книги из ГПНТБ / Соколов В.И. Электроснабжение промышленных предприятий и строительств [учеб. пособие]
.pdfЦРП). Последнее применяется в тех случаях, когда и питаю щая, и внутренняя оеть предприятия имеют одно и то же нальное напряжение. Устройства и схемы подстанций и расп делительных уотройотв рассматриваются далее, в главе 2.
Таблица 3
Напряжение,квМощность, Расстояние,Максимальный момент |
||||
|
КВТ |
км |
? |
квт»км. |
6 |
1000 |
4-6 |
|
4000-6000 |
|
2000 |
2-3 |
|
|
10 |
1000 |
12-18 |
|
I200D-IB000 |
|
3000 |
4-6 |
|
|
|
3000 |
40-60 |
|
I20000-I80000 |
|
ioobo |
12-18 |
|
|
НО |
10000 |
до 200 |
|
2000000-2500000 |
: |
25000 |
до 100 |
|
|
|
|
|
|
|
.Внутренней сетью горного предприятия, стройплощадки^ завода.является распределительная сеть 6-Ю кв, служащая для передачи и распределения электроэнергии с шин ГПП и по Территории данного объекта. К линиям 6-10 кв распреде тельной сети подключаются ТП - трансформаторные пункты 6- 0,4-0,69 кв. В зависимости от расположения нагрузок и от
.категории электропотребителей внутренние электрические сх мы строятся по радиальному или магистральному типу, с од сторонним или с двухсторонним питанием.
О д и но чная магис тр альная с х е - м а (рис. 5) применяется для электроснабжения потребител 3-Й категории. Схема требует минимального количества эл трических линий и выключателей 6-10 кв. Например, на рис.5 для питания 4: * ТП требуется одна линия, разделенная на участки разъединителями, и один выключатель 6-10 кв. Недос таток схемы - отсутствие резервного пути электроснабжени на случай повреждения линии.
20
' Рис. 5. Рис. 6.
Одиночная магистральная бхеКольцевая магистральная схе
ма электрической сети 6-10кв |
ма 6-10 кв |
Схема кольцевой |
магиотрали |
(рис. 6) удобна для электроснабжения потребителей 2-й катего рии. В нормальном режиме кольцо разомкнуто и питание под станции осуществляется одностороннее, как на рис. 5, Но при выходе любого участка цепи 6-10 кв иэ работы 'питание ТП п рывается лишь навремя, необходимое для отключения повреж денного участка цепи идлн включения разъединителя с друго стороны кольца.
Удорожание этой схемы по сравнению со схемой одиноч ной магиотрали - только на отоимость перемычки, замыкающей две одиночные магистрали в кольцо. Боли Питающие линии 6-10 кв подключены нек одной подстанции^ как Нарис. 6, а к рав ным, то получится схема одиночной магистрали с двумя источ никами питания, Такая схема также применяется для потреби телей 2-й;категории.
Двойная м а г н 6 т р а л ь йа я о х i н а
(рис.?) достаточно надежна и для питания потребителей 1-й к
о
твгории.так как при любом Повреждении на линии или в трансфо маторе вое нагрузки получают электроэнергию по второй мая тралй. Такая схема дороже,чем одиночная или кольцеввя^так ка расходы на сооружение линий 6,-10 квудваиваются. Но эта схе ма надежней и в ней достаточно легко выполнить автоматиза-
цию ввода в работу второго траноформатора для питания пер вой секции шин 380 в в олучае повреждения первого трансфор матора на данном ТП (и наоборот). Эта автоматика называет ся автоматическим вводом резерва (АВР). При исчезновении напряжения на одной из секций шин АВР включает секционный автомат шин 380 в (ом. рис. 7) и обеспечивает питание воех потребителей данного ТП от одного трансформатора.
.Описание АВР дано в /Л.1/, § 8-V," стр.' 186-190
Рис. 7. |
Рис. 8. |
Двойная магистральная схема |
Радиальная схема 6-10кв. |
электрической сети 6-10 кв. |
|
Радиальная схема (рис. 8). Применя ется для питания крупных потребителей и мощных высоковольт ных двигателей, если расположение их на стройплощадке тако во, что магистральную схему строить невыгодно или невозмож но по условиям прокладки линий. Для питания нагрузок I и 2-й категории предусматриваются/ двухцепные радиальные линии, а для 3-й категории - одноцепные липни.
В любой из этих схем (рис. ,5-8) в начале каждой линии устанавливается выключатель и комплект аппаратов ячейки ра пределительного устройства, обеспечивающий отключение и включение линий при повреждениях элементов электросети, при выводе их в ремонт, при изменении схемы. Конструкция аппара тов распределительных устройств рассматривается далее в
22
§ 2-2. В магистральных схемах ввод линий 6-10 кв в ТП и вы ход линий иэ ТП осуществляется через разъединители. Благо даря этому можно вывести в ремонт любой участок линии или ТП. Перед каждым трансформатором устанавливается разъедини тель в комплекте о плавким предохранителем или выключатель. При повреждении траноформатора эти аппараты автоматически отключают его.
Схемы |
сетей 380/220 в строятоп |
также по |
радиальному и |
магистральному принципу (рио. 9 |
и 10). Для |
питания крупных электродвигателей (I) или групповых распре делительных щитов (2) отроятся радиальные линии 3 от шин 380/220 в ТП^как показано на рис. 9. От распределительных щитов через рубильники и предохранители или через автоматы низкого напряжения (описание этого оборудования дано частич нов § 2-2 и в/Л.6/ питаются по линиям 4 более мелкие элек троприемники.
ЧЕ>г=5
Рис. 9. Рйс. 10.
Радиальная схема электричесСхема блока трансформатор - кой сети 380/660 в магистраль ЗВО/ббОв
Для питания электроприемников, распределенных по пло щади цеха, строительной площадки, или полигона, применяются магистральные схемы 380/;660в. Нарис. 10 показана магист ральная схема, в которой от трансформатора ТП отходит одна магистральная линия I (схема блока трансформатор-магистраль).
23
В любой точке магистрали можно подключить на ответвлен электроприводы технологического оборудования 3. Перемеще ние оборудования (например, настройплощадке) не вызывает изменения схемы,так кан изменяется лишь точна подключени ответвления 2.Между магистралями различных трансформаторов осуществляется взаимное резервирование путем включения п ремычек 4. В цехах заводов применяют шинные магистрали.
На практике широко применяются омешанные схемы, в к торых крупные машины и групповые щиты имеют радиальные хающие линии с шин ТП или ГВП, а питание мелких электро потребителей осуществляется и по магистральному,и по рад альному принципу. Выбор схемы зависит от расположения эл троприемников и от их мощности.
,При выборе номинального напряжения внутренней сети требуется решить какое напряжение следует выбрать для вой ступени распределения - б или 10 кв идля цеховых се тей низкого напряжения - 380 или 660 в. Напряжение 10 кв и'вновь введенное в ГОСТ напряжение 20 кв рекомендуется менять в электросетях тех предприятий, на которых мало дв гателей 200-1000 квт. Эти двигатели обычно имеют номиналь ное напряжение 6 кв.
Выбор напряжения 380 в или 660 в также зависит от минального напряжения электроприемников, а последнее - от их номинальной мощности. Так, в шахтах, карьерах, на нефте промыслах мощности двигателей и их распределение по учас кам таковы, что выгоднее номинальное напряжение 660 в. В металлурпии, машиностроении, на строительствах более рацио нально применение напряжения 380/220 в с общей сетью для силовых и осветительных нагрузок.
Опыт проектных организаций показывает, что по номина ным параметрам двигателей целесообразно применять в сетях предприятий напряжение 660 в в сочетании с 10 кв, а напря жение 380 в - с напряжением 6 кв.
24
ГЛАВА 2
ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ И РАСПРЕДЕЛИ ТЕЛЬНЫЕ' ПУНКТЫ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Подстанцией называется элёктричеокан уотановка, служащая для преобразования напряжений переменного тока и для распределения электроэнергии. Оояовное оборудова ние подстанции предназначено для преобразования высокого на1- пряжения, подведенного от энергосистемы, на более низкий уровень напряжения электросети потребителя - это понижающие траноформаторы. Подстанция, преобразующая влект-роенергйю о низшего напряжения на высшее, называется повышающей.
Часть подстанции, служащая для приема и распределений электроэнергии, включает аппараты включения и отключения, приборы защиты и измерения и называется распреде лительным устройством- - РУ. Если подстанция не имеет трансформаторов, а служит только для приема и распределения электроэнергии, её называют распре делительным пунктом - РП.
На рис. II приведена питающая электро с е т ь , соединяющая районную понизительную подотанцию П с электростанцией энергосистемы, и распредели тельная с е т ь , называемая также сетью внешнего электроснабжения,к которой подключаются ГПП, объектов. Для „
небольшого предприятия не требуется ГПП, а достаточно транс форматорной подстанции (ТП) 6-10/0,38-0,22 кв, что также по казано на рис. II. Как видно иэ рисунка, электроэнергия про ходит через 3-4 ступени трансформации. Поэтому установлен ная мощность трансформаторов во всех сетях энергосистемы, в несколько раз выше установленной мощности генераторов или
25
4-987 •
токоприемников электропотребителей.
Каждая линия и каждый трансформатор подключается шинам, подстанции через коммутационную а п паратуру . Последняя совмеотно о аппаратурой упра ления, измерения, защиты устанавливается в распределитель ных устройствах подотанциил на щитах управления.
6-го кS
8 \Mf\($otdtfWHb)t)
I I |
6* |
QyUL! |
I |
. Г t-mt |
|
|
|
СОР |
ТопприРгчникц stot.
Рис.11
26
§ 2il. Выбор числа и мощности трансформаторов
Количество и мощность трансформаторов, устанавливае мых на подстанции, вависят от нагрузки электропотребителей. Номинальная полная мощность трансформаторов <ГТН ква регла ментирована ГОСТ ом по определенной шкале: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000 ква и т,д. - до I млн.ква.
Вся шкала номинальных мощностей силовых трансформаторов при-
*водится в справочной литературе /Л.5,6/.Шаг номинальной мощ ности трансформаторов, т.е. отношение номинальных мощностей
двух соседних по шкале мощностей SlH равен 1,6 - для тран сформаторов до 63 тыс. ква и 1,3 - для более мощных трансфор маторов.
. Номинальные напряжения обмоток силовых трансформаторов и оборудования распредустройотв, выпускаемых нашей промыш ленностью, также установлены ГОСТ'ом: 0,22; 0,38; 0,66; 3; 6, 10, 20, 35, НО, 150, 220, 330, 500, 750 кв. Вторичные
обмотки понижающих трансформаторов имеют номинальное напря жение на 5-10% выше указанного в этой шкале для компенсаци потери напряжения в линиях электропередачи.
Расчеты по выбору номинальных напряжений обмоток, чис ла, мощности, типа и размещения трансформаторов на подстан циях объекта производятся в такой последовательности: ^Оп ределяются электрические нагрузки в заданном расчетной году; эти нагрузки наносят на схематический план объекта с указа нием номинального напряжения электроприемников, т.е. произ водится привязка нагрузок к месту
2) Намечаются места расположения ТП в центрах групп злектроприемников. Если нагрузка 220/380 в равномерно рас пределена на площади, то радиус зоны одного ТП должен быть не больше 300-400 м. Если электроприемники размещаются внут ри здания, тои трансформаторы устанавливают около одной из стен этого здания - снаружи (пристроенная подстанция) или внутри (встроенная подстанция).
3) Определяется число трансформаторов на каждой под станции. Если в данном узле преобладают нагрузки З^катего-
рии, то экономически целесообразно применить однотренофор маторнуга подстанцию. Для нагрузок ^Категории тоже можн применять однотрансформаторные подстанции, обеспечив резе вирование 30% нагрузок от соседней подстанции по специ но сооружаемой перемычке - линии 380 в. Еоли же среди ребителей, подключаемых к данному ТП, содержится значител ная доля нагрузок 1-й категории и преобладают нагрузки 2 категории,применяются двухтрэноформаторные подстанции.При менение ТП и ГПП с числом трансформаторов больше двух, правило, нецелесообразно.
4) Выбираются мощности трансформаторов. На однотра сформаторных подстанциях мощность трансформатора выбирае ся по максимальной нагрузке: принимается ближайшая станда ная номинальная мощность по приведенной выше шкале. На
.трансформаторной подотанции мощность каждого трансформа ра выбирается так, чтобы при выходе одного из них вто 'взял бы не оебя вою нагрузку I и 2-й категории подстан Обычно оба трансформатора двухтрансформаторной подстанции включены в работу и несут нагрузку, равную 70$ от номин ной. Эта нагрузка соответствует максимальному к.п.д. тран сформаторов. При отключении одного трансформатора другой
обеспечивает всю нагрузку |
подстанции, перегружаясь на 40 |
$ |
|
что допустимо по нормам |
Л.5, Л.б . |
' _ . |
|
.Трансформаторы 6-10/0,4 кв мощностью свыше 1600 ква "применить не рекомендуется,так как вих силовых цепях по чаются слишком большие токи короткого замыкания.
§ 2-2. Коммутационные аппараты распределительных устройств
Р уб и л ьн ик ч . Это аппараты, служащие для вкл чения и отключения электрических цепей переменного и п янного тока с напряжением до 500 в в нормальном рабоче жиме. Устройство рубильника видно из рис. 12. Ножи руби ника. I, являющиеся подвижными контактами, прикреплены шар нирно к нижним неподвижным контактам 2. При включенном п жении рубильника ножи I входят в верхние неподвижные к
28
ты - губки |
3 и |
создают цепь тока I . Стойки неподвижьых |
контактов 2 |
и 3 |
закреплены на изоляционной плите 4. При |
ключении ножей о помощью изоляционной рукоятки 5 разрывае ся цепь тока I , Возникающая при атом дуга горит в во хе и погасает при прохождении синусоидального токаI чере нулевое значение.
Рубильники изготовляются на номинальные токи 100,250 400, 600 и 1000 а,и можно заказать рубильники до 5000 а. Однако, не все рубильники допускают отключение тока нагру ки, равного их номинальному току. Так, рубильники серии Р с центральной рукояткой и открытыми ножами (рис. 12) • предназначены лишь для отключения обесточенных цепей, Ру~ бильники серии РБ с боковой рукояткой и закрытыми кожу ножами могут отключить и включить небольшой ток нагрузки так как устранена возможность ожога руки оператора элек ческой дугой.Для отключения тока негрузки.равного номиналь ному току рубильника, применяются более надежные по констр ции рубильники серии РПЦ или РПБ с рычажным приводом и дугогаси.тельными камерами.
Плавкие предохранители • явля ются, 'самыми простыми и дешевыми аппаратами, защищающими электроустановку от сверхтоков при коротких замыканиях и при перегрузках. Предохранитель состоит из патрона и пла кой- вставки, вставленной внутрь патрона и прикрепленной по концам к контактам (рис. 13)\
Существует много |
|
типов предохранителей. В |
|
основном же в цепях до |
|
1000 в применяются предо- |
м |
хранители двух типов :ПР-2 J " ~ t j j []|р [J^] и.ПН-2. На рис. 13 пред-!
ставлен предохранитель типа ПР. Предохранитель состоит из фибровой труб ки I с латунными колпач
ками 2 и 3 по концам труб ки. "К колпачкам 2 и 3
29