Внутрицеховые электрические сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ

1. Внутрицеховые электрические сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ

Рис. 1.6. Схема цеха
Внутрицеховые электрические сети
промышленных предприятий напряжением
до 1 кВ

2.

1.1 Характеристики электроприемников
Электроприемником (ЭП) называется аппарат, агрегат, механизм,
предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид
энергии.
Электроприемники классифицируются по следующим признакам:
• напряжению (до 1000 В и свыше 1000 В),
• роду тока (переменного тока промышленной частоты, постоянного и
переменного тока частотой, отличной от 50 Гц),
• частоте тока (промышленная 50 Гц, повышенная и пониженная),
• единичной мощности,
• надежности электроснабжения,
• режиму
работы
(продолжительный,
кратковременный,
повторнократковременный),
• технологическому
назначению
(общепромышленные
установки,
производственные механизмы, подъемно-транспортное оборудование,
преобразовательные
установки,
электросварочное
оборудование,
электронагревательные и электролизные установки),
• производственным связям,
• территориальному размещению.

3.

1.1 Характеристики электроприемников
Режим работы ЭП влияет на выбор схемы его электроснабжения.
Продолжительный – электрические машины могут работать
длительное время, причем повышение температуры отдельных частей
машины не выходят за пределы, установленные нормами
(электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов).
Кратковременный – режим при котором рабочий период не настолько
длителен, чтобы температура отдельных частей машины могли достигнуть
установившегося значения, в период остановки машины настолько
длителен, что машина успевает охладиться до температуры окружающей
среды (электродвигатели, механизмы подъема поперечных, зажимы
колонн, двигатели быстрого перемещения).
Повторно-кратковременный – в этом режиме рабочие периоды
машины чередуются с кратковременными периодами отключения. Он
характеризуется коэффициентом продолжительности включения
ПВ=(tр/(tр+t0))×100% (электродвигатели кранов, сварочные аппараты,
прессы).

4.

1.1 Характеристики электроприемников
Примеры характеристик потребителей электрической энергии по режиму
работы приведена в приложении А таблице А1.
Таблица А1 - Характеристика групп потребителей электроэнергии
Потребители
электрической энергии
Электродвигатели
Электродвигатели
Электродвигатели
индивидуального привода
Электродвигатели
индивидуального привода
Электродвигатели
индивидуального привода
Электродвигатели
Электродвигатели
Печи сопротивления, ванны,
сушильные шкафы,
нагревательные аппараты
Индукционные печи
низкой частоты
Индукционные печи высокой
частоты
Производственные
механизмы
Насосы, вентиляторы,
компрессоры, трансмиссии
Подъемники, краны,
кран-балки
Станки: строгальные,
сверлильные, фрезерные, карусельные, долбежные
Станки: револьверные,
обдирочные, зубофрезерные, штамповочные,
эксцентриковые прессы, молоты
Шаровые мельницы, очистные барабаны, ковочные
машины, прессы кривошипные
Подъемники, краны
Режим работы
Непрерывный,
нормальная загрузка
Повторно-кратковременный
Нормальный
Тяжелый
Весьма тяжелый
Повторно- кратковременный
Элеваторы, конвейеры
Нормальный
Нагреватели
Нормальный
Нагреватели
Нормальный
Нагреватели
Нормальный

5.

Таблица 1.1 - Характеристика потребителей электроэнергии по режиму работы
№
1-3
Наименование агрегата
Плоскошлифовальный станок
Режим работы
Нормальный

6.

1.2 Классификация помещений
1. По условиям окружающей среды
2. По взрыво- и пожароопасности
3. В отношении опасности поражения людей
электрическим током

7.

1.2 Классификация помещений
По условиям окружающей среды производственные помещения делятся на три
группы:
Электропомещения — помещения, в которых расположено
электрооборудование, доступное только для квалифицированного персонала.
Сухие помещения — помещения, в которых относительная влажность воздуха
не превышает 60 % (нормальные).
Влажные помещения — в которых относительная влажность воздуха более
60% ,но не превышает 75 %.
Сырые помещения — в которых относительная влажность воздуха превышает
75%.
Особо сырые помещения — помещения, в которых относительная влажность
близка к 100%.
Жаркие помещения — в которых под воздействием тепловых излучений
температура постоянно или периодически (более 1 суток) превышает + 35 С (помещения
с сушилками, обжигательными печами, котельные).
Пыльные помещения — по условиям производства выделяется
технологическая пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь
машин, аппаратов. Они делятся на помещения с токопроводящей пылью и на
помещения с нетокопроводящей пылью.
Помещения с химически активной или органической средой — помещения в
которых постоянно или в течении длительного времени содержатся агрессивные пары,
газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и
токоведущие части электрооборудования.

8.

1.2 Классификация помещений
Классификация производств по взрыво- и пожароопасности. Согласно НПБ 105-03 производства
подразделяют на пять категорий: А, Б, В, Г, Д.
К категории А (взрывопожароопасной) относятся производства, в которых обращаются горючие газы,
легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут
образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное
давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа; либо обращаются вещества и материалы, способные
взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом так, что избыточное
расчетное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.
Такие производства распространены на нефтеперерабатывающих заводах, химических предприятиях, в
цехах изготовления искусственного волокна, на складах бензина, горюче-смазочных веществ и материалов, на
участках окраски и склеивания при пошиве и ремонте обуви, изготовления мебели и т. п.
К категории Б (взрывопожароопасной) относятся производства, в которых обращаются горючие пыли и
волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком
количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при
воспламенении которых развивается в помещении расчетное избыточное давление взрыва, превышающее 5
кПа. Такие производства осуществляются на участках химчистки, где используется уайт-спирит, в цехах
приготовления и транспортировки угольной пыли и древесной муки, цехах обработки синтетического каучука и
пр.
К категории В (пожароопасной) относятся производства, в которых обращаются горючие и
трудногорючие жидкости, твердые вещеcтвa и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и
материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть. К
категории В относятся швейное, трикотажное производство, участки сборки мебели, склады готовой
продукции и многие другие производства.
К категории Г относятся производства, в которых обращаются негорючие вещества и материалы в
горючем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается
выделением лучистого тепла, искр и пламени, а также горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые
сжигаются или утилизируются в качестве топлива. К категории Г относятся котельные, литейные цеха, цеха по
горячей обработке металлов и пр.
К категории Д относятся производства, в которых обращаются негорючие вещества и материалы в
холодном состоянии. К категории Д относятся механические мастерские, водно-клеевые отделения.

9.

1.2 Классификация помещений
В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:
1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия,
создающие повышенную или особую опасность.
2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них
одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
а) сырости или токопроводящей пыли (относительная влажность воздуха
превышает 75%);
б) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные
и т. п.);
в) высокой температуры (более 35 °С);
г) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с
землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с
одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих
условий, создающих особую опасность:
а) особой сырости;
б) химически активной или органической среды;
в) одновременно двух или более условий повышенной опасности.
4. Территории размещения наружных электроустановок. В отношении опасности
поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особо
опасным помещениям.

10.

1.2 Классификация помещений
Таблица 1.2 - Категории помещений
№
Наименование
помещения
1
ШлифовальноЗаточное отделение
Характеристика помещения
Пожаро-,
Электрическая
По условиям
взрывоопасность
опасность
окр. среды
Б
ПО
Сухое, пыльное

11.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
От правильного выбора категорий приёмников электроэнергии по степени
бесперебойного питания для конкретного технологического производства во
многом зависит выбор надёжной схемы электроснабжения, обеспечивающей в
условиях эксплуатации минимальные затраты.
В отношении обеспечения надежности электроснабжения
электроприемники разделяются на следующие три категории.
Рисунок 1.1 – Категории потребителей по надежности электроснабжения

12.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электроприемники I категории (насосы, вентиляторы, компрессоры,
воздуходувки, технологическое оборудование предприятий
нефтехимической промышленности, некоторые уникальные
металлообрабатывающие станки, дуговые печи) – ЭП, перерыв
электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни
людей, значительный материальный ущерб народному хозяйству;
повреждение основного оборудования, массовый брак продукции.
Должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых
взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электроснабжения
допускается на время автоматического включения резерва.
Из приемников первой категории выделяется «особая» группа,
бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова
производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов,
пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования (насосы,
компрессоры, вентиляторы для химической промышленности, вакуумные
электрические печи для выплавки высококачественных сталей, подъемнотранспортное оборудование). Для электроснабжения особой группы
должно предусматриваться дополнительное питание от третьего
независимого взаимно резервирующего источника питания.

13.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электроприемники II категории (электропривод технологических
механизмов, электролизные установки, электросварочное оборудование,
печи сопротивления, индукционные печи, подъемно-транспортное
оборудование, электроосветительные установки) – ЭП, перерыв
электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску
продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного
транспорта.
Для них допустимы перерывы электроснабжения на время
включения резервного питания действиями дежурного персонала.
Питание осуществляется от двух независимых взаимно резервирующих
источников питания. Допускается питание от одного трансформатора при
наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности
замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток.

14.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электроприемники III категории – все остальные ЭП, не
подходящие под определение I и II категорий.
Перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или
замены поврежденного элемента, не превышают одних суток.

15.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Силовые общепромышленные установки: компрессоры, вентиляторы,
насосы и подъемно-транспортные устройства.
Они представляют собой равномерную и симметричную по всем трем
фазам нагрузку. Коэффициент мощности имеет значение 0,8–0,85.
Перерыв в электроснабжении чаще всего недопустим и может повлечь за
собой опасность для жизни людей, серьезное нарушение технологического
процесса или повреждение оборудования (ЭП первой категории надежности).
Для электропривода крупных насосов, компрессоров и вентиляторов
чаще всего применяют синхронные двигатели, работающие с опережающим
коэффициентом мощности.
Подъемно-транспортные устройства работают в повторнократковременном режиме с частыми толчками нагрузки. Коэффициент
мощности изменяется от 0,3 до 0,8.
По бесперебойности питания относятся к потребителям 1-й и 2-й
категорий. Применяется как переменный (50 Гц), так и постоянный ток.
Нагрузку на стороне переменного тока следует считать симметричной по
всем трем фазам.

16.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электрические осветительные установки представляют собой
однофазную нагрузку, но при правильной группировке осветительных
приборов можно достичь достаточно равномерной нагрузки по фазам с
несимметрией не более 5–10 %.
Xарактер нагрузки равномерный, без толчков, но изменяется в
зависимости от времени суток и года. При применении газоразрядных ламп
в нулевых проводах появляются высшие гармонические составляющие тока.
В тех производствах, где отключение освещения угрожает безопасности
людей, применяются специальные системы аварийного освещения. Для
осветительных установок промышленных предприятий применяются
напряжения от 6 до 220 В.

17.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Преобразовательные установки сооружаются для
преобразования трехфазного тока в постоянный или трехфазного
тока промышленной частоты 50 Гц в трехфазный или однофазный
ток пониженной, повышенной или высокой частоты.
Они служат для питания двигателей ряда машин и механизмов;
электролизных ванн; внутризаводского электрического транспорта;
электрофильтров; сварочных установок постоянного тока и др.
Преобразовательные установки должны снабжаться электрической
энергией, как приемники 1-й или 2-й категории категории, но
допускающие кратковременные перерывы в питании.
Режим работы электролизных установок дает достаточно
равномерный и симметричный по фазам график нагрузки.

18.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электродвигатели производственных механизмов
встречаются на всех промышленных предприятиях. Для
электропривода современных станков применяются все виды
двигателей.
В станках, где требуются высокие частоты вращения и
регулирование ее, применяются двигатели постоянного тока,
питающиеся от выпрямительных установок. Напряжение сети – 660–
380 / 220 В с частотой 50 Гц.
По надежности электроснабжения эта группа ЭП относится ко
второй категории надежности.
Имеется ряд станков, где перерыв в питании недопустим по
условиям техники безопасности (возможны травмы
обслуживающего персонала) и по причине возможной порчи
изделий, особенно при обработке крупных дорогостоящих деталей.

19.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электрические печи и электротермические установки по способу
превращения электрической энергии в тепловую можно разделить на
печи сопротивления; индукционные печи и установки; дуговые
электрические печи; печи со смешанным нагревом.

20.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электросварочные агрегаты постоянного тока состоят из
двигателя переменного тока и сварочного генератора постоянного тока.
При такой системе сварочная нагрузка распределяется по трем
фазам в питающей сети переменного тока равномерно, но график ее
остается переменным. Коэффициент мощности таких установок при
номинальном режиме работы составляет 0,7–0,8; при холостом ходе
коэффициент мощности снижается до 0,4.
Среди сварочных агрегатов постоянного тока имеются и
выпрямительные установки.

21.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Электросварочные установки переменного тока работают на
промышленной частоте переменного тока 50 Гц и представляют собой
однофазную нагрузку в виде сварочных трансформаторов для дуговой
сварки и сварочных аппаратов контактной сварки.
Сварка на переменном токе дает однофазную нагрузку с
повторнократковременным режимом работы, неравномерной нагрузкой
фаз и низким коэффициентом мощности (0,3–0,35 для дуговой и 0,4–0,7
для контактной сварки). Сварочные установки питаются от сетей
напряжением 380–220 В и относятся к ЭП второй категории надежности.

22.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
Цех или отделение
Рекомендуемые
категории надежности
электроснабжения
потребителей в
зависимости от характера
производства и вида
оборудования
представлены в
приложении А таблице А2.
Механические и сборочные цехи для
производства:
серийного
мелкосерийного*
Инструментальные цехи для производства:
серийного
мелкосерийного*
Деревообрабатывающие цехи для
производства:
серийного
мелкосерийного*
Термические цехи
Категория
надежност
и
Оборудование
Станки холодной обработки металлов,
вентиляторы
2
3
2
3
2
3
2
Кузнечные, прессовые и штамповочные цехи
для производства:
серийного
мелкосерийного*
Литейные участки:
разливочные краны
2
3
с механизированной подачей смеси
2
без механизированной подачи смеси
Сталеплавильные цехи
1
1
1
2
Сварочные цехи серийного и мелкосерийного
производства*
Малярные цехи**
3
Цехи металлопокрытий
2
Вспомогательные цехи и общезаводские
установки
1
3
2
Станки холодной обработки металлов,
печи для термической обработки,
вентиляторы
Станки, электропилы, вентиляторы
Печи для термической обработки,
вентиляторы
Ковочные молоты, прессы, печи для
нагрева и термической обработки,
вентиляторы
Электродвигатели разливочных кранов
Транспортеры смесеприготовительных
отделений, бегуны, заливочные
конвейеры
Приводы вентиляторов для дутья
Механизмы дуговых сталеплавильных
печей, разливочные краны
Вентиляторы, транспортеры
смесеприготовительного отделения
Сварочные аппараты, умформеры
Механизмы** окрасочных камер,
вентиляторы
Двигатели-генераторы,
полупроводниковые преобразователи
Пожарные насосы
Зарядные станки, электрооборудование
электроремонтных и ремонтномеханических цехов

23.

1.3 Категория надежности потребителей цеха
№
Наименование агрегата
1-3
Плоскошлифовальный станок
Режим работы
Нормальный
Категория
надежности
2

24.

25.

26.

Рис. 1.5. Схема распределительных магистралей ШРА, подключенных
непосредственно к шинам комплектной трансформаторной подстанции