Вспомогательные методы расчета электрических нагрузок

Метод удельного расхода электроэнергии на единицу продукции. Ряд приемников электроэнергии характеризует­ся неизменными или мало изменяющимися графиками на­грузок. К таким электроприемникам относятся электропри­воды вентиляторов, насосов, преобразовательных агрегатов электролизных установок.

Для приемников с неизменной или мало изменяющейся во времени нагрузкой расчетная нагрузка совпадает со средней за наиболее загруженную смену и может быть оп­ределена по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за оп­ределенный период времени

,

где - удельный расход электроэнергии на единицу про­дукции, кВт·ч; -количество продукции, выпускаемой за смену (производительность установки за смену); -продолжительность наиболее загруженной смены, ч.

При наличии данных об удельных расходах электро­энергии на единицу продукции в натуральном выражении Эуд и годовом объеме выпускаемой продукции цеха (предприятия в целом) расчетную нагрузку определяют по формуле где - число часов использования максимума актив­ной нагрузки цеха (принимается по отраслевым инструкци­ям и справочным данным).

Если известны данные об удельных расходах электро­энергии по отдельным технологическим агрегатам то расчетную нагрузку определяют по следующим выраже­ниям:

для цеха для завода в целом

где и - расходы электроэнергии по отдельным аг­регатам; и расчетные нагрузки за наиболее загруженную смену соответственно общецеховых и общеза­водских электроприемников, которые определяются в зависимости от их режима и графика работы; п- количество агрегатов цеха; т- количество цехов завода.

Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади применяют при проектировании универсальных се­тей машиностроения, характеризующихся большим числом приемников малой и средней мощности, равномерно рас­пределенных по площади цеха. Универсальные сети выпол­няют магистральными шинопроводами и прокладывают сучетом возможных перемещений технологического обору­дования.

Расчетную нагрузку группы приемников определяют по формуле

Где удельная расчетная мощность на 1 м² производст­венной площади, кВт/м²

; F- площадь размещения прием­ников группы, м².

Удельную нагрузку определяют по статистическим дан­ным. Значение ее зависит от рода производства, площади цеха, обслуживаемой магистральным шинопроводом, и из­меняется в пределах 0,06—0,6 кВт/м².

Рассматриваемый метод расчета целесообразно приме­нять для определения расчетной нагрузки на стадии проект­ного задания при технико-экономическом сравнении вариан­тов, а также для других ориентировочных расчетов.

1. Выполнение цеховых сетей до 1000 В шинопроводами распределительными, магистральными, троллейными, осветительными).

При распределении электрической энергии на низком напряжении одним из основных вопросов является выбор схемы. Питание цеховых сетей низкого напря­жения производится от цеховых трансформаторных подстанций (ТП). От шин ТП электроэнергия поступает непосредственно к крупным потребителям или к распределительным.

Радиальная схема питания.

На рисунке изображена радиальная схема, применяемая для питания отдельных узлов до статочно больших по величине сосредоточенных нагрузок, по отношению к которым подстанция занимает более или менее центральное положение. Схема проста в эксплуатации, удобна в смысле избирательного действия защиты, но требует повышенных капитальных затрат на сооружение по сравнению с магистральными схемами питания. При радиальной схеме отдельные достаточно мощные электроприемники могут получать питание непосредственно от подстанций, а группы менее мощных и близко

расположенных друг от друга потребителей — от распределительных шкафов, устанавливаемых возможно ближе к геометрическому центру нагрузки.

Магистральная схема питания.

В случае распределен­ного характера нагрузки применяется магистральная схема, которая позволяет сократить габари­ты подстанции и дает зна­чительную экономию цвет­ных металлов по сравнению с радиальными схемами пи­тания.

При наличии в цехах промышленного предприятия ответственных потребителей между распределительными шкафами (при радиальной схеме), а также между конечными шкафами магистралей устанавливаются перемычки с нормально отключенными рубильниками или автома­тами для аварийного резервирования питания. Электроприемники могут присоеди­няться к распределительным пунктам либо независимо один от другого, либо объединяться включением «цепочкой».

Схемы присоединения электропри­емников к распределительным пунктам:

а — независимое присоединение; б—присоединение цепочкой.

Соединение в цепочку рекомендует­ся для двигателей небольшой мощности, близко расположенных друг к другу, но вместе с тем значительно удаленных от распределительного пункта. Однако не рекомендуется объединять в одну це­почку более трех электроприемников, а также электроприемяики различного технологического назначения (например, электродвигатели станков с электродви­гателями вентиляторов и т. п.). Широкое распространение в элек­троснабжении цехов промышленных предприятий получили мапистральные схемы с присоединением электроприемников не через распределительные пункты, а непосредственно от токопроводов различ­ных типов. Конструкция таких магистралей должна допускать частые ответвления к электро­приемникам, что очень удобно, в особенности при перемещении производственных агрегатов по цеху, обусловленном изменениями технологиче­ского процесса.

К недостаткам этой схемы следует отнести в первую очередь простои ряда производствен­ных механизмов при отсоединении одного из по­требителей, так как в этих условиях требует­ся предварительно отключать всю шинную сборку.

Магистрали с распределенными нагрузками применяются главным образом для цехов хо­лодной обработки металлов, так как электро­снабжение подобных цехов осуществляется в большинстве случаев от внутрицеховых под­станций.

В последнее время успешно применяется схе­ма, носящая название «блок трансформатор— магистраль» (БТМ).

Схема Блок Трансфор­матор — Магистраль.

Система БТМ применяется для цехов с рав­номерно распределенной нагрузкой. Основным ее достоинством является отсутствие распредели­тельных шкафов, которые в этой системе приме­няются лишь для групп электроприемников, зна­чительно удаленных от шинопроводов и располо­женных таким образом, что применение для них шинных сборок оказывается невозможным. Ответвления присоединяются к магистрали посредством штепсельных контактных соединений с предохранителями. Установка предохранителей необходима также и на ответвлениях к электроприемникам от шинных сборок.

1. Выполнение цеховых сетей до 1000 В кабельными линиями.

Благодаря разнообразию используемых материалов и конст­руктивных исполнений кабели могут применяться в сетях промыш­ленных предприятий всех напряжений как внутри зданий и соору­жений, так и на территории и во внешнем электроснабжении пред­приятия.

Внутри зданий и сооружений промышленных предприятий мо­гут применяться следующие виды прокладки кабелей:

1) открытая прокладка по стенам и поверхностям строитель­ных конструкций;

2) прокладка в открыто или скрыто проложенных металлических трубах;

3) прокладка в кабельных лотках и коробах;

4) прокладка в кабельных каналах;

5) подвешивание на несущем тросе;

6) протягивание по воздуху тросовых кабелей;

7) прокладка в кабельных сооружениях, являющихся частями зданий (на кабельных этажах, в двойных полах, в кабельных шах­тах и т. п.).

Внутри помещений и кабельных сооружений применяются в за­висимости от возможности или невозможности случайных механи­ческих повреждений бронированные или небронированные кабели без горючих наружных покровов. Чтобы защитить открыто проло­женные кабели (например, в лотках) от огня во время пожара, может применяться огнестойкая засыпка или заливка затвердеваю­щей огнестойкой массой. В местах перехода кабельных линий из одного помещения в другое применяются огнепреграждающие блоки.

По территории предприятий кабели могут прокладываться в кабельных сооружениях или (при малом числе кабелей на трассе) следующим образом:

1) по наружным несгораемым стенам зданий или по несгораемым поверхностям наружных сооружений предприятия;

2) непосредственно в земле (в траншеях);

3) в трубах, проложенных открыто или под землей;

4) по воздуху (на тросе или путем применения тросовых кабе­лей).

Кабели открытой наружной прокладки во избежание допол­нительного нагрева должны быть защищены от солнечного излу­чения.

Для питания подвижных или перемещаемых электроприемников а также в качестве временных линий на территории предприятия и внутри зданий могут применяться гибкие (например, шланговые) кабели, свободно прокладываемые по земле, полу и другим поверхностям или по временным опорным конструкциями.

Кабельные линии выполняются так, чтобы в процессе монтажа и эксплуатации в кабелях не возникали опасные механические на­пряжения и повреждения. Для этого, в частности, все кабели укладываются с запасом по длине, достаточным для компенсации тепловых деформаций как самого кабеля при колебаниях токовой нагрузки и температуры окружающей среды, так и конструкций, по которым кабель проложен, а при прокладке в земле также для компенсации смещения почвы.

В системах электроснабжения промышленных предприятий обыч­но применяются типовые кабельные сооружения и конструкции. В туннелях могут прокладываться небронированные кабели с металлической или полимерной оболочкой. Общее количество кабелей в туннеле может доходить до 100. Кабели прокладываются на металлических консолях (с расстоянием между консолями 0,8— 1 м) или на лотках.

Кроме силовых кабелей в кабельных туннелях могут прокла­дываться кабели связи, контрольные кабели и т. п., размещаемые при этом только под силовыми кабелями или только над ними и отделяемые от них несгораемыми перегородками.

Достоинствами туннельной прокладки кабелей можно считать экономию территории предприятия, возможность прокладки ка­белей очередями в любое время года, удобный осмотр и легкое про­ведение ремонтных работ независимо от погоды и времени года. Недостатком этого вида прокладки следует считать высокую стои­мость туннелей (порядка 100 тыс. руб. на 1 км).

При меньшем количестве кабелей (обычно не более 20—30) вместо туннелей могут применяться кабельные каналы или надземные бетонные кабельные лотки.

Одним из наиболее экономичных решений при большом количе­стве кабелей на одной трассе является сооружение кабельных эстакад и галерей. Эстакады обычно приме­няются при 15—50 кабелях, галереи — при большем числе кабе­лей. Высота эстакад и галереи до земли определяется типом пересе­каемых дорог и сооружений; высота над полотном автомобильных дорог должна быть, например, не менее 4,5 м.

Конструкция стен, крыш и навесов галереи и эстакад выби­рается так, чтобы кабели были надежно защищены от нагрева, вы­званного солнечным излучением.

Эстакады с односторонней прокладкой кабелей могут быть пристроены к глухим несгораемым стенам зданий.

При малом числе кабелей они могут прокладываться, как уже указано, в траншее (1—6 кабелей), в подземных трубных блоках (2—20 кабелей), по стенам зданий, по технологическим эстакадам, галереям и другим сооружениям, а также по воздуху.

Прокладка в траншеях применяется обычно на неасфальтированных территориях в случае малой вероятности повреждения кабе­лей землеройными механизмами, коррозией и смещениями почвы. В одной траншее на одной или различной глубине при соблюдении определенных требований и ограничений могут прокладываться кабели различных напряжений и назначений.

Кабели, проложенные в траншее, защищаются сверху от механических повреждений плитами, глиняным кирпи­чом или специальным защитным профилем.

Достоинствами траншейной прокладки следует считать малую стоимость линий, хорошие условия охлаждения кабеля, что, в част­ности, позволяет использовать меньшие сечения жил, чем в случае других способов прокладки, малую вероятность распространения аварии одного кабеля на соседние параллельные кабели.

Недостатками этого вида прокладки являются меньшая надеж­ность, неудобство осмотров и значительно больший объем работ при ремонтах и заменах, вследствие чего суммарные затраты за время эксплуатации линии могут оказаться больше, чем в случае других видов прокладки.

Для подземной укладки в кабельных блоках из труб в настоя­щее время используются главным образом железобетонные, асбо­цементные и полимерные трубы внутренним диаметром 90—100 мм. По хорошему сочетанию технологических качеств (ма­лая масса, высокая ударная прочность, гладкая внутренняя поверх­ность с малым коэффициентом трения) особенно выделяются поли­пропиленовые трубы.

Железобетонные панели для кабельных блоков изготовляются с двумя или тремя отверстиями длиной 6 м [35]. После закладки блок покрывают гидроизоляцией (например битумной мастикой) и сверху слоем кирпичей. Во влажных и насыщенных водой грунтах блок защищается со всех сторон кирпичной кладкой.

Асбоцементные и полимерные трубы связывают в блоки при помощи прокладок или рамок, расставленных через определенные расстояния. Готовые блоки заливают бетонным раствором или за­сыпают землей.

Для протягивания кабелей и размещения соединительных муфт на концах линии, а также на поворотах и разветвлениях пре­дусматриваются кабельные камеры или колодцы.

Кабельные линии могут считаться достаточно универсальными устройствами передачи электроэнергии. Особенно выгодно их при­менение при передаче энергии в сетях ВН, в сетях НН при относительно длинных линиях, в случае тяжелых условий окружающей среды, в случае применения неразветвленных линий.

Передаваемые мощности ограничиваются применяе­мыми стандартными сечениями. Для передачи больших мощностей вместо одного трехфазного кабеля могут при необходимости при­меняться несколько (обычно два-три) параллельных трехфазных кабелей, защищаемых общим или, в случае более высоких требова­ний к надежности линии, отдельными выключателями; три одно­фазных кабеля большого сечения (1000 мм² и более). При этом ком­плектные, снабженные кожухом конструкции из трех одножильных кабелей называют кабельными токопроводами.

1. Электрооборудование и сети пожароопасных помещений.

В пожароопасных помещениях и наружных установках необходимо устранить возможность образования электри­ческой искры, а также повышения температуры выше нормальной. Электродвигатели в этих установках в за­висимости от класса помещения согласно ПУЭ должны применяться в следующих исполнениях: для класса П-1- брызгозащищенное, закрытое, закрытое обдуваемое или продуваемое; для класса П-II-закрытое, закрытое обдуваемое или продуваемое; для класса П-IIа-защи­щенное; для класса П-III-закрытое или закрытое об­дуваемое. Во всех случаях искрящие части, не находя­щиеся внутри оболочки, должны закрываться пыленепро­ницаемым кожухом. Для электрических аппаратов и при­боров должно быть предусмотрено исполнение: для класса П-1-пыленепроницаемое или маслонаполненное; для класса П-II-пыленепроницаемое; для класса П-IIа- закрытое или маслонаполненное и для класса П-III-закрытое.

Силовые распределительные шкафы и осветительные щитки, по возможности выносятся из пожароопасных по­мещений на лестничные клетки, в специальные электропомещения и т. д. При расположении шкафов и щитков непосредственно в пожароопасном цехе конструкция их должна иметь уплотнения во избежание проникновения горючей пыли внутрь и воспламенения ее при возникнове­нии искры (например, при отключении выключателя) внутри шкафа или щитка.

Для предотвращения возможности образования элек­трической искры при случайных замыканиях в пожароопас­ных помещениях не разрешается прокладка голых прово­дов. Как правило, проводки должны выполняться защи­щенными изолированными проводами - трубчатыми проводами в металлических оболочках, проводами в стальных трубах (тонкостенных) или кабелями с металлической, полихлорвиниловой или нейритовой (негорючая резина) оболочкой. Все соединения проводок выполняются в спе­циальных коробках из жаростойкой пластмассы или стали с непроницаемыми для пыли уплотнениями. Применение полиэтиленовых и винипластовых труб для электропрово­док в пожароопасных помещениях запрещается, так как эти трубы сгораемые.

В пожароопасных помещениях всех классов допуска­ется прокладка изолированных проводов марок АПВ и АПР на изоляторах при напряжении не выше 250В отно­сительно земли и при расположении проводки на недо­ступной высоте (по фермам, на тросе и т. д.), вдали от скопления горючих веществ.

1. Электрооборудование и сети взрывоопасных помещений.

Взрывоопасные помещения и наружные установки, в которых по условиям
технологического процесса могут образоваться взрывоопасные смеси.

С точки зрения опасности при применении электрооборудования взрывоопасные помещения подразделяются на:

а) класс В-Ia: помещения, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопас­ные смеси горючих паров или газов с воздухом или другими окислителями не имеют места, а возможны только в результате аварий или неисправностей;

б) класс B-Iб: те же помещения, что и класса В-Ia, но отличающиеся одной из следующих особенностей:

1) горючие газы в этих помещениях обладают высоким нижним пределом взрываемости (15°/о и более) и резким запахом при предельно допустимых по сани­тарным нормам концентрациях (например, машинные залы аммиачных компрессор­ных установок);

2) образование в аварийных случаях общей взрывоопасной концентрации по условиям технологического процесса исключается, а возможна лишь местная взрыво­опасная концентрация (например, помещения электролиза воды и поваренной соли);

3) горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости имеются в поме­щениях в небольших количествах и работа с ними производится в вытяжных шка­фах или под вытяжными зонтами (лабораторные и опытные установки);

в) класс В-1г: наружные установки, содержащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (например, газгольдеры, сливно-наливные эстакады и т. п.), где взрывоопасные смеси возможны только в результате аварии или неисправности;

г) класс В-II: помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, обладающие такими свойствами, что они спо­собны образовать с воздухом и другими окислителями взрывоопасные смеси не только при аварийных, но и при нормальных недлительных режимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов);

д) класс В-Па: помещения, в которых опасные состояния, указанные в п. «г»,
не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате ава­рий или неисправностей.

В сетях взрывоопасных помещений электропроводники прокладывают:

1). Скрытым способом:

В зависимости от класса помещения (см. .Правила"), а также по специальным правилам соответствующих ми­нистерств и ведомств.

Кроме взрывонепроницаемого исполнения (В), приме­няются следующие взрывозащищенные исполнения: квар­цевое заполнение (К), искробезопасное (И), повышенной надежности (П для подземных выработок, Н для помеще­ний и наружных установок), с автоматическим снятием напряжения с токоведущих частей (А только для подзем­ных выработок), продуваемое под избыточным давлением (П только для помещений и наружных установок), маслонаполненное (М только для помещений и наружных уста­новок) и специальное (С).

Кварцевое заполнение состоит в том, что обмотки (например, трансформатора) засыпаются кварцевым пес­ком, который исключает возможность появления искры при замыканиях внутри кожуха трансформатора.

Электрические машины и аппараты повышенной на­дежности (Н) изготовляются таким образом, чтобы исклю­чалась возможность возникновения искр, электрической дуги или опасных температур в тех местах, где они не долж­ны иметь места при нормальной работе и пусковом режиме, а нормально искрящие части должны быть в любом дру­гом взрывозащищенном исполнении. При маслонаполненном исполнении (М) все нормально искрящие части аппарата (например, ключа управления, контактора, пускателя и пр.) погружены в масло на глу­бину не менее 10 мм, что исключает их соприкосновение со взрывоопасными смесями. Искробезопасное исполнение (И) предусматривает такое соотношение токов, напряжений, индуктивностей и ёмкостей в участках цепи электрооборудования, при котором искра, получившаяся при нормальных коммутацион­ных процессах и при повреждении от короткого замыка­ния, была бы не в состоянии воспламенить ту или иную смесь.

Для электрообо­рудования, применяемого в подземных выработках, име­ется общая маркировка РВ - рудничный взрывобезопасный, РП — рудничный повышенной надежности про­тив взрыва, РН — рудничный нормального исполнения.

Проводка во взрывоопасных помещениях классов B-I и В-Ia выполняется вэрывонепроницаемой, что достига­ется применением кабелйей марки ВБВ с броней, покрытой полихлорвиниловой оболочкой, что.обеспечивает механи­ческую прочность и антикоррозийную защиту, или изо­лированными проводами марки ПВ и ПРТО, проклады­ваемыми в водогазопроводных стальных трубах, соеди­няемых специальными взрывозащищенными фитингами исполнения ВЗГ.

Взрывонепроницаемость проводки в трубах дости­гается соединением всех труб на резьбе с числом ниток не менее пяти полных. Такое же количество ниток резьбы выполняется на крышках фитингов.

1. Коммутационно-защитные аппараты до 1000 В. Автоматические выключатели (назначение, конструкция, выбор).

Коммутационно-защитные аппараты до 1000 В.:

Автоматические выключатели, пакетные выключатели и переключатели;

универсальные переключатели и ключи;

контакторы переменного тока;

контакторы постоянного тока;

магнитные пускатели;

кнопки управления;

автоматические выключатели;

рубильники и переключатели;

плавкие предохранители.

Для защиты линий и электродвигателей от ко­ротких замыканий и перегрузок в сетях до 1000В широко применяются: 1) автоматические выключатели; 2) тепловые реле, действующие на магнитные пускатели или контак­торы.

Тепловой элемент таких автоматов при нагреве током деформируется, освобождает удерживающий его рычаг и приводит в действие пускатель или контактор. Выключа­тель под действием пружины отключается.

Комбинированные автоматы, снабженные как тепловыми, так и электромагнитными расцепителями, которые при прохождении через их катушки токов выше заданного значения отключают автоматические вык­лючатели мгновенно.

Автоматические выключатели НН могут снабжаться следую­щими встроенными в них расцепителями:

1) электротермическим (обычно биметаллическим) или электрон­
ным инерционным расцепителем максимального тока с зависимой
от тока выдержкой времени;

2) электромагнитным или электронным расцепителем максималь­
ного тока мгновенного или замедленного действия с практически
независимой от тока скоростью срабатывания;

3) расцепителем тока утечки;

4) расцепителем минимального напряжения;

5) расцепителем обратного тока или обратной мощности;

6) независимым (дистанционно управляемым) расцепителем.
Расцепители максимального тока предусматриваются во всех фазах, остальные расцепители — в количестве одного на выклю­чатель. Токи уставки, а также выдержка времени токовых расце-пителей могут быть регулируемыми. В одном выключателе могут применяться один или несколько типов токовых расцепителей и дополнительно к ним расцепитель минимального напряжения и независимый расцепитель.

Автоматические выключатели могут иметь указатели срабаты­вания расцепителей, вспомогательные контакты для дистанцион­ной сигнализации о состоянии выключателя и автоматический (элек­тромагнитный, электродвигателыю-пружинный и т. п.) привод для включения, что делает его весьма универсальным аппаратом для защиты и автоматизации установок НН. При выборе автоматических выключателей необходимо учесть также разброс характери­стик. При комбиниро­вании двух видов расцепителей (обычно биметаллических и элек­тромагнитных) можно добиться надежной отстройки защиты от крат­ковременных перегрузок (пусковых токов и т. п.) и в то же время обеспечить защиту проводников при всех возможных значениях сверхтоков.

Среди электромагнитных и аналогичных им электронных расцепителей можно отличить четыре разновидности:

1) расцепители, обеспечивающие срабатывание выключателя за время, намного меньшее 0,01 с, и отключение тока к. з. раньше, чем он достигает своего максимального (ударного) значения; время срабатывания выключателя с увеличением тока к. з. в таком слу­чае обычно уменьшается; такие автоматиче­ские выключатели называются токоограничивающими;

2) расщепители, обеспечивающие отключение тока к. з. при первом прохождении тока через нулевое значение; время срабаты­вания таких выключателей обычно составляет около 0,01 с;

3) нерегулируемые расцепители, для которых время срабатывания выключателя превышает 0,01 с;

4) расцепители с регулируемой выдержкой времени (обычнов пределах 0,2—0,6 с); автоматические выключатели с такими
расцепителями, позволяющими добиться замедленной работы отно­сительно других автоматических выключателей той же сети, иногда называются избирательными.

В отличие от расцепителей максимального тока, предназначен­ных для защиты проводников сети, электрических машин и т. д., расцепители тока утечки применяются для быстрого отключения участков сети, в которых из-за нарушения изоляции или прикос­новения людей к проводникам возник ток утечки на землю. Назна­чением защиты от токов утечки (защитного отключения) является предотвращение несчастных случаев с людьми, попавшими под напряжение, а также предотвращение возникновения огня в месте нарушения изоляции.

Для надежной защиты людей от поражения электрическим током необходимо выполнить два условия:

1) Расцепитель тока утечки должен срабатывать при всех токах,
представляющих опасность для деятельности сердца человека.Ток уставки расцепителя поэтому обычно выбирается в пределах 10—30 мА.

2) Отключение тока должно происходить настолько быстро,
чтобы проходящий через тело человека ток не мог вызывать фиб­рилляции сердца. В зависимости от напряжения сети время отклю­чения выключателя обычно выбирается в пределах 10—100 мс.

1. Конструктивное исполнение цеховых трансформаторных подстанций. Компоновка цеховых ТП. Выбор числа, мощности и места расположения цеховых ТП.

Подстанция служит для приема, преобра­зования и распределения электроэнергии и состоит из трансформаторов или других пре­образователей энергии, распределительных устройств с коммутационными аппаратами и сборными шинами, устройств управления, за­щиты, автоматики, измерения и вспомогатель­ных сооружений.

Цеховые под­станции 6—10/0,38—0,66кВ (Т.П.).Выбор числа, местоположения и типа под­станций, а также числа и мощности трансформаторов на подстанциях производит­ся по принципу разукрупнения подстанций и максимального приближения их к потребите­лям электроэнергии.

Выбор числа подстанций осущест­вляется с учетом общей схемы электроснабже­ния, а также напряжения и конфигурации се­тей первичного и вторичного напряжений. Выбор производится в следующей после­довательности:

на генплан предприятия наносятся на­грузки отдельных объектов с подразделением по напряжению, роду тока и очередности ввода в эксплуатацию;

выявляются сосредоточенные нагрузки и определяются центры групп распределенных нагрузок;

предварительно намечаются места распо­ложения подстанций и производится распре­деление нагрузок между ними с учетом тяго­теющих к ним разбросанных нагрузок или же намечаются для последних отдельные под­станции;

намечается тип подстанции (пристроен­ная, встроенная, внутренняя закрытая, ком­плектная), определяются ее ориентировочные размеры. Намеченное место подстанции согла­совывается с технологами и строителями.

При выборе числа и мощности цеховых подстанций руководствуются следующим: число типов (по мощности) трансформаторов цеховых подстанций на предприятии по воз­можности ограничивается двумя или тремя в зависимости от мощности предприятия и ха­рактера электрических нагрузок; предусмат­ривается питание перспективных нагрузок без особого увеличения первоначальных затрат; цеховые подстанции по возможности совме­щаются с ближайшими РП или распредели­тельными устройствами, питающими электро­приемники высокого напряжения; учитываются условия работы и охлаждения трансформато­ров (среднесуточная загрузка, температура окружающей среды, высота места установки над уровнем моря, а также перегрузочная спо­собность трансформатора); предусматривается раздельная работа трансформаторов (на от­дельные секции) для уменьшения токов корот­кого замыкания и упрощения релейной защи­ты; во всех случаях стремятся к установке подстанций внутри цеха (при многопролетных цехах) и установке комплектных подстанций.

При выборе типа цеховых подстанций ру­ководствуются следующим: внутренние цехо­вые подстанции применяются главным обра­зом в широких многопролетных цехах, если это допустимо по категории, производства и характеру технологического процесса; в одно-и двухпролетных цехах небольшой ширины

или при расположении части нагрузок за пре­делами цеха, а также при трудностях разме­щения подстанций внутри цеха применяются подстанции, встроенные в цех или пристроен­ные к нему и расположенные преимуществен­но вдоль одной из длинных сторон цеха (же­лательно ближайшей к источнику питания), а при значительной ширине цеха — вдоль двух его сторон в шахматном порядке.

С точки зрения архитектурного оформле­ния цехов и обеспечения между ними необхо­димых проездов и разрывов преимущества имеют подстанции, встроенные в цех. При от­сутствии препятствий в отношении проездов и разрывов применяются встроенные подстанции с наружной установкой трансформаторов воз­ле цеха или же пристроенные закрытые под­станции.

Отдельно стоящие цеховые подстанции (внешние) применяются: при питании от одной подстанции нескольких цехов, при наличии в цехах взрывоопасных производств, при невоз­можности сооружения встроенных или при­строенных подстанций по соображениям произ­водственного или архитектурного характера.

По роду изоляции и способу охлаждения трансформаторы подразделяются на: масля­ные, с негорючим заполнением и сухие.

Трансформаторы с расщепленными обмот­ками имеют две (или более) вторичные об­мотки одинакового напряжения на 50 % но­минальной мощности трансформатора каждая.

Типы и исполнения трансформаторов вы­бираются в зависимости от условий их уста­новки, охлаждения, температуры и состояния окружающей среды и т. п. Для наружной ус­тановки наиболее экономичны и надежны мас­ляные трансформаторы. В загрязненных зо­нах предприятий при наружной установке применяются трансформаторы с усиленной изо­ляцией вводов.

Для внутренней установки также преимущественно применяются масляные трансфор­маторы.

Число трансформаторов на цеховых под­станциях определяется в зависимости от ка­тегории надежности электроснабжения, удель­ной плотности нагрузки, числа рабочих смен, размеров цеха и др.

Для выбора мощности трансформатора необходи­мо иметь график его нагрузки или знать максимальную и среднесуточную нагрузки данной подстанции и хотя бы приблизительно суммарную продолжительность максимума нагрузки. Выбор мощности трансформаторов производится исходя из полной расчетной нагрузки объекта и удельной плотности на­грузки, стоимости- электроэнергии. При выбо­ре мощности трансформаторов следует исхо­дить из рациональной их нагрузки при нор­мальном режиме работы с учетом минималь­но необходимого резервирования при послеаварийном режиме.

1. Распределение электрической энергии при напряжении выше 1000 В. Требования к сетям. Схемы подключения СЭСПП к источникам питания.

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источники питания предприятия. Основными условиями проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения являются надежность, эко­номичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведенными затратами на систему электроснабжения. Надежность зависит от ка­тегории потребителей электроэнергии и особенностей тех­нологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы элек­троснабжения, так и к неоправданным затратам на излиш­нее резервирование.

Распределение нагрузки между источниками питания предприятия осуществляют с учетом мощности, удаленности и экономичности источника питания, а также сезонности ра­боты предприятия. В качестве резервных целесообразно использовать маломощные и удаленные источники пита­ния.

Распределение электрической энергии при напряжении выше 1000 В осуществляется по:

а) Главные понизительные подстанции (ГПП), получающие питание от энергосистемы и распределяющие энергию на пониженном напряжении по всему объекту или от­дельному его району.

б) Главные распределительные пункты (ГРП), получающие питание от энергосистемы или электростанции предприятия и распреде­ляющие энергию на том же напряжении по всему объекту или отдельной его части без
преобразования и трансформации.

в) Распределительные пункты (РП), по­лучающие питание от энергосистемы, ГПП, ГРП или электростанции предприятия и рас­пределяющие электроэнергию на том же на­пряжении для отдельных потребителей высо­кого напряжения (двигате