+7 (812) 448-30-88
+7 (812) 910-22-50
Заказать звонок →
Мы перезвоним вам

Содержание:
  1. Величина напряжения цеховых сетей
  2. Схемы питания цеховых сетей
  3. Конструкции распределительных устройств
  4. Конструктивное выполнение сетей низкого напряжения
  5. Осветительные цеховые сети

Величина напряжения цеховых сетей

Распределение электроэнергии на низком напряжении на современных промышленных предприятиях производится при значениях напряжения, равных 36, 220/127, 380/220 и 660/380 В. С увеличением напряжения распределительной сети уменьшаются сечения токоведущих частей, сеть получается более легкой и существенно снижается расход цветных металлов.

В цеховых сетях наиболее широко распространено напряжение 380/220 В. Понижающий трансформатор в этом случае имеет вторичную обмотку с выведенной и заземленной нейтральной точкой, а сеть имеет соответственно нулевой провод. На междуфазное напряжение 380 В включаются двигатели переменного тока; на фазное напряжение 220 В включается осветительная нагрузка. Таким образом, сеть с напряжением 380/220 В может быть использована для совместного питания силовой и осветительной нагрузок.

Напряжение 220/127 В также дает возможность совместно питать силовую и осветительную нагрузки, однако сеть получается при этом более тяжелой и дорогой. В настоящее время на строящихся предприятиях сети с напряжением 220/127 В применять не разрешается; как исключение они могут быть использованы только при расширении или реконструкции старых предприятий, где действующие сети имели напряжение 220/127 В. Следует отметить, что при междуфазном напряжении 220 В используются те же двигатели, что и при напряжении 380 В, но обмотки статоров соединяются в треугольник.

Напряжение 500 В применяется в настоящее время лишь на старых предприятиях. Цеховые сети с напряжением 500 В получили небольшое распространение, т.к. они не давали значительной экономии цветных металлов по сравнению с напряжением 380 в и требовали применения отдельных трансформаторов для нужд освещения. Кроме того, статорные обмотки двигателей рассчитываются при включении в звезду на напряжение 500 В; двигатели не могут быть использованы для работы на другом напряжении при соединении обмоток в треугольник, т.к. напряжение 500/ √3=290В является нестандартным.

Более рациональным, чем 500 В, с точки зрения эко­номии цветных металлов и удобства подбора электродвигателей является напряжени √3*380=660В. Напряжение цеховых сетей 660/380 В лишено отмеченных недостатков и дает за счет снижения тока в √3 раз значительное уменьшение сечения проводов и потерь энергии. Питание осветительной нагрузки при напряжении цеховой сети 660 В может быть осуществлено от отдельных трансформаторов, специально предназначенных для освещения, или с помощью промежуточных трансформаторов с напряжением 660/220/127 или 380/220/127 В. Отметим, что экономичность ламп накаливания при напряжении 127 В выше, чем при напряжении 220 В.

Величина напряжения для цехов промышленных предприятий выбирается на основании технологических условий производства, правил техники безопасности и технико-экономических сравнений расчетных вариантов, которые ведутся в направлении сравнения следующих показателей: расхода цветных металлов, стоимости потерь электроэнергии, стоимости сооружения установки, величины эксплуатационных расходов. Исследования, опыт эксплуатации и проектирования показали, что в одних случаях наиболее целесообразными являются сети с напряжением 660/380 В, в других – с напряжением 380/220 В. Целесообразным является, конечно, повышение напряжения питающей сети, однако применение сетей с напряжением 660/380 В ограничивается условиями техники безопасности, вопросами питания осветительной нагрузки, наличием на, предприятии значительного количества двигателей малой мощности, которые выполняются на напряжение не выше 380 В, и т.п.

Питание местного освещения в помещениях без повышенной опасности рекомендуется осуществлять от сетей общего освещения. В помещениях с повышенной опасностью для местного освещения и переносных ламп необходимо применять напряжение 36 В. В особо опасных условиях рекомендуется применять напряжение 12 В. В том и другом случаях используются трансформаторы местного освещения 380/36, 220/36 или 380/12, 220/12 В.

В сетях постоянного тока цехов промышленных предприятий наиболее распространенными являются величины напряжений 220 и 440 В. Напряжения, отличные от указанных, имеют место главным образом в случае применения системы генератор – двигатель.

Схемы питания цеховых сетей

Питание цеховых сетей низкого напряжения произ­водится от цеховых ТП. Электроэнергия низкого напряжения подводится от трансформатора к распределительному устройству цеховой подстанции. 

f9218-clip-5kb

Рис. 1. Радиальная схема питания сосредоточенных нагрузок (а) и распределительных шкафов (б).

 

На стороне низкого напряжения силовых трансформаторов в качестве отключающего аппарата применяется мощный воздушный автоматический выключатель (автомат) типа А-2000. Автоматы типа А-2000 выпускаются на номинальные токи до 1500 А и отключают токи короткого замыкания до 30000 А. Автоматы имеют встроенную токовую защиту и осуществляют также защиту от понижения напряжения.

От шин ТП электроэнергия поступает непосредственно к крупным потребителям или распределительным шкафам. На рисунке 1 (а) приведена радиальная схема питания сосредоточенных нагрузок с панелями управления, устанавливаемыми около потребителя. Эта схема применяется для питания крупных электроприводов вентиляторов, насосов, компрессоров, двигатель-генераторов и т.п. Схема проста в эксплуатации, удобна в смысле избирательного действия защитил, но имеет повышенные капитальные затраты по сравнению с магистральными схемами питания.

В тех случаях, когда приводные двигатели производственных механизмов или другие потребители электроэнергии распределяются по цеху не равномерно, а концентрируются на некоторых участках, целесообразно устанавливать в цехе несколько распределительных шкафов. В этом случае от каждого шкафа питается группа близко расположенных друг от друга потребителей. Шкафы в свою очередь получают электроэнергию от шин ТП (см. рис. 1, б).

На небольших промышленных предприятиях для сокращения габаритов РУ подстанции и экономии цветных металлов применяется не радиальная схема питания распределительных шкафов, а магистральная (см. рис. 2).

91d8a-clip-3kb

Рис. 2. Магистральная схема питания распределительных шкафов

 

При наличии в цехах промышленного предприятия ответственных потребителей предусматривают резервное питание при аварии на одной из линий. Это достигается путем установки между распределительными шкафами при радиальной системе питания, а также между конечными шкафами магистральных линий перемычек с нормально отключенным рубильником или автоматом. Пропускная способность перемычки в последнем случае рассчитывается обычно на наибольшую мощность потребителей, присоединенных к одному шкафу.

Широкое распространение в электроснабжении цехов промышленных предприятий получили магистральные системы электроснабжения с применением токопроводов различных типов. На рисунке 3 (а) приведена подобная схема электроснабжения цехов при помощи шинных сборок, конструкция которых подробно рассмотрена ниже. Применение шинных сборок дает значительную экономию цветных металлов и весьма удобно для цехов с силовой нагрузкой. Наиболее широкое распространение шинные сборки получили на металлообрабатывающих заводах. Шинные сборки более удобны, чем другие виды проводок в тех случаях, когда при изменении технического процесса требуется периодическое перемещение производственных агрегатов по цеху. Однако следует отметить, что для отсоединения одного из потребителей требуется предварительно отключить всю шинную сборку.

6836a-clip-7kb

Рис. 3. Схема электроснабжения цеха с шинными сборками (а) и по системе блок трансформатор – магистраль (б)
 

 

Это вызывает простой ряда производственных механизмов. При использовании шинных сборок возникает необходимость в расположении станков по параллельным линиям, что несколько ограничивает возможности в планировании цехов. Кроме того, шинные сборки создают помехи в работе кранов при транспортировке грузов по цеху. Крупные потребители электроэнергии в цехах с шинными сборками питаются чаще всего по радиальной схеме непосредственно от распределительных шкафов. Длина одной шинной сборки обычно составляет 6 м; в протяженных цехах несколько комплектов шинных сборок соединяют последовательно, образуя общую магистраль. Шинные сборки изготовляются на номинальные токи до 160 А.

Электроснабжение проектируемых в настоящее время цехов заводов и некоторых 'работающих цехов осуществляется по схеме, которая носит название блок трансформатор – магистраль (БТМ). Основной токопровод 1 системы БТМ, приведенной на рисунке 3 (б), представляет собой магистраль, которая выполняется чаще всего в закрытом стальном кожухе с расположенными внутри него алюминиевыми или медными шинами. Шинопроводы для системы БТМ выполняются стандартных габаритов со штепсельными контактными соединениями и 'предохранителями для присоединения боковых магистралей. Они рассчитаны на номинальные токи до 600 А, в то время как ответвления от шинопроводов допускают нагрузку до 200 А. От штепсельных шинопроводов системы БТМ получают питание боковые магистрали 2, которые выполняются обычно шинными сборками и – реже штепсельными шинопроводами. Система БТМ применяется для цехов с равномерно распределенной нагрузкой. Основным достоинством ее является отсутствие распределительных шкафов в цехе и на ТП. Включение магистрали производится автоматом А, а ответвления присоединяются к ней посредством штепсельных контактных соединений с предохранителями.

Конструкции распределительных устройств

Отличительными особенностями сооружения современных электрических установок являются высокие темпы их проектирования и монтажа, что в значительной степени достигается типизацией применяемого оборудования и изготовлением готовых блоков.

Такое трудоемкое в производстве оборудование, как распределительные шкафы, устанавливаемые в ТП и цехах, изготавливается заранее в монтажных мастерских или на заводах. Каркасы выполняются в виде сварной конструкции из угловой и листовой стали, на которой крепится электротехническое оборудование. В одном шкафу могут быть смонтированы аппараты на различное количество силовых или осветительных линий. Распределительные устройства низкого напряжения могут быть собраны из нескольких шкафов путем соответствующего подбора и монтажа.

Распределительные шкафы проектируются и исполняются в двух несколько различных конструктивных вариантах: свободно стоящие и прислонные. Первый тип шкафов более удобен в обслуживании, т.к. фасадная и задние панели его выходят в коридоры управления. Второй тип прислоняется задней панелью к стене, вследствие чего осмотр и ремонт оборудования на нем затруднены. Свободно стоящие шкафы дороже прислонных на 10-20% и увеличивают объем помещения распределительного устройства на 30-50%.

Аппараты шкафов, предназначенных для силовой нагрузки, могут быть выбраны на токи 100-1500 А, а шкафов для осветительной нагрузки – на токи 35-60 А. Число линий, присоединяющихся к распределительным шинам одного шкафа, составляет в соответствии с мощностью 1-8 при силовой нагрузке и 6-12 при осветительной нагрузке. В случае необходимости в шкафах могут быть установлены счетчики электроэнергии. В осветительных шкафах нулевой провод монтируется в виде шинки непосредственно на каркасе.

Еще более высокой производительности и совершенства достигают монтажные работы, когда применяются готовые комплектные устройства низкого напряжения. В этом случае монтажные работы на строящемся производственном объекте сводятся к установке и подключению готовых шкафов.

На рисунке 4 приведен общий вид комплектного распределительного шкафа низкого напряжения. Шкаф предназначен для включения мелких потребителей электроэнергии.

80603-clip-20kb

Рис. 4. Распределительный шкаф завода «Электрощит»:

1 – рубильник ввода; 2 –  питающая шина; 3 –  распределительная шина; 4 –  предохранитель;

 5 –  провод к потребителю; 6 –  каркас; 7 –  дверца шкафа; 8 –  осветительный трансформатор.

Конструктивное выполнение сетей низкого напряжения

Цеховые сети могут быть разделены на силовые и осветительные. В качестве проводникового материала в обоих случаях используются сталь, алюминий и медь.

Основными типами монтажных проводов сетей являются шнуроподобный провод марки ПРД, провод с резиновой изоляцией ПР, освинцованный голый кабель с резиновой изоляцией, СРГ, голый кабель в свинцовой или алюминиевой оболочке с пропитанной бумаж­ной изоляцией, СГ и АГ, кабель с пластмассовой оболочкой, НРГ и ВРГ.

Провода и кабели изготовляются различных типов; при этом свойства их характеризуются наличием определенных цифр или букв в наименовании. Так, например, наименование провода ПР-500 означает провод с резиновой изоляцией на напряжение до 500 В; наименование кабеля СРГ означает: кабель с резиновой изоляцией освинцованный голый. Добавление к наименованию кабеля буквы К (КСГ) означает, что кабель контрольный и предназначен для цепей сигнализации, защиты и измерительных приборов; добавление буквы Б (СРВ) указывает на бронирование кабеля стальной лентой; буква П означает бронирование стальной проволокой; буква А в наименовании указывает на наружное покрытие асфальтированной бумажной пряжей и т.д.

Кабели и провода на промышленных предприятиях при напряжении до 1000 В могут прокладываться в траншеях, туннелях и каналах, непосредственно на стенах, потолках и полах цеховых помещений, а также в стальных трубах.

В траншеях, где нет непосредственной опасности механических повреждений кабеля, могут применяться небронированные кабели с покрытием из асфальтированной бумажной пряжи, например АСРГ, КАБГ и т.п. В туннелях и каналах следует прокладывать небронированные кабели без наружного покрова из бумажной пряжи СРГ, КСРГ и т.п. В помещениях с нормальной окружающей средой, где нет непосредственной опасности механических повреждений кабеля: в бороздах стен на высоте более 2 м от пола, внутри станин станков и т.п., могут применяться голые освинцованные кабели СГ, СРГ и т.п. Бронированные кабели могут прокладываться во всех видах производственных помещений без дополнительной защиты их, за исключением мест, в которых возможны механические воздействия на кабель. В этих случаях кабель должен быть проложен, например, в стальных трубах.

Внутри цеховых помещений кабели прокладываются главным образом в кабельных каналах или на стенах и потолках. Конструкция кабельного канала и раскладка в нем кабелей показаны на рисунке 5.

 

76ee1-clip-9kb

Рис. 5. Раскладка кабеля в кабельном канале

Концы кабелей в месте присоединения их к шинам распределительного устройства или к потребителю электроэнергии заделываются в кабельные воронки для предохранения попадания пыли и влаги в изоляционные слои. Одним из способов разделки кабелей напряжением до 1000 В является разделка с применением стальных конусных воронок, заполняемых специальной массой. Кроме того, широкое применение получила в настоящее время для сухих отапливаемых и неотапливаемых помещений так называемая сухая разделка кабелей. Сухая разделка применяется для кабелей как низкого, так и высокого напряжения.

97581-clip-6kb

Рис. 6. Шинная сборка:

 1 – шины стальные; 2 – изоляционная стойка; 3 – кожух; 4 – отводка к потребителю

Весьма распространенным видом силовой и особенно осветительной проводки является прокладка проводов ПР на роликах и изоляторах. Шнуровой провод ПРД применяется главным образом в осветительных сетях и крепится на роликах. Изоляторы и ролики устанавливаются на стенах и потолках при помощи специальных металлических конструкций различных образцов. Присоединение однопроволочных проводов сечением более 6 мм2 и многопроволочных сечением более 4 мм2 к распределительным шинам производится посредством напаянных на провода наконечников.

Для повышения безопасности обслуживания производственных агрегатов и предотвращения механических повреждений проводов последние часто прокладываются в металлических шлангах или трубах. Прокладка в шлангах наиболее распространена на металлообрабатывающих станках. Подводка к станкам, разводка проводов на кранах, прокладка в полах производственных помещений и т.п. производятся в стальных трубах.

c1b88-clip-17kb

Рис. 7. Подводка к станкам от шинной сборки:

1 – шинная  сборка; 2 – двигатель; 3 – стальная труба; 4 – пускатель; 5 – кнопка управления.

Сравнительно редко в производственных помещениях встречается проводка в эбонитовых трубках под штукатуркой; этот вид проводки находит некоторое применение для осветительной нагрузки. В настоящее время некоторое распространение получает проводка в стеклянных трубах.

При рассмотрении схем питания цеховых сетей было отмечено большое значение шинных сборок и штепсельных шинопроводов, которые находят все большее распространение. Конструктивный вид участка шинной сборки приведен на рисунке 6, а общий вид проводки от шинной сборки к металлорежущему станку дан на рисунке 7. Проводка скрыта в стальной трубе и в случае необходимости перемещения станка легко отсоединяется от шинной сборки и вновь присоединяется на другом участке.

ab2a8-clip-13kb

Рис. 8. Штепсельный шинопровод:

1 – шина; 2 – изоляционная стойка; 3 – кожух; 4 – панель предохранителей

5 – предохранители; 6 – кожух предохранителей; 7 – штепсели.

 

Примерный вид штепсельного шинопровода с коробкой предохранителей показан на рисунке 8. Отсоединение питающих линий от магистрали, выполненной штепсельным шинопроводом, можно произвести, подняв панель предохранителей; при этом контакты штепселей отойдут от шинопроводов.

Осветительные цеховые сети

Цехи промышленных предприятий должны быть освещены как в нормальных условиях работы, так и при возникновении аварий в электротехнической установке. Нормы на освещение различных производственных помещений составлены с таким расчетом, что они дают возможность обеспечить максимальную производительность труда и отвечают требованиям техники безопасности. Осветительная установка должна создавать нормальную освещенность и благоприятное распределение яркости света по рабочей поверхности.

Освещение цеха по своему назначению может быть разделено на две категории: рабочее и аварийное. Последнее нормально не находится в работе и включается при возникновении аварии в электротехнической установке. Поэтому аварийное освещение должно получать питание от второго, независимого источника электроэнергии. Рабочее освещение по назначению может быть не только общим, но и местным; в этом случае светильник располагается непосредственно на станке, кране или другом производственном объекте. Освеще­ние может быть также комбинированным, т.е. состоящим из общего и местного.

Местное освещение для обеспечения безопасности обслуживания осуществляется на напряжении 12-36 В. Питание к сети местного освещения подводится от небольших трансформаторов, которые монтируются обычно в шкафах управления производственных механизмов и питаются от общего ввода к электрооборудованию. Лампы освещения устанавливаются при этом в определенных рабочих местах или могут быть выполнены переносными с питанием от штепсельных розеток.

Общецеховое освещение располагается на потолках или стенах производственного помещения и создает равномерную освещенность по всему цеху в дополнение к местному освещению.

Распределение питания общецехового и местного освещения производится с таким расчетом, чтобы при отключении одной из групп светильников на данном участке была возможна работа производственных агрегатов, хотя бы и с несколько меньшей интенсивностью вследствие снижения освещенности. В качестве источников питания цеховых осветительных сетей используются общие для силовой и осветительной нагрузок трансформаторы с напряжением на вторичной стороне 380/220 В или отдельные осветительные трансформаторы 220/127 В.

Лампы общего освещения в цехах включаются в большинстве случаев на напряжение 220 В, вследствие чего от трансформаторов к осветительным щиткам проходят четыре провода (см. рис. 9).

b67fc-clip-3kb

Рис. 9. Схема включения ламп общего освещения

Питание светильников аварийного освещения осуществляется путем переключения с одного источника на другой (см. рис. 10).

eedea-clip-7kb

Рис. 10. Схема резервирования питания осветительной нагрузки

Схема, приведенная на рисунке 10 (а) обеспечивает бесперебойное снабжение аварийной осветительной нагрузки при повреждении одного из трансформаторов посредством переключения сети автоматическим пускателем на резервный источник питания ИП. В качестве источника питания аварийного освещения может быть также предусмотрена аккумуляторная батарея (см. рис. 10, б).