NAPAJANJE RUDARSKIH POSTROJENJA ELEKTRIČNOM ENERGIJOM

Napajanje električnom energijom pogona u rudarstvu postavlja više posebnih zahteva, što ove pogone čini specifičnim. Na prvom mestu su specifičnosti zbog izuzetnih radnih uslova.

Posebna pažnja mora se posvetiti pogonima u kojima postoji opasna atmosfera sa eksplozivnim i zapaljivim gasovima, isparenjima ili ugljenom prašinom.

Zbog opasnosti od požara ili eksplozije, postavljaju se izuzetno oštri zahtevi u pogledu korišćenja električne energije.

Korišćenje električne energije u rudarstvu skopčano je i sa povećanom opasnošću od dodirnog napona. Ona je sasvim realna, jer je osoblje izuzetno ugroženo u slučaju kvara na nekom od uređaja, pošto obično radi u vrlo nepovoljnim uslovima (vlaga, voda, blizina velikih uzemljenih metalnih masa i provodnih površina). Zbog toga se zaštiti od opasnog napona dodira mora posvetiti posebna pažnja i mora biti izvedena tako da ni u kom slučaju sigurnost osoblja ne bude dovedena u pitanje.

Izbor napona

Izbor napona zavisi u najvećoj meri od veličine objekta koji se napaja i od njegove udaljenosti od elektrodistributivnih čvorova. Pri prenosu električne energije na veće udaljenosti važno je svesti na minimum gubitke na vodovima. Prenos treba vršiti malom jačinom struje (zbog toga napon mora biti srazmerno visok).

Na mestu potrošnje napon se mora transformisati na vrednost koja odgovara potrošačima. Regionalna elektrodistribucija isporučuje električnu energiju preko priključaka na mreže napona 10 kV, 20 kV, 35 kV, 110 kV i 220 kV.

Za veće objekte se biraju naponi 35 kV i 110 kV, a za manje 10 kV, 20 kV i 35 kV. Kao najpogodniji se pokazao napon od 35 kV, koji odgovara većim objektima, kako po potrošnji tako i po udaljenosti. Pad napona pri tom naponu je relativno lako održati u zahtevanim granicama.

Ovaj napon nije previsok, pa su realizacije jednostavnije (otpadaju mnogi tehnički problemi vezani za primenu napona od 110 kV).

Za dalje razvođenje energije napon se najčešće transformiše na 6 kV. Ovim naponom se napajaju pogonske potrošačke grupe. Njegova veličina povoljna je iz više razloga:

njime se mogu neposredno napajati veći potrošači, nema posebnih teškoća oko izolacije, ova veličina napona je standardna, pa su standardni i uređaji i oprema, u poređenju sa primenom nižih napona, postoje ekonomske prednosti.

Potrošači srednjih snaga mogu se napajati naponom od 6 kV ili naponom manjim od 1000 V dobijenim preko transformatora iz mreže od 6 kV. Koja će se varijanta usvojiti zavisi od tehničkih, ali i ekonomskih zahteva.

Za manje potrošače redovno se izvodi transformacija na napon od 1000 V ili manje.

Za napajanje niskonaponskih mreža, napon od 6 kV najčešće se transformiše na 0,4 kV. Ovaj napon odgovara mnogim potrošačima (za veće snage potrebni su veliki preseci provodnika, a uklopni aparati moraju biti za velike struje).

Kao primer uzeta je šema elektrosnabdevanja bušaćeg postrojenja. Glavna tačka napajanja celokupnog postrojenja dobija energiju iz regionalne mreže napona 110 ili 220 kV. Ovaj napon se transformiše na 35 kV.

Električna energija napona 35 kV dovodi se na pogonsku podstanicu 35/6 kV, odakle se napajaju pojedini potrošači bušaćeg postrojenja. Većina tih potrošača napaja se preko odgovarajućih transformatora koji napon od 6 kV snižavaju na potrebnu veličinu, dok se neki (motori bušaćih pumpi, motori kompresora i motori spoljašnjeg transporta) neposredno napajaju naponom 6 kV.

Sigurnost napajanja

Zbog tehničko-tehnoloških problema i velikih ekonomskih gubitalka usled zastoja u proizvodnji, važno je da napajanje električnom energijom bude sigurno i kontinuirano. Zbog toga se nastoji da ostvari sigurno napajanje glavnog energetskog čvora. Glavna trafostanica postavlja se na najpogodnije mesto u odnosu na mrežu sa koje se napaja.

Za glavni energetski čvor treba predvideti i rezervno napajanje. Najbolje je da glavna trafostanica bude uključena na prsten elektroenergetskog sistema, jer se na taj način obezbeđuje dvostrano napajanje, čime se izbegava potreba za dva odvojena napojna voda.

Kada je obezbeđena sigurna glavna tačka napajanja celokupnog postrojenja, vrši se izbor odgovarajućih stepena sigurnosti za pojedine pogone. Prema važnosti njihovog napajanja mogu se podeliti u četiri grupe:

1. Pogoni čiji zastoj može ugroziti ljudske živote; 2. Pogoni čiji zastoj u vanrednim okolnostima može povećati broj žrtava i

materijalnu štetu; 3. Pogoni čiji zastoj bitno utiče na proizvodnju, a time i na njenu ekonomičnost; 4. Pogoni čiji zastoj nema uticaja ni na sigurnost, ni na tehnološki proces

proizvodnje (pomoćni pogoni). Zahtevi vezani za napajanje i sigurnost rada pojedinih pogona.

Snabdevanje električnom energijom potrošača prve kategorije, mora se obavljati iz dva nezavisna izvora napajanja, dvostrukim priključnim vodovima, tako da je pogon moguć uvek, a stavljanje pod napon bez ikakvih montažnih zahvata. Eventualni prekid elektrosnabdevanja dozvoljava se samo u toku procesa automatskog uvođenja rezervnog napajanja

Za potrošače druge kategorije dozvoljeno je priključivanje jednostrukim vodovima, ali na dvostruko napajana priključna mesta. Dozvoljeno je neophodno vreme za uključivanje rezervnog napajanja od strane dežurnog osoblja.

Potrošači treće kategorije mogu se napajati jednostrukim priključnim vodom, ali se zahteva da napajanje priključnog mesta bude dvostruko.

Za potrošače četvrte kategonje dovoljno je jednostruko napajanje priključnog mesta i jednostruki priključni vod. Dozvoljeno vreme prekida elektrosnabdevanja odgovara vremenu potrebnom za remont ili zamenu oštećenog elementa sistema napajanja, ail ne više od 24 h.

ELEKTRIČNI VODOVI

Električni vodovi (mreže) mogu biti

nadzemni podzemni.

Nadzemne mreže se izvode na stubovima, a podzemne u kanalima u zemlji.

Nadzemni vodovi

Nadzemnu mrežu sa priborom čine provodnici i zaštitna užad, stubovi, izolatori, nosači izolatora i pribor za spajanje, pričvršćivanje i vešanje provodnika.

Provodnici mogu biti od punih žica ili užasti (sadrže više žica od jednog ili dva materijala). Obe vrste se izrađuju od žica kružnog preseka. Provodnici služe za prenos električne energije, a zaštitna užad se postavlja iznad provodnika i služi za zaštitu od atmosferskih pražnjenja. I jedni i drugi moraju da imaju dobru električnu provodnost, veliku mehaničku čvrstoću i da budu što otporniji na atmosferske hemijske uticaje.

Provodnici od pune žice su kruti, pa se primenjuju za raspone manje od 80 m i preseke do 16 mm2.

Užasti provodnici mogu biti homogeni (od jednog metala, uglavnom aluminijuma) i kombinovani (aluminijum sa čeličnim pocinkovanim jezgrom, koje služi da primi mehaničko opterećenje).

Za vodove visokih napona ne upotrebljavaju se provodnici od aluminijuma, jer mu je mala mehanička čvrstoća, već se koriste aluminijumske legure ili aluminijumski provodnici kombinovani sa čeličnim.

Stubovi nose i zatežu provodnike. Treba da obezbede potrebnu visinu provodnika iznad zemlje, kao i njihovo međusobno rastojanje. U upotrebi su različite vrste stubova, što potiče od različitih uslova primene (visoki ili niski naponi, naseljena mesta ili priroda, različiti tereni, prelaz preko reka i drugih vodenih površina, ukrštanje sa putevima, prugama i drugim vodovima itd.).

Stubovi mogu biti:

drveni, čelični, armiranobetonski.

Drveni stubovi se izrađuju od obrađenih i specijalno impregniranih stabala.

Oni su najjevtiniji i lako se transportuju.

Nedostaci su im mala otpornost na atmosferske uticaje i mali vek trajanja (do 25 godina). Pored toga, ograničene su sile zatezanja provodnika koje mogu da prime na sebe, a visina provodnika iznad zemlje je mala.

Čelični stubovi se najčešće izrađuju kao rešetkasti. Postoje četiri osnovna konstruktivna tipa:

- stubovi sa uzanom osnovom (a), - stubovi sa širokom osnovom (b), - portalni stubovi (c), - stubovi sa zategama (d).

Armiranobetonski stubovi ne zahtevaju nikakvo održavanje, a traju veoma dugo, jer dobro podnose atmosferske uticaje.

Cena im nije velika, ali za napone do 110 kV.

Transportovanje ovih stubova je prilično teško, naročito ako su oni veliki.

Primenjuju se i u visokonaponskim i u niskonaponskim mrežama.

Kod izbora konstrukcije stuba mnogo je faktora koji se moraju uzeti ubzir. Naročito značajni faktori su:

visina napona, konfiguracija terena, ekonomski moment.

U svakom slučaju, provodnici na stubu moraju biti tako postavljeni da se onemogući njihovo preterano međusobno približavanje, kao i prema zaštinoj užadi i delovima stuba (regulisano Tehničkim propisima).

Na sledećim slikama su prikazani neki zanimljiviji primeri drvenih, armiranobetonskih i čeličnih stubova.

Podzemni vodovi Podzemni vodovi se ostvaruju pomoću kablova i kablovskog pribora. Primena kablova je raznovrsna i široko rasprostranjena u mrežama niskog i visokog napona.

Kao primer, prikazan je presek energetskog kabla za napajanje na mestima gde se očekuju velika mehanička naprezanja. Predviđen je za polaganje u zemlju i kablovske kanale.

Kabl je trožilni, sa izolacijom i plaštom od PVC mase, električnom zaštitom za svaku žilu posebno i armaturom od okruglih pocinkovanih čeličnih žica.

1 - provodnik (uže) 2 - slaboprovodljivi sloj (PVC masa) oko provodnika 3 - izolacija od PVC mase 4 - premaz poluprovodnom masom 5 - omot od poluprovodne trake

ektrična zaštita koju čini omot od bakarnih t a - jezgro kabla od nevulkanizirane gume preko použenih žila - armatura koju čini omot od okruglih pocinkovanih čeličnih žica - armatura od namotane pocinkovane čelične trake

0 - plašt koga obrazuje bešavni sloj od PVC mase crvene boje

abl sačinjavaju provodnici (žile), električna izolacija, ekran provodnika, ekran izolacije, lektrična zaštita, plašt, armatura i spoljni omotač.

i jednožični ili u vidu užeta. Kao materijal koristi se bakar ili aluminijum. čini njegov omotač. Najčešće se koriste termoplastične mase,

ičnog polja i njegovu

akarnih

ijuma ili plastične mase. Služi

plašta, a sastoji se iz

uje se od PVC materijala, bitumenske

ene. Oni se razlikuju po

PHP 84

6 - el 7

rak

8 91 Ke

Provodnici mogu bitIzolacija provodnikaimpregnirani papir i guma.

Ekran provodnika i ekran izolacije obezbeđuju pravilnu konfiguraciju elektrravnomernu raspodelu u dielektriku.

Električna zaštita se postavlja se preko ekrana izolacije, u vidu metalnog omotača od bžica ili traka. Služi za zaštitu od napona dodira i odvođenje struje u slučaju nastanka zemljospoja, pa mora biti pravilno uzemljen.

Plašt kabla je omotač oko jezgra kabla izrađen od olova, aluminza zaštitu od vlage i mehaničkih oštećenja.

Armatura štiti kabl od mehaničkih oštećenja. Postavlja se prekopocinkovanih čeličnih žica ili traka.

Spoljni omotač služi za zaštitu kabla od korozije. Izrađmase ili impregniranog vlaknastog materijala.

Postoji veliki broj tipova kablova, namenjenih za određene primkonstrukciji i upotrebljenom materijalu.

Proračun provodnika

Postoji više uslova koje moraju ispuniti električni provodnici, pa je zbog toga potrebno više

termički (odnosi se na zagrevanje provodni

čitim mehaničkim naprezanjima. Mehanički proračun treba da

nje njenog veka. U drastičnijim slučajevima

a bude nedovoljan.

graničenje pada napona je trojako:

tehničko,

ekonomsko,

sigurnosno.

eba da se obezbedi sigurno pokretanje motora, da ne dođe do većih varijacija napona u mreži i aktiviranja podnaponske zaštite.

Sigurnosn g danost rada mašina, a s tim u vezi i zašti

Mehaničk

reba da obezbedi pogonsku sigurnost u svim svi elementi voda projektovati za dovoljnu mehaničku čvrstoću.

proračuna. Najznačajniji su:

ka),

električni (razlike i promene napona),

mehanički.

U mreži za prenos električne energije dolazi do stvaranja toplote u provodnicima i do pada napona. Ove pojave su veoma značajne i predstavljaju osnov za proračun električnih vodova.

Provodnici su izloženi razliobezbedi pogonsku sigurnost u svim uslovima.

Termički proračun

Proticanjem struje u provodnicima oslobađa se toplota, pa im se povećava temperatura. Posledice su oštećenje izolacije i skraćepreopterećenja vodova nastaju zemljospojevi i kratki spojevi, a moguće su i pojave požara. Kod nadzemnih vodova, usled istezanja zbog prevelikog zagrevanja mogu nastupiti preveliki ugibi provodnika.

Termičkim proračunom određuje se presek provodnika prema najvećoj jačini struje, pri određenoj temperaturi okoline.

Električni proračun

Obezbeđuje da se na potrošačima dobije propisani napon. Zbog pada napona na provodnicima može se dogoditi da napon na potrošačim

O

Sa tehničkog aspekta tr

Ekonomsko ograničenje uzima u obzir gubitke energije, smanjenje efkta rada i troškove za obnovu mreže.

o o raničenje postoji zato da se ne bi ugrozila pouztnih mera.

i proračun

Izvodi se samo za nadzemne vodove. Provodnici su izloženi različitim mehaničkim naprezanjima usled sopstvene težine, sila zatezanja između stubova i dodatnih opterećenja zbog snega, leda, inja i vetra.

Mehanički proračun je veoma važan, pošto tuslovima, tako što će seMeđutim, treba voditi računa i o ekonomskom momentu, odnosno napraviti dobar kompromis između oprečnih zahteva.