Научная статья на тему 'Техніко-економічна оцінка оптимального рівня напруги для електроживлення робочих горизонтівглибоких шахт'

Техніко-економічна оцінка оптимального рівня напруги для електроживлення робочих горизонтівглибоких шахт Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
82
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
шахта / підземна система електропостачання / капітальні та експлуатаційні витрати / клас напруги / mine / underground power supply system / capital and operating costs / voltage class

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Шкрабец Ф. П., Остапчук А. В., Кожевников А. В., Акулов А. В.

Виконано аналіз показників, що впливають на економічну доцільність застосування класу напруги 35 кВ для глибоких енергоємних шахт при їх реконструкції. Розроблено методику підрахунку економічної ефективності підземної системи електропостачання, вплив електроприймачів на економічність експлуатації, а також відзначена низька ефективність використання класу напруги 10 кВ для живлення глибоких горизонтів шахт

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Шкрабец Ф. П., Остапчук А. В., Кожевников А. В., Акулов А. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TECHNICAL AND ECONOMIC EVALUATION OF OPTIMAL VOLTAGE LEVEL FOR THE POWER SUPPLY OF DEEP MINE OPERATING HORIZONS

The most perspective option for possible deep mine power supply is the one with the deep input of 35 kV voltage by installing of underground 35kV/6 kV substation. This option is caused by the expected level of electrical loads, provided by mine development, the power consumers’ deep layout (considering the distance from the source to the shaft on the surface and from the shaft to the underground substation chamber) and primary and the most responsible power consumers (blind shaft lifting devices, drives of water pumping facilities) near-shaft concentration. Furthermore, this option provides further mine development and excludes the impact (and connection in an ordinary operation mode) of existing underground mine power supply system. This option is the most appropriate in terms of economic efficiency in the deep mines reconstruction (effectiveness observed at a depth of1000 m), also the 6 kV voltage class implementation inexpedience for the shown conditions is noticed. The economic operation efficiency of the main electric equipment types of6 and 10 kV voltage classes is determined, the impact indexes on their work efficiency are noted

Текст научной работы на тему «Техніко-економічна оцінка оптимального рівня напруги для електроживлення робочих горизонтівглибоких шахт»

II. ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА

УДК 621.311.13

Шкрабець Ф. П.1, Остапчук О. В.2, Кожевников А. В.3, Акулов А. В.4

1Д-р техн. наук, професор, 3aeidyea4 кафедри «Вiдновлюваних джерел енергп», Нацональний гiрничий унверситет,

м. Днпропетровськ, УкраТна, E-mail: ShcrabetsF@nmu.org.ua 2Канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри «Вдновлюваних джерел енергн», Нацональний грничий унверситет,

м. Днпропетровськ, УкраТна

3Канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри «Вдновлюваних джерел енергн», Нацональний грничий унверситет,

м. Днпропетровськ, УкраТна

4Асистент кафедри «Вдновлюваних джерел енергп», Нацональний грничий унверситет, м. Днпропетровськ, УкраТна

ТЕХН1КО-ЕКОНОМ1ЧНА ОЦ1НКА ОПТИМАЛЬНОГО Р1ВНЯ НАПРУГИ ДЛЯ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ РОБОЧИХ ГОРИЗОНТ1ВГЛИБОКИХ ШАХТ

Виконано aHa.ni.3 показниюв, що впливають на eKOHOMiHHy доцтьтсть застосування класу напруги 35 кВ для глибоких енергоемних шахт при ix реконструкци. Розроблено методику тдрахунку економiчноi ефективностi тдземноТ системи електропостачання, вплив електроприймачiв на економiчнiсть експлуатаци, а також вiдзна-чена низька ефективтсть використання класу напруги 10 кВ для живлення глибоких горизонтiв шахт.

Ключов1 слова: шахта, тдземна система електропостачання каттальт та експлуатацшш витрати, клас напруги.

ВСТУП

Розвиток екож^чного потенщалу Укра!ни нерозрив-но пов'язаний з ростом об'ему промислового вироб-ництва, для якого необхвдна наявшсть вщповщно! сиро-винно! бази.

Впчизняна прничодобувна та вупльна промисловють завжди займали лiдируючi позицп у формуванш ВВП кра!ни. Останшм часом значне поглиблення юнуючих прничих виробок та постшне збшьшення тарифiв на елек-троенерпю призводять до пiдвищення вартосп концевого продукту i, як наслщок, зниження конкурентно! спро-можностi та рентабельности роботи вiтчизняних прни-чих шдприемств. Зазначенi обставини примушують ке-рiвництво таких об'екпв застосовувати передовий закор-донний досвiд у технологи видобутку корисних копалин. Проте на сьогодшшнш день не iснуe единогошдходу до перспектив розвитку гiрничих шдприемств (в першу чер-гу значно! глибини виробок та енергоемносп), як на еташ проектування так i реконструкци iснуючого виробницт-ва. Вагомим параметром, що чинить вплив на продук-тивнiсть та рентабельшсть гiрничого п1дприемства е робота системи електропостачання щдприемства (СЕП). В1д правильного вибору та техшко-екожтчного порiвнян-ня запропонованих варiантiв СЕП залежить надiйнiсть електропостачання, вщповвдна яшсть електроенергп та безпека обслуговуючого персоналу.

Анaлiз останшх дослщжень та публiкацiй. Для за-безпечення вказаних факторiв необхiдно визначити оп-тимальний клас напруги шдземно! розподшьно! та д№нично! мереж1 який визначаеться за формулами[1]:

Шмеччина. За формулою Вейкерта, рацiональний рiвень напруги (кВ)

U = 3yfs + 0,5/, де S - потужтстъ, що передаеться, МВА; / - ввдстань, км.

США. Використовуеться формула Сплла U = 4,34-у// + 16P ,

де р - потужшсть, що передаеться, МВт; / - ввдстань, км.

Вщповщний вираз був перетворений С. Н. Нжогосо-вим та набув широкого розповсюдження у вiтчизнянiй практищ у вигляд1

и = 164P/.

Швецгя. Використовуеться вiдповiдна формула U = 17./— + P

V16 .

Наведеш вирази дозволяють досить наближено визначити значення оптимально! напруги, спираючись на даннi потужностi та довжини. Але також iснуе ряд шших факторiв, що чинять суттевий вплив на роботу прничих шдприемств. Крiм того необхщно враховувати для яко! д1лянки СЕП будуть використаннi ввдповвдш вирази.

Питання, пов'язанi з пiдвищенням iснуючого рiвня напруги дiльничних мереж до 1120 В i навиъ до 3000 В неодноразово розглядались, як у роботах вiтчизняних дослвднишв так i за кордоном. Ввдносно ж рiвня напруги розподiльно! мережi у роботах [2-3] вiдмiчена не-обхiднiсть застосування рiвня напруги 10-20 кВ для ви-соковольтних мереж шахт, як будуються. Також юнуе точка зору переведення глибоких горизонпв енергоемних шахт на часткове використання класу напруги 35 кВ (стовбурш кабелi) за схемою «глибокого вводу» [4]. Про те, деяк дослвдники [5], пропонують не змшювати юну-ючу ситуацiю, через обмежешсть номенклатури елект-рообладнання у вщповвдному виконаннi напругою 10-35 кВ. Така велика шльшсть пропозицiй склалася у першу

© Шкрабець Ф. П., Остапчук О. В., Кожевников А. В., Акулов А. В., 2015

50 ISSN 1607-6761. Електротехтка та електроенергетика. 2015. № 1

чергу через складшсть точно! оцшки ряду факторiв, що чинять вплив на правильнiсть методики розрахунку тех-нiко-економiчних показник1в параметрiв СЕП.

Метою роботи е технiко-економiчне обгрунтування та розробка методики визначення оптимального рiвня напруги високовольтно! розподшьно! мереж1 глибоких енергоемних шахт.

Матерiали дослiджень. Вибiр оптимального рiвня напруги розподшьно! мереж1 здiйснюеться у результатi технiко-економiчного порiвняння деяких варiантiв. При виконаннi ввдповвдних дослiджень, що направленi на оц-iнку факторiв, як1 чинять вплив на вибiр рiвня напруги, необхщно вибрати шахту з усередненими показниками продуктивносп, глибини виробок корисних копалин, во-дорясностi тощо. При виконанш аналiзу необхiдно вра-ховувати, що у якосп робочо! напруги доцшьно викори-стовувати наступний ряд 6, 10 та 35(110) кВ. Використан-ня класу напруги 20 кВ, не е доцiльним через вщсуттсть необхiдного обладнання вiтчизняного виробництва (в першу чергу двигушв та трансформаторiв).

Оцiнка впливу «техшчних фактор!в» до яких вщно-ситься: як1сть напруги у споживачiв шдземно! мереж1, надiйнiсть схеми електропостачання, аналiз пропускно! здатносп вiдповiдних розподiльних мереж, були досить докладно розглянутi у роботi [6], тому аналiз необхiдно виконати за економ!чними показниками, а саме: варись основного обладнання у кожному з варiантiв, вартiсть електрично! енергп за класами напруги та Г! рiвень втрат у елементах системи.

В умовах фiнансовоi невизначеностi досить складно виконувати планування тих чи iнших технолопчних про-цесiв. Тому на еташ технiко-економiчного обгрунтування для визначення найбшьш оптимального класу напруги для щдземно! розподiльноi мереж1 доцiльно викорис-товувати методику визначення пропускно! здатносп дш-чих кабельних лiнiй. При зниженнi показник1в якосп електрично! енергп бiльш за норму, робиться висновок про шдвищення класу робочо! напруги. Як уже було зазна-чено вище, використання класу напруги 10 кВ у якосп основного для нових шахт отримало значну шдтримку у 80-х роках минулого столiття. Проте за останш роки ситу-ацiя змiнилася в першу чергу через певт досягнення у виготовленнi обладнання напругою 35 кВ, тому в певних випадках доцiльно використовувати цей клас напруги.

В загальному випадку порiвняльний аналiз вартостi побудови та експлуатацп розподiльноi мереж! для дек-№кох варiантiв, виконуеться за формулою:

О) = Кп + В ;

де Кп - капiталовкладення, тис. грн.; в - витрати за пе-рюд експлуатацi!.

Перша складова мае на увазi витрати, що спрямо-ваннi на закупiвлю основного електрообладнання (транс-форматори, двигуни, кабельш лшп тощо), друга складова - об' ем та варись електричних втрат у цих елементах.

Перша складова визначаеться за рекомендащями [7], де вказано також укрупненнi показники вартостi обладнання. Для спорудження кабельних лшш, тис. грн./рш:

К

КПкл

(Ен + Ра )! ВД 1

де Ен - норма дисконту, що дорiвнюе базовш процентнiй ставц1 НБУ (на 30.04.2015 ЕН = 30%); Ра - ввдрахування на амортизацш (для кабельних лтй !з зшитого пол!ети-лену Ра = 5%); ^ - довжина лшш, м; К0г- - каштальш витрати на спорудження 1 км кабельно! лшп вщповщно! напруги, тис. грн.

З аналiзу низки схем електропостачання юнуючих пiдприемств можна зробити висновок про наявнiсть на шдстанцп пiдприемства класу напруги 35 кВ та вщсут-носп 10 кВ, тому при шдвищенш напруги необхвдно спорудження трансформаторно! шдстанцп (модульного типу), як у першому, так ! у другому вар!анп. При засто-суванш класу напруги 10 кВ, шдстанщя матиме загаль-нопромислове виконання, що сприятиме зниженню !! вартосп, проте для !! розмщення необхвдна певна тери-тор!я. При використанш напруги 35 кВ - шдстанщя буде розташована в шахт!, матиме спещальне виконання, але за рахунок певних техшчних ршень можливе зменшен-ня вартосп конструкцп, через вщмову вщ ввщних ком! -рок. Таким чином каштальш затрати на спорудженш шдстанцп у першому та другому випадках будуть при-близно однаковими та визначатимуться за формулою:

ККПтп = Птп [(ЕН + Ра ) Кт

де птп - к1льк1сть трансформаторних шдстанцш вщпов-щно! напруги; Ктп - каштальш витрати на спорудження щдстанцп ввдповвдно! напруги, тис. грн.

Ор!ентовна варпсть втрат енергп у трансформаторах (грн./рж), визначаеться за формулою:

втр. е. = [ьрхх Т + АРкзк32Х) • с,

де АРхх , Арз - ввдповвдно потужтсть неробочого ходу та короткого замикання трансформатор!в, кВт; Г0 - час експлуатацп трансформатора впродовж року 70 = 8760, год./рщ т - р!чний час максимальних втрат, год./рщ Кз - коефщент завантаження трансформатора; С - варпсть електроенергп за класами напруги, грн./кВт*год.

Втрати неробочого ходу та короткого замикання з достатньою точшстю можна визначити використовую-чи формули

АРХХ = 0,4 + 0,16ин + 213 • 10-6 ;

АРКЗ = 24 + (585 • 10-5 +10"5 Пн )^

де Sн - нoмiнaльнa пoтyжнicть тpaнcфopмaтopa, rëA;

Uн - шм^льня нaпpyгa тpaнcфopмaтopa, кВ.

До виcoкoвoльтниx cпoживaчiв електpичнoï енеpгiï cлiд вщнести тpaнcфopмaтopнi пiдcтaнцiï тa електpичнi пpивoди нacociв, кoмпpеcopiв, пiдйoмниx ycтaнoвoк тощо. Тaк як клac нaпpyги 35 кВ зacтocoвyeтъcя тшъки для cтoвбypниx кaбелъниx л1нш, то пoдaльше пopiвняння вiдбyвaтиметъcя для oблaднaння нaпpyгoю б тa 10 кВ.

В ДОНИЙ чac нa шaxтax тpифaзнi ДВИГУНИ пoтyжнicтю 200-250 кВт i вище об^я^^я для клacy ra^yra б кВ. Gдинa cеpiя тpифaзниx двигушв пеpедбaчae ïx виготов-лення з номшялъною нaпpyгoю 10 кВ, починяючи з по-Tyжнocтi 500 кВт. О^^льки пpи викopиcтaннi нaпpyги бб0 В, двигуни можутъ вигoтoвлятиcя пoтyжнicтю до б00-700 кВт, то в бгльшоегл витадов можга буде вiдмoвитиcя в1д пpoмiжнoï нaпpyги б кВ, яку дoвoдитъcя вводити в cxеми електpoпocтaчaння з нощ^тею джеpелa живлен-ня 10,5 кВ. Екcплyaтaцшнa вapтicтъ втpaт виcoкoвoлътниx двигушв, гpн./piк:

БДВ =(1 -Пдв ) • WTмаксC ,

де W - зaвaнтaження двигушв, кВт; T'макс - piчне чиcлo

викopиcтaння мaкcимyмy нaвaнтaження, гoд./piк; Пдв -коефщент кopиcнoï дй' двигушв, в. о.; C - вapтicть елек-тpoенеpгiï зя клacaми нaпpyги, ^н./кВ^год.

Отже, можш зpoбити виcнoвoк, що вapтicть втpaт зaлежитъ в оетовному в1д покязникя ККД двигуга. Bapтicть електpoдвигyнiв з ном1нялъною нaпpyгoю 10 кВ та 20 % вищя зя вapтicтъ елекфодвигушв з номш&льною нaпpyгoю б кВ, ККД елекфодвигушв нaпpyгoю 10 кВ в cеpедньoмy ня 1% менший шж двигушв ня б кВ. Стян-дapтний pяд потужностей пpивoдiв ня 10 кВ icrorao мен-ше шж ня б кВ. Bнacлiдoк пеpеведення двигушв з ном1-нялъною та^утою б кВ двигуни пoтyжнicтю до 300-350 кВт повинш бути зямшеш ябо (пpи гагод1) пеpемoтaнi для po6o™ з номшялъною нaпpyгoю 380-бб0 В, a для живлення бшьш пoтyжниx двигушв пoтpiбнo встяновити тpaнcфopмaтopи 10/б кВ.

Сл1д зязнячити, що пеpеведення меpеж з б ня 10 кВ пoлегшyeтъcя тим, що тpaнcфopмaтopи пoтyжнicтю б30 кBA i вище з том^льною нaпpyгoю б i 10 кВ викону-ютьcя тяк, що для пеpеведення ня нaпpyгy 10 кВ не по-тpiбнa зямшя обмоток вищoï ня^ут. Отже, пеpеведен-ня пiдземниx poзпoдiлъниx меpеж ня нaпpyтy 10 кВ з по-гляду зябезпечення живленням дiлъничниx cпoживaчiв нaпpyгoю до 1000 В ^ara^reo не пов'язяне з додяткови-ми витpaтaми, пpoте i не пов'язяне з пiдвищенням ефек-тивност1 caме циx д1лянок статеми електpoпocтaчaння. Вкязяш зaxoди пpи пеpеведеннi ня клac нaпpyги 10 кВ пов'язяш з додятковими витpaтaми ня пpидбaння, мон-тэж i pемoнт дoдaткoвиx електpoycтaнoвoк i oблaднaння, y кожному конфетному випадку питяння повинно poз-

в язyвaтиcя шляxoм теxнiкo-екoнoмiчниx poзpaxyнкlв з ypaxyвaнням мicцевиx умов i теpмiнiв oтpимaння додят-кового електpooблaднaння.

Оcтaннiм пapaметpoм пiдземнoï меpежi e кaбелънi лши, пpи ïx вибopi cлlд зayвaжити, що кябел нaпpyгoю 10 кВ дещо дешевш!, яле кaбелi нaпpyгoю 35 кВ пoтpебy-ютъ меншoï к1лъкост1 тя пеpеpiзy жил.

Bapтicтъ втpaт електpичнoï енеpгiïв кaбелъниx лiнiяx, гpн./piк:

ВКЛ ='

S 2 L U 2GkF

■tC •Ю

i—3

де S - poзpaxyнкoве нaвaнтaження, ^A; U - poбoчa нaпpyгa, кВ; ц - довжиня л1н1й, м; f - пеpеpiз жили кябелю, мм2; G - питомя пpoвiднicть жили кябелю, м/ Ом*мм2; k - кiлъкlcтъ cтpyмoпpoвiдниx жил; C -вapтicтъ електpoенеpгiï зя raaca^ нaпpyги, гpн./кBт*гoд. (для 1 ^acy (35 кВ) - 1,03гpн./кBт*гoд., для 2 кгаоу (б-10 кВ) - 1,25гpн./кBт*гoд. без ПДВ) [8]; т - piчний чac мяк-cимaлъниx E^a!, гoд./piк.

Для типoвиx гpaфiкlв нaвaнтaження чac нaйбiлъшиx втpaт:

т-(0,124 + T"4)2 ^87б0

де Т - чac викopиcтaння мaкcимaльнoгo нaвaнтaження, Т=5000 год. [9].

З ypaxyвaнням вкaзaниx пpипyщенъ, виpaзи для визта-чення вapтocтi ня побудову тя екcплyaтaцiю cиcтеми елек-тpoпocтaчaння в1дпов1дного клacy нaпpyги, мятимутъ вид: для кгаоу нaпpyги б кВ

C

б КВ

(Ен + Ра ) ^Ц

S 2 L U 2GkF

tC •Ю

,-3

для клacy нaпpyги 10 кВ

C

10 КВ

(Ен + Ра ) К10 Li +■

S 2 L

■tc-10

,-3

4 ' U2GkF (Ен + Ра ) Ктп + (xxT) + APКЗК2т) • C

для клacy нaпpyги 35 кВ

+n

C

35 КВ

(Ен + Ра )]СК0315Li TC •10

1 U GkF

-3

+n„

(Ен + Ра )Ктп + (( T0 +APкзКз2 т) C

3a няведеними виpaзaми було виконяно poзpaxyнoк вapтocтi пеpедaчi електpичнoï енеpгiï cпoживaчaм в1дпо-в1дного roproomy (pиc. 1).

52

ISSN 1б07-б7б1. Електpoтеxнiкa тя електpoенеpтетикa. 2015. № 1

5000

2500

C0, тис. rpH./piK

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1 2

L, м

1000

2000

3000

Рисунок 1 - Вартють побудови та експлуатацп системи передачi електрично! енергп при вiдповiдному класi робочо! напруги:1 - клас напруги 6 кВ; 2 - клас напруги 10 кВ; 3 -клас напруги 35 кВ.

З графжа можна зробити висновок, що доцшьшсть використання класу напруги 35 кВ виникае при глибиш б1ля 1000 м та глибше, в залежносп вш р1вня потужносп, а доцшьшсть використання класу напруги 10 кВ зовам сумшвна, через низький ефект.

ВИСНОВКИ

1. Виб1р доцшьного класу робочо! напруги для передач! електрично! енергп на вщповщну глибину необхвдно виконувати за техн1ко-економ1чними показниками. В щло-му для шахти, переведення системи внугр1шнього подземного електропостачання на напругу 10 кВ з позицп замь ни привод1в шахтних машин i установок е недощльною.

2. Клас напруги 10 кВ недоцшьно використовувати в умовах глибоких та енергоемних шахт при реконструкцп системи електропостачання та переведенш на б1льш ви-сокий р1вень напруги.

3. При реконструкц1! тдземних систем електропостачання дтючих щдприемств в умовах постшного збшьшення глибини виробок та навантаження доц1льно стовбурш мереж! довжиною б!льше 1000 м виконувати класом напруги 35 кВ, не змшюючи напруги розподшьно! мереж! (6 кВ).

СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ

Федоров А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий/ А. А. Федоров; Изд. 2-е пере-раб. и доп. М.: Энергия, 1972. - 416 с. ил. Marinovic N. Electrotechnology in Mining / N. Marinovic; Rudarska elektrotehnika. - Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V., 1990. - 613 p. Шишкин Н. Ф. Основне направления электрификации современных шахт / Н. Ф. Шишкин, В. Ф. Антонов // М.: Наука, 1981. - 116 с. Шкрабець Ф. П. Електропостачання глибоких i енер-гоемнихрудних та вупльних шахт: монографiя/ Ф. П. Шкрабець, О. В. Остапчук; Мш-во освгти та науки Укра!ни; Нац. прн. ун-т. Д. : НГУ, 2014.-160 с. Пивняк Г. Г. Перспективы повышения номинальных напряжений электрической сети в системе электроснабжения угольных шахт. / Г. Г. Пивняк, Ю.Т. Разумный, А.В. Рухлов// Энергосбережение, Донецк, - 2008. - № 3. - С. 9-11.

Шкрабець Ф. П. Техтчт аспекти виюнання систем електропостачання глибоких енергоемних шахт/ Ф. П. Шкрабець, О. В. Остапчук// Науювi пращ Донецького нащо-нального технiчного унiверситеIy Серiя: «Прничо-елек-тромехаична». Випуск 1 (27), 2014. - С. 162-176. Методика определения экономической эффективности капитальных вложений в энергетику. Энергосистемы и электрические сети: ГКД 340.000.002-97: Утверждены приказом Минэнерго Украины от 20.01.97 №1ПС и введены в действие с 01.01.98. - Киев, 1997. - 54 с.

Постанова НКРЕКП Укра!ни ввд 25.11.2014 № 380. Инструкция по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов, обогатительных и брикетных фабрик. - М. : Минтопэнерго РФ, 1993. -115 с.

Стаття надiйшла до редакцИ 20.05.2015 Пiсля доробки 10.06.2015

2.

3

0

Шкрабец Ф. П.1, Остапчук А. В.2, Кожевников А. В.3, Акулов А. В.4

1Д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Возобновляемых источников энергии», Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина

2Канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Возобновляемых источников энергии», Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина

3Канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Возобновляемых источников энергии», Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина

4Ассистент кафедры «Возобновляемых источников энергии», Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОПТИМАЛЬНОГО УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РАБОЧИХ ГОРИЗОНТОВ ГЛУБОКИХ ШАХТ

Выполнен анализ показателей, влияющих на экономическую целесообразность применения класса напряжения 35 кВ для глубоких энергоемких шахт при их реконструкции. Разработана методика подсчета экономической эффективности подземной системы электроснабжения, влияние электроприемников на экономич-

ность эксплуатации, а также отмечена низкая эффективность использования класса напряжения 10 кВ для питания глубоких горизонтов шахт.

Ключевые слова: шахта, подземная система электроснабжения капитальные и эксплуатационные затраты, класс напряжения.

Shkrabets F. P.1, Ostapchuk O. V.2, Kozhevnikov A. V.3, Akulov A. V.4

'Head of the department of renewable energy sources, State Higher Educational Institution «National Mining University», Doctor of Technical Sciences, Professor

2Assistant professor of renewable energy sources department, State Higher Educational Institution «National Mining University», Ph.D.

3Assistant professor of Automation and Computer Systems department, State Higher Educational Institution «National Mining University», Ph.D

4Assistant of renewable energy sources department, State Higher Educational Institution «National Mining University»

TECHNICALAND ECONOMIC EVALUATION OF OPTIMALVOLTAGE LEVEL FOR THE POWER SUPPLY OF DEEP MINE OPERATING HORIZONS

The most perspective option for possible deep mine power supply is the one with the deep input of 35 kV voltage by installing of underground 35kV/6 kV substation. This option is caused by the expected level of electrical loads, provided by mine development, the power consumers' deep layout (considering the distance from the source to the shaft on the surface and from the shaft to the underground substation chamber) and primary and the most responsible power consumers (blind shaft lifting devices, drives of water pumping facilities) near-shaft concentration. Furthermore, this option provides further mine development and excludes the impact (and connection in an ordinary operation mode) of existing underground mine power supply system. This option is the most appropriate in terms of economic efficiency in the deep mines reconstruction (effectiveness observed at a depth of1000 m), also the 6 kV voltage class implementation inexpedience for the shown conditions is noticed. The economic operation efficiency of the main electric equipment types of6 and 10 kV voltage classes is determined, the impact indexes on their work efficiency are noted.

Key words: mine, underground power .supply system, capital and operating costs, voltage class.

REFERENCES

1. Fedorov A. A. Osnovyi elektrosnabzheniya promyishlennyih predpriyatiy. Izd. 2-epererab. idop. Moscow, Energiya, 1972, 416 s.

2. Marinovic N. Electrotechnology in Mining. Rudarska elektrotehnika, Amsterdam. Elsevier Science Publishers B.V, 1990, 613 p.

3. Shishkin N. F. Osnovnyie napravleniya elektrifikatsii sovremennyih shah. Moscow, Nauka, 1981, 116 s.

4. Shkrabets F. P., Ostapchuk O.V. Elektropostachannya glibokih I energoEmnih rudnih ta vugIlnih shaht: monografIya. MIn-voosvIti ta naukiUkraYini; Nats. gIrn. un-t, NGU, 2014, 160 s.

5. Pivnyak G. G., Razumnyiy Yu. T., Ruhlov A.V. Perspektivyi povyisheniya nominalnyih napryazheniy elektricheskoy seti v sisteme elektrosnabzheniya ugolnyih shaht. Energosberezhenie, Donetsk, 2008, No 3, S. 9-11.

6. Shkrabets F. P., Ostapchuk O. V. TehnlchnI aspekti vikonannya system elektropostachannya glibokih energoEmnih shaht. NaukovI pratsI Donetskogo natsIonalnogo tehnIchnogo unlversitetu. SerIya: «GIrnicho-elektromehanIchna». Vipusk 1 (27), 2014, S. 162-176.

7. Metodika opredeleniya ekonomicheskoy effektivnosti kapitalnyih vlozheniy v energetiku. Energosistemyi I elektricheskie seti: GKD 340.000.002-97: Utverzhdenyi prikazom Minenergo Ukrainyi ot 20.01.97 #1PS I vvedenyi v deystvie s 01.01.98, Kiev, 1997, 54 s.

8. Postanova NKREKP UkraYinivId 25.11.2014 # 380.

9. Instruktsiya po proektirovaniyu elektroustanovok ugolnyih shaht, razrezov, obogatitelnyih I briketnyih fabric, Moscow, Mintopenergo RF, 1993, 115 s.

54

ISSN 1607-6761. Електротехтка та електроенергетика. 2015. № 1

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.