Цехові мережі електричного освітлення

2.8 Цехові мережі електричного освітлення

Цехові мережі електричного освітлення повинні відповідати всім вимогам ПУЕ [3] до мереж напругою до 1 кВ і ще деяким специфічним вимогам. Це зумовлено їхньою значною довжиною та доступністю, необхідністю забезпечення нормального перебігу технологічного процесу, безпеки людей і пожежної безпеки.

Мережі освітлення можуть бути зовнішніми та внутрішньоцеховими.

Для виробничих приміщень використовують дві системи освітлення: загальне та комбіноване (загальне й місцеве).

На промислових підприємствах застосовують три види освітлення -робоче, аварійне й евакуаційне. Робоче освітлення виконується в усіх приміщеннях для створення на робочих поверхнях нормованої освітленості. Аварійне освітлення застосовується у тих випадках, коли в разі раптового вимикання робочого освітлення можливе виникнення вибуху чи пожежі, масового травматизму, тривалого розладу технологічного процесу тощо. В аварійному режимі аварійне освітлення має створювати на робочих місцях 5 % від нормованої робочої освітленості, але не менше ніж 2 лк. Евакуаційне освітлення необхідне для безпечної евакуації людей з приміщень у разі аварійного вимиканні робочого освітлення (має забезпечити освітленість проходів і сходів не менше ніж 0,5 лк). Світильники аварійного та евакуаційного освітлення приєднуються окремими лініями до незалежного ДЖ чи перемикаються на нього автоматично в разі раптового вимикання робочого. У разі наявності в цеху кількох однотрансформаторних ПС, які живляться від різних незалежних ДЖ, чи двотрансформаторної ПС мережі робочого й аварійного освітлення повинні живитися від різних трансформаторів.

Мережі від ДЖ до групових щитків освітлення (ГЩО) називаються живильними, а від групових щитків до світильників - груповими. Живильні мережі виконуються три- і чотирипровідними. Групові лінії залежно від довжини та потужності можуть бути дво-, три- і чотирипровідними.

Живильні мережі виконуються за магістральною чи радіально-магістральною схемою. Для силової мережі, яка виконана за схемою БТМ, мережа освітлення живиться від ШМА через апарати захисту й керування чи від розподільного пристрою НН цехової ТП. Від однієї лінії живляться один чи кілька ГЩО (рекомендується не більше чотирьох - п'яти).

У мережах освітлення промислових підприємств застосовуються відкриті електропроводки на ізольованих опорах (нині досить рідко), у трубах і безтрубні. Найбільш раціональними у виробничих приміщеннях цехів є линвові та струнні проводки, освітлювальні шинопроводи типу ШОС.

Для загального електричного освітлення виробничих приміщень використовують лампи розжарювання (ЛР), люмінесцентні лампи (ЛЛ) низького тиску та високого тиску типу ДРЛ (дугова ртутна люмінесцентна) і металогалогенні типу ДРІ, а також енергоощадні.

Для аварійного освітлення слід застосовувати ЛР. Допускається використовувати ЛЛ, якщо мінімальна температура повітря в приміщенні не менше ніж +10 °С, а напруга на лампах у всіх режимах не менше ніж 90 % номінальної.

2.9 Розміщення внутрішньоцехових електроустав

Внутрішньоцехові електроустави (ЕУ), що сполучені між собою за визначеною схемою, утворюють цехову електропостачальну систему. Елементи внутрішньоцехової ЕПС вибирають із довідників і каталогів як вітчизняних так і зарубіжних виробників. Перелічимо деякі з них:

- "Альянс" (м. Дніпропетровськ, е-mаіl: аlliаnсе@ukr.net);

- "Ампер" (м. Кременчук, http://www.amper.com.ua);

- "Електроград" (м. Кривий Ріг, http www.е1есtгоgгаd.соm.ua);

- "Ксимекс" (м. Одеса, е-mаіl: mаі1@ksimех.соm.ua);

- "Моеllег еlесtгіс", dр (м. Київ, http://www.mое11ег. соm.ua);

- "Северный берег" (м. Одеса, http://www.severniy-bегеg.соm);

- "Schneilег еlесtгіс" (м. Київ, http://www. schneilег-еlесtгіс.соm.ua);

- "Укрелектрокомплект" (м. Хмельницький, е-mаіl: uelko@ге1. соm.ua);

- "Южная электротехническая компания" (м. Одеса, http://www.uek. оdessа.ua).

Таким чином, у результаті виконання цього розділу отримаємр:

- схему електропостачання силових ЕП, нанесену на план цеху (ділянки цеху) з розташованим технологічним устаткуван­ням і ЦТП (чорновий варіант аркуша № 1 графічної частини);

- однолінійну схему електропостачання цеху напругою понад 1 кВ (від ДЖ до ЦТП), схему ЦТП з розподільним пристроєм до 1 кВ, який відповідає обраному типу КТП і кількості необхідних приєднань (чорновий варіант аркуша № 2 графічної частини);

- перелік і технічні дані конструктивних елементів мережі (ліній, ПРЕ).

Для сформованої архітектури цехової силової мережі в наступному розділі курсової роботи виконується розрахунок електричних навантажень.

Контрольні запитання

1. Наведіть умови вибору місця ЦТП.

2. Як розрізняються ЦТП за місцем їх розташування?

3. Як визначають ЦІШ цеху?

4. Наведіть вимоги до вибору схеми цехової силової мережі.

5. Які напруги застосовують у цехових мережах?

6. Які основні схеми застосовують у цехових силових мережах?

7. Наведіть схеми живлення рухливих ЕП.

8. Наведіть класифікацію виробничих приміщень за умовами

навколишнього середовища та електробезпеки.

9. Які основні конструкції застосовують у цехових силових мережах?

10. Які специфічні умови висуваються до мереж зварювальних устав?

3 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

У курсовій роботі визначенню підлягають такі значення навантажень: розрахункове, середнє за максимально завантажену зміну, пускове та пікове.

Під час розрахунку навантажень прийнято позначати малими літерами величини, які стосуються індивідуального (одного) ЕП і великими - групового навантаження.

Тепло, що виділяється електричним струмом в опорі елементів електричного кола, викликає нагрівання всіх струмовідних частин (провідників і ЕА). Наслідком цього є старіння ізоляції, а якщо величина струму перевищить припустиму величину, то її ушкодження. Тому розрахункове навантаження, яке характеризує нагрівання струмовідних елементів, є визначальним під час вибору параметрів усіх елементів ЕПС.

Розрахункове навантаження електроспоживача чи елемента ЕПС приймається рівним математичному сподіванню максимального навантаження за інтервал осереднення Т=3Т₀ (Т₀ – стала часу нагрівання елемента ЕПС, хв).

Розрахункове навантаження (активна Р_р, реактивна Q_р і повна S_р потужності, струм I_р) необхідні: для вибору перерізу струмовідних елементів (кабелів, шинопроводів, проводів, тролеїв), номінального струму ЕА, потужності силових трансформаторів і перетворювачів, устав компенсації реактивної потужності, визначення відхилення напруги, втрат потужності й електроенергії.

Середні за максимально завантажену зміну навантаження(активна Р_р, реактивна Q_р і повна S_р потужності) являють собою можливий нижній рівень групового навантаження, зумовлений неоднаковим завантаженням у поточний момент часу окремих ЕП.

Фактичне значення розрахункового навантаження залежно від кількості ЕП у групі та їхнього режиму перевищує середнє, якщо розглядаються лише ЕП, чи буде нижчим від середнього, якщо враховується ймовірність одночасної роботи всього технологічного устаткування, тобто залежить від рівня в ЕПС, на якому визначається навантаження. Тому величину середнього навантаження за максимально завантажену зміну використовують для визначення розрахункового навантаження.

Піковий струм - це максимальний короткочасний струм тривалістю в кілька секунд. Піковим струмом для одного ЕП є пусковий струм (І_пуск), що виникає під час вмикання одного ЕД чи зварювального трансформатора, експлуатаційному КЗ у дуговій електропечі тощо. Для групи ЕП піковий струм (І_пік) визначається з урахуванням ЕД з найбільшим пусковим струмом (див. підрозділ 2.5).

Пусковий і піковий струми необхідні для вибору уставок розчеплювачів автоматів і топких вставок запобіжників, визначення розмаху зміни напруги для оцінки допустимості коливань напруги та перевірки можливості самозапуску ЕД.

Кожний ЕП характеризується номінальними параметрами, які забезпечують йому найбільший коефіцієнт корисної дії (ККД) і гарантують безвідмовне його функціонування протягом гарантованого терміну. Основною характеристикою кожного ЕП є його номінальна потужність (наведена в паспорті), на яку він розрахований для тривалому режиму і за інших номінальних параметрів: напруги, струму, частоти та коефіцієнту потужності.

Отже, вхідні дані для розрахунку навантажень є такими:

- установлена (номінальна) потужність ЕП (для ЕД - його активна потужність, для трансформаторів дугового і машин кон­тактного зварювання - повна потужність);

- номінальна напруга ЕП;

- коефіцієнт потужності ЕП;

- режим ЕП (тривалий, ТВ для ЕП повторно-короткотривалого режиму, короткочасний);

- коефіцієнт потужності;

- фазність ЕП (трифазний чи однофазний);

- спосіб приєднання однофазного ЕП (на фазну чи лінійну напругу).

Установлена (номінальна) потужність ЕП приймається рівною:

- для ЕД з тривалим режимом і всіх видів нагрівальних ЕП паспортній потужності

p_н = p_пасп , (2.1)

де p_пасп - номінальна потужність на валу ЕД, кВт;

- для ЕД повторно-короткочасного режиму - паспортній потужності (кВт), зведеній до відносної ТВ = 1,

p_н= p_пасп , (2-2)

де ТВ_П - паспортна тривалість вмикання, в.о;

- для зварювальних трансформаторів

s_н=s_пасп , (2.3)

p_н= s_пасп×cosj_пасп , (2.4)

де cosj_пасп - паспортне значення коефіцієнта потужності;

- для кранів номінальні активна та реактивна потужності визначаються як для одного ЕП з сумарною номінальною потужністю

Р_н =, (2.5)

Q_н=×tgj_і, (2.6)

де п - кількість ЕД крану;

p_н.і - номінальна активна потужність і-го ЕП;

tgj _і – коефійієнтреакивної потужності (відповідає соsj _іі-го ЕП).

У проектованій ЕПС промислового об’єкту під час розрахунку навантажень виділяють чотири рівні формування навантажень: перший, другий, третій і четвертий (рис. 2.1).

Перший рівень електропостачання – це електричні мережі напругою до 1кВ, що приєднують окремі ЕП до ПРЕ (шинопроводу, СРШ, СРП чи силової скриньки).

Другий рівень електропостачання - це електричні мережі напругою до 1 кВ, які приєднують СРШ, силові пункти та збірки, ШРА до збірних шин НН ЦТП чи до ШМА.

Третій рівень - це збірні шини НН цехових ТП і ШМА.

Четвертий рівень – навантаженя елементів схеми зовнішного електропостачання (ГЗП, ПГВ, ЦРП).

Рисунок 2.1. Рівні визначення розрахункового електричного навантаження для внутрішньоцехового електропостачання

Обчислення розрахункових навантажень цеху (ділянки цеху) на другому та третьому рівнях електропостачання здійснюється модифікованим статистичним методом. Цей метод належить до основних методів розрахунку електричних навантажень. Він є найточнішим і рекомендується під час визначення розрахункових навантажень для груп ЕП на другому та третьому рівнях, якщо відомі вхідні дані для кожного ЕП.