В электрических сетях современных энергоемких предприятий возникли новые конструктивные решения, без которых невозможно было рационально решить систему электроснабжения. На первой ступени при передаваемых мощностях более 60 МВА применяются воздушные или кабельные линии глубоких вводов 110— 220 кВ, а при нагрузках в пределах 20—60 МВА — жесткие или гибкие токопроводы напряжением 6—35 кВ. Основное применение токопроводы находят: на электролизных заводах с крупными сериями ванн мощностью по 30—120 МВА в электросталеплавильных цехах с мощными электропечами 7,5—45 МВА, в прокатных цехах с двигателями до 18 МВА, на кислородных станциях и у других крупных потребителей в черной металлургии;
на агломерационных и обогатительных фабриках цветной и черной металлургии с упорядоченным размещением мощных потребителей электроэнергии, благоприятствующим применению магистральных токопроводов;
на глиноземных заводах с размещением цехов, способствующих применению магистральных токопроводов.
Ниже приведено сопоставление стоимостей жестких симметричных токопроводов и кабельных линий напряжением 10 кВ при одинаковой пропускной способности этих видов канализации.
Таблица 1-5
Сопоставление стоимостей токопроводов и кабельных линий 10 кВ
Допустимый ХОК, а | Количество и сечение, мм, кабелей марки АСБГ | Сечение алюминиевых коробчатых шин (одной фазы) токопровода, мм | Стоимость 1 км кабельной линии, тыс. руб. | Стоимость 1 км токопровода, тыс. руб. |
2 000 | 8 (3X240) | 2 (75X35X4) | >50,0 | 25,3 |
3000 | 11 (3X240) | 2(100X45X6) | 68,5 | 35,6 |
4 000 | 15 (3X240) | 2(125X55X6,5) | 94,0 | 45,8 |
5 000 | 19(3X240) | 2 (150X65X7) | 119,0 | 55,0 |
6 000 | 22 (3X240) | 2(175X80X8) | 137,0 | 65,6 |
Как видно из табл. 1-5, токопроводы дешевле в 2 и более раза, не говоря уже о исключительной громоздкости канализации большого количества кабелей крупных сечений. Сравнение при одинаковых потерях мощности (для чего сечение токопровода было увеличено в 1,5 раза по сравнению с сечением кабельного потока) показало, что даже в этом случае токопроводы оказались дешевле в 1,05—1,43 раза, не считая того, что их пропускная способность получилась значительно выше, чем при кабельной канализации.
Прокладка кабелей выполняется в траншеях, каналах, лотках, туннелях, блоках, на эстакадах. Способ прокладки выбирается в зависимости от количества кабелей, условий трассы, наличия или отсутствия газов тяжелее воздуха, степени загрязненности почвы, требований эксплуатации, экономических факторов и т. п. Прокладка в траншее применяется на не загруженных другими коммуникациями, главным образом периферийных, участках территорий и предприятий при числе кабелей в одной траншее не более 6. Прокладка в каналах применяется для внутрицеховой, а при числе кабелей не более 20 — для внецеховой канализации.
Прокладка в туннелях применяется при значительном (20—30 и более) числе кабелей, идущих в одном направлении. Прокладка в блоках наиболее надежна, но наименее экономична; она допускается в редких случаях при агрессивной среде, наличии блуждающих токов, на участках, где возможно разлитие металла или агрессивных жидкостей, а также на участках, сильно насыщенных другими коммуникациями. Открытая прокладка кабелей 6—10 кВ на специальных кабельных эстакадах, или совмещенных с технологическими коммуникациями, а также по стенам зданий имеет ряд преимуществ и рекомендуется к широкому применению.
Прокладка кабелей глубоких вводов 110—220 кВ особенно рекомендуется на участках с загрязненной и агрессивной атмосферой и на территориях, сильно загруженных зданиями и различными коммуникациями. Экономическая эффективность этого способа прокладки по сравнению с прокладкой воздушных линий 110— 220 кВ должна определяться с учетом:
стоимости территории;
возможного сокращения трассы;
расходов на эксплуатацию и ремонт воздушных линий (ВЛ), которые при агрессивной среде повышаются;
изоляции ВЛ;
стоимости грозозащиты ВЛ;
убытков от повышенной аварийности ВЛ при прохождении их в загрязненной среде.
Кроме величин передаваемых мощностей и их размещения, выбор способа канализации электрической энергии зависит также от плотности застройки территории, ее насыщенности технологическими и транспортными коммуникациями, уровня грунтовых вод, степени загрязненности воздуха, загрязненности грунта и т. п.
Рекомендуются воздушные открытые прокладки токопроводов и кабелей во всех случаях, когда позволяют условия окружающей среды и трассы, плотность застройки и прохождение верхних технологических коммуникаций. Большими техническими и экономическими преимуществами открытых способов канализации являются наглядность, доступность и удобство при осмотре, замене и дополнительной прокладке кабелей, а также при изменениях трасс при реконструкциях предприятий. На воздушных линиях глубоких вводов 35—220 кВ и открытых голых токопроводах изоляция, токоведущие части и металлоконструкции должны быть рационально защищены от атмосферных воздействий. Воздушные линии по возможности должны быть удалены от наиболее интенсивных очагов загрязнения. Их трассы выбираются таким образом, чтобы загрязнения уносились в сторону от линии, не осаждаясь на изоляторах. Особенное значение это имеет при неблагоприятных условиях увлажнения поверхности изоляторов.
При выборе материала шин, проводов и металлоконструкций нужно учитывать действие на них химически активных веществ в соответствии с Л. 6. В зонах II и III степеней загрязнения применяется шунтирование деревянных опор металлическими спусками во избежание их возгорания от токов утечки. Изоляция таких линий выбирается, как на линиях с металлическими опорами. При отсутствии точных данных о степени загрязнения при выборе габаритов опор предусматривается возможность усиления изоляции в процессе эксплуатации.
Хотя воздушные линии дешевле кабельных прокладок в земле, но прохождение ВЛ по загруженным территориям предприятий вызывает значительные затруднения, а стоимость полосы отчуждения для линии может поглотить упомянутую экономию. Выбор трасс электротехнических коммуникаций, в частности глубоких вводов линий 110—220 кВ, токопроводов 6—35 кВ, открытых кабельных эстакад 6—10 кВ, должен производиться при разработке генплана предприятия. Предусматриваемые для этих коммуникаций коридоры должны учитывать перспективное развитие электрохозяйства предприятия. Выбор трассы кабельных линий производится с учетом развития сети, ответственности и назначения линий, способа прокладки, конструкции и марки кабелей и т. д., а также наименьшего расхода кабелей и наиболее дешевого обеспечения их защиты от механических повреждений, коррозии, вибрации, перегрева и повреждений при возникновении электрической дуги в соседнем кабеле.
Применяются преимущественно кабели с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке. Кабели с медными жилами применяются в основном для перемещающихся механизмов и во взрывоопасных помещениях некоторых классов. Кабельные линии для потребителей 1 категории, идущие от разных источников, прокладываются по отдельным трассам. Выбор сечений и конструкций кабелей, прокладываемых по трассам, проходящим в различных грунтах, в различных условиях окружающей среды и при различных способах прокладки, производится по участку с наиболее тяжелыми условиями, если длина участка с более легкими условиями не превышает строительной длины кабеля. Если же длины отдельных участков трассы с различными условиями прокладки больше строительных длин кабелей, то на разных участках выбираются различные сечения и конструкции кабелей в зависимости от упомянутых факторов.
