12.3.Цеховое электроснабжение. Радиальные и магистральные схемы питания

О сновным вопросом распределения электроэнергии на низком напряжении является выбор схемы. Правильно составленная схема должна обеспечивать надежность питания электроприемников в соответствии со степенью их ответственности, высокие технико-экономические показатели и удобство эксплуатации сети.

В се встречающиеся на практике схемы представляют собой сочетания отдельных элементов — фидеров, магистралей и ответвлений, для которых мы примем следующие определения:

фидер — линия, предназначенная для передачи электроэнергии от распределительного устройства (щита) к распределительному пункту, магистрали или отдельному электроприемнику;

магистраль — линия, предназначенная для передачи электроэнергии нескольким распределительным пунктам или электроприемникам, присоединенным к ней в разных точках,

ответвление — линия, отходящая:

а) от магистрали и предназначенная для передачи электроэнергии к одному распределительному пункту или электроприемнику,

б) от распределительного пункта (щитка) и предназначенная для передачи электроэнергии к одному электроприемнику или к нескольким мелким электроприемникам, включенным в «цепочку».

В дальнейшем все фидеры, магистрали и ответвления от последних к распределительным пунктам будут именоваться питающей сетью, а все прочие ответвления —распределительной сетью.

Один из основных вопросов, решаемых при проектировании цеховых сетей, — выбор между магистральной и радиальной схемами распределения энергии.

При магистральной схеме электроснабжения одна линия — магистраль — обслуживает, как указано, несколько распределительных пунктов или приемников, присоединенных к ней в различных ее точках, при радиальной схеме электроснабжения каждая линия является как бы лучом, соединяющим узел сети (подстанцию, распределительный пункт) с единственным потребителем. В общем комплексе сети эти схемы могут сочетаться.

Так, цеховое распределение может осуществляться магистралями, каждая из которых питает ряд пунктов, от последних же к приемникам могут отходить радиальные линии.

Радиальная схема, изображенная на рис. 1, а, применяется в тех случаях, когда имеются отдельные узлы достаточно больших по величине сосредоточенных нагрузок, по отношению к которым подстанция занимает более или менее центральное местоположение.

Рис. 1. Схемы распределения электрической энергии от подстанций к электроприемникам: а — радиальная; б — магистральная с сосредоточенными нагрузками; в — магистральная с распределенной нагрузкой.

При радиальной схеме отдельные достаточно мощные электроприемники могут получать питания непосредственно от подстанции, а группы менее мощных и близко расположенных друг к другу электроприемников — через посредство распределительных пунктов, устанавливаемых возможно ближе к геометрическому центру нагрузки.

Фидеры низкого напряжения присоединяются на подстанциях к главным распределительным щитам через рубильники и предохранители или через максимальные автоматы.

К числу радиальных схем с непосредственным питанием от подстанций относятся все схемы питания электроприемников высокого напряжения, либо от распределительного устройства высшего напряжения на подстанции, либо непосредственно от понизительного трансформатора, если принята схема «блок трансформатор — электроприемник».

Магистральные схемы электроснабжения применяются в следующих случаях:

а) когда нагрузка имеет сосредоточенный характер, но отдельные узлы ее оказываются расположенными в одном и том же направлении по отношению к подстанции и на сравнительно незначительных расстояниях друг от друга, причем абсолютные величины нагрузок отдельных узлов недостаточны для рационального применения радиальной схемы (рис. 1,6);

б) когда нагрузка имеет распределенный характер с той или иной степенью равномерности (рис. 1, в).

При магистральных схемах с сосредоточенными нагрузками присоединение отдельных групп электроприемников, так же как и при радиальных схемах, производится обычно через посредство распределительных пунктов.

Задача правильного размещения распределительных пунктов имеет особо важное значение. Основные положения, которыми необходимо руководствоваться при этом, сводятся к следующему:

а) протяженность фидеров и магистралей должна быть минимальной и трасса их должна быть удобной и доступной;

б) должны быть сведены к минимуму и, если возможно, вообще исключены случаи обратного (по отношению к направлению потока электроэнергии) питания электроприемников;

в) распределительные пункты должны размещаться в местах, удобных для обслуживания, и в то же время не мешать производственной работе и не загромождать проходов.

Электроприемники могут присоединяться к распределительным пунктам либо независимо один от другого, либо объединяться в группы — «цепочки» (рис. 2-б). 

Рис. 2 Схемы присоединения электроприемников к распределительным пунктам: а — независимое присоединение; б — присоединение цепочкой.

Соединение в цепочку рекомендуется для электроприемников небольшой мощности, близко расположенных друг к другу, но значительно удаленных при этом от распределительного пункта, вследствие чего может быть получена значительная экономия в расходе проводов. При этом, однако, не следует допускать соединения в одну цепочку однофазных и трехфазных электроприемников.

Кроме того, по соображениям эксплуатационного характера не рекомендуется объединять в одну цепочку:

а) более трех электроприемников вообще;

б) электроприемники механизмов различного технологического назначения (например электродвигатели станков с электродвигателями сантехнических агрегатов).

При нагрузках, распределенных вдоль магистрали, подключение электроприемников к магистралям целесообразно осуществлять непосредственно, а не через распределительные пункты, как это принято в рассмотренных выше схемах.

В соответствии с этим к магистралям с распределенной нагрузкой предъявляются следующие два основных требования:

а) прокладка магистралей должна выполняться на возможно меньшей высоте, но не ниже 2,2 м от пола;

б) конструкция магистралей должна допускать частые ответвления к электроприемникам, а при прокладке в доступных местах исключать возможность прикосновения к токоведущим частям.

Этим требованиям удовлетворяют магистрали, выполненные в виде шинопроводов в закрытых металлических коробах.