Задача 1. Схемы и конструктивное выполнение внутрицеховых сетей напряжением до 1 кв
 Скачать 0.66 Mb.
|
|
Практическое занятие 1 СХЕМЫ И КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ВНУТРИЦЕХОВЫХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ Системы электроснабжения цехов промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1кВ (наиболее распространенным является напряжение 380В). На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние следующие факторы: - степень ответственности приемников электрической энергии; - режимы работы приемников электрической энергии и их размещение по территории цеха; - номинальные токи и напряжения; - окружающая среда производственного помещения. При проектировании системы электроснабжения необходимо правильно установить характер окружающей среды, которая оказывает влияние на выбор схемы и конструктивного исполнения внутрицеховой сети, а также на степень защиты применяемого оборудования. Цеховые системы распределения электроэнергии должны [5]: - обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников в зависимости от их категории; - иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат); - быть удобными и безопасными в эксплуатации электроустановок; - иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее оперативность и возможность легко вносить изменения в сеть при изменении количества электроприемников. 2.1. Выбор схемы внутрицеховой сети Внутрицеховые сети условно можно разделить на питающие и распределительные. К питающим сетям относят линии, отходящие непосредственно от источника питания (ТП, цеховой трансформаторной подстанции) к ЭП или группе ЭП, к первичным силовым пунктам и щитам. К распределительным сетям, относятся линии, отходящие от распределительных устройств к электроприемникам. Схемы внутрицеховых электрических сетей выполняют радиальными, магистральными и смешанными. На выбор схемы влияют категория потребителей по надежности электроснабжения, взаимное расположение ЭП по площади цеха, их единичная мощность, связанность электроприемников единым технологическим процессом и характеристика окружающей среды. Питающие сети выполняются по магистральным или радиальным схемам. Распределительные сети чаще всего бывают радиальными. Большое влияние на принимаемые решения оказывают условия окружащей среды в проектируемом цехе. Располагать электрооборудование в пожаро- и взрывоопасных или пыльных помещениях следует только в случаях острой необходимости. При этом, как правило, применяется специальное оборудование. В условиях неблагоприятных сред магистральные схемы питания нежелательны. В таких цехах наибольшее распространение находят радиальные схемы, при которых все коммутационные аппараты находятся в отдельных изолированных помещениях. Радиальные схемы применяют в помещениях с любой окружающей средой. Данные схемы характерны тем, что от источника питания (КТП) прокладывают линии, питающие непосредственно ЭП большой мощности или комплектные распределительные устройства (шкафы, пункты, сборки, щиты), от которых по отдельным линиям питаются электроприемники малой и средней мощности. Распределительные устройства следует располагать в центре электрических нагрузок данной группы потребителей (если позволяет окружающая среда) с целью уменьшения длины распределительных линий. Линии, по которым запитываются распределительные устройства, выполняются, как правило, кабельными линиями. Радиальные схемы требуют установки на цеховых подстанциях большого числа коммутационных аппаратов и значительного расхода кабелей. Радиальные схемы следует применять: - для электроснабжения потребителей I категории; - для электроснабжения мощных ЭП, не связанных единым технологическим процессом; - для электроснабжения потребителей, взаимное расположение которых делает нецелесообразным питание их по магистральной схеме; - для питания насосных и компрессорных станций; - во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях, в которых распределительные устройства должны быть вынесены в отдельные помещения с нормальной средой. На рис. 1 приведен пример выполнения радиальной схемы.  Рис. 1. Пример исполнения радиальной схемы электроснабжения ЭП напряжением до 1 кВ Питающие сети в тех случаях, когда этому не препятствуют условия среды и технология производства, рекомендуется проектировать по магистральной схеме с минимальным числом ступеней защиты. Магистральные схемы применяют: - для питания электроприемников, связанных единым технологическим процессом, когда прекращение питания одного электроприемника вызывает необходимость прекращения всего технологического процесса; - для питания большого числа мелких электроприемников, не связанных единым технологическим процессом, равномерно распределенных по площади цеха. Магистральные схемы с шинопроводами обеспечивают высокую монтажную готовность. Их основными достоинствами являются универсальность и гибкость, позволяющие производить изменения технологического процесса и перестановку технологического оборудования в цехах без существенного изменения электрических сетей. Широкое применение получили схемы "блок трансформатор – магистраль" (БТМ). В такой схеме отсутствует РУ низшего напряжения на цеховой подстанции, а магистраль подключается непосредственно к цеховому трансформатору через вводной автоматический выключатель (рис.2). Применение схемы блока трансформатор-магистраль позволяет отказаться от установки громоздкого и дорогого распределительного устройства ТП. Такое решение при проектировании внутрицеховых сетей следует считать наиболее рациональным.  Рис.2. Схема блок «трансформатор – магистраль» В схемах БТМ используют комплектные шинопроводы: в питающей сети – магистральные шинопроводы переменного тока типа ШМА4 (табл. П.1.1, П.1.2), в распределительной сети – распределительных шинопроводы переменного тока серии ШРА4 (табл. П.1.3, П.1.4). К главным магистралям следует присоединять возможно меньшее число ответвлений для питания лишь крупных потребителей электроэнергии (распределительных магистралей, силовых пунктов и единичных электроприемников)[5,9]. Распределительные шинопроводы ШРА предназначены для передачи и распределения электроэнергии на напряжении 380/220 В в сетях промышленных предприятий с нормальной средой, а распределительные шинопроводы пятипроводные ШМА-5 – в помещениях с пыльной средой (в том числе в пожароопасных зонах класса П-Ι П-ΙΙ и П-ΙΙа табл. П.1.4). Шинопроводы выполняются комплектно и прокладываются на стойках, кронштейнах или подвесах. Схемы БТМ должны иметь число отходящих от ТП магистралей, равное количеству трансформаторов. При этом пропускная способность питающих магистралей не должна превышать суммарной номинальной мощности силовых трансформаторов. На рис. 3 приведена схема БТМ для двухтрансформаторной подстанции.  Рис.3. Схема блок «трансформатор – магистраль» для двухтрансформаторной подстанции. В крупных цехах с трансформаторами мощностью 1600 кВ·А и 2500 кВ·А и рассредоточенной нагрузкой рекомендуется использование магистральных схем с несколькими магистралями, питающимися от одного цехового трансформатора. При этом цеховая трансформаторная подстанция должна иметь РУ низкого напряжения с линейными автоматическими выключателями на каждую отходящую магистраль рис 4.  Рис.4. Магистральная схема с несколькими магистралями Главные магистрали прокладывают на высоте не менее 3 м над полом. При наличии кранов, усложнении ответвлений к электроприемникам» установленным в других пролетах цеха» а также затруднении устройства перемычек между магистралями рекомендуется располагать главные магистрали на уровне нижнего пояса ферм. 2.2. Конструктивное выполнение внутрицеховых сетей напряжением до 1 кВ В зависимости от выбранной схемы цеховых сетей они конструктивно могут быть выполнены комплектными шинопроводами или кабельными линиями, проложенными открыто или скрыто. На выбор способов прокладки кабелей влияют количество линий, совпадающих по трассе, и характеристика окружающей среды. В соответствии с ПУЭ производственные помещения в зависимости от характеристики окружающей среды делят на сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, с химически активной средой, пыльные, пожаро- и взрывоопасные. Радиальные сети. В любой среде возможна прокладка кабелей открыто по строительным конструкциям (не более шести кабелей, идущих в одном направлении) с учётом следующих ограничений: в помещениях с химически активной средой необходимо использовать кабели с изоляцией, инертной к химически агрессивной среде (например, поливинилхлоридную); в пожароопасных – кабели с негорючим наружным слоем: например, защитные герметичные оболочки кабелей из негорючей резины (АНРГ) или негорючего поливинилхлорида (АПвВнг-LS, АПвВГнг); во взрывоопасных зонах любого класса использовать только бронированные кабели; во взрывоопасных зонах классов В-I и В-IIа использовать бронированные кабели только с медными жилами; во взрывоопасных зонах всех классов запрещается использовать кабели с полиэтиленовой изоляцией и полиэтиленовой защитной оболочкой. Тросовые проводки применяют в помещениях со сложной конфигурацией строительной части, где из-за большого числа различных трубопроводов, колонн, ферм и балок трудно выполнить проводку другого типа. Цеховые сети, выполненные проводами, прокладывают открыто на изолирующих опорах, в стальных и пластмассовых трубах. Прокладку в стальных трубах следует использовать только во взрывоопасных зонах вместо бронированных кабелей. Применение стальных труб должно рассматриваться как исключение и обосновываться в проекте. Желательно избегать радиальных схем для питания малоамперных (до15…20 А) электроприемников от силовых РП, в особенности от пунктов с автоматическими выключателями. Для защиты кабелей от воздействия окружающей среды и механических повреждений возможно использовать прокладку в полимерных (полипропиленовые, поливинилхлоридные, полиэтиленовые и др.) и алюминиевых трубах. Пластмассовые трубы для электропроводок применяют из винипласта, полиэтилена и полипропилена. Винипластовые трубы жесткие, их применяют для скрытых и открытых прокладок во всех средах, кроме взрывоопасных и пожароопасных, а также для прокладок в горячих цехах. Если прокладывают одиночный кабель по стенам и перекрытиям, то его крепят на скобах. При большом числе кабельных линий, совпадающих по направлению, следует использовать прокладку кабелей на специальных кабельных конструкциях, на лотках, в коробах и кабельных каналах с учётом влияния окружающей среды на выбор марки кабеля. Наиболее распространенной в производственных помещениях является прокладка кабелей в специальных каналах, если в одном направление нужно проложить большое количество кабельных линий [5]. В этом случае в полу цеха сооружают канал из железобетона и кирпича, который перекрывают стальными рифлеными листами или железобетонными плитами. Кабельные линии внутри канала укладывают на типовые сборные конструкции, которые установлены на боковых стенах. Преимущества такой прокладки кабелей заключаются в защите их от механических повреждений, удобстве осмотра и ревизии в процессе эксплуатации, а недостатки — в значительных капитальных затратах. Трасса кабельных линий по возможности должна быть прямолинейной и удаленной от различных трубопроводов [5]. При проектировании схем необходимо стремиться к тому, чтобы длина линий была минимальной, и при возможности исключала или сводила к минимуму случаи обратных потоков мощности. Для питания передвижных ЭП (крановых электродвигателей тельферов, мостовых кранов, кран-балок) применяют троллейные линии, выполненные из профильной стали или алюминиевых шин, а также троллейными шинопроводами типа ШТМ. Возможно использовать для их питания гибкие кабели. Магистральные сети. Комплектные шинопроводы могут состоять из различных секций. Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для поворотов — угловые, для разветвлений — тройниковые и крестовые, для ответвлений — ответвительные, для присоединений — присоединительные, для компенсации изменения длины при температурных удлинениях — компенсационные и для подгонки длины — подгоночные. Соединение секций на месте их монтажа выполняют сваркой, болтовыми или штепсельными креплениями. Отдельные приемники подключают к ШРА через ответвительные коробки (рис. 5) кабелем или проводом, проложенным в трубах, коробах или металлорукавах.  Рис. 5. Цеховая сеть, выполненная комплектными шинопроводами: 1 – магистральный шинопровод; 2–распределительный шинопровод; 3 – ответвительная секция магистрального шинопровода; 4 – вводная коробка; 5 – ответвительная коробка На каждой секции ШРА длиной 3 м имеется восемь ответвительных коробок (по четыре с каждой стороны) с автоматическими выключателями или предохранителями с рубильниками. Для штепсельного присоединения ответвительных коробок на секциях шинопровода предусмотрены окна с автоматически закрывающимися шторками. Это обеспечивает безопасное присоединение коробок к шинопроводу, находящемуся под напряжением в процессе эксплуатации. При открывании крышки коробки питание приемника электроэнергии прекращается. Присоединение ШРА к магистральному шинопроводу осуществляют кабельной перемычкой, соединяющей вводную коробку ШРА с ответвительной секцией ШМА. Вводная коробка ШРА может быть установлена на конце секции или в месте стыка двух секций. Крепление шинопроводов типа ШРА выполняют на стойках на высоте 1,5 м над полом, кронштейнами к стенам и колоннам, на тросах к фермам здания. |