Схемы цеховых электрических сетей до 1 кВ
Основным условием рационального проектирования сети электроснабжения промышленного объекта является принцип одинаковой надёжности питающей линии (со всеми аппаратами) и электроприёмникам технологического агрегата, получающего питание от этой линии. Поэтому нет смысла, например, питать один электродвигатель технологического агрегата по двум взаиморезервируемым линиям. Если технологический агрегат имеет несколько электроприемников, осуществляющих единый, связанный группой машин, технологический процесс и прекращение питания любого из этих электроприемников вызывает необходимость прекращения работы всего агрегата, то надежность электроснабжения вполне обеспечивается при питании по магистральной схеме (рис. 1). В отдельных случаях, когда требуется высокая степень надежности питания электроприемников в непрерывном технологическом процессе, применяется двустороннее питание магистральной линии (рис. 2). Рис. 1. Магистральная схема питания электроприёмников цеха
Рис. 2. Магистральная схема цеховой сети с двусторонним питанием Магистральные схемы питания находят широкое применение для питания не только многих электроприёмников одного технологического агрегата, но большого числа сравнительно мелких приёмников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха. Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор – магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надёжность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенных переделок электрических сетей. Для питания большого числа электроприёмников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными (рис. 3). Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприёмники, получают питание от главных питающих магистралей 3
или непосредственно от шин комплектной трансформаторной подстанции, если главные магистрали не используются (рис. 4). Рис. 3. Питающие и распределительные линии в цехе Рис. 4. Распределительные магистрали, подключённые непосредственно к шинам комплектной трансформаторной подстанции К главным питающим магистралям подсоединяется возможно меньшее количество индивидуальных электроприёмников. Это повышает надёжность всей системы питания. Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от неё электроприёмники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом. Кроме магистральных схем для цеховых сетей применяются также
радиальные схемы. Они характеризуются тем, что от источника питания, например от КТП, отходят линии, питающие непосредственно мощные электроприемники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприёмники (рис. 5). Рис. 5. Схема радиального питания электроприёмников цеха Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, так как аварии локализуются отключением автоматического выключателя повреждённой линии и не затрагивают другие линии. Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах КТП, что маловероятно вследствие достаточно надёжной конструкции шкафов этих КТП. Сосредоточение на КТП аппаратов управления и защиты отдельных присоединений позволяет легче решать задачи автоматизации в системе распределения электроэнергии на напряжении до 1 кВ, чем при рассредоточенном расположении аппаратов, что имеет место при магистральной схеме. Радиальные схемы питающих сетей с распределительными устройствами или щитами следует применять при наличии в цехе нескольких достаточно мощных потребителей, не связанных единым технологическим процессом или удаленных друг от друга настолько, что магистральное питание их нецелесообразно. К числу таких потребителей могут быть отнесены электроприёмники, требующие применения автоматических
выключателей на номинальный ток 400 А и более с дистанционным управлением. В чистом виде радиальные и магистральные схемы применяются редко. Наибольшее распространение на практике находят смешанные схемы, сочетающие элементы радиальных и магистральных схем. В крупных цехах металлургических заводов, в литейных, кузнечных и механосборочных цехах машиностроительных заводов, на заводах искусственного волокна и других предприятиях всегда имеются и радиальные, и магистральные схемы питания различных групп потребителей. В цехах машиностроительных и металлургических заводов находят применение схемы магистрального питания с взаимным резервированием питания отдельных магистралей. Изображенная на рис. 6 схема позволяет вывести в ремонт или ревизию один из трансформаторов и, используя перегрузочную способность, обеспечить питание нескольких магистралей от одного оставшегося в работе трансформатора. Такая схема питания позволяет безболезненно выводить в ремонт или ревизию один из трансформаторов во время ремонта технологического оборудования. Рис. 6. Взаимное резервирование питающих магистралей (М) цеха При неравномерной загрузке технологического оборудования в течение суток (например, при пониженной нагрузке в ночные или ремонтные смены) схемы с взаимным резервированием питания магистралей обеспечивают возможность отключения незагруженных трансформаторов. Большое значение для повышения надежности питания имеют
перемычки между отдельными магистралями или соседними КТП при радиальном питании (рис. 7). Такие перемычки, обеспечивая частичное или полное взаимное резервирование, создают удобства для эксплуатации, особенно при проведении ремонтных работ. Проектирование сетей во всех случаях должно выполняться на основе хорошего знания проектировщикомэлектриком технологии проектируемого предприятия, степени ответственности отдельных электроприёмников в технологическом процессе. Рис. 7. Резервирование при радиальном питании потребителей цеха Большое влияние на принимаемые решения оказывают условия окружающей среды в проектируемом цехе. Располагать электрооборудование в пожаро- и взрывоопасных или пыльных помещениях следует только в случае острой необходимости, когда другие решения оказываются нерациональными или крайне сложными. При этом следует иметь в виду, что в этих неблагоприятных средах, как правило, применяется специально сконструированное оборудование. В условиях неблагоприятных сред магистральные схемы нежелательны, так как при их применении неизбежно коммутационные аппараты рассредоточены по площади цеха и подвергаются воздействию агрессивной среды. В таких цехах наибольшее применение находят радиальные схемы питания, при которых все коммутационные аппараты располагаются в отдельных помещениях, изолированных от неблагоприятных агрессивных и взрывоопасных сред.
Схемы осветительных сетей
Для светильников общего освещения разрешается применять напряжения: не выше 0,38/0,22 кВ переменного тока при заземленной нейтрали; 0,22 кВ при изолированной нейтрали. Для светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должны применяться напряжения: не выше 0,22 кВ в помещениях без повышенной опасности; не выше 0,042 кВ в помещениях с повышенной опасностью. Для ручных переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью должно применяться напряжение не выше 0,042 кВ. При особо неблагоприятных условиях, когда опасность поражения током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с заземленными металлическими поверхностями, для ручных светильников должно применяться напряжение не выше 0,012 кВ. Схемы питания сетей освещения зданий. Питание осветительных установок обычно производят от общих для силовых и осветительных приемников трансформаторов напряжением 0,38/0,22 кВ. Область применения самостоятельных осветительных трансформаторов в сетях промышленных предприятий ограничивается случаями, когда характер силовой нагрузки (мощные сварочные аппараты, частый пуск мощных электродвигателей с короткозамкнутым ротором) не позволяет при совместном питании обеспечить требуемое качество напряжения у ламп. Если силовые приемники питаются от сети 0,66/0,38 кВ с заземленной нейтралью, то к этой же сети могут быть присоединены светильники, рассчитанные на напряжение 0,38 кВ (газоразрядные лампы). Питание всех остальных осветительных приемников производится от промежуточных трансформаторов 0,66/0,38–0,22 кВ или от отдельных трансформаторов 6-10/0,38–0,22 кВ. Осветительные сети не совмещаются с силовыми сетями. Наиболее характерные схемы питания осветительных установок приводятся на
рис. 8, 9. В качестве аппаратов защиты и управления линиями питающей сети показаны автоматические выключатели (автоматы). На щитах подстанций и магистральных щитках (пунктах) могут использоваться предохранители и рубильники. Рис. 8. Схема питания рабочего освещения от КТП: а – однотрансформаторная КТП; б – двухтрансформаторная КТП; 1 – трансформатор; 2 – вводный автоматический выключатель; 3 – секционный автоматический выключатель; 4 – линейный автоматический выключатель; 5 – силовой магистральный шинопровод; 6 – магистральный щиток; 7 – щит станции управления; 8 – групповой щиток рабочего освещения. Рис. 9. Схема питания сети освещения распределительными шинопроводами: 1 – автоматический выключатель на щите КТП; 2 – выключатель; 3 – распределительный шинопровод; 4 – автоматический выключатель на шинопроводе.
Питание от одно- и двухтрансформаторных встроенных КТП (см. рис. 8). Для питания сетей освещения в большинстве случаев устанавливаются магистральные щитки с автоматами. При устройстве дистанционного управления сетями освещения устанавливаются щиты станций управления с автоматами и магнитными пускателями или контакторами. От магистральных щитков или ЩСУ отходят линии питающей сети к групповым щиткам; магистральный щиток или ЩСУ питается непосредственно от КТП. В цехах, где светильники устанавливаются на специальных мостиках, применяется схема питания распределительными шинопроводами типа ШОС на токи 250, 400 и 630 А (см. рис. 9). Светильники питаются через автоматы, устанавливаемые на шинопроводах; при этом пропадает необходимость в групповых щитках. Управление освещением производится выключателями, которые при устройстве дистанционного управления освещением заменяются магнитными пускателями и контакторами. Такую схему целесообразно применять в помещениях с нормальными условиями работы среды при значительной суммарной мощности светильников и допустимости одновременного включения общего освещения больших участков. Питание от отдельно стоящих подстанций. Сети освещения зданий, не имеющих встроенных подстанций, питаются кабельными или воздушными линиями от ближайших подстанций. В зданиях со светильниками большой мощности вводится одна или две линии, а при небольшой мощности светильники питаются одной линией от сети освещения нескольких зданий. На вводе каждой линии в здание устанавливается вводное устройство (см. рис. 10) с автоматами. Для небольших зданий, имеющих несколько светильников, групповые линии, питающие светильники, присоединяются к автомату ввода (см. рис. 10, а). При большой мощности сети освещения в здании устанавливается один (см. рис. 10, б) или несколько (см. рис. 10, в) групповых щитков, питаемых одной линией. Если одной линии оказывается недостаточно, на вводе устанавливается магистральный щиток
Радиальные и магистральные схемы электроснабжения
Распределение электрической энергии по предприятию на напряжении выше 1000 В производят с помощью радиальных или магистральных линий. Под радиальной линией подразумевают такую, все нагрузки которой сосредоточены на ее конце (рис. 1, а, б); под магистральной – такую, нагрузки которой рассредоточены вдоль ее длины, т.е. отбор мощности от которой осуществляется в нескольких точках (рис. 2). Схему (сеть), состоящую только из радиальных линий, называют радиальной схемой (сетью), только из магистральных – магистральной, а из радиальных и магистральных – смешанной.
На первой ступени распределения энергии применяются:
а) при передаваемых мощностях около 50 MB-А и более — магистральные или радиальные линии 110 — 220 кВ, питающие подстанции глубокого ввода;
б) при передаваемых мощностях от 15 — 20 до 60 — 80 MB-А – магистральные (иногда радиальные) токопроводы 6 — 10 кВ;
в) при передаваемых мощностях менее 15-20 MB-А — магистральные или радиальные кабельные сети 6 или 10 кВ.
На второй ступени распределения применяются как радиальные, так и магистральные схемы.
Магистральные схемы напряжением 6 — 10 кВ при кабельных линиях применяются:
а) при расположении подстанций, благоприятствующем прямолинейному прохождению магистрали;
б) для группы технологически связанных агрегатов, если при остановке одного из них требуется отключение всей группы;
в) во всех других случаях, когда они имеют технико-экономические преимущества.
Радиальные схемы следует применять при нагрузках, расположенных в различных направлениях от источника питания.
К преимуществам радиальных схем относятся простота выполнения и надежность эксплуатации электрической сети; а также возможность применения быстродействующей защиты и автоматики.
Недостатки радиальных схем: 1) большое количество используемой высоковольтной аппаратуры, что приводит к удорожанию распределительных устройств и увеличению их габаритов; 2) повышенный расход кабельной продукции в связи с увеличением сечений кабелей против экономически целесообразных и суммарной длины кабельных линий.
Магистральные схемы электроснабжения дают возможность снизить затраты за счет уменьшения количества используемых аппаратов и уменьшения длины питающих линий. На схемах рис. 2, а показано питание цеховых ТП с помощью так называемых одиночных магистралей. При одностороннем питании таких магистралей основным их недостатком (по сравнению с радиальными схемами) является меньшая надежность электроснабжения, так как при повреждении магистрали происходит отключение всех потребителей, питающихся от нее. Надежность питания будет повышена при подаче напряжения на второй конец магистрали от другого источника. В этом случае образуется кольцевая магистраль, от которой при наличии двухтрансформаторных подстанций могут питаться приемники второй категории. Для повышения надежности магистральных схем могут применяться и другие ее модификации, например схема двойных сквозных магистралей (рис. 2, 6), когда две магистрали поочередно заводятся на каждую секцию подстанций; эта схема позволяет питать нагрузку первой категории.
На предприятиях средней и большой мощности широкое применение находит так называемый глубокий ввод — это система электроснабжения с максимально возможным приближением высшего напряжения (35 — 220 кВ) к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов. На предприятиях средней мощности линии глубоких вводов заходят непосредственно от энергосис-
темы. В этом случае практически происходит объединение линий питающей сети 35 -220 кВ с линиями распределительной сети первой ступени распределения. На более крупных предприятиях глубокие вводы отходят от УПР или ГПП. Линии глубоких вводов проходят по территории предприятия в виде радиальных КЛ или ВЛ или в виде магистралей с ответвлениями к наиболее крупным пунктам потребления электроэнергии. Схема подстанции глубокого ввода 35 — 220 кВ приведена на рис. 3. При системе глубокого ввода напряжения 35 — 220 кВ на предприятии могут устанавливаться понижающие трансформаторы 220/6 — 10 кВ; 110/6 — 10 кВ; 35/6 — 10 кВ или 35/0,4 кВ. Применение схем глубокого ввода снижает протяженность распределительной сети 6 — 10 кВ или даже вообще ликвидирует ее. Таким образом, глубокий ввод снижает затраты на распределительную сеть и повышает надежность электроснабжения.
Цеховые сети напряжением до 1000 В выполняются по радиальной, магистральной и смешанной схемам.
Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например, от распределительного щита 380/220 В цеховой ТП отходят линии, питающие крупные электроприемники (например, двигатели) или групповые распределительные пункты, от которых, в свою очередь, отходят самостоятельные линии, питающие более мелкие групповые РП или мелкие электроприемники.
Радиальными выполняются сети насосных или компрессорных станций, а также сети пыльных, пожароопасных и взрывоопасных помещений. Распределение электроэнергии в них производится радиальными линиями от РП, вынесенных в отдельные помещения. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, в них легко может быть применена автоматика. Недостатком радиальных схем является то, что при них требуются большие затраты на установку распределительных щитов, прокладку кабелей и проводов.
Магистральные схемы находят наибольшее применение при
более или менее равномерном распределении нагрузки по площади цеха (например, для питания двигателей металлорежущих станков в цехах механической обработки металлов). Применяются магистральные схемы и в других случаях. Так, если технологический агрегат имеет несколько электроприемников, осуществляющих единый, связанный технологический процесс, и прекращение питания любого из них вызывает необходимость прекращения работы всего агрегата, то в таких случаях надежность электроснабжения вполне обеспечивается при магистральном питании. В отдельных случаях, когда требуется весьма высокая степень надежности питания в непрерывном технологическом процессе, применяется двустороннее питание магистральной линии.
Применение магистральных схем позволяет отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита низкого напряжения.
На практике для питания цеховых потребителей применяются обычно смешанные схемы — в зависимости от характера производства, окружающей среды и т.п.
В целом, внутризаводскую систему электроснабжения можно представить в виде многоуровневой сложной иерархической системы. В общем случае количество уровней такой системы равно шести, причем номера уровней повышаются по мере увеличения их значимости в системе электроснабжения.
К первому уровню (1УР) относятся зажимы отдельных электроприемников, на которые подается напряжение, ко второму (2УР) -групповые распределительные пункты 380/220 кВ (силовые шкафы — ШС, осветительные щиты — ЩО и т.п.) и распределительные шинопроводы (ШР), к третьему (3УР) — цеховые ТП, к четвертому (4УР) — шины РП 6 — 10 кВ, к пятому (5УР) — шины 6 — 10 кВ ГПП, к шестому (6УР) — все предприятие в целом (т.е. 6УР относится к точкам раздела сетей потребителя и электроснабжающей организации).
В частных случаях количество уровней может быть больше или меньше шести — в зависимости от конкретных условий. Так, например, между 1УР и ЗУР может быть не один групповой распределительный пункт, а два — в том случае, если от ГРП питаются более мелкие РП, от которых получают питание мелкие электроприемники. В этом случае количество уровней увеличивается. Или на предприятии могут отсутствовать РП четвертого уровня — в этом случае количество уровней уменьшается. Кроме того, уровни, имеющие разные номера, могут объединяться. Так, при питании высоковольтных (6-10 кВ) электродвигателей от шин РП объединяются 2УР и 4УР, а непосредственно от шин ГПП — 2УР и 5УР. Наибольший интерес представляет объединение разных уровней с 6УР, отражающее тот факт, что потребители могут получать питания от разных уровней — в зависимости от вида пункта приема электроэнергии. Можно считать количество потребителей, получающих энергию от уровня п+1 на порядок меньше, получающих ее от уровня п. Если от 2УР питаются 90% потребителей (включая квартиры и индивидуальные жилые дома), то от 3УР -9%, от 4УР — 0,9%, от 5УР — 0,09% и от 6УР — 0,01%. Деление СЭС на уровни отражает разницу свойств, характеризующих потребителей различных уровней, и, как следствие этого, различие требований, предъявляемых ими к электроснабжению: с повышением номера уровня эти требования ужесточаются. Это касается, прежде всего, требований к надежности и качеству электроэнергии. От того, на каком уровне находится пункт приема электроэнергии, зависит организация обслуживания электроустановок потребителя. Если 6УР и 2УР, то у потребителя нет постоянного электротехнического персонала, обслуживающего его электроустановки. Обслуживанием электрооборудования занимается специально приглашаемый для этого персонал. При 6УР и 3УР у потребителя, как правило, уже есть электромонтеры, но нет специальных инженеров-электриков; эксплуатацией электрохозяйства занимается отдел главного механика. Когда 6УР и 4УР, то на предприятии создаются отдел главного энергетика и электроцех, обслуживающие электроустановки до 1000 В; капитальный ремонт электрооборудования производится специальными сторонними организациями, электроустановки выше 1000 В также обслуживаются сторонними организациями. В тех случаях, когда 6УР и 5УР, на предприятии уже может быть персонал, имеющий доступ к обслуживанию оборудования 6 — 10 кВ, но капитальный ремонт его, как правило, производится сторонними организациями.
Как все элементы вновь сооружаемых, реконструируемых и модернизируемых СЭС, так и СЭС, в целом, должны удовлетворять всем требованиям действующих Правил устройства электроустановок. При эксплуатации СЭС должны соблюдаться нормы Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ), а также Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок (ПТБ). Персонал, эксплуатирующий электроустановки, называется электротехническим персоналом (электроперсоналом). Весь электроперсонал разделяется на пять квалификационных групп (самая высокая группа — пятая). Для получения (и подтверждения) группы электроперсонал периодически проходит проверку знаний — на знание относящихся к его сфере деятельности положений (ПТЭ), (ПТБ) и должностных инструкций и обслуживаемого оборудования.
Схемы цеховых сетей до 1000 В
Схема цеховой силовой сети до 1000 В определяется технологическим процессом производства, категорией надежности электроснабжения, взаимным расположением цеховых ТП или ввода питания и электроприемников, их единичной установленной мощностью и размещением по площади цеха. Схема должна быть проста, безопасна и удобна в эксплуатации, экономична, удовлетворять характеристике окружающей среды, обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.
Линии цеховой сети, отходящие от цеховой ТП или вводного устройства, образуют питающую сеть, а подводящие энергию от шинопроводов или РП непосредственно к электроприемникам — распределительную.
Схемы сетей могут быть радиальными, магистральными и смешанными — с односторонним или двусторонним питанием.
Радиальная схема питания цеховой сети
При радиальной схеме энергия от отдельного узла питания (ТП, РП) 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 РП.
Рис. 1. Радиальная схема питания: 1 — распределительный щит ТП, 2 — силовой РП, 3 — электроприемник, 4 — щит освещения
Радиальные схемы применяют для питания сосредоточенных нагрузок большой мощности, при неравномерном размещении приемников в цехе или группами на отдельных его участках, а также для питания приемников во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях. В последнем случае аппаратура управления и защиты электроприемников, устанавливаемая на РП, выносится за пределы неблагоприятной окружающей среды.
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. Повышение надежности радиальных схем достигается соединением шин отдельных ТП или РП резервирующими перемычками, на коммутационных аппаратах которых (автоматах или контакторах) может выполняться схема АВР — автоматического ввода резервного питания.
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.
Магистральная схема питания цеховой сети
При магистральных схемах приемники подключаются к любой точке линии (магистрали). Магистрали могут присоединяться к распределительным щитам подстанции или к силовым РП либо непосредственно к трансформатору по схеме блока трансформатор — линия.
Магистральные схемы с распределительными шинопроводами применяются при питании приемников одной технологической линии или при равномерно распределенных по площади цеха приемниках. Такие схемы выполняются с применением шинопроводов, кабелей и проводов.
Рис. 2. Магистральные схемы с односторонним питанием: а — с распределительными шинопроводами, б — блок трансформатор-магистраль, в — цепочка, 1 — распределительный щит ТП, 2 — силовой РП, 3 — электроприемник, 4 — магистральный шинопровод, 5 — распределительный шинопровод
При установке на рабочих местах технологической линии электроприемников малой мощности целесообразно распределительные магистрали выполнять модульными проводками. Для магистрали модульной сети используются изолированные провода, проложенные в трубах скрыто в полу, с установкой на определенном расстоянии друг от друга (модуле) разветвительных коробок, на которых крепятся напольные распределительные колонки о штепсельными разъемами. Электроприемники подключаются к колонкам проводами в металлорукавах. Модульные проводки применяются при нагрузках на магистраль до 150 А,
Достоинствами магистральных схем являются: упрощение щитов подстанции, высокая гибкость сети, дающая возможность перемещать технологическое оборудование без переделки 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. Применение шинопроводов и модульной проводки неизменного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.
Смешанная схема питания
В зависимости от характера производства, размещения электроприемников и условий окружающей среды силовые сети могут выполняться по смешанной схеме. Часть электроприемников получает питание от магистралей, часть — oт силовых РП, которые, в свою очередь, питаются либо от щита ТП, либо от магистральных или распределительных шинопроводов.
Модульные проводки могут получать питание от распределительных шинопроводов или от силовых РП, включенных по радиальной схеме. Такое сочетание позволяет более полно использовать достоинства радиальных и магистральных схем.
Рис. 3. Схемы двустороннего питания: а — магистральная с распределительным шинопроводом, б — радиальная о резервирующей перемычкой, в — с взаимным резервированием магистралей
Для повышения надежности питания электроприемников по магистральным схемам применяется двустороннее питание магистральной линии. При прокладке в крупных цехах нескольких магистралей целесообразно питать их от отдельных ТП, выполнив перемычки между магистралями. Такие схемы магистрального питания с взаимным резервированием повышают надежность питания, создают удобства для проведения ремонтных работ на подстанциях, обеспечивают возможность отключения незагруженных трансформаторов, в результате чего снижаются потери электроэнергии.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Схемы электроснабжения промышленных предприятий — Схемы силовых и осветительных сетей
Электрические сети напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях делятся на сети для электроснабжения электросиловых и осветительных установок. Поэтому электрические сети называют силовыми и осветительными. Питание силовых и осветительных электроприемников при напряжении 380/220 В рекомендуется производить от общих трансформаторов при условии соблюдения требований ГОСТ 13109-97.
При напряжении 660 В возникает необходимость установки дополнительных трансформаторов 660/220 В и выполнения электрических сетей на напряжение 220 В для питания люминесцентных ламп, ламп накаливания, тиристорных преобразователей, установок контрольно-измерительных приборов и автоматики, средств автоматизации электродвигателей мощностью до 0,4 кВт и др.
Схемы силовых сетей. В соответствии с [1] и [13] силовые сети принято делить на питающие и распределительные.
Питающая сеть — сеть от РУ 0,4—0,69 кВ ТП до низковольтных устройств распределения электроэнергии: распределительных щитов, распределительных пунктов, щитов станций управления и т. д.
Распределительная сеть — сеть от низковольтных устройств распределения электроэнергии до электроприемников. Питающие и распределительные сети выполняются по радиальным, магистральным и смешанным схемам.
Радиальные схемы распределения электроэнергии (рис. 1.9.4) рекомендуется применять в случае:
• взрывоопасных, пожароопасных и пыльных производств;
• питания индивидуальных электроприемников: электродвигателей, электропечей, электросварочных установок и т. п.;
• для питания низковольтных устройств распределения электроэнергии, если они расположены в разных направлениях от источника питания.
Электропроводки при радиальных схемах обычно выполняют кабелем или проводами. Недостатком радиальных схем является недостаточная гибкость, при всяких перемещениях технологического оборудования требуется переделка электрических сетей. Кроме того, РУ 0,4—0,69 кВ ТП получаются громоздкими, дорогими, с большим числом коммутационных аппаратов.
Магистральные схемы находят применение при нагрузках, распределенных по площади цеха. Выполняются они чаще всего шинопроводами. Данные схемы надежны, универсальны, позволяют производить перестановку производственно-технологического оборудования в цехах без существенного изменения электрических сетей.
По назначению шинопроводы могут быть:
• магистральными — для присоединения распределительных шинопроводов, низковольтных комплектных устройств распределения и отдельных мощных электроприемников;
• распределительными — для присоединения электроприемников;
• троллейными — для питания передвижных электроприемников;
• осветительными — для питания светильников и электроприемников небольшой мощности.
В силовых сетях широкое применение нашли комплектные магистральные и распределительные шинопроводы серий ШМА и ШРА. Номинальная сила тока магистральных шинопроводов: 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300 А. Номинальная сила тока ответвлений от магистральных шинопроводов: 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000 А. Номинальная сила тока распределительных шинопроводов: 100, 160, 250, 400, 630 А. Номинальная сила тока ответвлений: 25, 63, 100, 160, 250 и 400 А. Номенклатура ответвительных коробок предусматривает коробки с предохранителями, разъединителями, автоматическими выключателями [14].
Рис. 1.9.4. Радиальная схема распределения электроэнергии
Широкое применение получила схема блока «трансформатор—магистраль», выполненная с помощью комплектных магистральных или распределительных шинопроводов. Пример выполнения схемы блока «трансформатор—магистраль» приведен на рис. 1.9.5. В данной схеме распределительное устройство низкого напряжения подстанции либо отсутствует, либо выполняется с небольшим числом отходящих от него линий для питания освещения и некоторых электроприемников. К магистральному шинопроводу подключаются распределительные шинопроводы, НКУ и отдельные электроприемники большой мощности. К распределительным шинопроводам через ответвительные коробки подключаются НКУ и отдельные электроприемники. 
Рис. 1.9.5. Схема блока «трансформатор—магистраль»
Небольшое распределительное устройство низкого напряжения требуется при выполнении магистральной схемы с помощью нескольких распределительных шинопроводов (рис. 1.9.6). 
Рис. 1.9.6. Магистральная схема, выполненная распределительными шинопроводами
Примеры выполнения схем питающих и распределительных сетей приведены в табл. 1.9.2—1.9.4.
Таблица 1.9.2. Принципиальная схема питающей сети напряжением 0,4 кВ, выполненная в соответствии с ГОСТ 21.613—88
Аппарат отходящих линий (ввода): обозначен тип;
1ном)А
расщепитель или плавкая вставка, А
Аппарат ввода в распределительное устройство или пусковой аппарат: обозначение; тип;
^номэ А
расцепитель или плавкая вставка; уставка теплового реле
Распределительное устройство или электроприемник
Количество, число жил, сечение
РуСТ
ИЛИ Рном,
кВт
Наименование, тип, обозначение чертежа, принципиальной схемы
МП ,
ШМА4 1600 А 380/220 В
Распр.пункт ПР 24Г-7206 34 ХХХХХХ-ЭМ2
387Ш комплектно с механизмом
QF1 А3726Ф 250;160
Распредел.
шинопровод
ШРА
на МП А3736Ф 630; 250
152Ш комплектно с механизмом
При разработке принципиальных схем руководствуются следующим:
• принципиальную схему выполняют в однолинейном изображении, при этом PEN проводник (N и РЕ проводники) отдельной линией (отдельными линиями) не изображают;
• в трехфазных трех-, четырех- и пятипроводных сетях изображение и обозначение фаз указывают только для одно- и двухфазных линий;
• условные графические обозначения электроприемников, пусковых и защитных аппаратов на принципиальной схеме, как правило, не изображают, а указывают над линией их буквенно-цифровое обозначение, типы и технические данные;
• электроприемники, подключаемые непосредственно к питающей магистрали, показывают на принципиальных схемах питающей сети;
• в графе «Магистраль» (см. табл. 1.9.2) указывают буквенно-цифровые обозначения магистрали, тип шинопровода и его номинальный ток (материал и сечение шин — для магистралей нетипового изготовления), напряжение;
• в графе «Распределительное устройство» (см. табл. 1.9.3, 1.9.4) указывают буквенно-цифровое обозначение распределительного пункта или распределительного шинопровода, его координаты по плану расположения электрооборудования (при необходимости), тип (для НКУ — обозначение чертежа общего вида, напряжение, установленную мощность Р и расчетный ток — / — для пунктов, соединенных в цепочку).
Для сетей, где целесообразно выполнение принципиальных схем с учетом расположения электротехнологического оборудования в здании, сооружении; для совмещенных сетей силового электрооборудования и электрического освещения; для разветвленных сетей с несколькими напряжениями, частотами и т. д. допускается выполнение схем в произвольной форме.
Схемы питания передвижных электроприемников. Для питания электродвигателей подъемно-транспортных устройств (кранов, кран-балок, тельферов, передаточных тележек и др.) применяются троллейные линии, выполненные, как правило, троллейными шинопроводами.
Троллейные шинопроводы серии ШТМ выпускаются на номинальные токи 200 и 400 А и предназначены для питания трехфазных и однофазных электроприемников. Каждая секция шинопровода представляет собой стальной короб, имеющий внизу сплошную щель. Внутри короба в пазах изолятора троллея монтируются четыре медных троллея — три фазных и один нулевой.
Питание троллейных сетей может производиться от распределительных устройств 0,4 кВ трансформаторных подстанций, от магистральных, распределительных шинопроводов или от НКУ. В точке подключения питающей линии к троллейной линии устанавливается коммутационный аппарат.
На рис. 1.9.7 изображены схемы питания троллейных линий [15]. При несекционированной троллейной линии подвод питания лучше осуществлять к средней части троллея, что позволяет уменьшить потери напряжения (рис. 1.9.7, а).
При питании от троллейной линии в пролете одного крана ремонтные секции не сооружаются, при питании двух кранов по концам троллейной линии обязательно предусматриваются ремонтные секции, присоединенные к основной троллейной линии с помощью рубильников (рис. 1.9.7, б). При питании от троллейной линии в пролете трех и более кранов необходимо устройство нескольких ремонтных секций. Их располагают вдоль троллейной линии и по ее концам (рис. 1.9.7,
Рис. 1.9.7. Схемы троллейных линий: а — несекционированная; б — с двумя ремонтными секциями; в, г — с тремя ремонтными секциями; / — троллейная линия; 2 — ремонтные секции
Схемы сетей электрического освещения. Установки освещения делятся на внутренние и наружные. Установки внутреннего освещения предназначены для освещения производственных, административных, жилых и общественных зданий и помещений. Установки наружного освещения предназначены для освещения территорий предприятий и учреждений, городов, поселков и т. д.
Установки внутреннего освещения делятся на установки рабочего и аварийного освещения. Рабочее освещение служит для освещения помещений в целом и рабочих поверхностей. Аварийное освещение может быть освещением безопасности и эвакуационным освещением.
Освещение безопасности предназначено для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Светильники рабочего освещения и освещения безопасности должны получать питание от независимых источников питания. Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения безопасной эвакуации людей по основным проходам, оснащенным световыми указателями «выход», и предусматривается в производственных помещениях, где может одновременно находиться более двадцати человек.
Электрические сети освещения делятся на питающие, распределительные и групповые сети.
Питающая осветительная сеть — сеть от РУ подстанции до вводного устройства (ВУ), вводно-распределительного устройства (ВРУ) или главного распределительного щита (ГРЩ).
Распределительная сеть — сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов, щитков и пунктов питания наружного освещения.
Групповая сеть — сеть от распределительных пунктов, щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников.
Питающая и распределительная сети освещения. Питание установок внутреннего освещения рекомендуется выполнять от распределительных устройств подстанций, щитов, магистральных и распределительных шинопроводов самостоятельными линиями, выполненными проводами или кабелями.
Сети наружного освещения могут получать питание от распределительных устройств подстанций, распределительных пунктов и вводно-распределительных устройств и выполняются кабельными или воздушными линиями (с использованием самонесущих изолированных проводов). Линии наружного освещения могут прокладываться на существующих опорах, принадлежащих электросетевым организациям, по опорам контактной сети электрифицированного транспорта (с помощью кабельных линий или самонесущих изолированных проводов), на инженерных сооружениях (мостах, транспортных эстакадах и т. д.).
Питающие и распределительные сети внутреннего и наружного освещения выполняются трехфазными четырех- или пятипроводными в зависимости от используемой системы заземления.
Рабочее освещение рекомендуется питать по линиям, не связанным с силовыми установками. Все виды освещения допускается питать от общих линий с электросиловыми установками или от силовых распределительных пунктов, за исключением сетей в производственных зданиях без естественного освещения. В местах присоединения линий питающей осветительной сети к линии питания электросиловых установок или к силовым распределительным пунктам должны устанавливаться аппараты защиты и управления. Если питающая и распределительная осветительная сети выполняются шинопроводами, групповые щитки могут не предусматриваться. Вместо них могут применяться аппараты защиты и управления для питания групп светильников. Применение для питания рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения общих групповых щитков не допускается. Для освещения безопасности и эвакуационного освещения допускается использование общих щитков.
На рис. 1.9.8 приведена схема питающей и распределительной сетей внутреннего освещения. С первой секции шин 0,4 кВ двухтрансформа-торной подстанции получает питание щит освещения, с шин которого по магистральной или радиальной схемам запитываются групповые щитки рабочего освещения. Щиток аварийного освещения получает питание от второй секции шин 0,4 кВ ТП. Аварийное освещение должно включаться автоматически при аварийном отключении рабочего освещения.
Рис. 1.9.8. Схема питающей и распределительной сети освещения: / — питающая сеть; 2 — распределительная сеть; 3 — щит рабочего освещения; 4 — групповые щитки рабочего освещения; 5— распределительный пункт; 6— щиток аварийного освещения
На рис. 1.9.9 показана возможность подключения рабочего освещения к головному участку магистрального шинопровода. Питание аварийного освещения в этом случае рекомендуется выполнять от другой ТП или иного независимого источника питания.
Схема перекрестного питания освещения от двух ТП приведена на рис. 1.9.10. Рабочее и аварийное освещение получают питание самостоятельными линиями от разных трансформаторных подстанций. Аварийное освещение в производственных зданиях допускается подключать к распределительным пунктам, шинопроводам, за исключением производственных зданий без естественного освещения.
Рис. 1.9.9. Схема питания сети освещения от шинопровода: / — питающая сеть; 2 — шинопровод; 3 — групповые щитки рабочего освещения
Рис. 1.9.10. Схема перекрестного питания освещения от двух трансформаторных подстанций: / — питающая сеть освещения; 2 — щит освещения; 3 — распределительная сеть освещения
В соответствии с ГОСТ 21.608-84 и ГОСТ 21.607-84 принципиальные схемы питающих и распределительных сетей освещения выполняются в однолинейном исполнении, при этом может учитываться расположение электрического оборудования по частям и этажам здания.
Примеры выполнения питающей сети внутреннего и наружного освещения приведены на рис. 1.9.11 и 1.9.12.
Источник питания
Маркировка; расчетная нагрузка, кВт; коэффициент мощности; расчетный ток, А
Момент нагрузки, кВт-м; потеря напряжения, %; марка и сечение
проводника; способ прокладки
Распределительный пункт: номер; тип; установленная мощность, кВт. Аппарат на вводе: тип; ток, А
Выключатель автоматический или предохранитель: тип; ток расцепителя или плавкой вставки, А
Пускатель магнитный: тип; ток нагревательного элемента, А
Маркировка; расчетная нагрузка, кВт; коэффициент мощности; расчетный ток, А
Момент нагрузки, кВт-м; потеря напряжения, %; марка и сечение проводника; способ прокладки
Щиток групповой: аппарат на вводе; тип; номинальный ток, Л