ГЛАВА IX.
РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА ПО МОНТАЖУ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ.
Для проектирования электрооборудования промышленного предприятия (цеха, объекта и т. п.) необходимо располагать исходными данными, характеризующими объект и требования к электрооборудованию. Объем и содержание исходных данных определяются конкретной тематикой проекта.
§ IХ.1 ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ВЫБОРУ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ.
Выбор электродвигателей.
Работа над дипломным проектом начинается с составления таблицы электроприемников (форма IX. 1). В таблицу заносятся электроприемники, которые известны из задания на проектирование, и электроприемники, которые предстоит выбрать (приборы автоматики и т. п.). Перечень механизмов, для которых должны выбираться электродвигатели или другие электроприемники, определяется руководителем дипломного проекта.
В таблице приводятся наименования технологических механизмов; основные технические данные электроприемников, которые должны быть достаточны для дальнейшего выбора пускорегулирующей аппаратуры, проводников и расчета нагрузок; технические данные вспомогательного оборудования (датчиков, приборов, автоматики и т. п.). Технические данные на электрооборудование берутся из заводских паспортов или из каталогов.
Выбирая электроприемники, неизвестные из задания на проектирование, необходимо обеспечить:
наиболее полное соответствие выбираемого электроприемника технологическому механизму и параметрам питающей сети;
соответствие конструктивного исполнения электроприемника механизму и условиям окружающей среды.
Из всех видов электроприемников в практике наиболее часто приходится выбирать электродвигатели. Для наиболее часто встречающихся механизмов, например, насосов, вентиляторов и т. д., электродвигатели выбираются на основании каталожных данных на эти механизмы. Наименования и типы механизмов должны быть известны из исходных данных. По типу механизмов в каталогах или справочниках находятся следующие данные: номинальный и максимальный момент или мощность на приводном валу механизма и график изменения момента или мощности в функции времени;
скорость вращения приводного вала механизма.
Если механизма нет в каталогах, то выбор электродвигателя производится на основании данных механического расчета этого механизма.
Далее, зная требуемую скорость вращения, момент на валу и перегрузочную способность электродвигателя, а также параметры питающей сети, можно выбирать электродвигатель по каталогам или справочникам на электрооборудование.
Во всех случаях, где только это допустимо по условиям регулирования электропривода, рекомендуется применять электродвигатели переменного трехфазового тока. Двигатели постоянного тока допускается применять только в исключительных случаях, когда требуется плавное регулирование скорости в широких пределах и т. п. Применение электродвигателей постоянного
тока в каждом отдельном случае должно быть обосновано технико-экономическими расчетами.
При мощностях до 60—80 кВт в основном должны применяться асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Для механизмов с тяжелыми условиями работы, с большими перегрузками при пусках выбираются асинхронные короткозамкнутые двигатели с повышенным скольжением, с глубоким пазом или двойной обмоткой.
Для приводов механизмов, в которых недопустимы большие ускорения при пусках, а также для обеспечения малых посадочных скоростей, например, в подъемных механизмах, применяются асинхронные двигатели с фазным ротором.
Для приводов механизмов, требующих регулирования скорости в больших пределах, рекомендуется широко использовать регулирование скорости за счет изменения напряжения и частоты питающей сети, путем включения статических преобразователей напряжения и частоты со стороны статора двигателя.
Широкое и плавное регулирование скорости можно также получить в приводах с асинхронными двигателями в сочетании с электромагнитными муфтами, дросселями насыщения и гидромуфтами.
Для нерегулируемых приводов длительной работы рекомендуется применять синхронные двигатели. При мощностях механизмов более 100 кВт отказ от применения синхронных двигателей должен быть технически обоснован.
Указания по выбору электродвигателей и выполнению связанных с этим расчетов приводятся в учебных пособиях и справочниках [4, 7, 8]. Типы электродвигателей и их уточненные параметры определяются по каталогам и справочникам.
Выбор аппаратов управления и защиты.
Технологическое оборудование часто поставляется промышленностью комплектно с электродвигателями или другими электроприемниками без аппаратов защиты и управления. В связи с этим сведения об аппаратах управления и защиты из задания на проектирование и собранных материалов во время преддипломной практики учащемуся обычно бывают неизвестны. Выбор силовой аппаратуры управления и защиты входит в объем дипломного проекта.
Аппараты управления и защиты отдельных электроприемников выбираются исходя из:
номинальных данных и перегрузочной способности;
параметров питающей сети;
. условий окружающей среды и мест установки аппаратов.
Аппараты управления и защиты отдельных участков питающих сетей выбираются на основе расчетных данных этих сетей.
Форма IX. 1.
Таблица электроприемников.
Для включения и отключения электроприемников должны применяться аппараты, обеспечивающие дистанционное управление электроприемниками, способные осуществлять нулевую защиту и работу в сблокированном режиме, В электроустановках до 1000 В для включения и отключения силовых цепей, как правило, применяются контакторы и магнитные пускатели. Использование для этих целей автоматических выключателей допускается лишь в случаях редких пусков и для остановок механизмов.
Для включения и отключения силовых цепей электроприемников выше 1000 В применяются в основном масляные выключатели.
При выборе аппаратов защиты во всех случаях надо стремиться к тому, чтобы уставки расцепителей автоматических выключателей и номинальные токи плавких вставок предохранителей выбирались возможно малыми, но такими, чтобы аппараты не отключали электроустановку при кратковременных перегрузках, токах пуска и самопуска; защита срабатывала только при нормальных режимах электроустановок и соблюдалась селективность различных ступеней.
При выборе аппаратов защиты следует помнить, что автоматические выключатели по сравнению с предохранителями более удобны в эксплуатации — одновременно отключают все три фазы. Некоторые типы позволяют осуществлять дистанционное управление. Однако с помощью автоматических выключателей значительно труднее осуществить селективность защиты, они не ограничивают величину пропускаемых токов короткого замыкания, значительно дороже предохранителей.
Высокая надежность и малая стоимость плавких предохранителей позволяют применять их там где они могут быть подобраны по расчетным параметрам сети, и где не будут нарушены условия автоматики (АВР, АПВ). Во всех случаях надо стремиться брать предохранители с наполнителями.
Защита сетей и ответвлений к отдельным электроприемникам до 1000 В может выполняться с помощью предохранителей, автоматических выключателей и тепловых реле. При защите сетей плавкими предохранителями рекомендуется применять однофидерные ящики, распределительные пункты, щиты и другие комплектные устройства, собранные из аппаратов «блок-предохранитель — выключатель».
При защите сетей автоматическими выключателями следует применять аппараты открытые, без защитных оболочек, скомплектованные совместно с аппаратами управления и сигнализации в типовые общепромышленные блоки и станции управления, которые, в свою очередь, собираются в комплектные устройства в виде щитов и шкафов станций управления. Особенно это рекомендуется там, где большое количество сблокированных механизмов с автоматическим дистанционным управлением. В проекте должно быть исключено применение отдельно стоящих аппаратов, поступающих на монтажную площадку россыпью.
Для защиты сетей выше 1000 В можно применять комбинированные аппараты, состоящие из плавких предохранителей большой разрывной способности и выключателей нагрузки. При этом предохранители ограничивают величину пропускаемого тока, отключая установку при приближении тока к пределу коммутационной способности выключателя, который работает в пределах своей отключающей способности. Последовательность срабатывания предохранителей, а затем выключателя достигается блокировкой предохранителей с выключателем.
Выбор аппаратуры производится по указаниям, приведенным в технической литературе и справочниках [4, 7, 8], а также в каталогах заводов-изготовителей.
Рекомендации по установке аппаратов даны в нормалях и типовых чертежах ГПИ Тяжпромэлектропроект (приложение III).
