Б19.1. Выбор сечений проводников по расч. Току.

При выборе стандартного сечения исходят из следующего:

1)При выборе сечения по термической стойкости  выбирают ближайшее меньшее сечение, т.к. метод расчёта содержит повышенный процент ошибки, в сторону превышения сечений.

2)Выбор сечения по механической прочности для КЛ производят без расчётов, т.к. самое малое (начальное в таблице) сечение является механически стойким. Для ВЛ выбирают ближайшее большее стандартное сечение.

3)Выбор сечения по условиям короны производят без расчётов, для проводов ВЛ выбирают ближайшее большее сечение, для КЛ кабели выпускаются на каждое стандартное напряжение.

4)По потерям напряжения выбирают ближайшее большее сечение. В некоторых случаях, когда расчётное сечение близко к стандартному, можно принять и меньшее (например, полученное расчётное сечение равно 36,5 мм²; можно принять сечение35 мм², на основании конкретных данных о достоверности электрических нагрузок, положенных в основу расчёта).

5)При выборе сечения по нагреву выбирают ближайшее большее сечение. Однако не следует стремиться повышать сечение без достаточных на то оснований.

6)После того как определено минимально допустимое сечение провода по техническим условиям  ,его сравнивают с экономически целесообразным сечением.

По правилам устройства электроустановок (ПУЭ) выбор сечения проводника производят по экономической плотности тока:

(4.1)

где  - экономически целесообразное сечение проводника; - расчётный ток; - экономическая плотность тока.

2. Статические источники реактивной мощности.

Батареи статических конденсаторов (БК) могут работать только ак источники реактивной мощности. Они выпускаются на различие номинальные напряжения и мощности. БК на напряжение до 1000 В обычно включаются по схеме треугольника, так как при этом конденсатору приложено линейное напряжение и в три раза увенчивается реактивная мощность по сравнению со случаем соедиения в звезду.

Батареи конденсаторов обладают существенным недостатком – изменение мощности БК носит ступенчатый характер. Источники нового типа – статические источники реактивной мощности (ИРМ или СТК) не обладают этим недостатком. СТК состоит из нерегулируемой батареи конденсаторов и регулируемого реактора. Батарея конденсаторов и реактор могут быть включены и последовательно (рис. 17.12 а), и параллельно (рис. 17.12 б). Плавность регулирования обеспечивает тиристорный блок управления (ТБУ).

В качестве источников РМ широко применяются статистические тиристорные компенсаторы (СТК), которые могут работать по принципу прямой или косвенной компенсации. Прямая компенсация предусматривает генерирование реактивной мощности статическим компенсатором. Различают ступенчатое и плавное регулирование реактивной мощности. В первом случае различное количество секций БК подключают с помощью тиристорных ключей. Во втором случае используются преобразователи частоты, преобразователи с искусственной коммутацией тиристоров.

Статические источники реактивной мощности применяются на различных напряжениях. Опыт эксплуатации и проведенные исследования позволяют утверждать, что в ряде случаев применение СТК эффективнее применения синхронных компенсаторов.Б ольший интерес представляют СТК с параллельным включением батареи конденсаторов и реактора. Суммарная мощность СТК при параллельном соединении равна:

Величины реактивной мощности реактора и батареи конденсаторов определяются следующим образом:

Диапазон изменения мощности СТК (регулировочный диапазон) определяется соотношением мощностей батареи конденсаторов и реактора. Если батарея конденсатор и реактор имеют одинаковую по величине мощность и мощность реактора меняется от нуля до номинальной мощности, то мощность СТК изменяется в диапазоне:

В этом случае СТК генерирует реактивную мощность.

Если мощность реактора больше мощности батареи конденсаторов, то СТК может работать и в режиме генерирования, и в режиме потребления реактивной мощности. Переход из одного режима в другой выполняется плавно.

Недостатки СТК с параллельным включением:

• отрицательный регулирующий эффект (при увеличении напряжения необходимо уменьшить выработку реактивной мощности, происходит ее увеличение);

• резонанс напряжения при переходе из одного режима работы в другой.

Б-20.1. Построение внутрицеховой системы электроснабжения.

Под системой электроснабжения промышленного предприятия понимается совокупность электрических сетей всех напряжений, расположенных на территории предприятия и предназначенных для электроснабжения его потребителей.

Внутрицеховые сети - это сети переменного напряжения на 0,4кВ, сети постоянного тока, кабельные линии 6-10 кВ от РУ к потребителям.

Система внутреннего (внутризаводского) электроснабжения — это комплекс сетей и подстанций, расположенных на территории предприятия. Внутреннее электроснабжение содержит сети с достаточно сложными схемами и развитой конфигурацией.

Особенностью промышленного предприятия как потребителя электроэнергии является то, что для осуществления технологического процесса используется большое число разнообразных электроприемников различных мощностей и номинальных напряжений, однофазного и трехфазного переменного тока различной частоты, а также электроприемников постоянного тока. Промышленные предприятия и их СЭС могут быть отнесены к большим системам. Основным научным принципом анализа и синтеза больших систем является системный подход, который состоит из взаимосвязанного рассмотрения всех элементов (подсистем) системы. Особенность такого подхода заключается в том, что в определенных границах система рассматривается как единое целое с учетом внутренних связей между отдельными элементами и внешних связей с другими системами и объектами. Применение системного подхода при проектировании  позволяет решить техническую задачу для части с учетом целого. При этом реализуется возможность учета всех существующих технических и социальных связей создаваемого технического объекта с системой верхнего уровня и внешней средой. Например, при проектировании электрической сети освещения необходимо рассматривать ее как часть внутрицеховой сети, связанной с системой внутризаводского электроснабжения, которая через систему внешнего электроснабжения соединяется с энергосистемой. Кроме того, следует учитывать вид производственной деятельности, условия окружающей среды, расстановку технологического, санитарно- технического и подъемно-транспортного оборудования и т.д. Все это оказывает влияние на конструктивное исполнение и параметры электрической осветительной сети. В процессе проектирования закладываются основы оптимального функционирования и рациональной эксплуатации технических систем. Результатом процесса проектирования является документация, содержащая все необходимые данные, характеризующие принятые технические решения.

Особенности электроснабжения промышленных предприятий

Энергетика как жизнеобеспечивающая отрасль промышленности обладает рядом особенностей, выделяющих ее из других отраслей промышленности.

Первая особенность энергетики - производство электроэнергии, ее транспортировка, распределение и потребление осуществляются практически в один и тот же момент времени, т.е. имеется баланс.

Вторая особенность - это относительная быстрота протекания переходных процессов в ней. Волновые процессы совершаются в тысячные доли секунды. Это процессы, связанные с короткими замыканиями, включениями и отключениями, изменениями нагрузки, нарушениями устойчивости в системе.

Третья особенность - обеспечение электроэнергией всех отраслей народного хозяйства, отличающихся технологией производства, способами преобразования электроэнергии в другие виды энергии, многообразием электроприемников.

Особенности энергетики обусловливают особые требования к системе электроснабжения промышленных предприятий (ЭСПП).

1.Первая особенность энергетики применима на всех уровнях системы ЭСПП.

2.Быстрота протекания переходных процессов требует обязательного применения в системе ЭСПП специальных автоматических устройств, основное назначение которых - обеспечение функционирования системы ЭСПП, заключающееся в передаче электроэнергии от ИП к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества.

3.Технологические особенности промышленных предприятий различных отраслей промышленности обусловливают различия в применении проектных решений по системе ЭСПП.

4.Современные промышленные предприятия, особенно машиностроительные, характеризуются динамичностью технологического процесса, связанной с непрерывным введением новых методов обработки, нового оборудования, переналадкой производства в связи с непрерывным изменением и усовершенствованием выпускаемой продукции. Это предъявляет требования к системе ЭСПП - высокая ее гибкость.

5.Особенностью системы ЭСПП является и то, что электроэнергия на предприятии рассматривается как одна из компонент производственного процесса, наряду с сырьем, материалами, трудозатратами, и входит в себестоимость выпускаемой продукции. При этом доля энергозатрат в себестоимости продукции зависит от отрасли промышленности: в машиностроении на их долю приходятся 2-3%себестоимости продукции, в энергоемких производствах (электролиз, электрометаллургия и др.) -20-35%.В то же время перерывы в электроснабжении могут привести к значительному ущербу и даже человеческим жертвам. Стоимость электрической части предприятия составляет до 7% от суммы капитальных вложений в предприятие. Оптимизация затрат на электрическую часть предприятия на стадии проектирования приводит к их уменьшению на доли процентов, в абсолютном же измерении речь идет об экономии значительных средств.

Основные требования к системам электроснабжения

Рационально выполненная современная система ЭСПП должна удовлетворять техническим и экономическим требованиям, а именно:

•обеспечение безопасности работ как для электротехнического персонала, так и для не электротехнического;

•надежность электроснабжения;

•качество электроэнергии, удовлетворяющее требованиям

•экономичность;

•возможность частых перестроек технологии производства и развития предприятия;

•отсутствие вредного влияния на окружающую среду.

Эти требования обеспечиваются при проектировании и эксплуатации систем ЭСПП.

Система ЭСПП - часть энергосистемы и в энергетическом плане более простая (более низкие напряжения, меньшая мощность и протяженность линий, отсутствие замкнутых контуров и др.) и более сложная в плане использования и преобразования электроэнергии в технологических целях промышленного производства. Электроприемники как электрическая часть технологических агрегатов входят неотъемлемыми элементами в систему ЭСПП и во многом определяют работу этой системы и ее параметры.

Эффективность работы электроприемников, т.е. процесс преобразования энергии из одного вида в другой, зависит от качества электроэнергии, поступающей из сети. В свою очередь, качество электроэнергии и эффективность работы промышленных электрических сетей зависят от работы ЭП. Поэтому в курсе электроснабжения ЭП и потребители электроэнергии рассматриваются с точки зрения их совместной работы с электрической сетью. Они являются неотъемлемыми элементами этой сети. С этих позиций принимают следующую классификацию электроприемников и потребителей электроэнергии:

-асинхронные двигатели;

-синхронные двигатели;

-вентильные преобразователи энергии переменного тока в энергию постоянного тока (неуправляемые и управляемые выпрямители);

-электротехнологические установки;

-установки электрического освещения.

Проектирование системы внутреннего электроснабжения основывается на общих принципах построения схем внутризаводского распределения электроэнергии. Характерной особенностью схем внутризаводского распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно-защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения.

Потребитель электрической энергии - электроприемники (ЭП) или группы ЭП объединенные единым технологическим процессом и размещенные на определенной территории.

Классификация электроприемников:

1 ЭП трехфазного тока напряжение до 1 кВ с частотой 50 Гц;

2 ЭП трехфазного тока напряжением выше 1 кВ с частотой 50 Гц;

3 ЭП трехфазного тока с частотой отличной от промышленной;

4 ЭП однофазного тока напряжением до 1 кВ с частотой 50 Гц;

5 ЭП постоянного тока напряжением до 1 кВ;

6 ЭП постоянного тока напряжением выше 1 кВ.

Систематизация потребителей электроэнергии осуществляется по техническим признакам: производственное назначение, производственные связи, режим работы, мощность, напряжение, род тока, территориальная размещенность, требования к надежности электроснабжения.

По степени надежности потребители электроэнергии разбиваются на три категории:

К первой категории относятся потребители перерыв в электроснабжении, которых, представляет опасность для жизни человека, значительный ущерб народному хозяйству, брак продукции, расстройству сложного технологического процесса, нарушение функций особо важных элементов коммунального хозяйства.

Особая группа выделяется с целью безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения основного дорогостоящего оборудования.

Ко второй категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых, предполагает массовый недоотпуск продукции, массовый простой рабочих, механизмов и рабочего транспорта.

К третьей категории относятся все остальные потребители электрической энергии.

По режиму работы ЭП могут быть разделены на группы: по сходству режимов, то есть по сходству графиков электрических нагрузок. Деление потребителей на группы позволяет более точно определять электрическую нагрузку.

Различают три характерные группы ЭП:

1 ЭП в режиме продолжительной, неизменной или меняющейся нагрузки;

В этом режиме ЭП могут работать длительное время без превышения температуры отдельных частей электрической машины выше допустимой.

2 Кратковременная нагрузка - не настолько длительная, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. А период их остановки таков, что они успевают охладиться до температуры окружающей среды.

3 ЭП работающие в режиме повторно кратковременного включения, в этом случае кратковременная работа машины или аппарата чередуется с кратковременными периодами отключения, при этом нагрев не превосходит допустимого, а охлаждение не достигает температуры окружающей среды.

По условию окружающей среды производственные помещения классифицируются:

1 по температуре воздуха;

1.1 нормальные t<30 ⁰С;

1.2 жаркие, длительно держится температура выше 30 ⁰С;

2 по влажности среды;

2.1 сухие, относительная влажность меньше 60%;

2.2 влажные относительная влажность больше 60%, но меньше 75%;

2.3 сырые, относительная влажность больше 75%, но меньше 100%;

2.4 особо сырые, относительна явлажность равна 100%; ъ

3 по пыли;

3.1 нормальная среда;

3.2 пыльная среда,

4 по врыво и пожароопасности.

4.1 по пожару и взрыву помещения делятся на категории А и Б - врыво и пожароопасные помещения.

Определение электрических нагрузок в системе электроснабжения (СЭС) промышленного предприятия выполняют для характерных мест присоединения приёмников электроэнергии. При этом отдельно рассматривают сети напряжением до 1 кВ и выше.

Номинальную мощность (активную P_ном и реактивную Q_ном) группы цехов определяют как алгебраическую сумму номинальных мощностей отдельных цехов.

Схему ГПП выбирают с учетом установленной мощности потребителей электроэнергии и категории их надежности, характера электрических нагрузок и размещения их на генеральном плане предприятия, а также производственных, архитектурно-строительных и эксплуатационных требований.

Для разработки экономически целесообразной системы электроснабжения необходимо ГПП установить в центре электрической нагрузки.

Электроснабжение завода осуществляется с шин районной подстанции, линия связи ГПП с подстанцией равны десяти км.