Розрахунок і вибір силового електроустаткування установки й струмоведучих частин

2. Розрахунок і вибір силового електроустаткування установки й струмоведучих частин

 

Розрахунковий струм для живильної лінії ЕУ визначаємо по формулі:

I _ном.еу=Р_ном.еу /(√3*U_ном*cosц_ном*з_ном),

де Р_ном.еу - номінальна потужність електроустановки, кВт;

U_ном - номінальна напруга електроустановки, кВ;

cosц_ном - коефіцієнт потужності обраного двигуна;

з_ном - кпд обраного двигуна, %.

Схема живлення електроустановки наведена на мал.1:

Малюнок 1

I _ном.еу=200/ (√3*0,4*0,92*0,94)=334А

Пусковий струм електроустановки дорівнює:

I_{пуск.еу}=7, 5*I_ном.еу

I_{пуск.еу}=7, 5*334=2504А

Припустимий струм для кабелю:

I_{доп.каб}≥ I _ном.еу

Вибираємо 3^х фазний кабель із алюмінієвими жилами (ААБ) з перетином 50мм²,тому що виконується умова:

I_{доп.каб}=335А≥ I _ном.еу=334А

Вибираємо автоматичний вимикач типу AВМ10H, тому що

I _{ном.викл}≥2* I _ном.еу

1000А?2*334=670А, умова виконується.

Струм спрацьовування расцепителя:

I _{сраб.расц} ≥ 1,25*I _ном.еу

I _{сраб.расц} ≥1,25*334=617,5 А

Виконання по расцепителю - селективне.

Вибираємо 3^х полюсний контактор змінного струму типу КТП6053 з I _ном.до=630А

3. Електролізні установки

Область застосування

7.10.1 Справжня глава Правил поширюється на розташовані усередині будинків (виключення наведені в 7.10.4) виробничі й еремури установки електролізу водяних розчинів кислот, лугів і солей з одержанням і без одержання металів, установки електролізу розплавлених солей, окислів і лугів і установки гальванічних покриттів виробів (деталей) чорними й кольоровими металами, у тому числі рідкими й дорогоцінними.

7.10.2 Електролізні установки й установки гальванічних покриттів і використовуване в них електротехнічне й ін. устаткування або пристрої, крім вимог справжньої глави, повинні задовольняти також вимогам розділів 1-6 і гл. 7.3-7.5 Правил у тій мері, у якій вони не змінені справжньою главою.

Визначення. Сполука установок

7.10.3 Установки електролізні й гальванічні покриття - комплекси, що складаються з однієї або декількох ванн (відповідно електролізних - електролизерів або гальванічних) і з робочого процесу, що вимагаються для здійснення в них, випрямних агрегатів (див. 7.10.4), іншого електротехнічного встаткування загального призначення й спеціального, комплектних пристроїв і допоміжних механізмів, магістральних і інших струмопроводів, кабельних ліній і електропроводок (включаючи проводки допоміжних ланцюгів: систем керування, сигналізації, виміру, захисту), а також кранового й вентиляційного встаткування й газоочистних споруджень.

7.10.4 Випрямний агрегат - агрегат, що працює за принципом джерела напруги (АІН), складається з перетворювального трансформатора й напівпровідникових випрямлячів.

Параметричний випрямний агрегат - агрегат, що працює за принципом джерела струму (ПІТ), заснований на використанні резонансних схем і складається з перетворювального трансформатора з роздільними обмотками ВН, трьох реакторів, трьох конденсаторних батарей і напівпровідникових випрямлячів.

Напівпровідниковий випрямляч - комплект напівпровідникових вентилів, змонтованих на рамі або в шафі (на рамах або в шафах) із системою повітряного або водяного охолодження.

Перетворювальна підстанція електролізних установок - комплекс, що складається з розміщених усередині приміщення (або декількох приміщень, або усередині окремого будинку) випрямних агрегатів (АІН або ПІТ) і вимагаються для їхньої роботи встаткування, пристроїв, систем і ін. (див. 7.10.3), при цьому поза будинком можуть бути розташовані (коли це дозволяють умови навколишнього середовища) на відкритому просторі або під навісом у виконанні для зовнішньої установки перетворювальні трансформатори, а при агрегатах ПІТ також і реактори, і конденсаторні батареї.

Допускається виконання перетворювальних підстанцій, у яких шафи (рами) напівпровідникових випрямлячів монтуються на стінках бака перетворювального трансформатора.

7.10.5 Електролізна ванна або електролизер - спеціальне встаткування, що складається із системи позитивних і негативних електродів, занурених у наповнений електролітом посудина (або поміщених в осередки мембранного або диафрагменного типу, зібрані в єдиний блок-апарат), призначене для виконання сукупності процесів електрохімічного окислювання-відновлення при проходженні через електроліт електричного струму.

Гальванічна ванна конструктивно подібна до електролізної ванни з електролітом у вигляді водяних розчинів і відрізняється в основному лише сполуками електролітів і режимами роботи, обумовленими її призначенням - видом виконуваних гальванічних покриттів.

Серія електролізних ванн (електролизеров) - група послідовно з'єднаних електролізних ванн (електролизеров), що приєднується до перетворювальної підстанції (випрямному агрегату).

7.10.6 Зал електролізу1. - виробниче приміщення, у якому розміщені одиночні електролізні ванни (електролизери), їхня серія, кілька серій або частина серії.

1. Терміни «зал електролізу», «станція» в установках електролізу алюмінію не використовуються, у цих установках застосовується термін «корпус електролізу» - виробничий будинок, у якому встановлені серія (частина серії) або серії електролизеров.

Корпус, станція або цех електролізу - виробничий будинок, у якому розміщені зал або зали електролізу й приміщення з устаткуванням, необхідним для здійснення технологічного процесу й виконання вимог техніки безпеки й охорони праці.

7.10.7 Гальванічний цех (ділянка, відділення) - приміщення або частина приміщення з установками гальванічних покриттів і електротехнічним і іншим устаткуванням, необхідним для виконання процесу з урахуванням вимог техніки безпеки й охорони праці.

Загальні вимоги

7.10.8 Схема живлення (групових або індивідуальна) електролізних установок і установок гальванічних покриттів, а також види, типи, параметри й кількість випрямних агрегатів і їхнє виконання, матеріал і перетин сполучних струмопроводів і ошиновки самих ванн повинні вибиратися, як правило, на підставі техніко-економічного аналізу з урахуванням забезпечення необхідної надійності електропостачання.

7.10.9 Для підприємств, що мають електролізні установки з перетворювальними підстанціями великої встановленої потужності випрямних агрегатів, рекомендується приймати схеми роздільного електропостачання технологічного навантаження електролізного виробництва з електричними навантаженнями силового встаткування й електричного висвітлення всіх основних і допоміжних споруджень підприємства через окремі понижувальні трансформатори, що приєднуються лініями передачі до розподільних пристроїв розташованих поблизу, що генерують джерел, або до електричних мереж живильної енергосистеми на напругу 110-500 кВ за схемою «глибокого уведення», з мінімальним числом щаблів трансформації й комутації (клас напруги визначається на підставі техніко-економічних розрахунків залежно від потужності споживання підприємством електроенергії).

Випрямні агрегати електролізних установок для одержання водню, призначеного для охолодження турбогенераторів, приєднуються до РУ 0,4 кВ власних потреб електростанції.

7.10.10 Система внутрімайданчикового електропостачання технологічних і інших електричних навантажень електролізних установок і установок гальванічних покриттів повинна виконуватися з урахуванням умов забезпечення в розподільній мережі підприємства й на границі роздягнула балансової приналежності електричних мереж, припустимих за ДСТ 13109 показників якості електроенергії (ПКЕ).

З метою обмеження змісту в живильній мережі загального призначення вищих гармонійних тридцятимільйонні напруги на перетворювальних підстанціях електролізних установок і установок гальванічних покриттів рекомендується застосовувати випрямні агрегати з більшим числом фаз випрямлення, з еквівалентним багатофазним режимом випрямлення на кожному з агрегатів (групи агрегатів) і інші технічні рішення по компенсації гармонійнихих тридцятилітніх. Конкретні рішення по компенсації гармонійнихих тридцятилітніх у розподільній мережі підприємства приймаються на підставі відповідних техніко-економічних розрахунків.

7.10.11 В електролізних установках до електроприймачів I категорії по ступені надійності електропостачання варто відносити серії електролізних ванн-електролизеров.

Категорії інших електроприймачів електролізних установок і електроприймачів установок гальванічних покриттів варто визначати відповідно до галузевих норм технологічного проектування.

7.10.12 Відносно небезпеки поразки людей електричним струмом приміщення установок, цехів1 (станцій, корпусів, відділень) електролізу й гальванічних покриттів ставляться до приміщень із підвищеною небезпекою.

1. Цех електролізу - сукупність корпусів (будинків) електролізу однієї або декількох серій. До складу цеху електролізу можуть входити також ливарне відділення, допоміжні й побутові приміщення.

7.10.13 Напруга електроприймачів, установлюваних у цехах (станціях, корпусах) електролізу, як правило, повинне бути не більше 1 кВ змінного й випрямленного струму. При відповідному техніко-економічному обґрунтуванні допускається для живлення серій електролізних ванн застосовувати випрямлячі з більше високою номінальною напругою.

7.10.14 Світильники загального висвітлення - «верхнє світло» залів (корпусів) електролізу - можуть одержувати живлення електроенергією від трансформаторів загального призначення із вторинною напругою 0,4 кВ із нейтралью. При цьому на першому поверсі двоповерхових будинків і в одноповерхових будинках металеві корпуси світильників, апаратів й т.п. елементів електропроводки повинні бути ізольовані від будівельних конструкцій будинку.

Металеві корпуси світильників верхнього світла, апарати й коробки, розташовані на оцінці вище 3,5 м від площадки обслуговування електролизеров, не потрібно ізолювати від сталевих конструкцій.

7.10.15 Стаціонарне місцеве висвітлення в цехах (корпусах, залах) електролізу, як правило, не потрібно. Виключення - основні виробничі приміщення електролізних установок одержання хлору (див. 7.10.47).

7.10.16 Переносні (ручні) електричні світильники, застосовувані в залах (корпусах) електролізу й у допоміжних цехах (майстерень), повинні мати напруга не вище 50 У и приєднуватися до електричної мережі через безпечний розділовий трансформатор класу II за ДСТ 30030.

7.10.17 Електроінструменти (електросвердла, електробури, електропилесоси й ін.), використовувані в залах (корпусах) електролізу, повинні мати подвійну ізоляцію і їх варто приєднувати до живильної мережі через розділовий трансформатор.

7.10.18 Електродвигуни, електронагрівники й інші електроприймачі змінного струму, корпуса яких мають безпосередня сполука з ізольованим від землі корпусом електролизера, як правило, повинні мати напруга не вище 50 У. Рекомендується застосування спеціальних електродвигунів на напругу 50 У с посиленою ізоляцією у виконанні, що відповідає умовам середовища1.

1. На електролізні установки для одержання хлору не поширюється вимога про посилену ізоляцію електродвигунів, крім того, у таких установках до загального розділового трансформатора допускається приєднувати один електродвигун або групу електродвигунів, що ставляться тільки до одному електролизеру.

Електродвигуни на напругу від 50 до 380 У змінного струму допускається застосовувати при дотриманні наступних умов: електродвигуни або група електродвигунів, установлені не більше ніж на 15 електролизерах, приєднуються до мережі загального призначення (до трансформатора загального призначення з ізольованої нейтралью) через розділовий трансформатор.

Переносні електронагрівники потужністю до 120 кВт (установлювані в електролизер на час розігріву) допускається приєднувати до живильної мережі через один розділовий трансформатор, розташовуваний поза приміщенням з електролізними ваннами, за умови, якщо сумарна довжина розподільної мережі вторинної напруги не перевищує 200 м і передбачене блокування, що виключає одночасне включення нагрівачів декількох електролизеров.

7.10.19 Приміщення електролізних установок, у яких у процесі електролізу в устаткуванні виділяється або є в обігу водень, необхідно обладнати витяжною вентиляцією із природним спонуканням (з дефлекторами або аераційними ліхтарями), що виключає утворення під перекриттям невентильованих просторів.

Такі приміщення, де за умовами технологічного процесу виключається утворення розраховува згідно НПБ 105-95 надлишкового тиску вибуху в приміщенні, що перевищує 5 кпа, мають відповідно до класифікації, наведеної в ДЕРЖСТАНДАРТ Р 51330.9, вибухонебезпечну зону класу 2 і тільки у верхній частині приміщення. Вибухонебезпечна зона умовно приймається від оцінки 0,75 загальної висоти приміщення від рівня підлоги, але нижня границя зони не може бути вище підкранової колії.

У цій зоні під стелею приміщення варто розміщати датчики (як правило, не менш двох на кожні 36 м2 площі приміщення), що приєднуються до автоматизованої системи контролю концентрації водню в повітрі. Система повинна забезпечувати звукову й світлову сигналізації, а також блокування (або відключення) пускових апаратів електродвигунів і інших електроприймачів підйомно-транспортного встаткування (якщо такі електричні апарати в даному приміщенні є), коли в контрольованій зоні приміщення зміст водню перевищить 1,0 про. %.

7.10.20 У приміщеннях електролізних установок з вибухонебезпечними зонами для електричного висвітлення, як правило, повинні застосовуватися комплектні освітлювальні пристрої із щілинними световодами (КОУ). Джерела світла в цих пристроях містяться в камери, що входять до складу КОУ. Зчленування камер зі световодами повинне забезпечувати ступінь захисту световодов з боку камер не нижче IP 54. Камери КОУ повинні розміщатися поза вибухонебезпечним середовищем у стіні, що граничить із сусіднім невибухонебезпечним приміщенням, або в зовнішній стіні.

Крім КОУ рекомендується використання світильників загального призначення, установлюваних:

за вікнами, що не відкриваються, з подвійним склом без фрамуг і кватирок;

у спеціальних нішах з подвійним склом у стіні;

у спеціальних ліхтарях з подвійним склом у стельовому перекритті;

у засклених коробах.

Ніші й ліхтарі повинні мати вентиляцію зовнішнім повітрям із природним спонуканням.

Засклені короби повинні продуватися під надлишковим тиском чистим повітрям. У місцях, де можливі поломки стекол у коробі, для остіклення варто застосовувати небитке скло.

7.10.21 Зали (корпуса) електролізу рекомендується обладнати підйомно-транспортними механізмами для виконання монтажних, технологічних і ремонтних робіт. У приміщеннях електролізних установок, у верхніх зонах яких можуть бути вибухонебезпечні зони (див. 7.10.19), ці механізми (їхнє електроустаткування) повинні мати виконання, що відповідає вимогам гл. 7.3.

У корпусах електролізу з мостовими кранами сходів для спуска крановика з кабіни крана повинні бути з неелектропровідного матеріалу. Якщо в таких корпусах немає галереї для обслуговування підкранових колій, повинна виконуватися конструкція, що забезпечує безпечний спуск крановика при зупинці кабіни крана не в посадкової площадки (наприклад, при аварії).

7.10.22 Струмопроводи (ошиновки) електролізних установок, як правило, повинні виконуватися шинами з алюмінію або алюмінієвого сплаву з підвищеною механічною міцністю. Шини струмопроводів варто захищати корозієстійкими, а на ділянках з робочою температурою 45 °С и вище - теплостійкими лаками (виключення - шини в корпусах електролізу алюмінію).

Контактні сполуки шин струмопроводів необхідно виконувати зварюванням, за винятком межванних, а також шунтувальних струмопроводів (ошиновки) і приєднання шин до випрямлячів, комутаційним і іншим апаратам, до кришок або торцевих плит електролизеров.

Для прокладки по електролизерам у зонах високої температури повинні використовуватися проведення або кабелі з ізоляцією й оболонкою.

Для шунтування виведеного із працюючої серії електролизера (електролізної ванни) варто передбачати стаціонарний або пересувний шунтуючий пристрій (роз'єднувач, вимикач, короткозамикач). Пересувний шунтируючий пристрій повиний бути ізольованим від землі.

Зниження впливу магнітних полів на роботу пристроїв і приладів, розташовуваних у залі (корпусі й ін. виробничих приміщеннях) електролізу, а також на роботу самих електролизеров, повинне забезпечуватися дотриманням галузевих норм відповідного виробництва.

7.10.23 Електрична ізоляція серій електролізних ванн, будівельних конструкцій будинку, комунікацій (струмопроводів, трубопроводів, повітряховодів і ін.) повинна виключати можливість внесення в зал (корпус) електролізу потенціалу землі й винос із залу (корпуса) потенціалу (див. також 7.10.24, 7.10.29 -7.10.30).

Електрична ізоляція від землі серій електролизеров і ванн гальванічних покриттів і струмопроводів до них повинна бути доступна для огляду й контролю її стану.

7.10.24 У залах (корпусах) електролізу (за винятком залів з електролізними установками для одержання водню методом електролізу води) крім елементів, зазначених в 7.10.23, повинні мати електричну ізоляцію від землі:

внутрішні поверхні стін на висоту до 3 м і колони на висоту до 3,5 м від рівня робочих площадок першого поверху в одноповерхових будинках або другому поверсі у двоповерхових будинках;

металеві й залізобетонні конструкції робочих площадок, розташовані біля електролизеров;

перекриття шинних каналів і підлог біля електролизеров;

металеві кришки люків;

металеві частини вентиляційних пристроїв, розташовані на підлозі й у стін корпуса;

металеві трубопроводи, кронштейни й інші металеві конструкції, розташовані в межах приміщення на висоті до 3,5 м від рівня підлоги;

підйомно-транспортні механізми (див. 7.10.21).

7.10.25 Металеві й залізобетонні конструкції робочих площадок біля електролизеров повинні накриватися (за винятком конструкцій в електролизеров установок електролізу магнію й алюмінію) решітками з дерева, просоченого вогнестійкою сполукою, що не впливає негативно на його діелектричні властивості, або з іншого діелектричного матеріалу.

7.10.26 Уведення шин струмопроводів у корпус (будинок) електролізу повинні захищатися металевими сітками або конструкцією з електроізоляційних матеріалів на металевому каркасі на висоту не менш 3,5 м від рівня підлоги. Сітки або металеві конструкції каркаса повинні бути ізольовані від струмопровода.

7.10.27 Струмопроводи електролізних установок, за винятком межванних, шунтувальних струмопроводів і токоподводов (спусків) до торцевих ванн, повинні мати огородження в наступних випадках:

при розташуванні горизонтальних ділянок струмопроводів над проходами на висоті менш 2,5 м над рівнем підлоги або знаходженні їх у зоні руху кранів і цехового транспорту1;

при відстані менш 2,5 м між струмопроводами, розташованими на висоті нижче 2,5 м над рівнем підлоги, і заземленими трубопроводами або заземленим устаткуванням1;

при розташуванні струмопроводів поблизу посадкових площадок мостових кранів, якщо відстань від них до цих площадок становить менш 2,5 м.

1. На установки електролізу алюмінію не поширюється.

7.10.28

1. У залах електролізу (за винятком залів з електролізними установками для одержання водню методом електролізу води) не дозволяється пристрій магістралі заземлення трифазних приймачів змінного струму виробничих механізмів. Для таких електроприймачів відкриті провідні частини варто приєднувати до Ре-провідника. Як додаткова міра можлива використання пристрою захисного відключення.

Відкриті провідні частини електроприймачів змінного струму при відстані від них до струмоведучих частин електролизеров менш 2,5 м повинні мати знімну ізолюючу оболонку.