Основные решения по компоновке сети.
Условно принято называть электрические сети от источников питания до распределительных пунктов — питающей сетью, а от распределительных пунктов до электроприемников — распределительной сетью.
Прежде чем приступить к компоновке распределительной сети, надо изучить строительную часть объекта, размещение на объекте технологического, подъемно-транспортного и санитарно-технического оборудования. Затем на основании принятой схемы распределительной сети наметить трассы прокладки сети, уточнить размещение пунктов питания. При этом во всех случаях следует добиваться возможно меньшей протяженности электрических сетей, размещая их в местах, доступных для монтажа и обслуживания во время эксплуатации.
При выполнении графической части проекта намеченная трасса сети и места расположения пунктов питания должны быть привязаны к строительным осям здания и размещенному на объекте технологическому оборудованию (указаны соответствующие размеры).
Выбор конструкции сети.
Конструкция сети выбирается с учетом ряда факторов: принятой схемы сети и расчетного сечения ее токоведущих элементов, мест прокладки и протяженности отдельных участков, условий окружающей среды и др. Учитывается также необходимость защиты сети от механических воздействий, обеспечение техники безопасности и пожарной безопасности, выполнение монтажа индустриальными методами, удобство эксплуатации сети и т. п.
При всех условиях предпочтение отдается конструктивным решениям, обеспечивающим выполнение возможно большего объема работ вне монтажной зоны — на монтажно-заготовительном участке и на заводах.
Материал токоведущих жил проводов, кабелей и шин (алюминий, медь) выбирается, исходя их конкретных условий работы сети, по действующим на этот счет указаниям [3, 4, 7, 8]; преимущественно должны применяться токоведущие элементы сетей из алюминия. Следует отдавать предпочтение проводам и кабелям с изоляцией и оболочкой из пластических масс.
Кабель и провода могут монтироваться открыто и скрыто. Способ прокладки выбирается по условиям работ на объекте.
Открытые прокладки проводов выполняются по лотковым конструкциям и в коробах, в виде тросовых подвесок различных исполнений, непосредственным креплением к строительной части (скобками, приклеиванием), а в некоторых случаях — на изоляторах.
Скрыто провода прокладываются в изоляционных трубах (резинобитумных, бумажнометаллических, полиэтиленовых, винипластовых), в каналах строительных конструкций, замоноличиваются в строительные части зданий и сооружений.
Открытые кабельные прокладки производятся по сборным кабельным конструкциям, по лоткам и в коробах, по тросовым подвескам, по конструкциям зданий с креплением скобами.
Скрытые прокладки кабелей внутри зданий и сооружений выполняются в кабельных каналах, каналах строительной части, в трубах, заделываемых в строительные конструкции, а также в подвалах, полуподвалах, туннелях и шахтах.
Прокладки проводов и кабелей в стальных водогазопроводных трубах разрешаются только во взрывоопасных помещениях классов В-I и В-II, в сырых помещениях с агрессивной средой, а также при опасности воздействия на кабели значительных механических усилий.
В остальных случаях применяются стальные тонкостенные электросварные и пластмассовые трубы. При прокладке кабеля в кабельных подвалах, туннелях и электропомещениях должны предусматриваться средства пожаротушения.
Внешние кабельные сети монтируются в кабельных сооружениях (коллекторах, тоннелях, каналах, блоках, по кабельным эстакадам или по эстакадам совмещенным с технологическими и санитарно-техническими трубопроводами). Прокладки в земляных траншеях можно применять лишь при небольшом количестве кабелей (до 4—5 штук) и на большие расстояния.
Выполнение внутренних сетей промышленных предприятий токопроводами различных исполнений (открытых, защищенных, закрытых) на различные токовые нагрузки (250 а и более) наиболее прогрессивно. Применение токопроводов того или иного исполнения определяется условиями среды и возможностью их размещения. Если это обосновывается технико-экономическими расчетами, то предпочтение отдается токопроводам защищенного и закрытого исполнения заводского изготовления. Применение токопроводов (шинопроводов) упрощает конструкцию сетей, обеспечивает возможность их монтажа с высокой степенью индустриализации работ, делает сети более гибкими в эксплуатации.
Существенное преимущество имеет выполнение распределительных сетей шинопроводами переменного тока защищенного исполнения (ШРА-64, ШРА-250, ШРА-400) на токи 250, 400 и 600 а, а также магистрально-распределительными шинопроводами для агрессивной среды (серии ШМАХ 65) на токи 1000 и 1600 а. Шинопроводы допускают отключение и подключение электроприемников без снятия напряжения при помощи устанавливаемых на шинопроводах ответвительных коробок со встроенными аппаратами защиты (предохранители, автоматические выключатели).
Для электроснабжения пунктов питания и крупных электроприемников используются магистральные шинопроводы переменного тока защищенного исполнения (серии ШМА-59Н, ШМА-68, ШМАД) на ток 1600 а и более.
Шинопроводы переменного тока выпускаются на напряжение 380/220 В трехфазного, а некоторые типы — четырехпроводного исполнения. Для питания мощных электроприемников постоянного тока могут быть применены шинопроводы серии ШМАД на ток 3000—5000 а открытого исполнения. Сведения о шинопроводах, их технических параметрах и области применения приводятся в технической литературе [3, 4, 8] и в номенклатуре изделий заводов Главэлектромонтажа Минмонтажспецстроя СССР.
При проектировании электрических сетей промышленных предприятий рекомендуется пользоваться типовой проектной документацией (нормали и альбомы) ГПИ ТПЭП, сведения о которой перечислены в приложении III.
Расчет сети.
Расчет распределительной сети выполняется на основе подсчитанных электрических нагрузок на пункты питания и ответвления от них.
Расчетом определяются наименьшие сечения проводов кабелей и шин, при которых соблюдались бы действующие нормы [1] в отношении:
нагрева проводников в нормальном и аварийном режимах; экономической плотности тока;
защиты отдельных участков сети;
потерь напряжения при нормальном и аварийном режимах; механической прочности сети;
соответствия выбранных проводников аппаратам защиты.
Расчет следует выполнять в соответствии с указаниями, приводимыми в учебных пособиях и справочной литературе [1, 3, 4, 7, 8]. При выполнении расчета необходимо предусматривать сечения токоведущих частей с учетом перспективы увеличения электрической нагрузки на этом участке.
Выбор аппаратуры защиты и управления.
Аппараты защиты и управления должны выбираться исходя из их устойчивой работы в нормальных и аварийных режимах сети. По своей отключающей способности они должны соответствовать токам, возникающим вследствие перегрузок технологических механизмов и коротких замыканий в сети.
Аппараты защиты и управления выбираются для ответвлений, на основании номинальных данных электроприемников, а для отдельных участков сети — исходя из расчетных нагрузок на защищаемый участок сети. Исполнение аппаратов выбирается с учетом условий размещения аппаратов на объекте. Так же должна быть обеспечена селективность работы защиты, т. е. соблюдены условия, при которых, в первую очередь, срабатывает аппарат со стороны питания, ближайший к участку сети с нарушенным токовым режимом.
Для защиты сетей используются плавкие предохранители, а также автоматические выключатели. Для защиты от перегрузки отдельных ответвлений к электроприемникам рекомендуется использовать тепловые реле.
Для цепей переменного тока, в частности, применяются плавкие предохранители серии ПН-2 на номинальные токи 100, 250, 400, 600 и 1000 а с плавкими вставками от 30 до 1000 а; на меньшие токи (от 6 до 60 а) применяются предохранители серий НПН-15 и НПН-60. Для цепей постоянного и переменного тока предназначены предохранители серии ПР-2 на номинальные токи 15, 60, 100, 200, 350, 600 и 1000 а с плавкими вставками от 6 до 1000 а.
При защите сетей плавкими предохранителями можно применять комплектные устройства, состоящие из аппаратов «Блок-предохранитель — выключатель», которые одновременно могут быть использованы в качестве коммутирующих аппаратов.
При выборе защиты от токов короткого замыкания предпочтение следует отдавать автоматическим выключателям, особенно в тех установках, где по условиям эксплуатации свойственны частые аварийные отключения. Автоматы удобны в эксплуатации, исключают возможность работы двигателя на двух фазах, а в случае крайне редких остановок и пусков механизмов могут быть использованы в качестве коммутационных аппаратов.
При выборе автоматов до 600 а следует ориентироваться на автоматы типов А-3100, А-4100 и т. п. Автоматы типа АВМ применяются для больших токовых нагрузок.
Указания по выбору аппаратов защиты приводятся в учебных пособиях и справочниках [1, 3, 4/7, 8], типы аппаратов, их параметры и указания об области применения — в каталогах заводов-изготовителей.
Выбранные аппараты защиты и управления наносятся на чертеж с указанием типов аппаратов и уставок.
Выбор комплектных устройств.
Учитывая необходимость выполнения электромонтажных работ индустриальными методами, учащийся должен применять аппараты, смонтированные в блоки вместе с коммутирующими электрическими цепями, в виде комплектных устройств. Предприятия электропромышленности и заводы электромонтажных организаций поставляют комплектные устройства различных назначений и исполнений.
Комплектованию в укрупненные монтажные узлы подлежат: щиты, шкафы, ящики, стеллажи с различной аппаратурой, отдельные приборы и аппараты, расположенные в цехе близко друг от друга независимо от того, связаны они между собой электрически или нет; кабельные конструкции, шины и другие элементы электроустановки.
Для комплектования распределительных устройств подстанций и цеховых пунктов питания используются:
панели распределительного одностороннего и двустороннего обслуживания серий ПРС, ЩО, ПО, ПД, ПР, ЭПП и другие с предохранителями, установочными и воздушными автоматами;
силовые распределительные пункты серий СУ и ПР с установочными автоматами напольного и навесного исполнения;
силовые распределительные шкафы серии СП с предохранителями и серии СПА — с установочными автоматами;
щиты управления станций (ЩСУ), комплектуемые из блоков и станций управления (БУ, ПУ, БН, БНХ и др.) с типовыми схемами заполнения.
Для питания одиночных электроприемников применяются силовые ящики серий ЯРВ, ЯБПВ, ЯРП, ЯСБ и др.
Для управления электроприемниками применяются разнообразные комплектные устройства: ящики, посты, шкафы, пульты, щиты и др. Подавляющая часть комплектных устройств поставляется с типовыми схемами заполнения. Как правило, надо применять комплектные устройства заводов электропромышленности без каких-либо изменений монтажных схем этих изделий. Для упрощения компоновок электроустановок габаритные размеры корпусов комплектных устройств стандартизированы.
Комплектные устройства нестандартных габаритов с индивидуальными схемами, подлежащие изготовлению на производственных базах электромонтажных организаций, как правило, не должны применяться.
При выборе комплектных устройств следует обращать внимание на соответствие их конструкции условиям среды и устойчивость при режиме короткого замыкания.
Указания по выбору комплектных устройств приводятся в технической и справочной литературе (3, 4, 8).
Типы и параметры комплектных устройств можно найти в каталогах и информационных материалах ЦНИИ электропромышленности и заводов электромонтажных организаций. Указания для заказа и установки комплектных устройств приводятся в нормалях и альбомах типовых рабочих чертежей (см. прилож. III).
