Внутрицеховое электроснабжение


СОДЕРЖАНИЕ:

ВНУТРИЦЕХВОЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Внутрицеховое электроснабжение рассмотрим на примере ремонтно-механического цеха. Электроснабжение остальных цехов выполняется аналогично.

Выбор рода тока и напряжения

Для питания силовых и осветительных электрических приемников возможно применение трех основных ступеней напряжения: 220/127; 380/220; 660/380. Выбор той или иной ступени напряжения зависит от значений потребляемой мощности, вида производства, индивидуальных мощностей электрических приемников и других факторов.

Использование напряжений 220/127 В для питания электрических приемников экономически не оправдано ввиду больших потерь электроэнергии и большого расхода цветного металла.

Система 380/220 В наиболее полно удовлетворяет условиям питания потребителя в силу; возможности совместного питания осветительных и силовых потребителей и относительно низкого напряжение между «землей » и проводом [5].

Исходя из вышеизложенного, применяем для внутрицехового электроснабжения систему напряжения 380/220 В.

Выбор месторасположения цеховой трансформаторной подстанции

Местоположение трансформаторной подстанции определяем с помощью картограммы, на которую нанесены координаты каждого ЭП (рисунок 13.1).

С помощью картограммы условно находим центр нагрузок цеха по формулам:

где – номинальная мощность i-го электроприемника, кВт;

– координата по оси абсцисс на картограмме i-го электроприемника, мм.

где – координата по оси ординат на картограмме i-го электроприемника, мм.

Измеренные значения расположения центров нагрузки приемников заносим в таблицу 13.1.

Производим расчеты по формулам (13.1) и (13.2):

Окончательно выбираем место положение ТП с координатами Xр.ТП = 15340,393 мм, Yр.ТП = 20156,697 мм и указываем его на картограмме.

Таблица 13.1 – Координаты местоположения расчетных нагрузок

Позиция ЭП по плану Расчетная мощность ЭП , кВт Координата ЭП по оси , мм Координата ЭП по оси Y, мм Произведение , кВт∙мм Произведение ,кВ∙Ар∙мм
2463,8
4692,2 2463,8
15,81 4349,8 68770,34
15,81 4349,8 68770,34
15,81 4349,8 68770,34
2760,4 46926,8
2760,4 46926,8
2760,4 46926,8
6160,4
6160,4
6160,4
13,5 17997,4 1757,6 242964,9 23727,6
13,5 1757,6 23727,6
13,5 1757,6 23727,6
18053,4 5692,6
18053,4 15092,6
5692,6 159392,8
10655,8 298362,4
15092,6 422592,8
24197,4 5692,6 677527,2 159392,8
24197,4 10649,4 677527,2 298183,2
24197,4 15092,6 677527,2 422592,8
19557,6 625843,2
24786,4 19557,6 793164,8 625843,2
8,3
8,3
8,3
34,85 2323,4 367144,8 80970,49
34,85 26607,4 927267,89
Всего 722,03 11076224,52 14553740,38

Рисунок 13.1 – Месторасположение ТП

Выбор схемы электроснабжения и расчет параметров электрических сетей

Цеховые сети выполняются по радиальным и магистральным схемам. От шин НН подстанции отходит питающая линия, которая по радиальной или магистральной схеме обеспечивает питание цеховых РП, а от них по распределительной сети ЭП.

Магистральные схемы питания имеют преимущественное применение для равномерно распределенной нагрузки в цехах, когда приемники расположены близко друг к другу. Магистральные схемы удобны для машиностроительного производства, где перегруппировка приемников, изменение технологического процесса является достаточно частое. Распределительные сети (от цеховых РП) выполняются по радиальной схеме, что дает возможность оперативно заменить или переносить ЭП, не оказывая влияние на общецеховую систему электроснабжения.

Выбираем для электроснабжения радиальную схему исходя из того, что радиальная сеть имеет высокую надежность питания ЭП, при ней обеспечивается удобств автоматизации отдельных технологических элементов сети, автоматизация переключений и более удобное выполнение релейной защиты. Также выбираем радиальную сеть, так как в цехе есть относительно мощные ЭП.

Для распределения электроэнергии и защиты сетей от токов короткого замыкания применяют распределительные пункты (шкафы) с плавкими предохранителями или автоматическими выключателями. В сетях переменного тока напряжением 400 В частотой 50 Гц выпускаются шкафы ПР8501. Ввод проводников с алюминиевыми и медными жилами в шкафы допускается как сверху, так и снизу.

Схема внутрицеховой сети изображена на рисунке 13.2.

Основное электрооборудование внутрицеховых сетей

Кроме шинопроводов в качестве основного электрооборудования для внутрицеховых сетей напряжением до 1 кВ применяются: панели распределительные, силовые распределительные шкафы, распределительные пункты, ящики с рубильниками и предохранителями, ящики с блоками выключатель — предохранитель, щитки освещения, плавкие предохранители, магнитные пускатели, контакторы, автоматические выключатели и др.

Щиты, вводные устройства, шкафы, панели, щитки и другие распределительные устройства современных конструкций — это законченные комплектные устройства для приёма и распределения электроэнергии, управления и защиты ЭУ от перегрузок и коротких замыканий. В них смонтированы коммутационные и защитные аппараты, измерительные приборы, аппаратура автоматики и вспомогательные устройства.

Для комплектования распределительных устройств (щитов низкого напряжения цеховых ТП) применяются распределительные панели одностороннего обслуживания типа ЩО-70М. Их целесообразно применять на ТП, встроенных в производственные помещения предприятия, с трансформаторами мощностью до 630 кВА.

На крупных и ответственных ТП с трансформаторами мощностью 1000 кВА и более при установке сложных коммутационных аппаратов, требующих обслуживания с задней стороны, применяются панели двухстороннего обслуживания.

Применяются также распределительные пункты серии ПР24 с автоматическими

выключателями А3700 взамен распределительных пунктов, ПР9000, в которые встраивались снятые с производства автоматические выключатели А3100.

Осветительные групповые щитки типов ЯОУ-8501, ЯОУ-8504 предназначены для распределения электроэнергии, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания осветительных сетей. Они применяются в трёхфазных сетях переменного тока напряжением 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью и могут служить для нечастых (до шести в час) оперативных включений и отключений электрических цепей.

Для защиты внутрицеховых электрических сетей от токов КЗ служат плавкие предохранители.

В зависимости от номинального тока в предохранителях может быть один, два, четыре патрона (ПК1, ПК2, ПК4). Они являются простейшими аппаратами токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранитель включается последовательно в фазу защищаемой цепи. Наименьший ток, при котором плавкая вставка предохранителя ещё не перегорает при длительной работе, называется током неплавления

Этот ток по значению должен быть, возможно, ближе к номинальному току , на который маркируется плавкая вставка. Отношение I /I должно быть несколько больше единицы. Зависимость времени перегорания плавкой вставки (времени срабатывания предохранителя) от тока цепи называется защитной или время-токовой характеристикой предохранителя. Предохранители являются токоограничивающими аппаратами, так как в них обеспечивается деионазация околодугового пространства, а, следовательно, и отключение цепи настолько быстро, что при больших кратностях тока в предохранителе ток не успевает достигнуть своего предельного значения.

Номинальным током плавкой вставки называют ток, который может длительно проходить через неё, не вызывая расплавления металла вставки или сильного нагрева. Время перегорания плавкой вставки при заданных значения тока определяется по защитным характеристикам.

Для управления работой электродвигателей станков, вентиляторов, кранов и других ЭП служат контакторы и магнитные пускатели.

Контактором называется аппарат, приводимый в действие электромагнитом, включение и отключение которого можно осуществлять дистанционно с помощью кнопок управления. Вместе с другими электрическими аппаратами контакторы служат для пуска, ускорения, изменения направления вращения и остановки ЭП при ручном и автоматическом управлении. Контакторы применяются для коммутации силовых цепей электродвигателей мощностью 100кВт и выше. Для более мелких ЭП применяют магнитные пускатели. В цепях переменного тока в основном используется трёхполюсные контакторы серий КТ, КТВ, а в цепях постоянного тока — одно — и двухполюсные контакторы серии КП, КПВ.

Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя (нереверсивные пускатели); для пуска, останова и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). В исполнении с тепловым реле пускатели защищают управляемые электродвигатели от перегрузок.

Магнитный пускатель представляет собой трёхполюсной контактор переменного тока прямоходовой магнитной системой, в которой дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы главной цепи электродвигателя.

Защита электродвигателей от перегрузки и от обрыва одной фазы осуществляется с помощью тепловых реле типа РТЛ, присоединяемых к пускателю перемычками.

Автоматические воздушные выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при анормальных режимах (КЗ и перегрузках), для редких оперативных переключений (три-пять в час) при нормальных режимах, а также для защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения. По сравнению с предохранителями автоматические выключатели обладают рядом преимуществ: после срабатывания автоматический выключатель снова готов к работе, в то время как в предохранителе требуется замена калибровочной плавкой вставки, увеличивающая время простоя ЭП; более точные защитные характеристики; совмещение функций коммутации электрических цепей и их защиты; наличие у некоторых автоматических выключателей независимых расцепителей, позволяющих осуществлять дистанционное отключение электрической цепи и др.

В отличие от предохранителей в автоматических выключателях не применяется какой-либо специальной среды для гашения дуги. Дуга гасится в воздухе, поэтому автоматические выключатели называются воздушными. По числу полюсов автоматические выключатели бывают одно-, двух- и трёхполюсные, изготавливаются на токи до 6000 А при напряжении переменного тока до 660 В и постоянного тока до 1 кВ. Отключающая способность их достигает 200-300 кА. По времени срабатывания () различают: нормальные автоматические выключатели с с; селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с; быстродействующие с с.

Наименьший ток, вызывающий отключение автоматического выключателя, называют током трогания или током срабатывания, а настройку расцепителя автоматического выключателя на заданный ток срабатывания — уставкой тока срабатывания.

Автоматический выключатель имеет следующие основные элементы: контакты с дугогасительной системой; привод; механизм свободного расцепления; расцепители; вспомогательные контакты.

Основными элементами автоматических выключателей, выполняющими его защитные функции при анормальных режимах в цепи, являются расцепители, при срабатывании которых автоматический выключатель отключается мгновенно или с выдержкой времени. Автоматический выключатель может иметь один или несколько расцепителей.

По принципу действия расцепители разделяются на электромагнитные и термобиметаллические (тепловые). Существуют расцепители максимального тока, которые срабатывают при токе, большем уставки тока срабатывания; расцепители минимального напряжения, которые срабатывают, когда напряжение на катушке становится меньше заданного, и расцепители независимые, которые срабатывают без выдержки времени, когда на их катушку подано напряжение.

Для защиты от коротких замыканий применяют электромагнитные расцепители мгновенного действия или с выдержкой времени, обеспечивающей избирательность действия. Одновременная защита сети от КЗ и перегрузки осуществляется за счёт применения комбинированных расцепителей, состоящих из двух элементов — для защиты от КЗ и от перегрузок.

Как правило, автоматические выключатели имеют встроенные в них расцепители.

Первые два вида расцепителей максимального тока устанавливаются во всех фазах автоматического выключателя, остальные — по одному на выключатель.

В настоящее время в цеховых электрических сетях напряжением до 1 кВ применяются автоматические выключатели различных конструкций: типов А3700, АВМ, АЕ-20, > и др. Автоматические выключатели серии А3700 включают типы А3710, А3720, А3730, А3740 на номинальные токи соответственно 160, 250, 400 и 630 А.

Внутрицеховое электроснабжение

This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» _____________________________________________________________________________________________________________

3-е издание, переработанное и дополненное Рекомендовано Сибирским региональным отделением учебно-методического объединения по образованию в области энергетики и электротехники для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлениям подготовки: 650900 «Электроэнергетика», специальность 100400 и 654500 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», специальность 180400

Издательство Томского политехнического университета 2007

УДК 621.314.075 М48 Мельников М.А. Внутрицеховое электроснабжение: учебное пособие / М48 М.А. Мельников: – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. – 167 с. В пособии изложен комплекс вопросов по проектированию и эксплуатации систем электроснабжения цеховых потребителей электроэнергии на напряжение 1 кВ, подробно рассмотрены характеристики электродвигателей, влияющие на работу комплекса: электродвигатель – электрическая сеть и освещены особенности и требования к системе электроснабжения предприятия. Подготовлено на кафедре электроснабжения промпредприятий и соответствует программам дисциплин «Электроснабжение промпредприятий» и «Основы расчета и проектирования систем электроснабжения промпредприятий», предусмотренных учебными планами направлений: 140200 «Электроэнергетика» и 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

УДК 621.314.075 Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Рецензенты Доктор технических наук, профессор кафедры «Системы электроснабжения предприятий» НГТУ В.З. Манусов Технический директор ЗАО «Электроламповый завод» г. Томска А.И. Прудников

© Томский политехнический университет, 2007 © Оформление. Издательство Томского политехнического университета,2007 © Мельников М.А., 2007

ВВЕДЕНИЕ Электроустановки, согласно правилам устройства электроустановок, разделяют по номинальному напряжению на две группы: до 1 кВ и выше 1 кВ. В условиях эксплуатации электроустановки напряжением до 1 кВ обслуживают электрики цехов промышленного предприятия, напряжением выше 1 кВ – электротехнический персонал цеха (участка) сетей и подстанций предприятия. В проектных институтах проектирование электроснабжения цеховых потребителей электроэнергии осуществляется отделом электрооборудования, а проектирование распределительных сетей 6–10, линий и подстанций, питающих предприятие, – отделом электроснабжения. В связи с этим в настоящем пособии излагается комплекс вопросов по проектированию системы электроснабжения цеховых потребителей электроэнергии на напряжение до 1 кВ и их эксплуатации. Более подробно, в сравнении с другими электроприемниками, рассмотрены асинхронные и синхронные двигатели, в частности, те их характеристики и особенности, которые необходимы для изучения совместной работы электродвигатель – электрическая сеть. Вопросы компенсации реактивной мощности рассмотрены совместно по энергосистеме и системе электроснабжения предприятия с учетом статической устойчивости напряжения в узлах нагрузки, поскольку, на наш взгляд, только такой подход к компенсации будет наиболее достоверен. Автором пособия ставилась цель: студент должен уметь преломить теоретические знания в практическое их использование, поэтому материал излагается в таком объеме и такой последовательности, что, имея план расположения электрооборудования в цехе, зная условия среды, технологию производства и располагая значениями установленных мощностей электроприемников, можно спроектировать все элементы цеховой сети напряжением до 1 кВ, а также рассчитать количество и мощность трансформаторов цеховых подстанций с учетом использования компенсирующих устройств. При проектировании электрооборудования цеха компенсирующие устройства выбирались одновременно со всеми элементами системы электроснабжения на напряжение 1 кВ и выше, учитывая снижение токов, протекающих по сети от источника питания до электроприемников, за счет использования средств компенсации реактивной мощности. Вместе с тем, изложение материала сопровождено определением системы электроснабжения промышленных предприятий, изложением ее особенностей и требований к ней с позиции экономичности и надеж3

ности электроснабжения, рассмотрены классификация системы электроснабжения по уровням (ступеням) и различные трактовки понятий: потребитель электроэнергии и электроприемник. В приложении к пособию приведены справочный материал и примеры расчета. 1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ 1.1. Определения и общие положения Системой электроснабжения называют совокупность взаимосвязанных электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией [11]. Потребители, по ГОСТ 13109–97 (где изложены термины и определения энергетики и электрификации), предприятия, организации, территориально обособленные цеха, строительные площадки, квартиры, у которых приемники электроэнергии присоединены и используют электроэнергию. По правилам устройства электроустановок потребителем электроэнергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенные технологическим процессом и размещающиеся на определенной территории. Приемником электроэнергии называют устройство (аппарат, агрегат, механизм), в котором происходит преобразование электрической энергии в другой вид энергии для ее использования. По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются по виду энергии, в который данный электроприемник преобразует электроэнергию, а именно: электродвигатели приводов машин и механизмов, электротермические, электрохимические и электросиловые установки, установки электроосвещения, установки электростатического и электромагнитного поля и др. Электроустановками называют совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенных для производства, преобразования, передачи, накопления, распределения электроэнергии и преобразования ее в другие виды энергии. Электроустановка – комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений. Примеры электроустановок: электрическая подстанция, линия электропередачи, распределительная подстанция, конденсаторная батарея и др. 1.2. Особенности электроснабжения промышленных предприятий Энергетика как жизнеобеспечивающая отрасль промышленности обладает рядом особенностей, выделяющих ее из других отраслей промышленности. 4

Первая особенность энергетики – производство электроэнергии, ее транспортировка, распределение и потребление осуществляются практически в один и тот же момент времени, т. е. имеется баланс: (1.1) Р г = Р потр + Р с.н + ΔР,

Q г = Q потр + Q с.н + ΔQ, где

– произведенная источником питания (ИП) активная и

Р потр , Q потр – потребленная активная и реактивная мощности; Р с.н , Q с.н – потребленная активная и реактивная мощность на собственные нужды ИП; ΔР, ΔQ – потери активной и

реактивной мощности во всех звеньях энергосистемы. Вторая особенность – это относительная быстрота протекания переходных процессов в ней. Волновые процессы совершаются в тысячные доли секунды. Это процессы, связанные с короткими замыканиями, включениями и отключениями, изменениями нагрузки, нарушениями устойчивости в системе. Третья особенность – обеспечение электроэнергией всех отраслей народного хозяйства, отличающихся технологией производства, способами преобразования электроэнергии в другие виды энергии, многообразием электроприемников. Особенности энергетики обусловливают особые требования к системе электроснабжения промышленных предприятий (ЭСПП). 1. Первая особенность энергетики применима на всех уровнях системы ЭСПП. 2. Быстрота протекания переходных процессов требует обязательного применения в системе ЭСПП специальных автоматических устройств, основное назначение которых – обеспечение функционирования системы ЭСПП, заключающееся в передаче электроэнергии от ИП к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества. 3. Технологические особенности промышленных предприятий различных отраслей промышленности обусловливают различия в применении проектных решений по системе ЭСПП. 4. Современные промышленные предприятия, особенно машиностроительные, характеризуются динамичностью технологического процесса, связанной с непрерывным введением новых методов обработки, нового оборудования, переналадкой производства в связи с непрерывным изменением и усовершенствованием выпускаемой продукции. Это предъявляет требование высокой гибкости к системе ЭСПП. 5

5. Особенностью системы ЭСПП является и то, что электроэнергия на предприятии рассматривается как одна из компонент производственного процесса, наряду с сырьем, материалами, трудозатратами, и входит в себестоимость выпускаемой продукции. При этом доля энергозатрат в себестоимости продукции зависит от отрасли промышленности: в машиностроении на их долю приходятся 2–3 % себестоимости продукции, в энергоемких производствах (электролиз, электрометаллургия и др.) – 20–35 %. В то же время перерывы в электроснабжении могут привести к значительному ущербу и даже человеческим жертвам. Стоимость электрической части предприятия составляет до 7 % от суммы капитальных вложений в предприятие. Оптимизация затрат на электрическую часть предприятия на стадии проектирования приводит к их уменьшению на доли процентов, в абсолютном же измерении речь идет об экономии значительных средств. 1.3. Основные требования к системам электроснабжения Рационально выполненная современная система ЭСПП должна удовлетворять техническим и экономическим требованиям, а именно: • обеспечению безопасности работ как для электротехнического персонала, так и для неэлектротехнического; • надежности электроснабжения; • качеству электроэнергии, удовлетворяющему требованиям ГОСТ 13109–97; • экономичности; • возможности частых перестроек технологии производства и развития предприятия; • отсутствию вредного влияния на окружающую среду. Эти требования обеспечиваются при проектировании и эксплуатации систем ЭСПП. Система ЭСПП – часть энергосистемы и в энергетическом плане более простая (более низкие напряжения, меньшая мощность и протяженность линий, отсутствие замкнутых контуров и др.) и более сложная в плане использования и преобразования электроэнергии в технологических целях промышленного производства. Электроприемники как электрическая часть технологических агрегатов входят неотъемлемыми элементами в систему ЭСПП и во многом определяют работу этой системы и ее параметры.

1.4. Характеристики промышленных потребителей электроэнергии Потребителей электроэнергии систематизируют по эксплуатационно-техническим признакам: производственному назначению, производственным связям, режимам работы, мощности и напряжению, роду тока, территориальному размещению, требованиям к надежности электроснабжения, стабильности расположения электроприемников. При проектировании ЭСПП потребителей электроэнергии в основном систематизируют по надежности электроснабжения, режимам работы, мощности, напряжению и роду тока. Надежность, как одно из требований к системам ЭСПП, определяется числом независимых источников питания и схемой электроснабжения. По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электроприемники разделяются на три категории. К I категории относят электроприемники (ЭП), перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, предприятию, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса и др. Пример ЭП I категории: насосы водоснабжения и канализации, газоочистка, приводы вращающихся печей, газораспределительные пункты, вентиляторы промышленные, аварийное освещение и др. Из состава I категории выделяется особая группа ЭП, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования. Например, в черной металлургии – электродвигатели насосов водоохлаждения доменных печей. Ко II категории относятся ЭП, перерывы в электроснабжении которых приведут к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. К III категории относят все остальные ЭП, не входящие в I и II категории. Это различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цехах несерийного производства. Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания (ИП). Перерыв в электроснабжении от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания от другого. К числу независимых ИП относятся две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении двух условий: 7

• каждая из секций или систем шин, в свою очередь, имеет питание от независимого ИП; • секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин. Электроприемники II категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых ИП, перерыв в электроснабжении которых допустим на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного ИП при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента системы ЭСПП, не превышает одни сутки. По режимам работы ЭП разделяют на группы по сходству режимов, т. е. по сходству графиков нагрузки. Различают три характерные группы ЭП: • ЭП, работающие в продолжительном или маломеняющемся режиме нагрузки, при этом температура частей машины или аппарата не превышает длительно допустимую (ПР); • ЭП, работающие в режиме кратковременных нагрузок (КР). В этом режиме температура машины или аппарата во время работы не достигает длительно допустимого значения, а во время остановки охлаждается до температуры окружающей среды; • ЭП, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки (ПКР). В этом режиме кратковременные рабочие режимы машины или аппарата сменяются кратковременными периодами отключения. При этом нагрев не превышает длительно допустимой температуры, а охлаждение не достигает температуры окружающей среды. Примерами работы ЭП в продолжительном режиме являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов, механизмов непрерывного транспорта. В кратковременном режиме работает большинство электроприемников, станков металлообработки, гидравлических затворов и т. п. В ПКР работают электродвигатели мостовых кранов, тельферов, подъемников, сварочные установки и т. д. ПКР характеризуется продолжительностью включения (ПВ) в процентах или долях единицы, равной

tв = tв , tо + tв tц 8

где tв, tо и tц – соответственно, время включения, отключения, продолжительность цикла. Значение при ПКР ≤ 10 мин. Для двигателей подъемно-транспортных машин и других механизмов, работающих в ПКР, устанавливаются стандартные значения ПВ, равные 15, 25, 40 и 60 %. Возникает необходимость пересчета мощности механизма, работающего в ПКР, с паспортной продолжительностью ПВ на ПВ = 100 %. Это соотношение имеет вид

Р1 ПВ1 = Р 2 ПВ2 = Рпрод , где Рпрод – мощность, cоответствующая продолжительному режиму (ПВ = 100 %). В режимах работы необходимо учитывать также несимметричность нагрузки по фазам. Трехфазные электродвигатели и печи – симметричные нагрузки. К несимметричным нагрузкам (одно- и двухфазным) относятся электрическое освещение, однофазные и двухфазные печи, сварочные агрегаты и т. п. По мощности и напряжению, в зависимости от суммарной установленной мощности ЭП, предприятия разделяются на три группы: • крупные, с суммарной установленной мощностью ЭП, равной или больше 75 МВт; • средние, с установленной мощностью 5–75 МВт; • малые, установленная мощность которых – до 5 МВт. Для отдельных ЭП одним из главных показателей является их номинальная мощность, у электродвигателей – их номинальная мощность, выраженная в кВт. Для электропечей, сварочных установок их номинальной (установленной) мощностью является мощность питающих трансформаторов. Для ЭП, работающих в ПКР, за номинальную принимается мощность, приведенная к продолжительному режиму. По роду тока все потребители электроэнергии разделяются на три группы: • работающие от промышленной сети 50 Гц; • работающие от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты; • работающие от сети постоянного тока. Большинство ЭП промышленных предприятий работают на переменном трехфазном токе частотой 50 Гц. Установки повышенной частоты применяются для нагрева под закалку, ковку, штамповку металлов и для их плавки. В текстильной, деревообрабатывающей промышленно9

Каждый электрик должен знать:  Почему к электрическому звонку подводят фазный провод

сти и других отраслях для питания высокоскоростных двигателей используются токи частотой 130–400 Гц. Для получения частот до 10 кГц применяются тиристорные преобразователи, для частот больше 10 кГц – электронные генераторы. В транспорте (16,6 Гц), установках для перемешивания жидкого металла в печах (до 25 Гц) и индуктивных нагревательных установках применяются коллекторные электродвигатели пониженной частоты. От сети постоянного тока, полученного преобразованием переменного 50 Гц тока, питаются двигатели постоянного тока, цехи электролиза и гальванопокрытий, агрегаты электролитического получения металлов и др. Дополнительные требования на систему ЭСПП накладывают ЭП I категории, ЭП особой группы, ЭП с резкопеременной и ударной нагрузкой, наличие зон с агрессивной и загрязненной средой. 1.5. Приемники электроэнергии Эффективность работы электроприемников, т. е. процесс преобразования энергии из одного вида в другой, зависит от качества электроэнергии, поступающей из сети. В свою очередь, качество электроэнергии и эффективность работы промышленных электрических сетей зависят от работы ЭП. Поэтому в курсе электроснабжения ЭП и потребители электроэнергии рассматриваются с точки зрения их совместной работы с электрической сетью. Они являются неотъемлемыми элементами этой сети. С этих позиций принимают следующую классификацию электроприемников и потребителей электроэнергии: • асинхронные двигатели; • синхронные двигатели; • вентильные преобразователи энергии переменного тока в энергию постоянного тока (неуправляемые и управляемые выпрямители); • электротехнологические установки; • установки электрического освещения. Рассмотрим характеристики и особенности асинхронных и синхронных двигателей с точки зрения их совместной работы с электрической сетью. 1.5.1. Асинхронные электродвигатели На рис. 1.1 приведены механические (а) и рабочие (б) характеристики асинхронного двигателя (АД), на рис. 1.2 – его статические характеристики. Рассмотрим их подробно. Известно, что момент АД, равный 10

Проектирование внутрицехового электроснабжения

Разработка проекта электроснабжения электроприемников цеха: расчет числа и мощности трансформаторов, способов прокладки сети, выбор комплектных шинопроводов, распределительных пунктов, сечений силовых линий, определение токов короткого замыкания.

Рубрика Физика и энергетика
Вид методичка
Язык русский
Дата добавления 03.09.2010

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет «

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

Проектирование внутрицехового электроснабжения

Часть II. Проектирование электроснабжения силовых электроприемников цеха

Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы электроснабжения» для студентов всех форм обучения специальности «Электроснабжение»

Составитель Т.Л. Долгопол

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 3 от 10.02.2009

Рекомендованы к печати у чебно-методической комиссией по специальности 140211

Протокол № 3 от 10.02.2009

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

3.3 Расчет электрических нагрузок

3.4 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

3.5 Выбор схемы и компоновки цеховой КТП

3.6 Выбор схемы силовой сети цеха

3.7 Выбор способов прокладки силовой сети цеха

3.8 Выбор силового электрооборудования напряжением до 1000 В

3.8.1 Выбор и проверка комплектных шинопроводов

3.8.2 Выбор силовых распределительных пунктов

3.9 Выбор сечений силовых линий

3.9.1 Выбор сечений по допустимому нагреву

3.9.2 Проверка сечений по потере напряжения

3.9.3 Проверка сечений на соответствие выбранному аппарату защиты

3.10 Выбор защитной аппаратуры

3.11 Расчет токов короткого замыкания

3.12 Проверка правильности выбора защитной аппаратуры

4. Методические указания по выполнению графической части проекта электроснабжения электроприемников цеха

Приложение 21. Средние значения коэффициентов использования (Ки) и мощности (cosц) для характерных групп электроприемников

Приложение 22. Технические данные силовых трансформаторов

Приложение 23. Планы двухтрансформаторных цеховых КТП

Приложение 24. Технические характеристики магистральных шинопроводов для сетей с глухозаземленной нейтралью напряжением до 660 В, частотой 50-60 Гц

Приложение 25. Технические характеристики комплектных распределительных шинопроводов для сетей с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В, частотой 50-60 Гц

Приложение 26. Технические характеристики шкафов распределительных с плавкими предохранителями

Приложение 27. Технические данные распределительных силовых пунктов ПР-11

Приложение 28. Технические данные распределительных силовых пунктов ПР8501 с трехполюсными АВ

Приложение 29. Технические данные силовых распределительных пунктов серии ПР8503

Приложение 30. Допустимые токовые нагрузки кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией на напряжение 0,66 кВ, 1 кВ


Приложение 31. Допустимые токовые нагрузки трехжильных кабелей с СПЭ-изоляцией напряжением 1 кВ

Приложение 32. Длительно допустимый ток для гибких кабелей с резиновой изоляцией напряжением 1 кВ

Приложение 33. Технические характеристики предохранителей

Приложение 34. Классификация автоматических выключателей

Приложение 35. Характеристики автоматических выключателей

Данные методические указания необходимо рассматривать как продолжение первой части «Проектирование осветительных установок».

При проектировании внутрицехового электроснабжения необходимо учитывать некоторые характеристики силовых электроприемников (ЭП): режим работы, коэффициент мощности, количество фаз, род тока. В связи с этим ниже приводятся характеристики отдельных групп силовых ЭП.

Для всех ЭП важным показателем является их номинальная мощность. Для электродвигателей номинальные мощности выражаются в киловаттах: для однодвигательных ЭП — pн, кВт; для многодвигательных — суммарная номинальная мощность — Pн, кВт. Номинальной (установленной) мощностью плавильных электропечей и сварочных установок является мощность питающих их трансформаторов, выраженная в киловольт-амперах (кВА). Это же относится и к трансформаторам преобразовательных и выпрямительных агрегатов.

Основной группой промышленных потребителей электроэнергии являются электродвигатели. В установках, не требующих регулирования скорости в процессе работы, применяются электродвигатели переменного тока: асинхронные с короткозамкнутым или с фазным ротором, синхронные. При напряжении до 1 кВ и мощности до 100 кВт экономически целесообразнее применять асинхронные двигатели, а свыше 100 кВт — синхронные; при напряжении 10 кВ и мощности до 630 кВт — асинхронные двигатели, 450 кВт и выше — синхронные. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются в мощных электроприводах с тяжелыми условиями пуска.

К общепромышленным установкам относятся вентиляторы, насосы, компрессоры, воздуходувки и т. д. В них применяются асинхронные и синхронные двигатели трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением от 380 В до 10 кВ. Диапазон их мощностей различен — от долей киловатта (электродвигатели задвижек, затворов, насосов подачи смазки и т. п.) до десятков мегаватт (воздуходувки доменных печей, кислородные турбокомпрессоры). Основным агрегатам (насосы, вентиляторы) присущ продолжительный режим работы. Электродвигатели задвижек, затворов и т. п. работают в кратковременном режиме. Их коэффициент мощности находится в пределах 0,8-0,85. Синхронные двигатели работают в режиме перевозбуждения.

Данная группа электроприемников относится, как правило, к I категории по надежности электроснабжения. Некоторые вентиляционные и компрессорные установки относятся ко второй категории.

Наиболее многочисленной группой приемников электроэнергии являются металлорежущие станки. Напряжение сети, питающей двигатели станков, 380 или 660 В, частота 50 Гц. На станках, где требуется высокая частота вращения и регулирование скорости, применяют двигатели постоянного тока; в остальных случаях — асинхронные с короткозамкнутым ротором. По надежности электроснабжения станки основных цехов предприятий относят ко II категории, а вспомогательных цехов — к III категории по надежности электроснабжения.

К электротехнологическим установкам относятся электронагревательные и электролизные установки, установки электрохимической, электроискровой и ультразвуковой обработки металлов, электросварочное оборудование. Наиболее распространенной группой электронагревательных установок являются электрические печи сопротивления, которые подразделяются на печи косвенного нагрева и прямого нагрева.

Печи сопротивления получают питание от трехфазных сетей переменного тока частотой 50 Гц, в основном напряжением 380/220 В или на более высокое напряжение через понижающие трансформаторы. Выпускаются печи в одно- и трехфазном исполнении, мощностью до нескольких тысяч киловатт. Характер нагрузки их ровный, однако, однофазные печи для трехфазных сетей представляют несимметричную нагрузку. Коэффициент мощности для печей прямого действия 0,7-0,9, для печей косвенного действия — 1,0. Печи сопротивления относятся ко II категории по надежности электроснабжения.

Индукционные плавильные печи выпускаются со стальным сердечником и без него, мощностью до 4500 кВА. Питание индукционных печей и установок закалки и нагрева осуществляется от трехфазных сетей переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380/220 В и выше в зависимости от мощности.

Индукционные плавильные печи без сердечника и установки закалки и нагрева токами высокой частоты получают питание переменным током частотой до 40 МГц от преобразовательных установок, которые, в свою очередь, питаются от сетей переменного тока промышленной частоты.

Печи со стальными сердечниками выпускаются в одно-, двух- и трехфазном исполнении. Коэффициент мощности их колеблется в пределах 0,2-0,8 (у индукционных установок повышенной частоты — от 0,06 до 0,25).

Все перечисленные печи и установки индукционного нагрева относятся к приемникам II категории по надежности электроснабжения.

Дуговые электрические печи по способу нагрева разделяются на печи прямого, косвенного и смешанного нагрева. Дуговые печи получают питание от сетей переменного тока промышленной частоты напряжением до 110 кВ через специальные понижающие печные трансформаторы. Мощности современных дуговых электропечей достигают 100-125 MBА.

В период расплавления шихты возникают частые эксплуатационные короткие замыкания в процессе плавки и бестоковые паузы при выпуске стали и новой загрузке печи, в результате чего в питающих сетях наблюдаются толчковые нагрузки. Нагрузка от однофазных печей несимметричная. Коэффициент мощности 0,85-0,95. В отношении надежности электроснабжения дуговые печи относятся к приемникам первой категории.

Вакуумные электрические печи для выплавки высококачественных сталей и специальных сплавов относятся к приемникам особой группы первой категории, так как перерыв в питании вакуумных насосов приводит к дорогостоящему браку.

Электротехнологические установки, работающие на постоянном или переменном токе частотой, отличной от 50 Гц, питаются от преобразовательных установок, характеристики которых определяются режимом электротехнологической установки. Например, мощности электролизных установок для получения алюминия зависят от их производительности и достигают 150-180 МВА. Питание преобразовательных установок электролиза осуществляется трехфазным переменным током частотой 50 Гц напряжением до 110 кВ (в зависимости от мощности). Нагрузка их равномерная, симметричная. Коэффициент мощности составляет 0,8-0,9. Электролизные установки относятся к приемникам I категории по надежности электроснабжения.

Электросварочное оборудование питается напряжением 380 или 220 В переменного тока промышленной частоты.

Для дуговой сварки на переменном токе применяют сварочные трансформаторы однофазного и трехфазного исполнения. Источником постоянного тока при сварке служат вращающиеся и статические преобразователи.

Для автоматической дуговой сварки под слоем флюса или в защитном газе используют как трансформаторы, так и преобразователи трехфазного исполнения на напряжение 380 В.

Сварочные агрегаты для контактной сварки имеют однофазное исполнение.

Электросварочное оборудование работает в повторно-кратковременном режиме работы. Однофазные сварочные приемники (трансформаторы и другие установки) дают неравномерную нагрузку по фазам трехфазной питающей сети. Коэффициент их мощности колеблется в пределах 0,3-0,7. Сварочные установки по степени надежности относятся ко II категории.

Электропривод подъемно-транспортных устройств имеет повторно-кратковременный режим работы и относится ко II категории по надежности электроснабжения. На кран-балках и тельферах установлены двигатели с короткозамкнутым ротором, а на мостовых кранах — двигатели с фазным ротором.

3.3 Расчет электрических нагрузок

До расчета электрической нагрузки следует привести характеристики ЭП цеха согласно табл. 10.

Таблица 10 Характеристики электроприемников цеха

Билет №7

1.Принципы построения внутрицеховых электрических сетей.

Сети напряжением до 1 кВ служат для распределения электроэнергии внутри цехов промышленных предприятий, а также для питания некоторых ЭП, расположенных за пределами цеха на территории предприятии.

Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные.

В нашем цехе высокое напряжение с ЗРУ ГПП-1 подается по силовому кабелю на сборные шины цехового РУ -6 кВ. В РУ-6 кВ оно по ячеикам распределяется для питания цехового силового трансформатора ,машинного генератора и измерительных трансформаторов 6 Кв. Цеховой трансформатор понижает напряжение до 0.4 кВ и через шинный мост подает напряжение на сборные шины РУ-0.4 Кв .Со сборных шин через разьеденители напряжение распределяется по ячеикам для питания магистральных линий участков цеха , крупных электроприемников ,кранов и освещения…С магистральных линий участков цехов напряжение подается на сборные распред щиты ,шкафы (сборки) от которых запитывается все электрооборудование цеха.

Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ), к распределительным шинопроводам или к отдельным крупным ЭП. Распределительные внутрицеховые сети — это сети, к которым непосредственно подключаются различные ЭП цеха. Распределительные сети выполняются с помощью распределительных шинопроводов (ШРА) и распределительных шкафов.

Схемы распределения энергии внутри цехов

а) Радиальные (рис. 36, а) — энергия от распределительного щита 0,4/0,23 кВ трансформаторной подстанции поступает к электроприемникам непосредственно либо через силовые распределительные пункты;

Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах.

Рис. 36. Схемы распределения электрической энергии в сетях 0,4— 0,69 кВ:

и — радиальная; б — магистральная; в —смешанная; 1 — трансформатор; 2 — распределигельный щит низкого напряжения; 3, 4 — силовые пункты; 5 — крупный электродвигатель; 6 —крупный электроприемник; 7— автоматический выключатель на РЩ подстанции: 8 — магистральный шипопровод; 9 — распределительный шинопровод: 10 — автоматический выключатель или блок выключатель—предохранитель; 11 — выключатель или рубильник

Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надёжности.

Достоинства радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии.

б) магистральные — электроэнергия от распределительного щита по сквозным линиям, с переходом через ответвления к электроприемникам непосредственно или через силовые пункты;

Магистральные схемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределённых относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы ЭП, принадлежащих одной технологической линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха.

Одной из разновидностей магистральных схем является схема БТМ (блок трансформатор – магистраль, рис. 9.2б). В этом случае от трансформатора КТП отходит магистральный шинопровод (магистраль), предназначенный для передачи электроэнергии нескольким РШ или нескольким ЭП, присоединённым к магистрали в различных точках. Внутрицеховая сеть при этом упрощается, так как цеховая КТП может быть выполнена без РУНН. Схемы БТМ широко применяются для питания цеховых сетей механических цехов машиностроительных предприятий с поточным производством. Для обеспечения универсальности сети необходимо питающую магистраль 1 рассчитать на передачу всей мощности трансформатора, распределительные шинопроводы 2 –на максимальную расчётную нагрузку электроприёмников, расположенных на обслуживаемых шинопроводом участке цеха.

Достоинствами магистральных схем являются: упрощёние РУНН трансформаторных подстанций, высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети, использование унифицированных элементов (шинопроводов), позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостатком является их меньшая надёжность по сравнению с радиальными схемами, так как при аварии на магистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание. (Однако введение в схему резервных перемычек между ближайшими магистралями значительно повышает надёжность магистральных схем.) Применение шинопроводов постоянного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.

в) смешанные магистрально-радиальные_сочетают элементы радиальных и магистральных схем и являются наиболее рациональным способом внутрицехового распределения электроэнергии.

2.Реакторы. Принцип действия и основные параметры реакторов. 3.Конструкция реакторов. Характеристика реактора.

Токоограни?чивающий реа?ктор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения ударного тока короткого замыкания. Включается последовательно в цепь, ток которой нужно ограничивать и работает как индуктивное (реактивное) дополнительное сопротивление, уменьшающее ток и поддерживающее напряжение в сети при коротком замыкании, что увеличивает устойчивость генераторов и системы в целом.

Устройство и принцип действия.

Реактор — это катушка с постоянным индуктивным сопротивлением, включенная в цепь последовательно. В большинстве конструкций токоограничивающие реакторы не имеют ферромагнитных сердечников. В нормальном режиме на реакторе наблюдается падение напряжения порядка 3—4 %, что вполне допустимо. В случае короткого замыкания бо?льшая часть напряжения приходится на реактор.

Соответственно, чем выше будет реактивное сопротивление, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.

Реактивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению катушки. При больших токах у катушек со стальными сердечниками происходит насыщение сердечника, что резко снижает реактивность, и, как следствие, реактор теряет свои токоограничивающие свойства. По этой причине реакторы выполняют без стальных сердечников, несмотря на то, что при этом, для поддержания такого же значения индуктивности, их приходится делать больших размеров и массы. В случае если в линии электропередач 0,4—110 кВ имеются устройства передачи данных по технологии PLC, то реактор будет гасить эти частоты

1.Токоограничивающие реакторы подразделяются:

по месту установки: наружного применения и внутреннего;

по напряжению: среднего (3 —35 кВ) и высокого (110 —500 кВ);

по конструктивному исполнению на: бетонные, сухие, масляные и броневые;

по расположению фаз: вертикальное, горизонтальное и ступенчатое;

по исполнению обмоток: одинарные и сдвоенные;

по функциональному назначению: фидерные, фидерные групповые и межсекционные.

Дугогасящие реакторы увеличивают индуктивное сопротивление, противодействующее развитию дуги при аварийной ситуации, связанной с образованием однофазного замыкания на контур земли в сетях, использующих глухоизолированную нейтраль.

Основными параметрами реакторов являются: номинальное напряжение, номинальный длительный ток, реактивность ( в процентах или именованных единицах), потери активной мощности при номинальных условиях, проходная мощность, а также параметры, характеризующие термическую и динамическую стойкость реакторов

Получили распространение на внутренней установке на напряжения сетей до 35 кВ включительно. Бетонный реактор представляет собой концентрически расположенные витки изолированного многожильного провода, залитого в радиально расположенные бетонные колонки. При коротких замыканиях обмотки и детали испытывают значительные механические напряжения, обусловленные электродинамическими усилиями, поэтому при их изготовлении используется бетон с высокой прочностью. Все металлические детали реактора изготавливаются из немагнитных материалов. В случае больших токов применяют искусственное охлаждение.

Фазные катушки реактора располагают так, что при собранном реакторе поля катушек расположены встречно, что необходимо для преодоления продольных динамических усилий при коротком замыкании. Бетонные реакторы могут выполняться как естественно-воздушного так и воздушно-принудительного охлаждения (для больших номинальных мощностей), т.н. «дутьё» (добавляется буква «Д» в маркировке).

По состоянию на 2014 г. бетонные реакторы считаются морально устаревшими и вытесняются сухими реакторами.

Применяются в сетях с напряжением выше 35 кВ. Масляный реактор состоит из обмоток медных проводников, изолированных кабельной бумагой, которые укладываются на изоляционные цилиндры и заливаются маслом или иным электротехническим диэлектриком. Жидкость служит одновременно и изолирующей и охлаждающей средой. Для снижения нагрева стенок бака от переменного поля катушек реактора применяют электромагнитные экраны и магнитные шунты.

Электромагнитный экран представляет собой расположенные концентрично относительно обмотки реактора короткозамкнутые медные или алюминиевые витки вокруг стенок бака. Экранирование происходит за счет того, что в этих витках индуцируется электромагнитное поле, направленное встречно и компенсирующее основное поле.

Магнитный шунт — это пакеты листовой стали, расположенные внутри бака около стенок, которые создают искусственный магнитопровод с магнитным сопротивлением, меньшее, чем у стенок бака, что заставляет основной магнитный поток реактора замыкаться по нему, а не через стенки бака.

Для предотвращения взрывов, связанных с перегревом масла в баке, согласно ПУЭ, все реакторы на напряжение 500 кВ и выше должны быть оборудованы газовой защитой.

Сухие реакторы относятся к новому направлению в конструировании токоограничивающих реакторов и применяются в сетях с номинальным напряжением до 220 кВ. В одном из вариантов конструкции сухого реактора обмотки выполняются в виде кабелей (обычно прямоугольного сечения для уменьшения габаритов, повышения механической прочности и срока службы) с кремнийорганической изоляцией, намотанных на диэлектрический каркас. В другой конструкции реакторов провод обмотки изолируется полиамидной плёнкой, а затем двумя слоями стеклянных нитей с проклейкой и пропиткой их кремнеорганическим лаком и последующим запеканием, что соответствует классу нагревостойкости Н (рабочая температура до 180 °С); прессовка и стяжка бандажами обмоток делает их устойчивыми к механическим наряжениям при ударном токе.

Несмотря на тенденцию изготавливать токоограничивающие реакторы без ферромагнитного магнитопровода (вследствие опасности насыщения магнитной системы при токе к.з.и как следствие-резким падением токоограничивающих свойств) предприятия изготавливают реакторы с сердечниками броневой конструкции из электротехнической стали. Преимуществом данного типа токоограничивающих реакторов является меньшие массо-габаритные показатели и стоимость (за счёт уменьшения в конструкции доли цветных металлов). Недостаток: возможность потери токоограничивающих свойств при ударных токах, больших номинального для данного реактора, что в свою очередь требует тщательного расчёта токов к.з. в сети и выбора броневого реактора таким образом, чтобы в любом режиме сети ударный ток к.з. не превышал номинального.

Сдвоенные реакторы применяются для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме, для чего каждая фаза состоит из двух обмоток с сильной магнитной связью, включаемых встречно, к каждой из которых подключается примерно одинаковая нагрузка, в результате чего индуктивность уменьшается (зависит от остаточного разностного магнитного поля). При к.з. в цепи одной из обмоток поле резко возрастает, индуктивность увеличивается и происходит процесс токоограничения.

Межсекционные и фидерные реакторы

Межсекционные реакторы включаются между секциями для ограничения токов и поддержания напряжения в одной из секций, при к.з. в другой секции. Фидерные и фидерные групповые устанавливаются на отходящих фидерах (групповые являются общими для несколько фидеров).

СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ

Реакторы серии РБ

Ремонт реакторов типа РБ

Текущие ремонты реактора производят два раза в год, а капитальные — по мере надобности и в зависимости от его состояния. При ремонте поправляют деформированные витки обмотки, устраняют повреждения изоляции обмотки и бетонных колонок, восстанавливают разрушенные части колонок. Поврежденный лаковый покров бетонных колонок полностью восстанавливают. Это имеет большое значение для обеспечения сохранности реактора, так как нагрев бетона от протекающих токов короткого замыкания вызывает испарение проникшей в него влаги, которая тут же конденсируется и покрывает его поверхность. Находящаяся на поверхности проводящая пыль, смешиваясь с влагой, создает проводящую пленку, в результате чего может произойти междувитковый пробой изоляции и разрушение реактора. Для нанесения на колонки нового лакового покрова применяют натуральную олифу или один из следующих лаков: № 319, 441, 447, 460 или Л-1100.

4.Прокладка кабелей в земле. Прокладка кабеля при низких температурах.

Наиболее дешевый способ прокладки кабелей это размещение кабелей в траншее в земле.

Этот способ не требует больших затрат на строительные работы, и кроме того создаются хорошие условия для охлаждения кабелей. К недостаткам этого способа можно отнести каквозможность механических повреждений кабелей при земляных работах вблизи трассы кабелей. В траншеях прокладывают кабели на глубине 0,7 м. в одной траншее размещают не более 6-ти кабелей на напряжение 6 -10 кВ или двух кабелей на 35 кВ. Допускается рядом с ними прокладка не более одного пучка контрольных кабелей.

Ширина траншеи по дну для одного кабеля определяется удобством земляных работ и составляет 0,2 м при напряжении до 10 кВ и 0,3 м при 35 кВ. Ширина траншеи по верху зависит от её глубины и угла естественного откоса грунта.

1 – кабель связи; 2 – кирпич для защиты от механических повреждений; 3 – мягкий грунт для подсыпки (песок); 4 – кабели до 35 кВ; 5 – кабели до 10 кВ; 6 – контрольные кабели.

Прокладка кабеля при низких температурах.

Кабели в холодное время года прокладывают без предварительного подогрева, если температура воздуха в течении 24 ч до начала работ не была ниже:

0 гр С – для силовых бронированных и небронированных кабелей с бумажной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке;

-7 гр С – для контрольных и силовых кабелей напряжением до 35 кВ с пластмассовой или резиновой изоляцией и оболочкой с волокнистыми материалами в защитном покрове;

— 15 гр С – для контрольных и силовых кабелей напряжением до 10 кВ с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой без волокнистых материалов в защитном покрове;

— 20 гр С – для небронированных контрольных и силовых кабелей с полиэтиленовой изоляцией и оболочек без волокнистых материалов защитном покрове.

Рисунок. Принципиальная схема прогрева однофазным током: Т – понижающий трансформатор, L – регулировочный дроссель, ТА – измерительный трансформатор тока, рА — амперметр.

Во всех случаях прогрев кабелей напряжением до 35 кВ включительно выполняют трехфазным током при соответствующей теплоизоляции барабанов (войлочно-брезентовым капотом, сооружением временного тепляка и т. д.).

При отсутствии источника трехфазного тока кабели прогревают постоянным или однофазным током с бифилярным соединением двух жил. При температуре наружного воздуха не ниже -20 °С кабели прогревают внутри помещений при температуре окружающей среды до 40 °С. В случае отсутствия теплых помещений и источников электрического тока кабели прогревают в специальных тепляках горелками инфракрасного излучения или воздуходувками.

Прогрев кабеля осуществляют сварочными или специальными трансформаторами (например, типа ТСЗПК-М-20/0,38) мощностью 15-25 кВА. Требуемые параметры прогрева кабелей (допустимые ток и напряжение) обеспечивают регулировочными устройствами. Обычно прогрев прекращают, когда температура наружного покрова кабеля достигает 20-30° С. Выбор способа прогрева кабелей зависит от условий прокладки и технических возможностей

Каждый электрик должен знать:  Кабели силовые огнестойкие производства ЗАО Самарская кабельная компания

Прокладку прогретого кабеля ведут не более часа если температура окружающего воздуха от 0 до -10 гр С, не более 40 мин при температуре от-10 до -20 гр С, и не более 30 мин при температуре ниже -20 гр С. При температуре окружающего воздуха ниже -40 гр С прокладка кабелей всех марок не допускается.

При температуре прокладки ниже -20 гр С кабель в течении всего периода раскатки подогревают электротоком по схеме.

4.Освобождение от действия электрического тока в электроустановках до 1000В.

Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, вызывает в большинстве случаев непроизвольное судорожное сокращение мышц и общее возбуждение, которое может привести к нарушению и даже полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращения. Если пострадавший держит провод руками, его пальцы сжимаются так сильно, что высвободить провод из его рук становится невозможным. Поэтому первым действием оказывающего помощь должно быть быстрое отключение той части электроустановки, которой касается пострадавший.

При напряжении до 1000В для отделения пострадавшего от токоведущих частей или провода следует воспользоваться канатом, палкой, доской или каким-либо другим сухим предметом, не проводящим электрический ток.

Можно оттянуть пострадавшего от токоведущих частей за одежду (если она сухая и отстает от тела), например за полы пиджака или пальто, за воротник, избегая при этом прикосновения к окружающим металлическим предметам и частям тела пострадавшего, не прикрытым одеждой. Можно оттащить пострадавшего за ноги, при этом оказывающий помощь не должен касаться его обуви или одежды без хорошей изоляции своих рук, так как обувь и одежда могут быть сырыми и являться проводниками электрического тока. Для изоляции рук оказывающий помощь, особенно если ему необходимо коснуться тела пострадавшего, не прикрытого одеждой, должен надеть диэлектрические перчатки или обмотать руку шарфом, надеть на нее суконную фуражку, натянуть на руку рукав пиджака или пальто, накинуть на пострадавшего резиновый ковер, прорезиненную материю (плащ) или просто сухую материю. Можно также изолировать себя, встав на резиновый ковер, сухую доску или какую-либо не проводящую электрический ток подстилку, сверток сухой одежды и т.п. При отделении пострадавшего от токоведущих частей следует действовать одной рукой.

5.Классификация травматизма. Порядок расследования несчастных случаев, связанных с производством.

Классификация травматизма: производственные травмы и травмы не связанные с производством.

Классификация несчастных случаев по тяжести исхода.

легкие — НС, в результате которых пострадавшими были получены повреждения здоровья, отнесенные по квалифицирующим признакам, установленным Минздравсоцразвития России, к категории легких и средней тяжести;

тяжелые — НС, в результате которых пострадавшими были получены повреждения здоровья, отнесенные по квалифицирующим признакам, установленным Минздравсоцразвития России, к категории тяжелых;

со смертельным исходом — НС, в результате которых пострадавшие получили повреждения здоровья, приведшие к их смерти;

групповые — НС с числом пострадавших 2 человека и более;

групповые с тяжелыми последствиями — НС, при которых 2 человека и более получили повреждения здоровья, относящиеся к категории тяжелых или со смертельным исходом.

Расследование несчастных случаев (НС) на производстве кратко: численность и состав комиссии, сроки, распределение обязанностей

Численность и состав комиссии

Расследует НС комиссия, состоящая как минимум из 3 человек, которые прошли соответствующее обучение.

Расследует легкие НС (одиночные и групповые) комиссия, состоящая из представителей:

— службы ОТ предприятия (как вариант – привлеченный на договорных основаниях сторонний специалист);

— профсоюза или другого объединения работников.

Обстоятельства и причины одиночных и групповых тяжелых и смертельных НС расследует комиссия, в состав которой в дополнение к этим 3 лицам включены:

— сотрудник органов самоуправления федерального или местного значения (председатель);


— представитель территориального профсоюзного объединения;

В комиссию нельзя включать ответственных за ОТ на этом участке лиц и непосредственных руководителей работ.

Сроки расследования несчастных случаев на производстве

Порядок расследования несчастных случаев на производстве выделяет для работы комиссии:

— при НС с легким исходом – 3 дня;

— при НС с тяжелыми последствиями, смертельным исходом – 15 дней;

— при сокрытых НС, а также тех, о которых работодателя уведомили не вовремя либо когда последствия проявились спустя какое-то время, – 1 месяц.

Если нужно получить экспертные, медицинские заключения, информацию от органов дознания и т. д., сроки расследования несчастных случаев на производстве увеличиваются. Это решение принимает председатель комиссии, расследование продляется не более, чем на 15 дней, если имеется решение суда – на больший срок (не более 15 дней).

Основные моменты порядка расследования несчастных случаев на производстве устанавливает ст. 229.2 ТК РФ.

Организуют расследование и учет несчастных случаев на производстве работодатели. Они:

— утверждают состав комиссии приказом или распоряжением;

— уведомляют указанные в ТК РФ организации о НС, а затем – о его последствиях;

— предоставляют помещения, материалы, транспортные средства, связь, защитную одежду, проч.;

— организовывают доставку членов комиссии на объекты, фото- и видеосъемку, составление карт, чертежей и др.;

— уведомляют родственников или близких людей пострадавших о тяжелых и смертельных НС.

— изучает обстоятельства травмирования и документирует их;

— опрашивает очевидцев, свидетелей;

— затребует и изучает заключения экспертов, медиков, другую документацию;

— если нужно, продлевает срок расследования несчастного случая на производстве;

— изучает документацию по ОТ: материалы обучения, копии удостоверений, документы о выдаче спецодежды, спецобуви, защитных средств и др.

— выявляет причины несчастного случая на производстве;

— определяет нарушенные требования ОТ;

— разрабатывает мероприятия, которые помогут устранить эти нарушения;

— связывает НС с производством (либо не связывает);

— совместно с профсоюзом определяет % вины пострадавших, которые будут получать выплаты из Фонда;

— называет организацию, которой следует взять НС на учет;

— оформляет материалы расследования, организовывает их передачу на хранение работодателю.

Расследование и учет несчастных случаев на производстве: оформление документов

По итогам расследования составляются:

— акт Н-1: 1 экземпляр – для пострадавшего, 2 – для работодателя, 3 – для Фонда. Для незастрахованных в Фонде пострадавших третий экземпляр делать не нужно. Количество актов для групповых НС определяется по принципу: количество актов Н-1 = количеству пострадавших. Работодатель хранит акты минимум 45 лет;

— материалы расследования. Это: приказы об организации работы комиссии, протоколы осмотра мест происшествий, опроса пострадавших, фотографии, видео, экспертные заключения, выписки и т. д.

6.Дайте определение нормативной документации. Какая нормативная документация есть на вашем рабочем месте. Требования к нормативной документации.

Нормативный документ − документ, содержащий правила, общие принципы, характеристики, касающиеся определенных видов деятельности или их результатов, и доступный широкому кpyгy потребителей (пользователей).

Нормативная документация есть на вашем рабочем месте:

1.Схемы и чертежи эл.оборудования.

2.Журнал приемки и сдачи рабочей смены.

3.Инструкции по технике безопасности и охране труда и т.д.

Проектирование внутрицехового электроснабжения Часть II. Проектирование электроснабжения силовых электроприемников цеха Методические указания по курсовому и дипломному проектированию (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

Проектирование внутрицехового электроснабжения

Часть II. Проектирование электроснабжения силовых электроприемников цеха

Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы электроснабжения» для студентов всех форм обучения специальности «Электроснабжение»

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 3 от 01.01.2001

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией по специальности 140211

Протокол № 3 от 01.01.2001

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Данные методические указания необходимо рассматривать как продолжение первой части «Проектирование осветительных установок».

При проектировании внутрицехового электроснабжения необходимо учитывать некоторые характеристики силовых электроприемников (ЭП): режим работы, коэффициент мощности, количество фаз, род тока. В связи с этим ниже приводятся характеристики отдельных групп силовых ЭП.

Для всех ЭП важным показателем является их номинальная мощность. Для электродвигателей номинальные мощности выражаются в киловаттах: для однодвигательных ЭП – pн, кВт; для многодвигательных – суммарная номинальная мощность – Pн, кВт. Номинальной (установленной) мощностью плавильных электропечей и сварочных установок является мощность питающих их трансформаторов, выраженная в киловольт-амперах (кВА). Это же относится и к трансформаторам преобразовательных и выпрямительных агрегатов.

Основной группой промышленных потребителей электроэнергии являются электродвигатели. В установках, не требующих регулирования скорости в процессе работы, применяются электродвигатели переменного тока: асинхронные с короткозамкнутым или с фазным ротором, синхронные. При напряжении до 1 кВ и мощности до 100 кВт экономически целесообразнее применять асинхронные двигатели, а свыше 100 кВт – синхронные; при напряжении 10 кВ и мощности до 630 кВт – асинхронные двигатели, 450 кВт и выше – синхронные. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются в мощных электроприводах с тяжелыми условиями пуска.

К общепромышленным установкам относятся вентиляторы, насосы, компрессоры, воздуходувки и т. д. В них применяются асинхронные и синхронные двигатели трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением от 380 В до 10 кВ. Диапазон их мощностей различен – от долей киловатта (электродвигатели задвижек, затворов, насосов подачи смазки и т. п.) до десятков мегаватт (воздуходувки доменных печей, кислородные турбокомпрессоры). Основным агрегатам (насосы, вентиляторы) присущ продолжительный режим работы. Электродвигатели задвижек, затворов и т. п. работают в кратковременном режиме. Их коэффициент мощности находится в пределах 0,8–0,85. Синхронные двигатели работают в режиме перевозбуждения.

Данная группа электроприемников относится, как правило, к I категории по надежности электроснабжения. Некоторые вентиляционные и компрессорные установки относятся ко второй категории.

Наиболее многочисленной группой приемников электроэнергии являются металлорежущие станки. Напряжение сети, питающей двигатели станков, 380 или 660 В, частота 50 Гц. На станках, где требуется высокая частота вращения и регулирование скорости, применяют двигатели постоянного тока; в остальных случаях – асинхронные с короткозамкнутым ротором. По надежности электроснабжения станки основных цехов предприятий относят ко II категории, а вспомогательных цехов – к III категории по надежности электроснабжения.

К электротехнологическим установкам относятся электронагревательные и электролизные установки, установки электрохимической, электроискровой и ультразвуковой обработки металлов, электросварочное оборудование. Наиболее распространенной группой электронагревательных установок являются электрические печи сопротивления, которые подразделяются на печи косвенного нагрева и прямого нагрева.

Печи сопротивления получают питание от трехфазных сетей переменного тока частотой 50 Гц, в основном напряжением 380/220 В или на более высокое напряжение через понижающие трансформаторы. Выпускаются печи в одно- и трехфазном исполнении, мощностью до нескольких тысяч киловатт. Характер нагрузки их ровный, однако, однофазные печи для трехфазных сетей представляют несимметричную нагрузку. Коэффициент мощности для печей прямого действия 0,7–0,9, для печей косвенного действия – 1,0. Печи сопротивления относятся ко II категории по надежности электроснабжения.

Индукционные плавильные печи выпускаются со стальным сердечником и без него, мощностью до 4500 кВА. Питание индукционных печей и установок закалки и нагрева осуществляется от трехфазных сетей переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380/220 В и выше в зависимости от мощности.

Индукционные плавильные печи без сердечника и установки закалки и нагрева токами высокой частоты получают питание переменным током частотой до 40 МГц от преобразовательных установок, которые, в свою очередь, питаются от сетей переменного тока промышленной частоты.

Печи со стальными сердечниками выпускаются в одно-, двух- и трехфазном исполнении. Коэффициент мощности их колеблется в пределах 0,2–0,8 (у индукционных установок повышенной частоты – от 0,06 до 0,25).

Все перечисленные печи и установки индукционного нагрева относятся к приемникам II категории по надежности электроснабжения.

Дуговые электрические печи по способу нагрева разделяются на печи прямого, косвенного и смешанного нагрева. Дуговые печи получают питание от сетей переменного тока промышленной частоты напряжением до 110 кВ через специальные понижающие печные трансформаторы. Мощности современных дуговых электропечей достигают 100–125 MBА.

В период расплавления шихты возникают частые эксплуатационные короткие замыкания в процессе плавки и бестоковые паузы при выпуске стали и новой загрузке печи, в результате чего в питающих сетях наблюдаются толчковые нагрузки. Нагрузка от однофазных печей несимметричная. Коэффициент мощности 0,85–0,95. В отношении надежности электроснабжения дуговые печи относятся к приемникам первой категории.

Вакуумные электрические печи для выплавки высококачественных сталей и специальных сплавов относятся к приемникам особой группы первой категории, так как перерыв в питании вакуумных насосов приводит к дорогостоящему браку.

Электротехнологические установки, работающие на постоянном или переменном токе частотой, отличной от 50 Гц, питаются от преобразовательных установок, характеристики которых определяются режимом электротехнологической установки. Например, мощности электролизных установок для получения алюминия зависят от их производительности и достигают 150–180 МВА. Питание преобразовательных установок электролиза осуществляется трехфазным переменным током частотой 50 Гц напряжением до 110 кВ (в зависимости от мощности). Нагрузка их равномерная, симметричная. Коэффициент мощности составляет 0,8–0,9. Электролизные установки относятся к приемникам I категории по надежности электроснабжения.

Электросварочное оборудование питается напряжением 380 или 220 В переменного тока промышленной частоты.

Для дуговой сварки на переменном токе применяют сварочные трансформаторы однофазного и трехфазного исполнения. Источником постоянного тока при сварке служат вращающиеся и статические преобразователи.

Учебное пособие: Проектирование внутрицехового электроснабжения

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

Проектирование внутрицехового электроснабжения

Часть II. Проектирование электроснабжения силовых электроприемников цеха

Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы электроснабжения» для студентов всех форм обучения специальности «Электроснабжение»

Составитель Т.Л. Долгопол

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 3 от 10.02.2009

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией по специальности 140211

Протокол № 3 от 10.02.2009

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Данные методические указания необходимо рассматривать как продолжение первой части «Проектирование осветительных установок».

При проектировании внутрицехового электроснабжения необходимо учитывать некоторые характеристики силовых электроприемников (ЭП): режим работы, коэффициент мощности, количество фаз, род тока. В связи с этим ниже приводятся характеристики отдельных групп силовых ЭП.

Для всех ЭП важным показателем является их номинальная мощность. Для электродвигателей номинальные мощности выражаются в киловаттах: для однодвигательных ЭП – pн, кВт; для многодвигательных – суммарная номинальная мощность – Pн, кВт. Номинальной (установленной) мощностью плавильных электропечей и сварочных установок является мощность питающих их трансформаторов, выраженная в киловольт-амперах (кВА). Это же относится и к трансформаторам преобразовательных и выпрямительных агрегатов.

Основной группой промышленных потребителей электроэнергии являются электродвигатели. В установках, не требующих регулирования скорости в процессе работы, применяются электродвигатели переменного тока: асинхронные с короткозамкнутым или с фазным ротором, синхронные. При напряжении до 1 кВ и мощности до 100 кВт экономически целесообразнее применять асинхронные двигатели, а свыше 100 кВт – синхронные; при напряжении 10 кВ и мощности до 630 кВт – асинхронные двигатели, 450 кВт и выше – синхронные. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются в мощных электроприводах с тяжелыми условиями пуска.

К общепромышленным установкам относятся вентиляторы, насосы, компрессоры, воздуходувки и т. д. В них применяются асинхронные и синхронные двигатели трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением от 380 В до 10 кВ. Диапазон их мощностей различен – от долей киловатта (электродвигатели задвижек, затворов, насосов подачи смазки и т. п.) до десятков мегаватт (воздуходувки доменных печей, кислородные турбокомпрессоры). Основным агрегатам (насосы, вентиляторы) присущ продолжительный режим работы. Электродвигатели задвижек, затворов и т. п. работают в кратковременном режиме. Их коэффициент мощности находится в пределах 0,8–0,85. Синхронные двигатели работают в режиме перевозбуждения.

Данная группа электроприемников относится, как правило, к I категории по надежности электроснабжения. Некоторые вентиляционные и компрессорные установки относятся ко второй категории.

Наиболее многочисленной группой приемников электроэнергии являются металлорежущие станки. Напряжение сети, питающей двигатели станков, 380 или 660 В, частота 50 Гц. На станках, где требуется высокая частота вращения и регулирование скорости, применяют двигатели постоянного тока; в остальных случаях – асинхронные с короткозамкнутым ротором. По надежности электроснабжения станки основных цехов предприятий относят ко II категории, а вспомогательных цехов – к III категории по надежности электроснабжения.

К электротехнологическим установкам относятся электронагревательные и электролизные установки, установки электрохимической, электроискровой и ультразвуковой обработки металлов, электросварочное оборудование. Наиболее распространенной группой электронагревательных установок являются электрические печи сопротивления, которые подразделяются на печи косвенного нагрева и прямого нагрева.

Печи сопротивления получают питание от трехфазных сетей переменного тока частотой 50 Гц, в основном напряжением 380/220 В или на более высокое напряжение через понижающие трансформаторы. Выпускаются печи в одно- и трехфазном исполнении, мощностью до нескольких тысяч киловатт. Характер нагрузки их ровный, однако, однофазные печи для трехфазных сетей представляют несимметричную нагрузку. Коэффициент мощности для печей прямого действия 0,7–0,9, для печей косвенного действия – 1,0. Печи сопротивления относятся ко II категории по надежности электроснабжения.

Индукционные плавильные печи выпускаются со стальным сердечником и без него, мощностью до 4500 кВА. Питание индукционных печей и установок закалки и нагрева осуществляется от трехфазных сетей переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380/220 В и выше в зависимости от мощности.

Индукционные плавильные печи без сердечника и установки закалки и нагрева токами высокой частоты получают питание переменным током частотой до 40 МГц от преобразовательных установок, которые, в свою очередь, питаются от сетей переменного тока промышленной частоты.

Печи со стальными сердечниками выпускаются в одно-, двух- и трехфазном исполнении. Коэффициент мощности их колеблется в пределах 0,2–0,8 (у индукционных установок повышенной частоты – от 0,06 до 0,25).

Все перечисленные печи и установки индукционного нагрева относятся к приемникам II категории по надежности электроснабжения.

Дуговые электрические печи по способу нагрева разделяются на печи прямого, косвенного и смешанного нагрева. Дуговые печи получают питание от сетей переменного тока промышленной частоты напряжением до 110 кВ через специальные понижающие печные трансформаторы. Мощности современных дуговых электропечей достигают 100–125 MBА.

В период расплавления шихты возникают частые эксплуатационные короткие замыкания в процессе плавки и бестоковые паузы при выпуске стали и новой загрузке печи, в результате чего в питающих сетях наблюдаются толчковые нагрузки. Нагрузка от однофазных печей несимметричная. Коэффициент мощности 0,85–0,95. В отношении надежности электроснабжения дуговые печи относятся к приемникам первой категории.

Вакуумные электрические печи для выплавки высококачественных сталей и специальных сплавов относятся к приемникам особой группы первой категории, так как перерыв в питании вакуумных насосов приводит к дорогостоящему браку.

Электротехнологические установки, работающие на постоянном или переменном токе частотой, отличной от 50 Гц, питаются от преобразовательных установок, характеристики которых определяются режимом электротехнологической установки. Например, мощности электролизных установок для получения алюминия зависят от их производительности и достигают 150–180 МВА. Питание преобразовательных установок электролиза осуществляется трехфазным переменным током частотой 50 Гц напряжением до 110 кВ (в зависимости от мощности). Нагрузка их равномерная, симметричная. Коэффициент мощности составляет 0,8–0,9. Электролизные установки относятся к приемникам I категории по надежности электроснабжения.

Электросварочное оборудование питается напряжением 380 или 220 В переменного тока промышленной частоты.

Для дуговой сварки на переменном токе применяют сварочные трансформаторы однофазного и трехфазного исполнения. Источником постоянного тока при сварке служат вращающиеся и статические преобразователи.

Для автоматической дуговой сварки под слоем флюса или в защитном газе используют как трансформаторы, так и преобразователи трехфазного исполнения на напряжение 380 В.

Сварочные агрегаты для контактной сварки имеют однофазное исполнение.

Электросварочное оборудование работает в повторно-кратковременном режиме работы. Однофазные сварочные приемники (трансформаторы и другие установки) дают неравномерную нагрузку по фазам трехфазной питающей сети. Коэффициент их мощности колеблется в пределах 0,3–0,7. Сварочные установки по степени надежности относятся ко II категории.

Электропривод подъемно-транспортных устройств имеет повторно-кратковременный режим работы и относится ко II категории по надежности электроснабжения. На кран-балках и тельферах установлены двигатели с короткозамкнутым ротором, а на мостовых кранах – двигатели с фазным ротором.

3.3 Расчет электрических нагрузок

До расчета электрической нагрузки следует привести характеристики ЭП цеха согласно табл. 10.

Таблица 10 Характеристики электроприемников цеха

Внутрицеховое электроснабжение

— Двадцатка самых дорогих энергетических компаний мира
— Крупнейшие нефтегазовые компании мира по объему добычи
— Крупнейшие электроэнергетические компании России

Новости и заметки

Внутрицеховые сети

Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные.


отходят от источника питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ), к распределительным шинопроводам или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ (блок трансформатор – магистраль), (рис 2 б и 3). В этом случае от трансформатора КТП отходит магистральный шинопровод (магистраль), предназначенный для передачи электроэнергии нескольким РШ или нескольким ЭП, присоединённым к магистрали в различных точках. Отдельные приёмники и РШ в этом случае присоединяются к магистрали с помощью ответвлений. Торты на заказ заказ торта на день рождения с доставкой недорого десертсити.рф.

2 Распределительные внутрицеховые сети

— это сети, к которым непосредственно подключаются различные ЭП цеха. Распределительные сети выполняются с помощью распределительных шинопроводов (ШРА) и распределительных шкафов.

Характерным примером радиальной схемы

является (рис 2 а). Здесь от секции 1

распределительного пункта РП-1 напряжением 6-10 кВ

потребители НН через трансформатор получают питание отдельными линиями, отходящими от РУНН подстанции ТП1. Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надёжности.

Достоинства радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

(рис 2 и 3) целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределённых относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы ЭП, принадлежащих одной линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха.

Одной из разновидностей магистральных схем является схема БТМ (рис 3). В этом случае внутрицеховая сеть упрощается, так как цеховая КТП может быть выполнена без РУНН. Схемы БТМ широко применяются для питания цеховых сетей механических цехов машиностроительных предприятий с поточным производством. Для обеспечения универсальности сети необходимо питающую магистраль 1

рассчитать на передачу всей мощности трансформатора, распределительные шинопроводы 2

–на максимальную расчётную нагрузку электроприёмников, расположенных на обслуживаемых шинопроводом участка цеха.

называется жесткий токопровод заводского изготовления напряжением до 1 кВ

, поставляемый комплектными секциями.

Согласно схемы БТМ следует проектировать с числом отходящих от КТП магистральных шинопроводов, не превышающим числа установленных на подстанциях трансформаторов. Магистральный шинопровод присоединяется непосредственно к выводам низкого напряжения трансформатора. Длинна магистральных шинопроводов при их номинальной нагрузке и не должна превышать: 220 мпри номинальном токе 1600 А и 180 м при номинальном токе 2500 А

. При питании от магистральных шинопроводов одновременно силовых и осветительных нагрузок указанная предельная длинна шинопроводов снижается примерно в 2 раза.

При магистральной схеме ЭП могут быть подключены в любой точке магистрали.

предназначены для питания подъёмно-транспортных механизмов цеха.

Достоинствами магистральных схем являются: упрощёние РУНН трансформаторных подстанций, высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети, использование унифицированных элементов (шинопроводов), позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостатком является их меньшая надёжность по сравнению с радиальными схемами, так как при аварии на магистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание. (Однако введение в схему резервных перемычек между ближайшими магистралями значительно повышает надёжность магистральных схем.) Применение шинопроводов постоянного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.

Учебное пособие: Проектирование внутрицехового электроснабжения

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

Проектирование внутрицехового электроснабжения

Часть I. Проектирование осветительных установок

Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы электроснабжения» для студентов всех форм обучения специальности «Электроснабжение»

Составитель Т.Л. Долгопол

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 1 от 01.09.2008

Рекомендованы к печати

по специальности 140211

Протокол № 36 от 01.01.2008

Электронная копия находится

В библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

1. Объем и требования к оформлению курсового проекта

2. Исходные данные для проектирования

3. Методические указания по выполнению курсового проекта

Каждый электрик должен знать:  Какие вещества проводят электрический ток

3.1 Проектирование светотехнической части ОУ

3.1.1 Выбор источников света

3.1.2 Выбор системы освещения

3.1.3 Выбор светильников

3.1.4 Выбор нормы освещенности и коэффициента запаса

3.1.5 Расчет освещения

3.1.6 Проектирование аварийного освещения

3.2 Проектирование электрической части ОУ

3.2.1 Выбор напряжения и источника питания ОУ

3.2.2 Выбор схемы питания ОУ

3.2.3 Выбор магистральных и групповых щитков

3.2.4 Выбор способов прокладки и марок проводников осветительных линий

3.2.5 Выбор сечений линий осветительной сети

3.2.5.1 Выбор сечений по допустимому нагреву

3.2.5.2 Проверка сечений по потере напряжения

3.2.5.3 Проверка сечений на соответствие выбранному аппарату защиты

3.2.6 Защита осветительных линий

4. Методические указания по выполнению графической части проекта ОУ

Приложение 1. План и сведения об электрических нагрузках механического цеха

Приложение 2. Рекомендуемые источники света для производственных помещений при системе общего освещения

Приложение 3. Рекомендуемые источники света для производственных помещений при системе комбинированного освещения

Приложение 4. Рекомендуемые источники света для общего освещения жилых и общественных зданий

Приложение 5. Основные характеристики ламп накаливания общего назначения

Приложение 6. Основные характеристики линейных люминесцентных ламп серии Т8 (диаметр 26 мм)

Приложение 7. Основные характеристики люминесцентных трубчатых ламп серии Т5

Приложение 8. Характеристики компактных люминесцентных ламп со встроенными аппаратами включения

Приложение 9. Характеристики светодиодных ламп

Приложение 10. Основные характеристики газоразрядных ламп высокого давления (ГЛВД)

Приложение 11. Основные характеристики светильников для производственных помещений

Приложение 12. Характеристики светильников для общественных помещений

Приложение 13. Нормы освещенности и качественные показатели освещения для производственных помещений

Приложение 14. Нормы освещенности и качественные показатели для общественных и административно-бытовых помещений

Приложение 15. Значения коэффициента запаса по СНиП 23-05-95

Приложение 16. Коэффициент использования ОУ для светильников с типовыми КСС

Приложение 17. Основные характеристики щитков освещения

Приложение 18. Порядок записи условных обозначений на планах электрического оборудования внутреннего освещения

Приложение 19. Условные графические изображения на планах расположения электрического оборудования внутреннего освещения в дополнение к ГОСТ 21.614

Приложение 20. Пример оформления принципиальной схемы питающей сети

1. Объем и требования к оформлению курсового проекта

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

В расчетно-пояснительной записке необходимо привести обоснование принятых решений, расчетные формулы с пояснением величин, входящих в них с указанием их размерности. Результаты однотипных расчетов следует свести в таблицы.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

1. Задание на курсовое проектирование

2. Оглавление с указанием страниц каждого раздела

3. Проектирование внутрицехового электроснабжения

4. Список используемой литературы (автор, название, место издания, издательство, год издания, количество страниц)

Раздел 3 расчетно-пояснительной записки следует выполнить в следующем объеме:

3.1. Характеристика окружающей среды в цехе

3.2. Проектирование светотехнической части осветительных установок цеха

3.3. Расчет электрических нагрузок

3.4. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

3.5. Выбор схемы и компоновки цеховой комплектной трансформаторной подстанции (КТП)

3.6. Выбор схемы осветительной и силовой сети цеха

3.7. Выбор способов прокладки линий осветительной и силовой сети цеха

3.8. Выбор электрооборудования напряжением до 1000 В (шинопроводов, щитков освещения, распределительных силовых пунктов)

3.9. Выбор сечений линий осветительной сети

3.10. Выбор сечений линий силовой сети

3.11. Выбор защитной аппаратуры

3.12. Расчет токов короткого замыкания

3.13. Проверка правильности выбора защитной аппаратуры

Графическая часть состоит из двух листов чертежей:

План осветительных установок цеха

2. План размещения электрооборудования цеха. Схема цеховой электрической сети

Расчетно-пояснительная записка и графическая часть проекта должны оформляться в соответствии с ЕСКД.

2. Исходные данные для проектирования

Исходные данные для проектирования представлены в табл. 1 и прил. 1.

В табл. 1 приведены строительные габариты цехов по вариантам и перечень производственных участков в каждом цехе, размеры которых (длину и ширину), студенты выбирают самостоятельно.

Кроме производственных участков в цехе необходимо предусмотреть вспомогательные помещения (кабинеты; кладовые заготовок, сырья, инструмента; комнаты отдыха; гардеробы, душевые, преддушевые и т. п.), высота которых не должна превышать 3 метров.

В зависимости от строительной высоты цеха вспомогательные помещения можно располагать на двух, трех и более строительных отметках. В табл. 1 приведены значения коэффициентов отражения для производственных участков, для вспомогательных помещений – ; = 50 %; = 30 %.

В приложении 1 приведены планы расположения технологического оборудования в цехах и спецификация оборудования по вариантам.

Объектом проектирования может быть любой реально существующий цех, входящий в структуру промышленного или горного предприятия, данные по которому необходимо собрать при прохождении производственных практик.

Исходные данные для проектирования

1 – заготовительный участок

2 – механический участок

3 – участок шлифовки и полировки

4 – сварочный цех

1 – сварочно-заготовительный участок


2 – кузнечно-термический участок

3 – механический участок

1 – участок обработки деталей

2 – участок металлорежущих станков

3 – участок шлифовки и полировки

4 – сварочный участок

1 – сварочно-заготовительный участок

2 – механический участок

3 – ковочное отделение

4 – участок металлопокрытий

1 – слесарный участок

2 – столярный участок

3 – участок изготовления древесных плит

4 –сборочный участок

1 – плавильно-заливочное отделение

2 – термическое отделение

3 – участок закалки

Наименование цеха Наименование производственных участков Характеристика зрительной работы Номер варианта Строительные габариты цеха, м Коэффициенты отражения Строительный модуль
длина, А ширина, В высота, Н потолка, Сп стен, Сс раб. пов-ти, Сс
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1. Механический цех 1 48 48 12 0,5 0,3 0,1 24×6
2 54 40 10 0,7 0,3 0,1 20×6
3 60 36 6 0,5 0,5 0,3 18×6
4 66 36 7 0,3 0,1 0,1 12×6
5 72 30 8 15×6
6 78 32 9 0,5 0,5 0,3 16×6
7 54 42 11 0,5 0,3 0,1 21×6
8 60 48 6 0,7 0,3 0,1 16×6
9 78 30 6 15×6
10 66 40 13 0,5 0,5 0,1 20×6
2. Ремонтно-механический цех 1 54 50 12 0,5 0,3 0,1 25×6
2 60 48 10 0,3 0,1 0,1 12×6
3 66 42 9 0,5 0,5 0,3 21×6
4 72 30 6 0,7 0,3 0,1 15×6
5 78 32 7 0,5 0,3 0,1 16×6
6 48 40 11 0,7 0,3 0,1 20×6
7 60 36 8 0,5 0,5 0,3 12×6
8 66 32 6 0,5 0,3 0,1 16×6
9 54 40 14 0,3 0,1 0,1 20×6
10 72 36 6 18×6
3. Инструментальный цех 1 78 32 6 0,5 0,5 0,3 16×6
2 60 48 7 24×6
3 72 36 8 0,5 0,5 0,1 18×6
4 66 40 9 0,3 0,1 0,1 20×6
5 54 50 10 0,5 0,3 0,1 25×6
6 60 42 12 0,7 0,3 0,1 14×6
7 72 48 6 0,5 0,5 0,3 16×6
8 78 40 8 0,5 0,3 0,1 20×6
9 54 51 11 0,5 0,5 0,1 17×6
10 48 48 14 24×6
4. Кузнечный цех 1 60 40 6 0,7 0,3 0,1 20×6
2 72 36 8 0,5 0,5 0,1 18×6
3 54 42 12 0,5 0,3 0,1 21×2
4 48 40 14 0,5 0,5 0,3 20×2
5 66 36 10 12×6
6 60 36 7 0,5 0,5 0,3 18×6
7 54 40 8 0,5 0,3 0,1 20×6
8 48 42 9 0,3 0,3 0,1 21×6
9 72 30 6 0,5 0,5 0,1 15×6
10 66 32 10 0,7 0,3 0,1 16×6
5. Деревообрабатывающий цех 1 78 30 6 0,5 0,5 0,3 15×6
2 48 40 10 0,5 0,3 0,1 20×6
3 54 36 7 0,3 0,3 0,1 18×6
4 60 36 12 0,5 0,5 0,1 12×6
5 72 36 6 18х6
6 66 40 8 0,7 0,3 0,1 20х6
7 54 40 9 0,5 0,5 0,3 20х6
8 72 32 6 0,3 0,3 0,1 16х6
9 48 42 11 0,5 0,5 0,1 14х6
10 60 32 12 16х6
6. Литейный цех 1 54 40 10 20х6
2 66 40 8 0,7 0,3 0,1 20х6
3 72 36 6 0,5 0,5 0,3 12х6
4 48 36 7 0,5 0,3 0,1 18х6
5 60 40 10 0,5 0,5 0,1 20х6
6 54 32 7 16х6
7 72 30 6 0,5 0,5 0,3 15х6
8 48 48 12 0,5 0,3 0,1 16х6
9 66 42 8 0,3 0,3 0,1 21х6
10 60 40 9 0,7 0,3 0,1 20х6

3. Методические указания по выполнению курсового проекта

Методические указания по выполнению курсового проекта разделены на две части:

I часть – проектирование осветительных установок

II часть – проектирование электроснабжения силовых электроприемников цеха.

Для выполнения обеих частей проекта необходимо дать характеристику окружающей среды на производственных участках цеха и во вспомогательных помещениях. Если в цехе имеются пожаро- и взрывоопасные зоны, то необходимо указать и охарактеризовать классы этих зон. Характеристика окружающей среды влияет на выбор степени защиты электрооборудования (светильников, осветительных щитков, распределительных пунктов); на выбор марок проводников для цеховой электрической сети и способы прокладки линий в помещениях цеха.

Проектирование осветительных установок состоит из двух частей:

Проектирование светотехнической части ОУ.

Проектирование электрической части ОУ.

3.1 Проектирование светотехнической части ОУ

Целью проектирования является определение осветительной нагрузки цеха.

Этапы проектирования светотехнической части ОУ:

Выбор источников света

Выбор системы освещения

Выбор нормы освещенности и коэффициента запаса

Проектирование аварийного освещения

3.1.1 Выбор источников света

Одним из наиболее эффективных способов уменьшения установленной мощности и снижения затрат на освещение является использование экономичных источников света с наибольшей световой отдачей. Поэтому для обеспечения рационального использования электроэнергии, расходуемой на освещение, во всех случаях, где не имеется специфических противопоказаний, в качестве источников света целесообразно применять газоразрядные лампы.

Лампы накаливания (ЛН) имеют низкую световую отдачу (Н = 7 ÷ 18 лм / Вт) и малый срок службы (Т = 1000 часов), поэтому их можно использовать только в следующих случаях:

– для общего освещения помещений повышенной опасности и особо опасных по поражению электрическим током при условии необходимости использования пониженных уровней напряжений (не выше 50 В) для питания осветительной установки;

– в помещениях, в которых по условиям технологического процесса недопустимы радиопомехи;

– для аварийного освещения, если рабочее освещение выполнено газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ).

Для освещения помещений с низкими уровнями нормируемой освещенности, с временным пребыванием людей, а также для местного освещения следует вместо ламп накаливания использовать компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) или светодиодные.

Выполняемые зрительные работы могут иметь разные требования к цветоразличению: очень высокие, высокие, невысокие, либо не иметь. Рекомендуемые источники света для производственных помещений, в зависимости от требований к цветоразличению для системы общего освещения приведены в прил. 2 , для комбинированного – в прил. 3 . В прил. 4 приведены рекомендуемые источники света для общего освещения жилых и общественных зданий.

Восприятие света зависит от цветности излучения ИС. Согласно ГОСТа 6825-91 (МЭК 81-84) для люминесцентных ламп (ЛЛ) установлено пять цветностей излучения: тепло-белый (ТБ), белый (Б), естественный (Е), холодно-белый (ХБ) и дневной (Д). Люминесцентные лампы с улучшенной цветностью излучения имеют в маркировке букву Ц, с очень улучшенной – ЦЦ.

Цветность излучения ламп может быть охарактеризована цветовой температурой (Тц) и индексом цветопередачи (Rа).

Тепло-белой цветности соответствует Тц = 2700 – 3000 К, белой – Тц = 3500 К, холодно-белой – Тц = 4200 К, естественной – Тц = 5000 К, дневной – Тц = 6000 – 6500 К. Значение общего индекса цветопередачи (Rа) характеризуют качество цветопередачи: Rа ≥ 90 – отличное; Rа ≥ 80 – очень хорошее; 80 > Rа ≥ 70 – хорошее; 70 > Rа ≥ 60 – удовлетворительное; 60 > Rа ≥ 40 – приемлемое; Rа 2 , 16 мм 2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм 2 и 50 % сечения фазных проводников при больших сечениях. Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не мене 2,5 мм 2 – при наличии механической защиты и 4 мм 2 – при ее отсутствии.

Сечение PEN-проводников (совмещены функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника) должно быть не менее сечения N-проводников и не менее 10 мм 2 по меди и 16 мм 2 по алюминию независимо от сечения фазных проводников.

Значения Iq приведены в части II методических указаний «Проектирование электроснабжения силовых электроприемников цеха».

3.2.5.2 Проверка сечений по потере напряжения

Напряжение, подводимое к лампе, значительно влияет на ее световой поток, поэтому в ПУЭ регламентируется максимально допустимое снижение напряжения на источниках света.

В осветительных сетях рабочего освещения производственных и общественных зданий на наиболее электрически удаленных от источника питания лампах должно быть напряжение не ниже 97,5 % от номинального, для аварийного освещения – не ниже 95 % от Uн. Под наиболее электрически удаленной лампой понимается ИС, для которого потери напряжения окажутся максимальными. Потери напряжения зависят не только от удаленности ИС, но и от единичной мощности лампы. Для люминесцентных трубчатых ламп потери напряжения определяются не для самой удаленной лампы, а для точки, находящейся в середине самого удаленного от источника питания ряда светильников с ЛЛ при условии, что к этой точке подключена нагрузка всех ламп этого ряда с учетом потерь в ПРА.

Для проверки сечений по потере напряжения необходимо привести схему группового щитка с указанием конфигурации только одной групповой линии (количество, тип и мощность ИС, расстояния между точками их подключения к линии), для остальных групповых линий указать их расчетные нагрузки (для трехфазных – пофазно), для питающей – длину.

Условие проверки сечений по потере напряжения:

ΔUΣ = ΔUтр + Δ Uпл + ΔUрл + ΔUгр.л ≤ Δ Uдоп, (18)

где ΔUтр – потери напряжения во вторичной обмотке цехового трансформатора, от которого запитан групповой щиток; ΔUпл – потери напряжения в питающей линии, %; ΔUрл– потери напряжения в распределительной линии, % ; ΔUгр.л – потери напряжения в групповой линии, %; ΔUдоп – допустимые потери напряжения, равные 7,5%.

ΔUтр зависит от типа трансформатора и коэффициента его загрузки, и определяются по формулам, приведенным во II части методических указаний, так как, как правило, осветительная и силовая нагрузка цеха запитываются от общего трансформатора.

Для однофазных групповых линий потери напряжения для самой удаленной лампы или середины самого удаленного ряда ЛЛ определяют по формуле:

где М – момент нагрузки, кВт·м; S – выбранное сечение линии, мм2; С – коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала проводника и конфигурации линии.

Для однофазных линий с медными жилами С = 12, с алюминиевыми – С = 7,4. Для трехфазных линий с равномерной нагрузкой фаз с медными жилами С = 72, с алюминиевыми – С = 44. Для трехфазных неравномерно нагруженных линий коэффициент С выбирается как для однофазных линий.

Момент нагрузки определяется по формуле:

М = ΣРРili, кВт ·м, (20)

где Ррi – расчетная мощность линии в i-ой точке, кВт; li – длина линии от щитка до точки приложения электрической нагрузки, м.

В трехфазных групповых линиях моменты нагрузки определяются пофазно для самых удаленных ламп каждой фазы по формуле (19): МА – момент нагрузки фазы А, МВ – фазы В, Мс – фазы С. Если моменты нагрузки фаз одинаковы, то такая линия считается равномерно нагруженной. Если моменты нагрузки различны, то определяется неравномерность нагрузки фаз (ΔМ):

Если ΔМ ≤ 15 %, то линия считается условно равномерно нагруженной, если ΔМ > 15 % – неравномерно нагруженной. Степень неравномерности загрузки фаз определяет величину уравнительных токов, которые протекают по фазным проводникам наряду с токами нагрузки, создавая в линии дополнительные потери напряжения. Для равномерно и условно равномерно нагруженных линий потери напряжения для всех фаз одинаковы и определяются по формуле:

Для неравномерно нагруженных линий потери напряжения определяются пофазно с учетом потерь напряжения от уравнительных токов по формулам:

ΔUА = ΔUФА + ΔUОА – 0,5 (ΔUОВ + Δ UОС), %

ΔUВ = ΔUФВ + ΔUОВ – 0,5 (ΔUОА + Δ UОС), % (23)

ΔUС = ΔUФС + ΔUОС – 0,5 (ΔUОА + Δ UОВ), %

где ΔUФА, ΔUФВ, ΔUФС – потери напряжения в фазах от токов нагрузки; ΔUОА, ΔUОВ, ΔUОС – потери напряжения в фазах от уравнительных токов.

ΔUФА = ; ΔUФВ = ; ΔUФС = ,(24)

ΔUОА = ; ΔUОВ = ; ΔUОС = , (25)

где S0 – сечение нулевого рабочего проводника.

Для питающей (распределительной) линии момент нагрузки определяют пофазно:

МА = РРАLПЛ, кВт ·м

МВ = РРВLПЛ, кВт ·м (26)

МС = РРСLПЛ, кВт ·м

Затем определяют неравномерность нагрузки фаз по формуле (20) и потери напряжения, ΔUПЛ (ΔUРЛ), либо по формуле (21), либо – (22) в зависимости от значения ΔМ.

Если условие (17) не выполняется, то необходимо увеличить сечения групповой и питающей (распределительной) линии и пересчитать потери напряжения. При этом следует учесть, что сечение групповой линии не следует увеличивать более 6 мм2 из-за ее разветвленности и большого числа соединений.

3.2.5.3 Проверка сечений на соответствие выбранному аппарату защиты

Т. к. для защиты осветительных линий используются АВ с комбинированными расцепителями, то проверка сечений производится по условию: Iq / Iнтр ≥ 1, (27)где Iнтр – номинальный ток теплового расцепителя АВ. Если условие (27) не выполняется, необходимо увеличить сечение линии.

Выбор сечений осветительных линий привести на примере одной групповой и одной питающей линий. Данные по выбору сечений остальных линий свести в табл. 6.

Результаты выбора сечений осветительных линий

Номер линии Способ прокладки Марка кабеля (провода) Длина линии, l, м Расчетная мощность линии, Рр, кВт Расчетный ток линии, Iр, А Сечение по допустимому нагреву, Sн, мм2 Длительно допустимый ток, Iq, А Момент нагрузки, М, кВт ·м Потери напряжения в линии, ΔUЛ, % Потери напряжения суммарные, ΔU Σ, % Сечение, выбранное по потере напряжения, S ΔU, мм2 Длительно допустимый ток, Iq, А (S ΔU) Номинальный ток теплового расцепителя, IНТР, А Окончательно выбранное сечение
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

3.2.6 Защита осветительных линий

Согласно ПУЭ осветительные сети в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий требуют защиты не только от токов КЗ, но и от токов перегрузки. Длительная перегрузка наиболее вероятна в осветительных линиях, по которым запитываются ИС и розеточная нагрузка. В связи с этим осветительные щитки комплектуются АВ с комбинированными расцепителями, имеющими обратно зависимую от тока характеристику срабатывания (с возрастанием тока время отключения уменьшается). Наличие розеток обуславливает возможность прямого прикосновения к токоведущим частям, поэтому осветительные линии, питающие розеточную нагрузку, должны иметь блоки УЗО, отдельно устанавливаемые или встроенные в автоматические выключатели. При использовании блоков УЗО однофазные групповые линии защищаются двухполюсными АВ, а трехфазные – четырехполюсными.

В целях обеспечения селективности защиты и если это не приводит к завышению сечения проводников, ток каждого аппарата защиты рекомендуется принимать не менее чем на две ступени большим тока предыдущего аппарата. Разница не менее чем на одну ступень обязательна при всех условиях, однако, если водные АВ осветительных щитков приняты с расцепителями только в целях большей устойчивости этих автоматов к токам КЗ, то требование к селективности защиты на них не распространяется. Номинальные токи тепловых расцепителей следует выбирать по расчетным токам защищаемых участков сети с учетом пусковых токов ламп накаливания и газоразрядных ламп высокого давления (ГЛВД). В табл. 7 приведены рекомендации по выбору Iнтр с учетом пусковых токов ИС. Выбор АВ по остальным параметрам аналогичен автоматическим выключателям в силовых линиях и приведен в части II методических указаний. Расцепители АВ в осветительных линиях допускается не проверять по чувствительности их действия, если обеспечено соотношение между длительно допустимым током проводника и номинальным током теплового расцепителя по условию (26).

Выбор Iнтр автоматических выключателей с учетом пусковых токов источников света

Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями:

Внутрицеховое электроснабжение

1. Внутрицеховые сети

2. Распределительные внутрицеховые сети

Смешанные (комбинированные) схемы

3. Конструктивное выполнение внутрицеховых электрических сетей

3.3 Кабельные линии в сетях напряжением до 1 кВ

4. Основное оборудование внутрицеховых сетей

Силовые распределительные шкафы ШР-11

Осветительные групповые щитки

Автоматические воздушные выключатели

5. Список используемой литературы

Сети напряжением до 1 кВ служат для распределения электроэнергии внутри цехов промышленных предприятий, а также для питания некоторых ЭП, расположенных за пределами цеха на территории предприятии. Цеховые электрические сети напряжением до 1 кВ являются составной частью СЭС промышленного предприятия и осуществляют непосредственное питание большинства ЭП. Схема внутри цеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещений цеха, взаимным расположением ТП, ЭП и вводов питания, расчётной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, технико-экономическими соображениями, условиями окружающей среды.

На (рис 1) показано устройство внутрицеховых электроустановок, соединение которых между собой по определённой схеме образует цеховую электрическую сеть.

На (рис 1), представляющем собой поперечный разрез пролёта производственного помещения цеха, показаны открытые шинные магистрали 1, расположенные в верхней зоне (А) цеха. Там же установлен осветительный шинопровод 2. На капители колонны в зоне (Б) расположен троллейный шинопровод 3 для питания нагрузок мостового крана, по конструкциям вдоль стены цеха в зоне (В) размещены распределительный 4 и магистральные 8 шинопроводы. В цехе в зоне (Д) имеется кабельный канал 6 для прокладки внутрицеховых кабелей, распределительный шкаф 5 для питания силовых электроприемников и осветительный щиток 7 зона (Г).

1 Внутрицеховые сети.

Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные.

Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ), к распределительным шинопроводам или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ (блок трансформатор – магистраль), (рис 2 б и 3). В этом случае от трансформатора КТП отходит магистральный шинопровод (магистраль), предназначенный для передачи электроэнергии нескольким РШ или нескольким ЭП, присоединённым к магистрали в различных точках. Отдельные приёмники и РШ в этом случае присоединяются к магистрали с помощью ответвлений.

2 Распределительные внутрицеховые сети — это сети, к которым непосредственно подключаются различные ЭП цеха. Распределительные сети выполняются с помощью распределительных шинопроводов (ШРА) и распределительных шкафов.

Характерным примером радиальной схемы является (рис 2 а). Здесь от секции 1 распределительного пункта РП-1 напряжением 6-10 кВ потребители НН через трансформатор получают питание отдельными линиями, отходящими от РУНН подстанции ТП1. Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надёжности.

Достоинства радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

Магистральные схемы (рис 2 и 3) целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределённых относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы ЭП, принадлежащих одной линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха.

Одной из разновидностей магистральных схем является схема БТМ (рис 3). В этом случае внутрицеховая сеть упрощается, так как цеховая КТП может быть выполнена без РУНН. Схемы БТМ широко применяются для питания цеховых сетей механических цехов машиностроительных предприятий с поточным производством. Для обеспечения универсальности сети необходимо питающую магистраль 1 рассчитать на передачу всей мощности трансформатора, распределительные шинопроводы 2 –на максимальную расчётную нагрузку электроприёмников, расположенных на обслуживаемых шинопроводом участка цеха.

Шинопроводом называется жесткий токопровод заводского изготовления напряжением до 1 кВ, поставляемый комплектными секциями.

Согласно схемы БТМ следует проектировать с числом отходящих от КТП магистральных шинопроводов, не превышающим числа установленных на подстанциях трансформаторов. Магистральный шинопровод присоединяется непосредственно к выводам низкого напряжения трансформатора. Длинна магистральных шинопроводов при их номинальной нагрузке и не должна превышать: 220 м при номинальном токе 1600 А и 180 м при номинальном токе 2500 А. При питании от магистральных шинопроводов одновременно силовых и осветительных нагрузок указанная предельная длинна шинопроводов снижается примерно в 2 раза.

При магистральной схеме ЭП могут быть подключены в любой точке магистрали.

Троллейные линии предназначены для питания подъёмно-транспортных механизмов цеха.

Достоинствами магистральных схем являются: упрощёние РУНН трансформаторных подстанций, высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети, использование унифицированных элементов (шинопроводов), позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостатком является их меньшая надёжность по сравнению с радиальными схемами, так как при аварии на магистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание. (Однако введение в схему резервных перемычек между ближайшими магистралями значительно повышает надёжность магистральных схем.) Применение шинопроводов постоянного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.

Добавить комментарий
Аппараты защиты Отношение номинального тока теплового расцепителя автомата к рабочему току линии, не менее
для ламп накаливания Для ГЛВД для люминесцентных ламп