Выбор шкафа зависит от его исполнения и места установки. По исполнению различают шкафы навесные, стоящие (напольные), встраиваемые и утопленные. Шкафы в помещениях располагают у стен, колонн, у входа и выхода в помещение, на лестничной клетке, в мертвой зоне крана, в других местах, но с обеспечением доступа. Распределительное устройство 2УР можно устанавливать на открытом воздухе на спланированной площадке высотой не менее 0,2 м (в районах, где снежные заносы 1 м и более, сооружают повышенные фундаменты). Для нормальной работы аппаратов, реле, измерительных приборов и приборов учета предусматривают местный подогрев.
Теоретически шкаф 2УР, как и источник питания любого другого уровня, следует размещать в центре электрических рассчитываемых нагрузок, однако этого не делают из-за отсутствия экономической целесообразности. Во всех случаях при установке шкафа следует стремиться минимизировать сеть, обеспечивающую 1УР и располагать шкаф по ходу тока с обеспечением удобства доступа и обслуживания.
В настоящее время имеется обширная номенклатура отечественных и иностранных силовых распределительных шкафов, дополняемая силовыми сборками из отдельных коммутационных аппаратов. Продемонстрируем на примере механоучастка выбор шкафа на основе массовых серий: распределительные панели щитов ЩО; силовые пункты серии ПР9000 и пункты распределительные ПР85, ПР-11, ПР-24, ПР88; шкафы СП и СПУ; распределительные силовые шкафы серии ЩРС, ШР-86, ШР-11; вводно-распределительные устройства ВРУ (маркируемые заводом-изготовителем: ВРУШ, ВРУ1А); щитки коттеджные, гаражные, офисные Щ81. Существует громадное разнообразие шкафов и щитов насосных, котлоагрегатов, вентсистем и др. Тем не менее очевидно, что по условиям поставки и эксплуатации предпочтителен один тип шкафа.
Если собирать шкаф (панель) из автоматических выключателей, например, серии АЕ20 (или для модернизированных АЕ-20М), то достаточно двух значений номинального тока (/ном) и номинального тока расцепителя (/ном): для АЕ2023 /ном = 16, а /ноир = 5,0-10,0 А; для АЕ2043 /ном = 63, а /1юмр = 10,0-25,0 и 31,5—40,0 А. Более широкий диапазон номинальных токов главных цепей обеспечивают автоматические выключатели АП50Б: 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40; 50; 63 А.
Остановимся на ШРС и для номинального тока шкафа 250 А возьмем часть исполнений с числом отходящих линий и номинальными токами предохранителей: 5x60; 5x100; 2x60 + Зх100, а для шкафа 400 А: 8x60; 8x100; 4x60 + 4x100; 5x250; 5x100 + 2x250; 2x60 + 4x100 + 2x250 А. Тогда для 6 двигателей участка можно взять два шкафа с /ном = 250 А и 2 (5x60) линиями, тем самым заняв 6 линий из 10, но предполагая использовать оставшиеся (сохранить резерв, обязательно предусматриваемый при проектировании). Но может быть принят к установке и шкаф 400 А (8x60), хотя и с большим /110М. Аналогично последовательно можно рассмотреть и сгруппировать остальные электроприемники, последовательно заполняя шкафами все отделение (цех), питающееся от данного ЗУР.
Следует четко представлять, что если в отделении установлено 300 электродвигателей (в отделениях цеха жести Карметкомбината — 6200 шт., для одного цеха черной металлургии это было рекордное значение), то каждый из них запитывается по своему силовому кабелю (проводникам), имеет свой коммутационный аппарат, свою индивидуальную защиту из набора расцепителей: (М — электромагнитный; Т — тепловой; МТ — комбинированный; дополнительных: Н — максимальный расцепитель напряжения; Д — независимый расцепитель; О — максимальный расцепитель в нулевом проводе). Именно это и индивидуализирует каждый электроприемник при проектировании, строительстве, эксплуатации, авариях и ремонте.
Проще всего вопрос согласования 2УР и ЗУР решается при выдаче мощности с КТП на магистраль ШМА, которая может быть выполнена на ток, соответствующий /ном трансформатора, в частности, на 1600 и 2500 А. Применение далее распределительных шинопроводов ШРА на номинальные токи 250, 400, 630 А решает проблему подключения через ответвительные коробки с предохранителями ПН2, автоматами А3700 и АЕ20.
Для рассматриваемого случая (см. рис. 7.10, б) от каждого из линейных автоматов 630 А могут быть проложены кабели 2 (3x150 мм2) и заведены на вводные зажимы ШРС 400 А, допускающих присоединение двух таких кабелей. По ПУЭ кабель 3x150 мм2 с алюминиевыми жилами длительно пропускает ток при прокладке в воздухе 235, в земле 335 А; кабель с медными жилами соответственно — 305 и 435 А. Перемычка с этого шкафа по магистральной схеме на другой, не обязательно стоящий рядом (это может быть и ШРС на 250 А, допускающий присоединение кабелей 2x95 мм2), решает проблему выдачи трансформаторной мощности. С одного из этих шкафов и запитывается шкаф, питающий непосредственно механический участок.
С целью уменьшения общего количества шкафов в цехе (отделении) возможно присоединение нескольких приемников небольшой мощности под один зажим (с сохранением управления и защиты каждого), выход на ряд магистрально соединенных ящиков и щитков, устройство электротехнических помещений, для которых проектируются и заказываются электротехническому предприятию стандартизированные станции и щиты управления. На них устанавливается коммутационная аппаратура, по номинальному току строго соответствующая электроприемникам. Это дает возможность питать от одного шкафа (панели) до 12 и 16 мелких двигателей /ном до 10(25) А. Что касается массовых (серийных) шкафов, то и их комплектуют 10 и 12 линейными трехполюсными автоматами и до 30 при иной полюсности. Применяя модульный принцип, от одного вводно-распределительного щита ЩВР с номинальным током автоматических выключателей вводов до 2500 А и номинального тока шкафа до 1200 А можно запитать-подключить до 36 отходящих линий 40 А каждая (в каждой централизации есть недостатки — в данном случае, проблема организации кабельного потока ввода и вывода).
При построении низковольтных сетей 1УР и комплектовании коммутационных устройств 2УР не были использованы формализованные методы расчета электрических нагрузок, и прежде всего, метод расчетной активной мощности (модернизированный метод упорядоченных диаграмм и всевозможные коэффициенты: КИ, Ки, АГф, Kv Кн, Кв). Необходимые исходные данные для расчета: определение месторасположения каждого электроприемника и привязка его к технологическому процессу, номинальная мощность и ток /„„.,. Напряжение и частоту принимают по умолчанию и, значения КПД и coscp не существенны. Таким образом, при разработке схемы 2УР и ее увязке с ЗУР необходимо выполнение следующих условий.
Питающий проводник к каждому отдельному электроприемнику следует выбирать по его номинальному току, длительно допустимому с проверкой проводника по ограничениям, налагаемым ПУЭ.
Защита питающего проводника от токов КЗ в конце защищаемой линии и от перегрузки в случаях оговоренных ПУЭ осуществляется коммутационной аппаратурой шкафа 2УР.
Каждый электродвигатель (электроприемник) должен иметь отдельный коммутационный аппарат, отключающий от сети одновременно все проводники (общий аппарат или комплект коммутационных аппаратов применим для группы электродвигателей, служащих для привода машин, осуществляющих единый технологический процесс).
В качестве отключающего аппарата может быть использован коммутационный аппарат шкафа 2УР, если в комплектной поставке технологического оборудования и электрооборудования (электропривода) отсутствует коммутационная аппаратура, обеспечивающая пуск, останов, защиту. В этом случае аппарат зоной защиты должен охватывать электроприемник и проводник.
Для электродвигателя (электроприемника) предпочтительнее применение индивидуального коммутационного аппарата, имеющего более широкие возможности, чем аппарат шкафа, и обеспечивающего необходимые виды управления и регулирования, защиту, контроль, сигнализацию. Другими словами, для каждого электроприемника выполняют отдельные рабочие чертежи, включающие схему подключения и управления, прокладку, установку, монтажные присоединения, спецификацию.
Если от шкафа 2УР питается три электроприемника, то проводник, питающий шкаф, выбирают по сумме /ном. При большем количестве электроприемников следует иметь в виду следующие ограничения: а) количество отходящих линий от шкафа 2УР невелико и при использовании их непосредственно для питания приемников 1УР установленная мощность не должна выходить за мощность, передаваемую через вводной аппарат, исполнение которого 250, 400 А (или иное) затрудняет совершение ошибки; б) при прокладке питающего проводника к шкафу следует соблюдать рекомендуемый в электрике «принцип равнопрочности»: по проводнику в номинальном режиме следует передавать мощность, близкую к номинальной мощности ввода.
При проектировании ЯЧЭЛ множество параметров для расчета электроснабжения задает не технолог, а энергоснабжающая организация и административно-властный орган, владеющий кадастром — месторасположением малых предприятий (по градостроительным и др планам) Это важно, так как нельзя, чтобы технические условия на присоединение, возможное отставание разработки электроснабжения от тенденций развития малых предприятий превратилось в бюрократический тормоз развития малого бизнеса и среднего класса в целом энергоснабжающие организации также должны иметь прибыль, так как несоответствие выдаваемых технических условий на присоединение темпам преобразования экономики и реальным потребностям малых предприятий приводят к упущенной прибыли. К этому ведет, например, запрет на использование встроенного греющего кабеля при согласовании его подключения в ночное время (инвестиции в генерирующие мощности не требуются, так как Р = Ртзх не увеличивается, график суточный выравнивается, оплата за использованную электроэнергию увеличивается)
Новый подход к проектированию систем электроснабжения на 2УР(ЗУР) основан на ценологических положениях.
Формирование локальных систем электроснабжения малых и средних предприятий, выделенных по Я-распределению для однородных групп потребителей электроэнергии.
Использование независимых (принадлежащих потребителю) источников энергии (в том числе нетрадиционных) с оптимизацией их количества по разным группам мощностей на основе Я-распределения электропотребления и Я-распределения максимальной нагрузки предприятий.
Особый принцип построения самой системы электроснабжения, основанной на ЯЧЭЛ: категорирование потребителей локальных систем по надежности и качеству электроэнергии и обеспечение надежности электроснабжения потребителей за счет установки аккумуляторов энергии и средств повышения качества, принадлежащих потребителю, релейная защита и автоматика, обеспечивающая в том числе возможность работы локальных систем автономно и параллельно с централизованной системой, выбор источников питания; выбор электрооборудования; компенсация реактивной мощности;
Особый порядок согласования проектирования, наладки, монтажа и условий подключения электроприемников малых предприятий к сетям электроснабжающих организаций, основанный на тарифно-инвестиционной политике, первостепенности системы ЯЧЭЛ и второстепенности технологии малого предприятия.
