Схемы электрических сетей

Печи сопротивления получают питание от трехфазных сетей переменного тока частотой 50 Гц, в основном на напряжении 380/220 В.

Индукционные плавильные печи выпускаются со стальным сер­дечником и без него, мощностью до 4500 кВ А. Питание индукци­онных печей и установок закалки и нагрева осуществляется от трех­фазных сетей переменного тока частотой 50 Гц, на напряжении 380/220 В и выше в зависимости от мощности.

Перечисленные печи и установки индукционного нагрева от­носятся к приемникам второй категории надежности.

Электросварочное оборудование питается напряжением 380 или 220 В переменного тока промышленной частоты. Мощности элект­росварочного оборудования в зависимости от его типа могут быть от 100 В-А до 10 MB А. Дуговая электросварка на переменном токе выполняется с помощью одно — или трехфазных сварочных трансформаторов или машинных преобразователей. На постоян­ном токе применяются сварочные двигатель-генераторы. Для кон­тактной сварки используются одно — или трехфазные сварочные установки.

Электросварочное оборудование работает в повторно-кратко­временном режиме. Однофазные сварочные приемники (трансфор­маторы и установки) дают неравномерную нагрузку по фазам трех­фазной питающей сети. Коэффициент их мощности колеблется в пределах 0,3…0,7. Сварочные установки по степени надежности относятся ко второй категории.

Мощность электроприводов подъемно-транспортных устройств определяется условиями производства, ее значение колеблется от нескольких до сотен киловатт. Для их питания используется пере­менный ток напряжением 380 и 660 В и постоянный ток напряже­нием 220 и 440 В. Режим работы — повторно-кратковременный. Нагрузка на стороне переменного трехфазного тока — симметрич­ная. Коэффициент мощности меняется соответственно загрузке в пределах от 0,3 до 0,8. По надежности электроснабжения подъем­но-транспортное оборудование относится к первой или второй категории (в зависимости от назначения и места работы).

Электрические осветительные установки являются в основном однофазными приемниками. Лампы светильников имеют мощнос­ти от десятков ватт до нескольких киловатт и питаются напряже­нием до 380 В. Светильники общего освещения (с лампами нака­ливания или газоразрядными) питаются преимущественно от се­тей 220 или 380 В. Светильники местного освещения с лампами накаливания на 12 и 36 В питаются через понижающие однофаз­ные трансформаторы. Равномерная загрузка фаз трехфазной сети достигается путем группировки светильников по фазам. Характер нагрузки продолжительный.

Электроосветительные установки относятся ко второй катего­рии надежности. В тех случаях, когда отключение освещения угро­жает безопасности людей или недопустимо по условиям техноло­гического процесса, предусматриваются системы аварийного ос­вещения. Лампы ДРЛ, для которых характерно длительное зажига­ние, в таких системах не применяются.

3.3.  Схемы электрических сетей

Схемы электрических сетей до 1 ООО В. Схема силовой сети оп­ределяется технологическим процессом производства, категорией надежности электроснабжения, взаимным расположением ТП или ввода питания и электроприемников, их единичной установлен­ной мощностью и размещением. Схема должна быть проста, без­опасна и удобна в эксплуатации, экономична, должна удовлетво­рять характеристике окружающей среды, обеспечивать примене­ние индустриальных методов монтажа.

Схемы сетей могут быть радиальными, магистральными и сме­шанными — с односторонним или двусторонним питанием.

При радиальной схеме (рис. 3.3) энергия от отдельного узла пи­тания (ТП) поступает к одному достаточно мощному потребите­лю или к группе электроприемников. Радиальные схемы выполня­ют одноступенчатыми, когда приемники питаются непосредственно от ТП, и двухступенчатыми, когда они подключаются к промежу­точному распределительному пункту (РП).

Радиальные схемы применяют для питания сосредоточенных нагрузок большой мощности, при неравномерном размещении приемников, а также для питания приемников во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях.

Выполняются радиальные схемы кабелями или проводами в трубах или коробах (лотках).

Достоинства радиальных схем заключаются в высо­кой надежности (авария на одной линии не влияет на работу при­емников, получающих питание по другой линии) и удобстве ав­томатизации.

Недостатками радиальных схем являются: малая эко­номичность из-за значительного расхода проводникового матери­ала; необходимость в дополнительных площадях для размещения силовых РП; ограниченная гибкость сети при перемещениях тех­нологических механизмов, связанных с изменением технологичес­кого процесса.

При магистральных схемах приемники подключаются к любой точке линии (магистрали). Магистрали могут присоединяться к рас­пределительным щитам подстанции или к силовым РП. Магист­ральные схемы с распределительными шинопроводами (рис. 3.4) применяются при питании приемников одной технологической линии или при равномерно распределенных по площади цеха при­емниках. Схемы выполняются с применением шинопроводов, ка­белей и проводов.

Достоинствами магистральных схем являются: упрощение щитов подстанции; высокая гибкость сети, дающая воз­можность перемещать технологическое оборудование без передел-

ки сети; использование уни­фицированных элементов, по­зволяющих вести монтаж ин­дустриальными методами.

Магистральная схема менее надежна, чем радиальная, так как при исчезновении напря­жения на магистрали все под­ключенные к ней потребите­ли теряют питание.

Для повышения надежно­сти питания электроприемни­ков по магистральным схемам применяется двустороннее

питание магистральной линии (рис. 3.5).

Схемы сетей электрического освещения. Система рабочего осве­щения создает нормальное освещение всего помещения и рабочих поверхностей. В такую систему входят светильники общего и мест­ного освещения.

Аварийное освещение обеспечивает освещенность для продолже­ния работы или останова технологического процесса и для эваку­ации людей при отключении рабочего освещения.

Участки сети от источника питания до групповых щитков осве­щения называются питающими, а от групповых щитков до све­тильников — групповыми. Питающие сети выполняются трех — и четырехпроводными по магистральной или радиально-магистраль­ной схеме. Групповые линии в зависимости от протяженности и нагрузки могут быть двух-, трех — и четырехпроводными. Питание сетей рабочего и аварийного освещения может осуществляться вместе с силовой сетью от одного трансформатора. При наличии в цехе нескольких однотрансформаторных подстанций или одной двухтрансформаторной подстанции сети рабочего и аварийного освещения должны питаться от разных трансформаторов.

Групповые линии одного помещения должны получать пита­ние так, чтобы при погасании части ламп одних групп оставшиеся в работе группы обеспечивали минимальную освещенность до лик­видации аварии. Пример схемы питания осветительной сети при­веден на рис. 3.6.

3.4.  Расчет электрических нагрузок

Основой рационального решения комплекса технико-экономи­ческих вопросов электроснабжения является правильное опреде­ление ожидаемых электрических нагрузок. От этого зависят капи­тальные затраты в схеме электроснабжения, расход цветного ме­талла, потери электроэнергии и эксплутационные расходы. Элект­рическая мощность, потребляемая электроприемником (электри­ческая нагрузка), меняется по часам суток и зависит от времени года: ночью она, как правило, значительно меньше, чем днем; в первую смену — несколько выше, чем во вторую; в зимние дни — в утренние часы и вечером — к нагрузке добавляется еще нагрузка от электрического освещения.

Исходными данными для расчета электрических нагрузок явля­ются установленная мощность электроприемников и характер из­менения нагрузки. Под установленной мощностью (Ру) групп по­требителей понимают суммарную паспортную мощность всех элек­троприемников. Например, установленная мощность башенного крана равна сумме номинальных мощностей всех его электродви­гателей.

В результате расчета определяется максимальная (расчетная) нагрузка, которая служит основой для выбора сечения токоведу­щих частей, потерь мощности и напряжения в сетях, выбора мощ­ности трансформаторов и компенсирующих устройств.

Для каждой группы электроприемников существует некоторое определенное соотношение между величинами расчетной (Рр) и установленной мощности. Это соотношение называется коэффи­циентом спроса:

(3.1)

Зная установленную мощность и коэффициент спроса данной группы потребителей, можно определить расчетную мощность:

(3.2)

Расчетную реактивную мощность (Qp) определяют по формуле

(3.3)