5819

31

В качестве первой буквы кода для коммутационных аппаратов принята буква S, защитных — F, управления — К, сигнальных — H, силовых выключателей — Q. Этой первой буквой обозначают вид или группу видов, к которой принадлежит элемент; вторая буква используется для обозначения принципа действия элемента. Цифры служат для обозначения номера элемента данного вида. В составном обозначении обязательным является указание обеих частей обозначения, то есть вида и номера элемента.

Так, катушка второго на схеме магнитного пускателя будет обозначена КМ2, автомата с третьим порядковым номером — QF3, первого разъединителя

— QS1 и т. д. При разнесенном способе допускается к основному номеру элемента добавлять условный номер части этого элемента, расположенной в другой цепи. Его отделяют одной или двумя точками. Например, три контакта магнитного пускателя с первым порядковым номером, помещенные в силовой цепи, будут обозначены КМ1 : 1...3, а четвертый контакт, блокирующий пусковую кнопку и расположенный в цепи управления, будет обозначен КМ1:4 (двоеточие является квалифицирующим символом для обозначения контактов).

14.2 Задачи для самостоятельного решения

Начертите электрическую принципиальную схему электроустановки в соответствии с ГОСТ 21.608-84, 21.614-88.

14.3Вопросы для самоконтроля знаний

14.3.1Перечислите типы электрических схем.

14.3.2Для чего используются принципиальные схемы?

14.3.3Для чего используются схемы соединений?

14.3.4Для чего используются функциональные схемы?

14.3.5Для чего используются структурные схемы?

Тема 15 Распределение электрической энергии внутри предприятий

Цель занятия. Изучение принципов распределения электрической энергии внутри предприятий.

15.1 Краткие теоретические сведения Схемы электрических сетей. Схемы электрических сетей должны

строиться исходя из требований, предъявляемых к электробезопасности и надежности электроснабжения электроприемников зданий /15/.

Количество вводно-распределительных устройств или главных распределительных щитов (ВРУ, ГРЩ), предназначенных для приема электроэнергии от городской сети и распределения ее по потребителям зданий, выбирается по соображениям обеспечения надежности электроснабжения с учетом конструкции здания и по построению схемы внешнего электроснабжения.

В общественных зданиях ГРЩ или ВРУ должны располагаться у основного абонента независимо от числа предприятий, учреждений и организаций, расположенных в здании. В типовых проектах блок-секций жилых домов следует предусматривать планировочные решения, позволяющие

32

изменять местоположение ВРУ при привязке проектов к конкретным условиям застройки.

У каждого из абонентов, расположенных в здании, должно устанавливаться самостоятельное ВРУ, питающееся от общего ВРУ или ГРЩ здания. От общего ВРУ допускается питание потребителей, расположенных в других зданиях, при условии, что эти потребители связаны функционально. Нагрузка каждой питающей линии, отходящей от ВРУ, не должна превышать

250 А.

Категория по надежности электроснабжения для питания электроприемников противопожарных устройств должна соответствовать требованиям /15/.

При наличии в здании электроприемников, требующих первой категории по степени надежности электроснабжения, рекомендуется выполнять питание всего здания от двух независимых источников с устройством АВР независимо от требуемой степени обеспечения надежности электроснабжения других электроприемников в соответствии с требованиями /15/.

При отсутствии АВР на вводе в здание питание электроприемников первой категории по надежности электроснабжения следует выполнять от самостоятельного щита (панели) с устройством АВР. При наличии на вводе аппаратов защиты и управления этот щит (панель) с устройством АВР следует подключать после аппарата управления и до аппарата защиты. При наличии на вводе автоматического выключателя, выполняющего функции управления и защиты, это подключение должно производиться до автоматического выключателя.

Питание аварийного освещения должно быть независимым от питания рабочего освещения и выполняться: при двух вводах в здание от разных вводов, а при одном вводе - самостоятельными линиями, начиная от ВРУ или ГРЩ. Распределительные линии сетей рабочего, эвакуационного и освещения безопасности, освещения витрин, рекламы и иллюминации в зданиях должны быть самостоятельными, начиная от ВРУ или ГРЩ.

Сети эвакуационного освещения и освещения безопасности могут быть общими.

В общественных зданиях от одной линии рекомендуется питать несколько вертикальных участков (стояков) питающей сети освещения. При этом в начале каждого стояка, питающего три и более групповых щитков следует устанавливать защитный аппарат. Если стояк питается отдельно линией, установка защитного аппарата в начале стояка не требуется. Электроустановки торговых предприятий, учреждений бытового обслуживания населения, административно-конторских и других помещений общественного назначения, встроенные в жилые дома, следует питать отдельными линиями от ВРУ (ГРЩ) дома (см. ПУЭ) /16/. При этом у каждого потребителя должно устанавливаться самостоятельное ВРУ. Допускается питание указанных потребителей от отдельного ВРУ.

Распределение электроэнергии к силовым распределительным щитам, пунктам и групповым щиткам сети электрического освещения следует, как

33

правило, осуществлять по магистральной схеме. Радиальные схемы следует, как правило, выполнять для присоединения мощных электродвигателей, групп электроприемников общего технологического назначения (например, встроенных пищеблоков, помещений вычислительных центров и т. п.), потребителей I категории по надежности электроснабжения.

Питание рабочего освещения помещений, в которых длительно могут находиться 600 и более человек (конференц-залы, актовые залы и т. п.), рекомендуется осуществлять от разных вводов, при этом к каждому вводу должно быть подключено около 50 % светильников.

Отклонения напряжения от номинального на зажимах силовых электроприемников и наиболее удаленных ламп электрического освещения не должны превышать в нормальном режиме ±5 %, а предельно допустимые в послеаварийном режиме при наибольших расчетных нагрузках — ±10 %. В сетях напряжением 12—50 В (считая от источника питания, например понижающего трансформатора) отклонения напряжения разрешается принимать до 10 %. Для ряда электроприемников (аппараты управления, электродвигатели) допускается снижение напряжения в пусковых режимах в пределах значений, регламентированных для данных электроприемников, но не более 15 %.

С учетом регламентированных отклонений от номинального значения суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной лампы общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5 %.

Размах изменений напряжения на зажимах электроприемников при пуске электродвигателя не должен превышать значений, установленных ГОСТ 13109.

Силовые распределительные сети. Силовые распределительные пункты, щиты и щитки следует располагать, как правило, на тех же этажах, где размещены присоединенные к ним электроприемники. Присоединяемые к силовым распределительным пунктам, щитам и щиткам электроприемники рекомендуется объединять в группы с учетом их технологического назначения. В силовых распределительных сетях для питания электроприемников рекомендуется использовать радиальные схемы, допускается при насыщенности помещений однотипным оборудованием использовать магистральные схемы питания. В радиальных схемах допускается присоединение шлейфом (РЕ-проводники должны присоединяться с помощью ответвления) второго электроприемника, если это не противоречит требованиям по подключению конкретного оборудования, при этом тип и сечение проводников перемычек должны соответствовать проводникам основной питающей линии, в обоснованных случаях допускается подключение шлейфом до трех дополнительных электроприемников, при этом суммарная нагрузка по току не должна более чем в два раза превосходить значение номинального рабочего тока вводного аппарата головного (первого) электроприемника. Совместное питание по магистральной схеме электроприемников холодильного и технологического оборудования не допускается.

34

Аппараты управления силовыми электроприемниками должны устанавливаться возможно ближе к месту расположения управляемых механизмов:

рассредоточено или группами на специальных конструкциях в шкафах станций управления;

в напольных или навесных шкафах, устанавливаемых в нишах строительных конструкций, или открыто.

Вобщественных зданиях питание штепсельных розеток для подключения электрических механизмов должно осуществляться от силовой сети. Допускается подключение указанных электроприемников к сети электрического освещения.

Групповые сети. Групповые линии освещения могут быть одно-, двух- и трехфазными в зависимости от их протяженности и числа присоединенных светильников. При этом в двух- и трехфазных групповых линиях запрещается использование предохранителей и однополюсных автоматических выключателей. Однофазные групповые линии следует выполнять трехпроводными, двухфазные — четырехпроводными и трехфазные — пятипроводными с отдельными N- и РЕ-проводниками. При использовании

шинопроводов в системе TN-C допускается объединять N- и РЕ-проводники — PEN-шина, при этом сечение PEN-проводника должно быть не менее 10 мм2 по меди. Запрещается объединять N- и РЕ-проводники разных групповых линий.

К групповым линиям освещения разрешается присоединять на фазу:

до 60 ламп накаливания мощностью до 60 Вт;

до 75 люминесцентных ламп мощностью 40 Вт;

до 100 люминесцентных ламп мощностью 20 Вт и менее.

Для коммутации однофазных групповых линий могут использоваться как однополюсные, так и двухполюсные выключатели.

Распределение нагрузок между фазами сети освещения общественных зданий должно быть, как правило, равномерным; разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз не должна превышать 30 % в пределах одного этажа и 15 % — в начале питающих линий.

15.2 Задачи для самостоятельного решения

Начертите электрическую принципиальную схему распределительной сети в соответствии с ГОСТ 21.608-84, 21.614-88.

15.3Вопросы для самоконтроля знаний

15.3.1Какие требования предъявляются к схемам электрических сетей?

15.3.2Назначение ВРУ, ГРЩ?

15.3.3Каким требованиям должна соответствовать категория по надежности электроснабжения для питания электроприемников противопожарных устройств?

35

15.3.4В каких случаях необходимо предусматривать АВР?

15.3.5Как осуществляется питание аварийного освещения?

Тема 16 Выбор аппаратов управления и защиты для электроприемников и сетей 0,38 кВ

Цель занятия. Закрепление теоретических и практических навыков проектирования и выбора аппаратов управления и защиты для электроприемников и сетей 0,38 кВ.

16.1 Краткие теоретические сведения

При проектировании систем электроснабжения широко используют защитные, пусковые (коммутационные) аппараты и аппараты управления напряжением до 1000 В. К защитным аппаратам относятся плавкие предохранители, автоматические воздушные выключатели, различные защитные устройства и реле. В проектах сельскохозяйственных потребителей, относящихся к 1-ой и 2-ой категории электроснабжения, предусматривают два независимых источника питания. Поэтому для соблюдения установленных нормативов в перерывах подачи электроэнергии при проектировании рассматривают варианты построения схем электроснабжения, обеспечивающих заданную надежность.

На рисунке 16.1 приводится схема электроснабжения для с/х потребителей 2-ой категории. Так как основную нагрузку ферм, птичников, ремонтных мастерских, зернотоков и т.д. составляют освещение и электропривод, поэтому в задачах 1 и 2 рассматривается именно эта нагрузка

(рисунок 16.1, 16.2)

16.2 Методика расчета

Номинальный ток электродвигателя

36

где kI – кратность пускового тока;

Принимается плавкая вставка предохранителя на ближайшее большее значение тока.

Для защиты группы потребителей плавкая вставка предохранителя

где IПУСК.НБ - наибольший пусковой ток потребителя, А.

Выбирается плавкая вставка на ближайший больший стандартный ток.

где Iн.расц.т - номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя, А;

где Iсраб.расц.э. - ток срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя, А;

37

16.3 Задачи для самостоятельного решения Задача. Проект системы электроснабжения животноводческого

комплекса предусматривает в целях повышения надежности двухстороннее питание от разных источников. Приемники подключены к распределительному щиту РШ, и через кабель К к шинам понижающей подстанции 10/0,4 кВ. Необходимо выбрать плавкие вставки предохранителей для питания двух короткозамкнутых асинхронных электродвигателей М1(10 кВт) и М2 (2 кВт) и ламповой нагрузки НL (6,5 кВт) (рисунок 16.1).

Таблица 16.1 Варианты заданий к задаче

Индивидуальные задания к задаче:

Нагрузка: с № варианта 1...10 М1, М4, НL1, НL2, с № варианта 11...20 М2,

М3, НL1, НL2, с № варианта 21...30 М1, М2, М3,НL1, с № варианта 31...40

М2, М3, М4,НL2. Ламповая нагрузка НL1 принимается по первой цифре порядкового номера в кВт, НL2 принимается по последней цифре порядкового номера в кВт, М1-М4 электродвигательная нагрузка (таблица 16.1).

38

Рисунок 16.1 Схема электроснабжения животноводческого комплекса

Номер варианта дает преподаватель. Для решения своего варианта необходимы справочные данные по электродвигателям, которые приводятся в справочной литературе, например, /17/. Предохранители выбираются также по справочнику. Кроме этого в задаче необходимо выбрать марку и сечение провода на каждом участке и по полной мощности записать тип питающего трансформатора.

Задача. Выбрать автоматические выключатели, определить марки проводов и кабелей для внутренней электрической сети. Проектом рассматривается прокладка сети в помещении нормального типа с температурой окружающего воздуха 25 °С. Электрическая сеть выполнена на напряжение 380/220 В, схема сети показана на рисунке 16.2. Схемой предусмотрено питание двух групп осветительной нагрузки НL1 (25 кВт) и НL2 (10 кВт) и асинхронных электродвигателей М1 (30 кВт) с короткозамкнутым и М2 (40 кВт) с фазным ротором. От ТП к первому распределительному щиту РЩ1 проложен четырехжильный кабель с медными жилами, работающий при температуре 25°С, а от РЩ1 к - распределительному щиту РЩ2 открыто проложен четырехжильный алюминиевый кабель. Группы осветительных ламп НL1 и НL2 подключены к РЩ1 четырьмя изолированными медными проводами, проложенными в стальных трубах. Электродвигатели М1 и М2 подсоединяются к распределительному щиту РЩ2 изолированными алюминиевыми проводами, проложенными в стальных трубах. Коэффициент одновременности Ко для головного участка ТП-РЩ1 принимается равным 0,9. Индивидуальные задания к задаче приведены в таблице 16.2 и 16.3.

39

Рисунок 16.2 Схема к примеру выбора автоматических выключателей

Таблица 16.2 Данные к задаче 2

16.3Вопросы для самоконтроля знаний

16.3.1Укажите преимущества электродвигателей единой серии 4А перед электродвигателями серии А2 и АО2.

16.3.2Перечислите защитные и коммутационные аппараты, применяемые в сельскохозяйственном производстве и дайте их краткую характеристику.

40

16.3.3Приведите пример комплектных устройств управления электрооборудованием, применяемых при проектировании систем электрификации.

16.3.4Что показывает коэффициент загрузки?

16.3.5Назовите условия выбора предохранителей?

Тема 17 Проверка защитных аппаратов на срабатывание при однофазном КЗ

Цель занятия. Закрепление теоретических и практических навыков проектирования и выбора аппаратов управления и защиты электроприемников от однофазных коротких замыканий в сетях 0,38 кВ.

17.1Краткие теоретические сведения

Впроцессе проектирования систем электроснабжения требуется проверить правильность срабатывания защитных аппаратов при повреждении изоляции. Для этого площади сечений защитных проводников должны быть выбраны такими, чтобы расчетный ток металлического однофазного короткого замыкания в конце участка линии был не менее чем в 3 раза выше номинального тока плавкой вставки защищающего его предохранителя или номинального тока расцепителя автомата (если расцепитель имеет зависимую от тока характеристику). В случае, если автомат имеет расцепитель только с независимой характеристикой (например, без теплового реле), для надежного срабатывания защиты ток однофазного короткого замыкания должен в 1,4 раза превышать ток срабатывания расцепителя при номинальном токе автомата до 100 А, или в 1,25 раза при большем номинальном токе автомата.

Если указанные условия не соблюдаются, приходится увеличивать площади сечений (проводимости) защитных проводников на соответствующих участках, или секционировать линию предохранителями или автоматами.

При проверке защиты ток однофазного короткого замыкания определяется из формулы