Электроснабжение предприятий

     Наличие на КТП и вблизи ее коммутационно-защитных аппаратов отдельных присоединений позволяет легче решать задачи автоматизации управления в цеховой электрической сети, чем при рассредоточенных аппаратах, что имеет место в магистральной схеме.

     Недостаток  радиальной схемы - это большая ее стоимость в сравнении с магистральной, вследствие большого числа линий  к ЭП, увеличение протяженности цеховой сети, а следовательно, увеличение расхода цветного металла и количества коммутационно-защитных аппаратов.

     В чистом виде магистральные или радиальные схемы применяются редко. На практике наибольшее распространение получили смешанные схемы. В этих схемах ШР часто запитываются не от щита ТП, а от магистрального шинопровода. Мощные ЭП обычно присоединяются непосредственно к щиту ТП или магистральному шинопроводу (ШМА).                                                                         

                     Выбор конструкции электрических сетей

     Выбор конструкции сетей и способов их выполнения осуществляется при проектировании на основе изучения технологии производства, условий окружающей среды, степени возгораемости конструкций зданий и сооружений и др.

     Расположение  технологического оборудования на плане цеха, степень его ответственности, Uh , мощности ЭП, расстояние от центра питания (ТП, КТП) до ЭП, характер нагрузки (спокойная, резко переменная) и ее распределение по площади цеха являются определяющими факторами при выборе схемы цеховой сети. Выбор конструкции сетей осуществляется из условий окружающей среды помещений цехов.

В соответствии с вышеизложенным выбирается один из вариантов цеховых радиальных схем электроснабжения (рис. 6.1) и строится однолинейная схема питающей силовой сети объекта проектирования (прил.11).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     7 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО  ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

7.1 Особенности  расчета цеховых электрических  сетей

     Основной  задачей электрических расчетов является выбор сечений кабелей, проводов, шинопроводов и защитных аппаратов для всех уровней системы электроснабжения на напряжении до 1 кВ. Выбранные сечения должны обеспечивать допустимые отклонения напряжения на зажимах всех ЭП, нормируемые стандартом по качеству электроэнергии. Для каждого участка цеховой сети по рассчитанному получасовому максимуму нагрузки и значению максимального пускового или пикового тока выбирается сечение проводника, а также тип и значения уставок аппаратов защиты от ненормальных режимов в сети: длительных, не предусмотренных перегрузок сети и коротких замыканий.

     Исходными данными для проведения расчетов являются схема цеховой электрической  сети с расположением аппаратов  защиты, номинальное напряжение сети, расчетные получасовые максимумы нагрузки каждого участка сети, пиковые (пусковые) токи на различных уровнях схемы, номинальные мощности ЭП.

     Выбор сечения проводника связан с выбором  аппаратов защиты, поэтому выбор сечения проводника цеховой сети и защитных аппаратов выполняется совместно.

     Для сетей напряжением до 1 кВ определяющим в выборе сечения проводника являются не экономические, а технические требования и условия: нагрев проводников, их механическая прочность, потери напряжения, термическая устойчивость к токам КЗ. 
 
 
 

     7.2 Расчет электрической сети напряжением  до 1 кВ по условиям нагрева и защиты

     Сечение проводника в основном зависит от величины расчетного тока, от того, требуется ли защищать сеть от перегрузки или нет, от температурных условий окружающей среды, характера помещения и типа изоляции проводника. Прежде необходимо выбрать марку проводника, определиться с условиями его прокладки и затем выполнять расчет.

     Сечение проводников цеховой сети выбирается по расчетному току нагрузки таким образом, чтобы проводники при токах нагрузки, соответствующих работе в длительном режиме и условиям нормированной для них температуры среды, не перегревались бы сверх допустимых пределов.

За расчетный  ток нагрузки принимается максимальная токовая нагрузка, вычисленная по (2.39).

     Выбор сечения проводников производится по таблицам ПУЭ «Длительно допустимые нагрузки», при этом должно быть выполнено условие

                                                   

                                                        (7.1)

где 1_доп - длительно допустимый ток нагрузки на провода, кабели и шины , А. При прокладке нескольких кабелей и более четырех проводов в одной трубе, траншее, лотке, коробе и т.п. в расчетную формулу (7.1) вводится поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, Кпрокл

                                                                                                       (7.2)

При   нормальных  условиях  (на  открытом   воздухе,   один  кабель) К_прот =1,0; для 5-6 проводов в одной трубе К_прокл =0,68, для 7-9

проводов  К_прокл =0,63.

Данные  расчета заносятся в таблицу 7.1. 
 
 
 
 

Таблица 7.1 Расчетные данные выбора проводов и кабелей

 

7.3 Проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения

     Согласно  ПУЭ для силовых сетей отклонение напряжения от номинального должно составлять не более ± 5% Uh. Для осветительных сетей промышленных предприятий и общественных зданий допускается отклонение напряжения от +5 до -2,5% Uh , для сетей жилых зданий и наружного освещения ±5% Uh. Эти требования обусловлены тем, что величина вращающего момента асинхронных электродвигателей пропорциональна квадрату подведенного напряжения и его уменьшение может не обеспечить пуск механизмов, в сетях освещения снижение напряжения приводит к резкому уменьшению светового потока.

     Выбор сечения проводов и жил кабелей  сети по допустимой потере напряжения заключается в том, чтобы отклонения напряжения присоединенных к этой сети токоприемников не выходило за пределы допускаемого.

В связи  с этим каждый участок линии необходимо проверить на допустимую потерю напряжения.

     Допустимая  потеря напряжения в сети не нормируется. Она должна быть такой, чтобы отклонения напряжения на зажимах токоприемников не превышали указанных выше значений.

     Потеря  напряжения ΔU в трехфазной линии определяется по формулам:

- к линии  по ее длине присоединено несколько  нагрузок

                                      

                                (7.3)

где I - ток, протекающий по расчетному участку, А; L - длина расчетного участка, км; R₀ - активное сопротивление 1 км линии, Ом/км (прил.12);

Х₀ - индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км (прил.12); (р - угол сдвига фаз между током и напряжением в электроприемнике. Данные расчета сводятся в таблицу 7.2.

Таблица 7.2 Потери напряжения в сетях 0,38 кВ

 

7.4 Таблица  отклонений напряжения

     По  данным расчета потерь напряжения составляется таблица отклонения напряжения у потребителя при 100%-ой и 25%-ой нагрузке. На зажимах потребителя должно быть обеспечено отклонение напряжения в пределах ± 7,5%. В случае отклонения напряжения за пределы допустимых необходимо либо изменить надбавки напряжения у трансформатора или на шинах 10 кВ ТП, либо заменить провод на ряде участков сети 0,38 кВ на большее сечение.

Данные  расчета заносятся в таблицу 7.3. 
 

Таблица 7.3 Отклонения напряжения у потребителя

 

7.5Проверка сети 0,38 кВ на колебания напряжения при пуске электродвигателей

     Проверка  линии на колебания напряжения при  пуске 
электродвигателей должна производится по наиболее мощному двигателю 
(>10 кВт) электрифицируемого производственного объекта по формуле, 

                                             (7.5) 

где Z_c - полное сопротивление сети, Ом;

Z_эn   -   полное   сопротивление   короткого   замыкания   асинхронного

двигателя при пуске, Ом; U_t% - допустимые колебание напряжения на зажимах двигателя в момент пуска, %. Во всех случаях, когда начальный момент приводного механизма не превышает  трети   номинального   момента  электродвигателя,  допускают понижение напряжения на момент пуска асинхронного короткозамкнутого двигателя на его зажимах - 30%U_н.