Вибір схеми цехової силової електричної мережі

2.2 Вибір схеми цехової силової електричної мережі

До цехових силових електричних мереж належать:

- мережі силових ЕП;

- мережі пересувних ЕП.

Вимоги до вибору схеми

Під час вибору схеми цехової силової мережі враховують такі фактори:

- потужність окремих ЕП;

- розміщення ЕП на території цеху;

- потрібна надійність живлення;

- характер технологічного процесу;

- умови середовища та ін.

Цехова силова мережа, що роботиється, має відповідати таким вимогам:

- гарантувати необхідну електробезпеку як для працюючих у цеху, так і для електротехнічного персоналу, що обслуговує мережу;

- забезпечувати необхідну надійність електропостачання залежно від категорії ЕП;

- мати мінімальні витрати;

- бути зручною та наочною в експлуатації;

- відповідати характеру навколишнього середовища; -допускати застосування індустріальних і швидкісних ме­тодів монтажу;

- забезпечувати селективність роботи захисту.

2.2.1 Попередній вибір схеми цехової силової мережі

Для відомих з вихідних даних номінальних (установлених) потужностей окремих ЕП (p_н , s_н) визначається номінальний струм їхніх приєднань до ПРЕ

І_н= (1.3)

де U_н- номінальна напруга мережі НН;

соsj _н - номінальний коефіцієнт потужності ЕП.

Для трифазних та однофазних ЕП, які приєднані на міжфазні напруги, номінальна напруга - 0,38 кВ чи 0,66 кВ, а для однофазних ЕП, які приєднані на фазні напруги, - 0,22 кВ чи 0,38 кВ.

Потім слід перевірити можливість приєднання потужних ЕП до обраного типу ПРЕ за умовою

І_на ³ І_н, (1.4)

де I_на - номінальний струм електричного апарата(ЕА): автомата, запобіжника чи вимикача навантаження (рубильника) в даному ПРЕ.

Якщо I_н перевищує номінальний струм ЕА I_на приєднання, то чи слід вибрати ПРЕ з ЕА, які мають більші номінальні струми, чи приєднати даний потужний ЕП безпосередньо до шин НН ЦТП.

З іншого боку, орієнтовна перевірка показує неповне використання пропускної здатності приєднання. Якщо І_нaзначно перевищує номінальний струм ЕП, то слід перевірити можливість застосування ПРЕ з ЕА, що мають менші номінальні струми. Таким чином, слід прагнути до повного використання пропускної спроможності всіх елементів мережі.

Такий самий вибір ЕА приєднань слід зробити для живильної мережі, але розрахункове навантаження для них буде визначене в наступному розд. 6.

У свою чергу, для розрахунку навантажень потрібна схема мережі, тому в даному розділі вибирають схему попередньо, а після розрахунку навантажень у розд. 6 виконують її уточнення (зазвича воно стосується зміни параметрів деяких ПРЕ та ліній живильної мережі).

За завданням цех (чи ділянка цеху) отримує живлення від ДЖ, яким можуть бути: головна знижувальна підстанція (ГЗП), підстанція глибокого вводу (ПГВ), центральний розподільний пункт (ЦPП), РІІ чи заводська теплофікаційна електростанція (ТЕЦ). Тому ДЖ у мережі напругою понад 1 кВ і напруга на його шинах зазначені у вхідних даних і вибору не підлягає.

Для проектованої мережі напругою до 1 кВ рід струму, значення напруги однозначно визначаються ЕП цеху. Зазвичай це ЕП змінного струму промислової частоти 50 Гц з номінальною напругою 0,38 і 0,22 кВ. ЕП постійного струму, змінного струму підвищеної чи зниженої частоти та імпульсного струму приєднують до цехової мережі через індивідуальні перетворювачі, тому ці ЕП у комплекті разом з перетворювачами можна розглядати як ЕП змінного струму промислової частоти.

2.2.2 Схеми живильної та розподільної цехової силової мережi

У цехові силові електричні мережі закладається значна кількість провідникового матеріалу й електричної апаратури, тому вибір схеми живлення визначає не лише якість та особливості роботи ЕО, але й техніко-економічні показники усієї ЕПС.

Цехові силові електричні мережі можуть бути виконані за радіальною, магістральною чи комбінованою схемами. Крім того, за кордоном застосовується схема замкненої мережі. Кожна з них відрізняється за ступенем надійності й техніко-економічними показниками, має свої переваги й недоліки.

Лінії цехової силової мережі, які відходять від шин НН ЦТП чи шинопроводу магістрального алюмінієвого (ШМА) до СРШ, СРП чи до ШРА, утворюють живильну мережу, а лінії, які подають електроенергію безпосередньо до ЕП, - розподільну.

Для живильної мережі застосовують радіальні, магістральні та комбіновані схеми. Розподільну мережу, зазвичай, виконують радіальною, рідше - магістральною.

2.2.3 Радіальні схеми електропостачання

Радіальні схеми - це схеми з таким розподілом електроенергії в якій кожний окремий ЕП чи зосереджена група ЕП живляться окремою лінією від того чи іншого ПРЕ (рис. 1.2).

У радіальних схемах проміжними ПРЕ можуть бути СРШ, СРП чи силові збірки, тобто пристрої з обмеженою кількістю приєднань. Для різних типів СРШ кількість приєднань може бути від 4 до 12 (див. табл. Ж.1-Ж.4 додатка Ж) [1].

Кількість послідовно сполучених ПРЕ (інакше - ступенів розподілу електроенергії), у тому числі шини НН ЦТП, звичайно не перевищує двох, тому що в разі більшої їх кількості зростають витрати на ПРЕ й ускладнюється забезпечення селективності захисту. З цієї причини в суто радіальних схемах присутні практично два ступені розподілу електроенергії.

Рисунок 1.2 . Радіальна схема живлення електроприймачів напругою до 1 кВ:

1 - розподільний пристрій НН цехової підстанції; 2 – силова розподільна шафа;

3-електроприймач

Перший ступінь розподілу електроенергії:

- лінії від збірних шин НН ЦТП 1 до окремих потужних ЕП 3 в разі їх невеликої кількості (щоб не розширювати розподільний пристрій НН) і розміщення в різних напрямках від ЦТП;

- лінії від збірних шин НН ЦТП 1 до ПРЕ 2.

Другий ступінь розподілу електроенергії – лінії від ПРЕ до окремих ЕП.

Переваги радіальних схем: висока надійність; простота експлуатації; зручність автоматизації та захисту.

Недоліки радіальних схем: необхідність розвинутого розподільного пристрою НН ЦТП, який займає значну площу та має багато ЕА (комутаційних і захисних); велика кількість ліній, що відходять від розподільного пристрою НН ЦТП, знижує економічність через підвищену витрату провідникового матеріалу; обмежена гнучкість мережі у разі переміщення устаткування, зумовленим зміною технологічного процесу.

Радіальні схеми застосовуються для:

- відповідальних ЕП;

- зосереджених навантажень значної потужності;

- груп ЕП невеликої потужності, які живляться від ПРЕ;

- ЕП, які знаходяться у вибухонебезпечних, пожежонебезпечних і курних приміщеннях.