книги из ГПНТБ / Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник

После установки' компенсирующих устройств получа­ ются новые значения cos <рк и cosCDK, причем cos срк> cosOK.

Величины Гм для различных предприятий колеблются от 3 000—4 000 ч при двухсменной работе с выходными днями до 6 000—8 000 ч и выше для предприятий с непре­ рывным производством.

Электроэнергия, получаемая предприятиями от энер­ госистемы, оплачивается по двухставочному тарифу в двух вариантах:

1)за 1 кВ - А установленной мощности трансформаторов

ивысоковольтных двигателей плюс за 1 кВт-ч, учтенный счетчиком;

2)за 1 кВт заявленного максимума нагрузки в период максимальных нагрузок энергосистемы плюс за 1 кВт-ч, учтенный счетчиком.

Наиболее прогрессивным следует считать второй вари­ ант — по максимуму нагрузки. Стоимость электроэнергии будет тем ниже, чем больше Ти или чем выше заполнение суточного графика. Для повышения заполнения графика применяются потребители-регуляторы, которые могут ра­ ботать в периоды малых нагрузок и отключаться в часы максимальных нагрузок, например некоторые электротер­ мические установки, насосные, заполняющие емкости и др.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ НАПРЯЖЕНИИ ДО 1 000 В

6-1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Если окружающая среда в производственных поме­ щениях не оказывает вредного влияния на электросети, а последние не могут вызвать каких-либо вредных явле­

помещения, не опасные по коррозии, пожару и взрыву. Сюда относятся бытовые помещения цехов, производствен­ ные помещения цехов холодной обработки металлов, сбо­ рочные, инструментальные и тому подобные цехи.

Помещения с окружающей средой, разрушающе дей­ ствующей на материал проводников и изоляции вследствие

170

присутствия пыли, сырости, газов, паров кислот и щело­

доменные, мартеновские, литейные, травильные, древесно­ массные, шлифовальные, обогатительные, сернокислотные, электролизные и др.

П о ж а р о о п а с н ы е и в з р ы в о о п а с н ы е помещения — это помещения с такой средой, в которой сама электросеть или электрооборудование представляют опасность вследствие возможности пожара или взрыва из-за перегрева проводки или образования искр. Сюда относятся помещения, в которых имеются пары бензина или керосина, водород, древесная и мучная пыль и другие горючие вещества.

Могут быть помещения со средой, опасной в отношении коррозии и одновременно опасной по пожару или взрыву, например, если в помещении имеются пары бензина, то они разрушают резиновую изоляцию, а при искрообразовании приводят к взрыву.

Наружные установки, кроме влажности, в зависимости от технологического процесса могут также характеризо­ ваться наличием газов и паров, вызывающих коррозию и опасных по пожару или взрыву.

Классификация помещений с точки зрения опасности по пожару и взрыву в зависимости от характера производ­ ства приводится в «Строительных правилах и нормах» (СНиП) [Л. 1-5], где установлено шесть категорий про­ изводств. Из них категории А и Б являются взрывопожаро­ опасными, причем А более опасная; категория В — пожа­ роопасная; категории Д и Г — не опасные по пожару и взрыву и категория Е — взрывоопасная, но взрыв не сопровождается пожаром. Однако эти категории опре­ деляют производства и помещения со строительной точки зрения и лишь частично характеризуют помещения с точки зрения требований к электроустановкам, которые уста­ навливаются ПУЭ.

К п о ж а р о о п а с н ы м относятся помещения и наружные установки, в которых применяются или хра­ нятся горючие вещества, не вызывающие взрыва при воспламенении. Они разделяются на четыре класса.

В помещениях класса П-І применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45° С (склады масел, масляное хозяйство трансформатор­ ных подстанций и т. п.).

171

К помещениям класса ГІ-ІІ относятся такие, в кото­ рых выделяются горючие пыль или волокна, переходя­ щие во взвешенное состояние (деревообделочные цехи, отделение измельчения ацетилцеллюлозы, склад серы и сероплавильное отделение в производстве сероуглерода

и др.).

Помещения класса П-Па — помещения для твердых или волокнистых веществ, не переходящих во взвешенное состояние (склад деревянных моделей, склад тканей, бумаги и т. и.).

Установки класса П-Ш — наружные установки, в ко­ торых применяются или хранятся горючие вещества (от­

наружные установки, в которых по условиям технологи­ ческого процесса могут образоваться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, кислородом и дру­ гими окислителями, или горючих пылей или волокон с воздухом (при переходе их во взвешенное состояние); воспламенение которых сопровождается взрывом. Сюда же относятся подземные выработки угольных шахт, опас­ ных по газу или пыли.

Если такие установки связаны с сжиганием в них топли­ ва (например, печные отделения газогенераторных стан­ ций и т. п.), или с применением открытого огня или раскаленных частей (например, открывающиеся элек­ тропечи) с температурой выше температуры самовос­

с взрывоопасными пылью и волокнами. Классы взрыво­ опасных помещений различаются также по степени вероят­ ности появления опасности взрыва, что отмечается бук­ вами «а», «б» и «г».

Наиболее опасными являются помещения класса В-І,

вкоторых появление взрывоопасных смесей газов и паров может иметь место не только в аварийных, но и в нормаль­ ных режимах, хотя бы кратковременно, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов.

Помещения класса В-Іа являются менее опасными, поскольку появление взрывоопасных смесей возможно лишь

врезультате аварий или неисправностей. Помещения клас-

172

ca В-Іб отличаются от предыдущих тем, что горючие газы в них обладают высоким нижним пределом взрываемости (15% и более) и резким запахом даже при малых концен­ трациях, допустимых по санитарным нормам. Так, ядови­ тый и взрывоопасный газ аммиак, применяемый в компрес­ сорах холодильных установок, имеет резкий запах и по санитарным нормам концентрация его не должна превы­ шать 0,02 мг/л, или по объему 0,0000034% (у = 0,59 кг/л); взрывоопасная концентрация находится в пределах 15—27% по объему, так что образование последней может быть заранее обнаружено и предотвращено. Иногда во взрывоопасные газы, не имеющие запаха или цвета, под­ мешивают специальные безвредные газы — «индикаторы», обладающие резким запахом или цветом и сигнализиру­ ющие о появлении опасных газов при утечках. К поме­ щениям класса В-Іб относятся также такие, в которых общая взрывоопасная концентрация исключается благодаря небольшому количеству горючих газов и жидкостей и ра­ бота с ними производится без применения открытого огня. Если же работа производится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами, то такие установки вообще считаются невзрывоопасными.

Наружные установки, в которых взрывоопасные смеси газов или паров образуются только в результате аварий или неисправности, относятся к классу В-Іг. Взрывоопасная зона считается в пределах: до 20 м по горизонтали и вер­ тикали от места открытого слива и налива или загрузки и разгрузки легковоспламеняющихся жидкостей — для эс­ такад; до 3 м от взрывоопасного закрытого технологичес­ кого оборудования и до 5 м от дыхательных и предохрани­ тельных клапанов— для остальных установок.

173

В производствах, связанных с горючими пылью и волок­ нами/, образующими взрывоопасные смеси, соответственно различают классы взрывоопасных помещений В-ІІ с по­ стоянной возможностью появления этих смесей и В-ІІа, где последнее может иметь место только при аварии и неисправности.

Классы помещений, смежных с взрывоопасными, при отделении их одной стеной и дверью, снижаются на одну ступень; при двух стенах с дверьми в виде коридора или тамбура — на две ступени согласно табл. 6-1 (ПУЭ ѴІІ-3-1).

6-2. СХЕМЫ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 000 В

Цеховые сети систем трехфазного тока напряжением до 1 000 В выполняются по схемам: радиальной, магистраль­ ной, смешанной и замкнутой сетки. Сети постоянного тока напряжением 220 В выполняются по радиальным и маги­ стральным схемам.

Участок электросети, питающий отдельный приемник электроэнергии, называется ответвлением, а питающий

группы приемников или группу распределительных шка­ фов — магистралью. В радиальной сети (рис. 6-1) от распределительного щита трансформаторной подстанции (ТП) 1 отходят питающие магистрали к главным шкафам 2, от которых идут вторичные магистрали к распределитель­ ным шкафам 3 и от последних — ответвления к отдель­ ным токоприемникам 4.

Чисто магистральная сеть применяется по так называ­ емой схеме блок — трансформатор — магистраль (БТМ) или блок — преобразователь — магистраль (БПМ) (рис.

174

6-2). В этом случае на трансформаторной подстанции 7 распределительный щит не ставится, магистраль 2 под­ водится через разъединитель или автомат прямо в цех

иот нее ответвлениями питаются токоприемники 3.

Вчистом виде обе схемы выполняются редко, обычно сеть выполняется по смешанной схеме. В последнее время при расположении подстанций малой мощно­ сти в центре нагрузки получила распространение

схема БТМ, иногда со вторичными магистралями (рис. 6-3). Схема питания одной линией ряда прием­ ников или силовых шка­ фов называется «цепоч­ кой» (рис. 6-4). «Цепочка»

на ответвлениях применяется при малых мощностях при­ емников и количестве их не более трех-четырех, а также при стабильном расположении. При нестабильном рас­ положении технологического оборудования «цепочка» является неудобной и может применяться только для питания двигателей мощностью до 1—2 кВт.

Рис. 6-3. Схема БТМ со вторичными магистралями.

Замкнутая сеть (сетка) состоит из магистралей, свя­ занных в замкнутый контур, в узлы которого подается питание от трансформаторной подстанции (рис. 6-5, а); на вводе к узлу устанавливается специальный сетевой автомат, снабженный защитой от обратного тока. Узлы сетки выполняются г л у х и м и с расчетом на выгорание кабелей при коротком замыкании (американская прак­

J75

тика, рис. 6-5, б) или з а щ и щ е н н ы м и предохрани­ телями (европейская практика, рис. 6-5, в).

Замкнутая сетка получила широкое распространение в США, ФРГ, ГДР и других странах как надежная по

Рис. 6-4. Схема магистрального питания распределительных шка­ фов (цепочкой).

1 — распределительный щит подстанции; 2 — магистраль; 3 — распределитель­ ные шкафы; 4 — токоприемники.

бесперебойности электроснабжения, но она вдвое дороже обычной радиальной схемы. Так, на химическом комби­ нате ГДР Буна-Верке замкнутая сетка напряжением

Рис. 6-5. Схема замкнутой сетки.

а — схема питания замкнутой сетки от трансформаторных подстанций: 1 — подстанция; 2 — питающие линии; з — замкнутая сетка; 4 — токоприемники; б — узел американской глухой сетки; в — узел европейской сетки с предохра­ нителями; А — автомат обратного тока.

500 В работает надежно более 30 лет. Имеются сложные варианты выполнения сеток.

В СССР опыт применения замкнутой сетки на ГАЗ дал отрицательные результаты. Впоследствии эти сети были переделаны на радиальные и магистральные. Имеются лишь

176

отдельные опытные участки замкнутых сеток в городских сетях.

Всистеме радиального питания и при БТМ на участках сближения магистралей разных подстанций желательно иметь нормально разомкнутые перемычки, рассчитанные на пропуск 30% мощности трансформатора.

Вкачестве распределительных щитов современных комплектных трансформаторных подстанций (КТП) при­

меняют шкафы с выкативши автоматами типов АВМ-В и Э («Электрон»), Например, шкаф напряжением до 1 000 В

Рис. 6-6. Комплектная трансформаторная подстан­ ция.

типа ШН-8 имеет выкатной автомат, устанавливаемый на выходе трансформатора в качестве главного. Автомат имеет электродвигательный привод и управляется клю­ чом управления на фасаде шкафа (рис. 6-6, слева внизу). Автоматы отходящих линий имеют рычажные приводы. До главного автомата на выходе устанавливается автомат АВМ-4 на 400 А для питания освещения, что позволяет отключать силовую сеть для ремонтов, не отключая освещения.

Для присоединения отходящих линий применяются шкафы, например типов ПІН-4, ШН-5, с автоматами на 250, 400, 600 А. Число шкафов с отходящими линиями определяется схемой сети. При схеме БТМ магистраль

177

Б -Б

Фасад панели

л - н

178

А-А

присоединяется к главному автомату, получается значи­ тельная экономия на дорогих шкафах с отходящими ли­ ниями.

Между секциями распре­ делительного щита при двух­ трансформаторной подстан­ ции устанавливается специ­ альный шкаф с секционным автоматом, который может быть снабжен устройством автоматического включения (АВР). Ток секционного авто­ мата принимается 0,6—0,7 тока главного автомата, так как необходимость передачи полной мощности трансфор­ матора на другую секцию не возникает.

Система выкатных авто­ матов, располагаемых в от­ дельных ячейках, обеспечи­ вает удобное и безопасное обслуживание каждого авто­ мата без нарушения работы остальных присоединений и быструю замену дефектного автомата при повреждениях его.

Для некомплектных подстан­ ций старого типа монтажные организации выпускают распре­ делительные щиты напряжением до 500 В переменного тока двух исполнений — прислонные одно­ стороннего обслуживания (рис. 6-7) и свободностоящие двусто­ роннего обслуживания (рис. 6-8). Щиты составляются из стандарт­ ных панелей, на которых уста­ навливаются комплекты из ру­ бильников с предохранителями или рубильников с автоматами, иногда с контакторами. Номи­ нальный ток отходящих линий при защите предохранителями

179