История электрификации горной промышленности

До середины ХХ в. во всех промышленных странах мира важнейшей задачей горного дела было значительное повышение эффективности труда. Это привело к интенсивным поискам новых систем разработки месторождений, в частности таких, которые позволили бы исключить ступенчатый рельсовый транспорт и дали возможность применять конвейеры как на горизонтальных, так и на наклонных выработках, а также более широко использовать гидравлическую добычу. В угольных шахтах все больше механизируются отбойка и погрузка угля и породы в подготовительных выработках посредством горных комбайнов и погрузочных машин. Постепенно расширяется автоматизация и дистанционное управление машинами и механизмами. Отмечается применение в промышленной практике металлической крепи и передвижных механизированных крепей.

Во второй половине ХХ в. во всех странах мира широко используют открытый способ добычи угля и совершенствуют способы добычи нефти с применением высокопроизводительной горно-добывающей техники, автоматизированных систем управления как отдельными этапами, так и всем процессом.

Таким образом, в современных условиях горная промышленность производит добычу полезного ископаемого в зависимости от нахождения его в недрах земли открытым (рис. 1.1-1.5) или подземным способом (рис. 1.6-1.8).

Рис. 1.1. Карьер «Восточный»

Рис. 1.2. Добыча угля (угольный разрез «Назаровский»)

Рис. 1.3. Вскрышные работы комплексом непрерывного действия (разрез «Березовский»)

Рис. 1.4. Отвальные работы

Рис. 1.5. Добыча золота дражным способом

Рис. 1.6. Подземные работы (г. Норильск)

Рис. 1.7. Подземная выработка

Рис. 1.8. Буровая установка

2. Энергосистема

2.1. Общие сведения

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) [1] совокупность электростанций, линий электропередачи, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью производства и распределения электрической и тепловой энергии, называют энергетической системой. Для возможности передачи электроэнергии из одного района в другой между энергетическими системами строят линии электропередачи высокого напряжения, так называемые межсистемные связи.

Составными частями типовой энергетической системы являются электрические станции, подстанции, линии электропередачи и тепловые сети. Электрические станции - это электроустановки, служащие для производства электрической и тепловой энергии из других видов энергии. Электростанции сооружают с учетом возможности широкого использования природных энергетических ресурсов.

Подстанции - это электроустановки, служащие для преобразования и распределения электроэнергии и состоящие из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, аккумуляторной батареи, устройств управления и вспомогательных сооружений.

Распределительное устройство - это электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и состоящая из коммутационных аппаратов, устройств защиты и автоматики, измерительных приборов, сборных и соединительных шин и вспомогательных устройств.

Линия электропередачи - это система проводов, служащих для передачи электроэнергии от генераторов электростанций к местам потребления и для распределения ее между электроприемниками.

Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, электрических сетей (подстанций и линий электропередачи различных напряжений) и электроприемников, называется электрической системой.

Часть энергетической системы, кроме электроприемников, называется системой электроснабжения.

Электрическая сеть - это совокупность соединённых между собой линий одного номинального напряжения для передачи электроэнергии от источников к присоединенным к сети приемникам, включающей также узлы распределения и ответвления линий.

Основными элементами сети являются линии, распределительные узлы, узлы ответвления.

Основным элементом линии служат проводники (провода, кабели, шины, комплектные шинопроводы и др.).

Совокупность проводников сети или ее части называют проводкой.

В качестве стандартных напряжений в общей системе электроснабжения принимают для:

– генераторов – 230, 400, 690, 6300, 10 500 и 21 000 В;

– электроприемников – 127, 220, 380, 660, 1140, 3000, 6000 и 10 000 В;

– распределения и передачи электроэнергии – все напряжения, перечисленные в предыдущем пункте, а также 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1000 кВ.

2.2. Требования, предъявляемые к системе электроснабжения предприятия

Основными требованиями, которым должна удовлетворять всякая система электроснабжения, являются надежность электроснабжения, хорошее качество электроэнергии, безопасность и экономичность всех элементов системы.