработках железорудных шахт [Текст] / О.Н. Синчук, А.А. Харитонов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2014. – № 2/10 (68). – С. 21-25.

28. Синчук, И.О. Потенциал энергоэфективности и пути его реализации на производствах с подземным способом добычи железо-рудного сырья. Монография [Текст] /[И.О. Синчук, и др.]. – Кременчуг: изд. ЧП Щербатых А.В. – 2015. – 296 с.

29. Сирота, И.М. Режимы нейтрали электрических сетей [Текст] / И.М. Сирота, С.И. Кисленко, А.М. Михайлов. – Киев: Наукова думка, 1985. – 264 с.

30. Совершенствование методов расчета нагрузок систем электроснабжения рудных шахт [Текст] / В.П. Розен, О.Н. Синчук, Є.С. Гузов, Р.А. Пархоменко / Горный журнал. − 2013. − №12. − С. 87-90.

31. Совершенствование схем питания подземных электроприемников глубоких шахт: обзор [Текст] /Островский Э.П., Разгильдеев Г.И, Волошенко Н.И. // ЦНИЭИуголь. – Вып. 9. – 1985. – 43 с.

32. Справочник по электроустановкам угольных предприятий. Электроустановки угольных шахт [Текст] / под общей ред. В.В. Дегтярева, В.В. Серова. – М.: Недра, 1988. – 727 с.

33. Справочник энергетика угольной шахты: в 2 т. [Текст] /Дзюбан В.С. и др.; под ред. Б.Н. Ванеева. – 2-е изд., перераб. и доп.. Донецк: ООО «Юго-Восток, Лтд», 2001. Т. 1 – 477 с.; Т. 2. – 440 с.

34. Сухие трансформаторы RESIBLOC [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://new.abb.com/products/transformers/ru/sukhie-transformatory/sukhie- transformatorysrednego-napryazhenia/transformatory-resibloc.

35. Сухие трансформаторы производства «GBE S.p.a.» [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.s-kont.com.ua/ru/suhietransformatori-proizvodstva-laquogbe- sparaquoitaliya.

36. Технічні вимоги до системи електропостачання підземних споживачів напругою 35 кВ [Текст] /О.В. Остапчук// Гірнича електромеханіка та автоматика: наук.-техн. Зб. − 2013. – Вип. 91. – С. 9-12.

37. Угольная промышленность за рубежом [Текст] / В.Е. Зайденварг, Н.И. Гаркавенко, В.С. Афендиков и др. – М.: Горная промышленность, 1993. – 389 с.

38. Федоров, А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий [Текст] / 2- е изд., перераб. и доп. − М.: Энергия, 1972. – 416 с.

39. Шишкин, Н.Ф. Основные направления электрификации современных шахт [Текст] / Н.Ф. Шишкин, В.Ф. Антонов. − М.: Наука, 1981. − 116 с.

40. Шкрабец, Ф.П. Глубокий ввод напряжения 35 кВ для питания потребителей глубоких горизонтов шахты ЗАО «Запорожский ЖРК» [Текст] / Ф.П. Шкрабец, А.В. Остапчук, Ю.Н. Безручко // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук. - техн. зб. – 2010. – №84. – С.69-76.

41. Шкрабец, Ф.П. Создание современных систем защиты электрических сетей горных предприятий [Текст] // Горный журнал: Спец.выпуск. – Москва: Издательский дом «Руда и Металлы». – 2010. – С. 34-40.

42. Шкрабец, Ф.П. Пути повышения безаварийности распределительных сетей горных предприятий [Текст] /Ф.П. Шкрабец // Науковий вісник НГУ. – 2009. – Вип. №1. – С. 59-65.

43. Шрайбер, А.А.Современные и перспективные технологии добычи угля [Електронний ресурс]/ А.А. Шрайбер, В.Б. Редькин // Проблеми загальної енергетики. – 2008. – Вип № 1(17). – С. 7-13. dspace. nbuv. gov.ua /bitstream / handle / 123456789 / 2999 / Shraiber.pdf sequence.

44. Щуцкий, В.И. Защитное шунтирование однофазных повреждений электроустановок [Текст] / В. И. Щуцкий, В.О. Жидков, Ю.Н. Ильин – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 152 с.

45. Щуцкий, В.И. Надежность и безопасность электроснабжения подземных горных работ: Справочное пособие [Текст] / В.И. Щуцкий, М.И. Макаров, Э.Р. Осипов – М.: Недра, 1994. – 255 с.

46. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок [Текст] / Р. Рюденберг; Пер. с нем. И. З. Богуславского, Б. А. Цветкова. − 3-е изд., сокр. − Л.: Энергия : Ленингр. отд-ние, 1981. - 576 с.

47. Электрификация горного производства: Учебник для вузов: В 2-х т. / Под ред. Л.А. Пучкова и Г.Г. Пивняка. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2007. − Т. 1. – 511 с.; Т. 2. – 595 с.

48. Электрификация горных работ / Под. ред. С.А. Волотковского.– Киев: Вища школа, 1980. – 448 с.

49. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности [Текст] / Л.В. Гладилин, В.И. Щуцкий, Ю.Г. Баженцев и др. – М.: Недра, 1977. – 327 с.

50. Электрооборудование и электроснабжение горнорудных предприятий [Текст] / Под. ред. В.С. Виноградова. – М.: Недра, 1983. – 335 с.

51. Электроснабжение угольных шахт / С.А. Волотковский, Ю.Т. Разумный, Г.Г. Пивняк, Ф.П. Шкрабец и др.– М.: Недра, 1984. – 376 с.

52. Damiano N., Homce G., Jacksha R. A review of underground coal mine emergency communications and tracking system installations. Coal Age, 2014, 119 (11), pp. 34-35.

53. Gas-Insulated Switchgear up to 36 kV [Електронний ресурс] – Режим доступа: http: //www.schneider-electric.com/en/product-rangepresentation/60712-flusarc-36.

54. Marinovic, N. Electrotechnology in Mining [Текст]/ N. Marinovic; Rudarska elektrotehnika. – Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V., 1990. – 613 p.

55. Mittra D.K. Earth-fault diversion - A novel technique for safer use of electricity in underground coal mines. Coal International Mining and Quarry World, 1996, 244 (3), p. 123.

56. Shсrabets F. Modern development principles of protection and diagnostics in mining facilities mains and distribution grids [Текст]/ F. Shсrabets, O. Ostapchuk // Гірнича електромеханіка та автоматика: наук.-техн. зб. – 2014. – Вип.92. – С.40-48.

57. Società Elettromeccanica Arzignanese - Via L. Galvani, 8 - 36070 Tezze di Arzignano (VI) Italia: [Електронний ресурс] – Режим доступа: www. seatrasformatori. it .

58. Wang Xi-Fan Modern Power Systems Analysis / Xi-Fan Wang, Yonghua Song, Malcolm Irving. – New York, NY, USA: Springer Science+ Business Media, LLC, 2008. – 559 p.

59. Damiano N., Homce G., Jacksha R. A review of underground coal mine emergency communications and tracking system installations. Coal Age, 2014, 119 (11), pp. 34-35.