
книги из ГПНТБ / Соколов В.И. Электроснабжение промышленных предприятий и строительств [учеб. пособие]
.pdfснабжении, относят к особой ,- гак называемой нулевой - к тегории. Их электропитание должно быть осуществлено от двух независимых источ ников с устройством АВР ис третьим резерв н ы- м независимым источником. В качестве третьего источника могут быть использованы передвижные троотанции, ближайшие городские электростанции и др. Кро того, устраиваютоя перемычки на низком напряжении с бл шими пунктами, имеющими независимое электропитание.
В силовых электросетях, прокладываемых непосредствен ново взрывоопасных средах, применяются специальные взры защищенные распределительные пункты и аппараты. В том ч ле взрывозащищенные маслонаполненнне аппараты, взрывонепр ницаемое оборудование с не разрушаемым кожухом, электро рудование с продувкой под избыточным давлением, с васыи оболочки кварцевым песком, с заполнением инертным газом.
Наиболее приемлемым способом прокладки сетей счит ся прокладка кабелей в каналах и туннелях, герметизиро ных от взрывоопасных смесей. Туннели должны иметь вытяж а иногда и приточную вентиляцию, создающую избыточное да ление в 3-5 мм воД.ст. против попадания взрывоопасных в ществ. '
§ ~з^5. Электрическое освещение
Источники света при электрическом ос вещении - это лампы накаливания, люминесцентные лампы и тные дуговые лампы высокого давления. Основной величино характеризующей источник света, является световой потоке, измеряемый в люменах (ЛМ). Световой поток зависит от э трической мощности, потребляемой ниточниками, света. Так, карманный фонарь соадает световой поток б лм, а 127 - в товая электрическая лампа мощностью 100 вт излучает пот в 1240 лм.
. Интенсивность освещения различных поверхностей хара теризуется освещенностью £ . , т.е. количеством светово-
8-987
60
\ |
|
|
|
го потока F , приходящимся на |
единицу освещаемой поверх |
||
ности S |
|
|
|
r atP |
F |
|
|
e'ds |
*'S |
' |
<I5> |
Sa единицу освещенности принятлюкс (ЛК), равный освещен
ности площади |
S s I м^ от светового потока F |
= I лм. |
|
Пользуясь показателем светового потока F |
лы, |
полу |
|
чающегося 'о¥ I |
вт электрической мощности лампы, можно |
срав |
нить упомянутые выше источники света по светоотдаче. Самой малой светоотдачей обладают лампы накаливания: всего 10-20 лм на I вт .(меньшая цифра относится к лампам мощностью
15-40 вт). В то жевремя, ртутные лампы имеют светоотдачу '(0-45 лм/вт. Таким образом, по светоотдаче лампы накалива ния неэкономичны.
Световая энергия в лампах накаливания получается бла годаря нагреванию тонкой вольфрамовой нити до 3300°С элек трическим током. При этом лишь 3*3,5% спектра излучения лампы оказывают световое воздействие, а свыше 95% электро-
. энергии расходуется бесполезно, на создание невидимого ин фракрасного и ультрафиолетового излучения.
Лампы накаливания с номинальным напряжением 220 и 127 в выпускаются мощностью от 15 до 1500 вт,|а лампы 36 и 12 в - мощностью от II до 100 вт.Средняя продолжительность горения ламп составляет 1000 часов. Если напряжение в осветительной сети повышается свыше 105% номи-
! нального значения, то срок службы ламп резко снижается. Устройство лампы накаливания общеизвестно л здесь не описы вается.
Люминесцентная .лампа представля ет собой стеклянную трубку длиной до 1500 мм и диаметром 40 мм о) двумя цоколями по концам. Внутренняя поверхность
трубки покрывается слоем люминофора, который под воздейст вием лучистой энергии светится. В цоколях лампы вмонтирова ны вольфрамовые электроды. При включении лампы в электри ческую сеть, между ее электродами начинается гавовый разряд в парах ртути, возникает невидимое ультрафиолетовое излуча-
ние, под действием которого люминофор начинает светить При этом расширяется часть спектра излучения лампы, ок вающая световое воздействие, по, сравнению с лампой нак вания и повышается её к.п.д.
Для облегчения процесса зажигания люминесцентной л пы;для обеспечения устойчивости её горения в цепь ламп включается пуско-регулирующее устройство, содержащее допо нительный электрод, емкость, индуктивность. Однако, процес зажигания ламп затруднен, а при температуре воздуха,ниж +5°С зажигание люминесцентных ламп не гарантируетсп. Эт существенно препятствует применению их в неотапливаемых помещениях и на открытых площадках. Но в помещениях так лампы применяются широко.
Дуговые ртутные лампы выссчого давления типа ДРЛ , работающие но тому же принципу, что минесцентные, обеспечивают зажигание и при низких темпе турах. По внешнему виду лампы ДРЛ похожи на лампы нака ния, имеют такой же цоколь и ввинчиваются в те же п По мере повышения выпуска их промышленностью и при с нии стоимости такие лампы будут шире применять для на ного освещения.
Световой поток, создаваемый лампами, необходимо на править на освещаемую поверхность. Кроме того, требуетс 8аи,итить глаза работающих от прямого ослепляющего дейс лучей. Для этого применяются различные отражатели и рас ватели света, называемые осветительной арматурой. Сочета ние источника света с осветительной арматурой называетс светильником . Типы светильников показаны на рис. 31 .
Светильники применяются для освещения близко расп женных предметов или поверхностей. А для освещения боль открытых площадок применяются прожекторы, снаб женные отражателями параболической формы. Пучек света о
• прожектера с таким отражателем может освещать и удал предметы.
Различаются три вида систем э л е к т р и ческого освещения: общее, местное и ком62'
\
бинированное. Общее освещение обычно применяется в помеще ниях и на площадках без фиксированных рабочих мест. Тогда вся площадь освещается равномерно. Местное (или локализо ванное) освещение применяется там, где требуется освещать только места работы крана, шахтного механизма или станка. Тогда общее освещение не требуется. Комбинированное освеще ние состоит из светильников общего освещения (например, из прожекторов) и перенооных светильников, создающих дополни тельную освещенность рабочих мест, где это требуется.
I |
Рис. 31 |
Типы оветильников: а) |
альфа, б) унииерсаль, в) глубоко- |
ивлучатель, г) кооосввт, д) полугврметичеокий фарфоровый, |
|
в) водопылвнепроницаемый, ж) Люцетта, и) 'шар молочкого |
отекла, к) наружный светильник,л )м) прожекторы заливающе го света.
Кроме этих видов рабочего оовещения предусматривает
ся еще аварийное освещение, подклю чаемое к независимому источнику питания (например, к пере
движной ^лактроотанции). Аварийное освещение предусматрива ется на служай отключения рабочего освещения и должно обес печивать освещенность не меньше 10% нормального рабочего
освещения. Аварийное освещение необходимо предусматривать в помещениях с числом работающих свыше 50 человек, на путях
движения людей и во всех иве*ах, где отсутствие света может гривести Е несчастному случав.
У с т р о й с тв о электрического освещения . Для защиты от слепящего действия ис точников света нормирована высота их подвески. В таблиц
дана минимаяьно допустимая высота Н„ин |
подвески свет |
|||
ников и прожекторов |
( |
|
||
|
|
|
|
Таблица 6 |
Мощность ламп, |
вт |
А НИН |
Мощность про |
|
|
|
жектора, ВТ |
h МИН. |
|
100-200 |
|
3,5-4,5 |
300-500 |
I0-II ' |
300 |
|
4,5-7 • |
1000 |
18-20 |
|
|
|
1500 |
27 |
В помещениях, лампы с- арматурой подвешиваются на те h h. ц под потолком в несколько рядов.Для ос вещения открытых площадок светильники подвешиваются на 08Х через каждые 10-15 Мили же на тросах - через 4-5 и. Освещение дорог осуществляется светильниками мощностью 2 300 вт, подвешиваемых на столбах высотой 6-7 ми устана ваемых через каждые 30-35м пути.
Прожекторы заливающего света, применяемые для освещ ния площадок ночных работ и для охранного освещения тер тории, устанавливаются на высоких мачтах вокруг освещаемо
площадки. Радиус действия |
прожектора приблизительно равн |
|
ется 15 К , тде |
h - |
высота прожекторной мачты. Рас |
стояние между мачтами - 100-200 м. Высота мачт с проже рами 500 вт - 13 м, ас прожекторами 1000 вт - 21 м.
Расчеты электрического осве щ е н и я производятся для того, чтобы определить-необ димое количество светильников и их размещение для создан нормированной освещенности рабочих поверхностей. От осве щенности производственных площадей зависит производитель ность труда. Простейшим методом расчета освещения являет метод удельной мощности.
В таблице 7 приведены'норнированные минимально допус каемые величины освещенности ( £ ,лк) и удельной мрщн
"б4~
ти ламп накаливания ( |
СО вт/м2) на I и2 |
освещаемой пло |
|||
щади, (см. также |
Л.б). • |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
Наименование объектов |
|
Е ,лк (лЭ, вт/м2 |
|||
Производственные |
помещения в цехах» |
25-30 |
10-15 |
||
и площадки производства работ |
|
|
|||
Рабочие |
комнаты в конторах |
75. |
20-25 |
||
Территория стройплощадки, |
склады, |
|
|
||
дороги |
|
|
|
2-3 |
0,3-0,5 |
Общая установленная мощность ламп Р. |
определяет- |
||||
ся так: |
|
|
|
|
|
где |
- удельная мощность ламп, вт на I и , |
||||
S |
- освещаемая площадь, и2 . |
|
|
||
Мощность одной лампы принимается ближайшей (по стан |
|||||
дарту) к частному от деления Р</о. |
на число ламп П. |
||||
Числом ламп /г |
обычно |
задаются о учетом конструктивных |
условий и размещения оборудования. Таким способом можно определить число и мощность как светильников, таки прожек торов.
Во взрывоопасных помещениях, шахтах',. промыслах приме няют светильники взрывонепроницаемого исполнения и повышенной надежности . против взрыва. Металлическая оболочка и защитное стекло взры вонепроницаемого светильника испытывается на внутреннее дав ление 17 атм. Светильники повышенной надежности против взры ва испытываются на внешнее давление в 2 атм.
Для создания электрической сети освещения в обычных не взрывоопасных помещениях, применяются шнуровые провода, образуемые двумя или более изолированными скрученными гибки ми жилами и плоские провода с винилитовой изоляцией. Изоли рованные провода сети освещения прокладывался на роликах, в трубках - стальных и резиновых.
Внутри жилых помещений широко применяется скрытая jipo65
водка плоским проводом с полихлорвиниловой изоляцией мар ППВ. Скрытая проводка размещается также и в производств ных помещениях - на стенах, в каналах пустотных плит пер крытий, в засыпках междуэтажных перекрытий, в пустотах строительных карнизов и т.п. .
Осветительная магистральная сеть шахты выполняетоя из бронированных кабелей 380-660 в, прокладываемых вдоль квершлагов, бромсбергов, штреков, уклонов. Через каждые SOSO м кабель разрезается и стыки в месте разреза кабеля дятся в герметические тройниковые муфты типа ТМ-10. Тре вывод из муфты служит для подключения к кабельной маги рали осветительного шахтного трансформатора, сухого, типа -ТСШ 380-660/12-36-127 в. В цепи каждого ответвления к ТСШ предусматривается магнитный пускатель шахтного типа ПРВ 380-660 в и реле утечки типа РУВ, отключающее трансформа тор в случае замыкания на землю его цепей.
Со стороны вторичного напряжения к осветительному трансформатору через магнитный пускатель типа ПРШ-I по чается гибкий кабель 12-36-127 в, который через каждые разрезается и вводится в тройниковые муфты, от которых ид провод к шахтным светильникам 60-100 вт.
При расчетах мощности осветительной нагрузки в шах следует учитывать, что в забоях и на откатных путях шахты предусматривается светильник 60-100 вт через 4-6 м; на п грузочных площадкахчерез 2-3 м; в откаточных выработках через 6-10 м, на путях механизированного транспорта - чер 12-20 м.
В карьерах используют самые мощные светильники и жекторы с ртутно-дуговыми лампами высокого давления и к ноновыми лампами. Мачты с осветительными установками рас лагаются по 2-3 шт на каждом борту карьера и обеспечив его освещение навсю глубину.
£6
ГЛАВА 4
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСЕТЕЙ
§ 4-1. Схемы замещения элементов электри ческих сетей
При проектировании электрической сети необходимо выг? брать сечение проводов её участков, защиту элементов се ти от чрезмерно больших токов, возникающих при коротком замыкании, выбрать устройства для регулирования напряжения и т.д. Для этого выполняются соответствующие расчеты, назы ваемые электрическими. К их числу относятся расчеты потерь напряжения в линиях электропередачи, расчеты потерь мощнос ти и энергии, расчеты токов короткого замыкания. Для выпол нения этих расчетов необходимо сначала составить схему.за мещения электросети и определить её параметры.
А . Линии электрических с е тей обладают активными и индуктивными сопротивлениями•
проводов и активными и емкостными проводимостями между про водами и землей, равномерно распределенными по их длине. Индуктивные сопротивления и емкостные проводимости сетей обусловлены магнитными и электрическими полями, возникаю щими вокруг проводников с электрическим током и напряжени ем. В практических расчетах электросетей для простоты рав номерно распределенные по длине параметры линий заменяют сосредоточенными. Схема замещении ЛИНИИ при этом изобража
ется так, как показано на.данном рисунке. |
|
|
|
Параметры эуой схемы за |
|
|
мещения линии йл и Хл опре |
|
|
деляются по формулам: |
|
Схема замещения линии элек- |
67 |
|
. тропередачи |
|
|
|
|
R„ |
=• ?„ £ |
w |
(15) |
0СЛ |
= X, е/ |
ог«0 |
(16) |
где ?0 ~ удельное активное сопротивление линии,' ом/км известное для каждой марки проводов, и кабе (см.справочник Л.5) \
Х~о - удельное индуктивное сопротивление линий, к торое почти не зависит от сечения проводо составляет ЭС0 - 0,35 - 0,4 ом/км - для воздушных линий всех напряжения и Х0Ш 0,08 ом/км - для кабельных линий;
£- длина линии, км.
Б. Схема замещения трансфор матора ' представлена на рис. 32. Параметры трансфор
матора RT и. Хг определяются по |
его паспортным данны |
||
по следующим формулам: |
|
|
|
|
т.ноп. |
|
|
v X r - |
л |
; |
, (18) |
' |
°г. нам |
|
|
|
негр) |
Рис. 32 . |
__ |
Схемы замещения трансформатора (а); |
б-участок сети |
с линией и трансформатором}(в)-схема |
замещенйя'уч.б. |
2=987.
68
\
.где |
п о : г е Ри в ыеди трансформатора (квт) при номи |
U |
нальной нагрузке Зт HQr^ ; |
- номинальное напряжение (кв) тойобмотки, к |
|
|
которой приводится сопротивление; |
UK%- |
напряжение короткого замыкания, %; |
SrHOnf- номинальная мощность трансформатора, ква. |
|
В . Полную схему замещения |
|
сети , |
,(рис. 32, б), состоящей излинии, трансформатора |
(или параллельно сложенных сопротивлений нескольких линий и трансформаторов) с нагрузкой в конце сети, можно предста вить в виде последовательно включенных сопротивлений (рис.
•32,*): |
&=Ял + йт, |
Х*ХЛ+ХТ, |
Z= \JR1+X\ |
|
Нагрузка в конце линии изображается в виде тока / |
или |
|||
полной мощности S |
с указанием коэффициента мощности |
|||
COS У5 |
электропотребителей. |
|
|
|
§ |
ч~2. Потеря |
напряжения в электрической сети |
|
|
Используя схему, 'замещения, |
рпределим |
поте |
рю напряжения в линии электроцередачи, по" которой передает сяток нагрузки.! . Этот расчет можно выполнить идля всей
цепи |
(рис. 32,в) с параметрами RT |
X. |
Нарис, 33 пред |
|
|||||
ставлена векторная диаграмма линии, в которой обозначено: |
|
||||||||
l/i(J0 - вектор фазного напряжения в начале линии, Uftp ~ 1 0 |
• |
||||||||
же в конце линии, |
|
аТХ |
- падение |
напряж. е - |
|
||||
ния |
в активном и реактивном сопротивлениях линий. При . |
|
|||||||
построении диаграммы вектор Ug,p |
_совмещен с осью коорди |
||||||||
нат |
с/л , а вектор тока нагрузки I |
отстает от OJ^j |
|
||||||
на угол ^Р£ |
, что соответствует индуктивной нагрузке по |
||||||||
требителей. Вектор IR |
откладывается от конца вектора Vgtp |
||||||||
параллельно |
вектору |
тока I |
, а вектор индуктивного паде-.. |
||||||
ния IX |
- с опережением тока на 90° . Сумма векторов IR. |
г |
|||||||
IX |
равна вектору |
падения напряжения 12 |
в фазе линии. |
||||||
Сложив вектор |
|
с вектором 'напряжения в конце линии |
|
||||||
££р 3 получаем, напряжение |
ч начале линии {/f 40 . |
|
69