Т.Л. Долгопол Электрификация производственных процессов

20

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность 0,5 лк на полу основных проходов и на ступенях лестниц.

Для аварийного освещения (освещения безопасности и эвакуационного) следует применять:

а) лампы накаливания; б) люминесцентные лампы – в помещениях с минимальной

температурой воздуха не менее +50С и при условии питания ламп во всех режимах напряжением не ниже 90% номинального;

в) разрядные лампы высокого давления при условии их мгновенного или быстрого повторного зажигания как в горячем состоянии после кратковременного отключения питающего напряжения, так и в холодном состоянии.

Осветительные приборы аварийного освещения допускается предусматривать горящими, включаемыми одновременно со светильниками рабочего освещения и негорящими, автоматически включаемыми при прекращении питания рабочего освещения.

3.3. Расчет электрических нагрузок цеха

Расчетную силовую нагрузку цеха определяют по методу упорядоченных диаграмм. Для этого электроприёмники цеха разбивают на две характерные группы:

а) электроприёмники с переменным графиком нагрузки, у ко-

торых коэффициент использования Ки<0,6; б) электроприёмники с практически постоянным графиком на-

грузки, у которых Ки≥0,6.

Значения Ки и cosϕ для характерных групп электроприёмников приведены в прил. 12.

Среднюю активную нагрузку за наиболее загруженную смену для каждой группы электроприёмников определяют по формуле

Среднюю реактивную нагрузку за наиболее загруженную смену для каждой группы электроприёмников определяют по формуле

Средневзвешенный коэффициент использования определяют по формуле

где ∑Рсм – суммарная средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену группы электроприёмников цеха, кВт;

∑Рн – суммарная номинальная мощность группы электроприёмников цеха, кВт.

Для ЭП с практически постоянным графиком нагрузки расчетную активную нагрузку (Рм) принимают равной средней мощности

за наиболее загруженную смену Рм=Рсм.

Расчетные активную и реактивную мощности группы электроприёмников с переменным графиком нагрузки определяют из выражений:

где nэ – эффективное число электроприёмников, Км – коэффициент максимума активной мощности.

Значения Км приведены в прил. 13. Эффективное число ЭП определяют по формуле

При большом числе ЭП рекомендуется пользоваться упрощенными способами вычисления nэ, допустимая погрешность которых лежит в пределах ±10%:

а) при m = pнmax 3 и Ки ср ≥0,2 nэ может быть определено по

Pнmin

формуле

2Σ nP

nэ = 1 н ; (11)

Рнmax

22

б) при m>3 и Ки ср <0,2 nэ ЭП определяют с помощью кривых или по прил. 13;

в) при m≤3 и любом значении Ки ср допускается принимать

nэ=n, где n- исходное число ЭП.

При наличии в расчетном узле ЭП как с переменным, так и с практически постоянным графиком, расчетные нагрузки этих электроприёмников определяют отдельно, а суммарную расчетную нагрузку по узлу в целом –сложением максимальной нагрузки ЭП с

переменным графиком (Рм1) со средней нагрузкой ЭП с практически постоянным графиком Рм2:

Рм=Рм1+Рм2=Км Рсм1+Рсм2 (12)

В тех случаях, когда мощность ЭП с практически постоянным графиком нагрузки составляет менее 25% суммарной мощности всех ЭП расчетного узла, общую расчетную нагрузку следует определять как для электроприёмников с переменным графиком нагрузки. Если мощность ЭП с переменным графиком нагрузки составляет менее 25% суммарной мощности всех ЭП расчетного узла, то расчетную нагрузку определяют как для ЭП с постоянным графиком нагрузки.

Полную расчетную нагрузку цеха (с учетом освещения) опре-

При определении расчетных нагрузок цеха в целом и отдельных групп электроприёмников следует пользоваться табл. 7.

24

3.4. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

Как правило цеховые ТП встроены в здание цеха или пристроены к нему. ТП должны размещаться вне цеха только при невозможности размещения внутри цеха или при расположении части нагрузок вне цеха. Применение внешних отдельно стоящих цеховых ТП целесообразно:

-при питании от одной ТП нескольких цехов;

-при наличии в цехах взрывоопасных производств;

-при невозможности расположения ТП внутри цеха по соображениям производственного характера.

Число трансформаторов цеховой подстанции определяют из условий надёжности питания с учетом категории потребителей электроэнергии.

Однотрансформаторные цеховые подстанции применяют для ЭП, допускающих перерыв в электроснабжении на время доставки складского резерва, или при резервировании, осуществляемом по перемычкам на вторичном напряжении.

Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяют при преобладании потребителей 1 и 2 категории, а также при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки.

Цеховые подстанции с числом трансформаторов более двух применяют при обосновании их необходимости, а также в случаях установки раздельных трансформаторов для питания силовой и осветительной нагрузок.

Мощность трансформатора определяют по формуле

где Sp – расчетная мощность цеха с учетом освещения; N – число трансформаторов;

Кз – коэффициент загрузки трансформатора.

При преобладании потребителей 1 категории Кз=0,65-0,7, при преобладании потребителей 2 категории Кз=0,7-0,8, а при нагрузках

3 категории Кз=0,9-0,95.

При этом за расчетную мощность целесообразно принимать среднюю мощность за наиболее загруженную смену, то есть

Допускается выбирать мощность цеховых трансформаторов для проектируемых подстанций по максимальной нагрузке, но это приводит к завышению их мощности.

Следует иметь в виду, что при нагрузке в цехе, меньшей 400квА, целесообразно решать вопрос об её объединении с нагруз-

кой рядом расположенного цеха, в остальных случаях (Sp>400кВА) в цехе рационально устанавливать собственную трансформаторную подстанцию.

Экономически целесообразная мощность цеховых трансформаторов может быть ориентировочно определена по плотности электрической нагрузки (табл. 8), определяемой по формуле

Экономически целесообразная мощность трансформаторов

Выбранные трансформаторы проверяют по допустимой аварийной перегрузке. Если нагрузка трансформатора до аварийной перегрузки не превышала 0,93 паспортной мощности, то его можно перегружать на 40 % в течение 5 суток не более 6 часов в сутки. Ус-

где SН.Т – номинальная мощность трансформатора;

SI+II - расчетная мощность потребителей I и II категорий, установленных в цехе.

26

Более нагруженный трансформатор проверяют по допустимой систематической перегрузке по условию:

(К П.ДОП равен 1,2 для трансформаторов установленных внутри помещений и 1,3 – для установленных вне здания);

SР – расчетная мощность более нагруженного трансформатора.

Для проверки трансформаторов по систематической перегрузке, а затем для выбора секционного автоматического выключателя необходимо определить нагрузку на секции шин цеховой подстанции.

С этой целью все ЭП цеха территориально разбивают на группы, которые зависят либо от отдельных распределительных шинопроводов (ШРА) при магистральных схемах цеховых сетей, либо от распределительных пунктов (РП) при радиальных схемах.

Нагрузки на ШРА и РП определяют по методу упорядоченных диаграмм, затем распределяют по секциям шин.

Результаты расчета свести в таблицу, аналогичную табл. 7 методических указаний.

3.5.Выбор схемы и компоновки цеховой трансформаторной подстанции

Цеховые трансформаторные подстанции, как правило, не имеют РУВН и состоят из вводов высокого напряжения, трансформаторов и распределительного устройства низкого напряжения (РУНН).

Всостав подстанции может входить РУВН, если в цехе имеются потребители высокого напряжения (высоковольтные двигатели, конденсаторные батареи и т.п.). Цеховая подстанция может не иметь распределительного щита на низкой стороне, если магистральная сеть выполняется по схеме блока трансформатормагистраль, что значительно упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции.

Вданном разделе необходимо указать способ присоединения цеховых трансформаторов к распределительной сети, тип выбранной КТП, ее комплектацию и компоновку.

27

3.6. Выбор схемы и конструктивного выполнения внутрицеховых электрических сетей

Внутрицеховые сети выполняют по радиальной, магистральной или смешанной схемам. Каждый вид схемы имеет свою наиболее целесообразную область применения.

Радиальные схемы питания применяют в помещениях с любой средой. Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания (КТП) отходят линии, питающие непосредственно мощные электроприемники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприемники. Распределительные пункты (шкафы) располагают в центре электрических нагрузок данной группы потребителей и запитывают от цеховой ТП, как правило, по кабельным линиям. Марка и способ прокладки кабелей определяют характером среды в помещении.

Радиальные схемы применяют:

-для электроснабжения потребителей I категории;

-для электроснабжения нескольких достаточно мощных по-

требителей; (IH >250 А), не связанных единым технологическим процессом или удаленных друг от друга настолько, что питание их по магистральной схеме нецелесообразно;

-для питания насосных или компрессорных станций;

-во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных производствах, в которых распределительные пункты вынесены в отдельные помещения.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, но требуют больших затрат на электрооборудование и монтаж, чем магистральные схемы.

Магистральные схемы широко применяют в помещениях с нормальной средой и равномерным распределением технологического оборудования. Кроме этого, магистральные схемы применяют для питания электроприемников, связанных единым технологическим процессом, когда прекращение питания одного электроприемника вызывает необходимость прекращения всего технологического процесса. Магистральные схемы следует использовать для питания большого числа мелких электроприемников, не связанных единым технологическим процессом. Например, металлорежущие станки в

28

цехах механической обработки металлов, равномерно распределенные по площади цеха.

В чистом виде магистральные или радиальные схемы применяют редко. На практике наибольшее распространение получили смешанные схемы.

Внутрицеховые сети различаются по конструкции применяемых проводников, способам их изоляции и прокладки. Конкретное исполнение сети выбирается в зависимости от ее назначения и условий окружающей среды.

Для питания крановых двигателей и другого внутрицехового электротранспорта применяют троллейные линии, выполненные троллейными шинопроводами и троллеями-голыми проводами, чем обеспечивается контакт с токосъемником в любом месте линии. Возможно использование гибких кабелей.

3.7. Выбор электрооборудования напряжением до 1000 В (шинопроводов, групповых и магистральных щитков, распределительных пунктов и шкафов)

Комплектные шинопроводы магистральные (ШМА) и распределительные (ШРА) выбирают по расчетному току и проверяют по потере напряжения и на электродинамическую стойкость. Технические характеристики комплектных шинопроводов приведены в [2].

Групповые щитки выбирают по расчетному току, по степени защиты от воздействия окружающей среды, по количеству групповых линий, по типу автоматического выключателя (однополюсный или трехполюсный). В качестве осветительных магистральных и групповых щитков применяют распределительные пункты серии ПР 8501 с трехполюсными и однополюсными автоматическими выключателями. Распределительные пункты этой серии используют также для силовых электроустановок. Пункты укомплектованы автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями – однополюсными ВА 51-29 до 63 А и трехполюсными ВА 51-31 до 100 А. Номинальный ток комбинированных расцепителей авто-

матических выключателей ВА 51-29: 10; 12.5; 16; 20; 25; 31.5; 40; 50; 63 А; автоматических выключателей ВА 51-31: 10; 16; 20; 25; 31.5; 40; 50; 63; 80; 100. Номенклатура пунктов ПР 8501 приведена в табл. 9. Степень защиты пунктов IP 21 и IP 54

29

Для групповых осветительных сетей производственных помещений, освещаемых ГЛВД (ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНАТ), при устройстве групповой компенсации реактивной мощности трехфазными конденсаторами, присоединенными к групповым линиям, применяют распределительные пункты серии ПР 41 для напряжения 380/220 В. Пункт ПР 41 рассчитан на четыре трехфазные групповые линии, в нем установлены автоматические выключатели АЕ 2046 с комбинированными расцепителями и четыре трехфазных конденсатора мощностью до 18 кВАр. Степень защиты IP 43. К пунктам допускается присоединение алюминиевых и медных проводников на каждую фазу: питающих от 10 до 2х120 мм2, отходящих от 1,5 до 25 мм2. В качестве групповых могут использоваться щитки, номенклатура которых и технические характеристики приведены в прил. 14.