Схемы внутрицехового распределения энергии

Схемы могут быть: магистральными, радиальными, смешанными и модульными.

Магистральные схемы

При магистральной схеме питание от подстанции к отдельным узлам нагрузки и мощным приемникам передается по отдельной линии.

Магистральные силовые питающие сети рекомендуется применять:

- для питания силовых и осветительных нагрузок, распределенных относительно равномерно по площади цеха;

- для питания группы ЭП, принадлежащих к одной технологической линии;

- в энергоемких производствах при распределении электроэнергии от трансформаторов 1600 и 2500 кВ·А, что позволяет конструктивно упростить вывод мощности с подстанции;

- при создании модульных сетей для производств с равномерно распределенной нагрузкой по площади цеха;

- при частых заменах технологического оборудования.

Чаще всего такие схемы применяются в цехах машиностроительных заводов, в цехах цветной металлургии, на предприятиях приборостроения и др.

Магистральные сети выполняются шинопроводами или кабелями.

Рис.1. Схема подключения магистралей к КТП через автоматы отходящих линий

рис.2. Схема «блок трансформатор-магистраль»

Подключение магистрали к сборным шинам распределительного устройства (РУ) комплектной трансформаторной подстанции (КТП) осуществляется через линейные автоматические выключатели или наглухо, без коммутационного аппарата (рис. 1, 2). В случае глухого подключения, защита магистрали осуществляется вводным выключателем QF 1.

Магистрали могут выполняться голыми шинами или комплектными шинопроводами типа ШМА. В случае глухого присоединения магистрали схема носит название «блок трансформатор-магистраль». Такие схемы просты, надежны и экономичны, могут быть реализованы при применении комплектных и некомплектных трансформаторных подстанции. Схемы блоков трансформатор-магистраль следует применять с числом отходящих от КТП магистралей, не превышающих числа установленных трансформаторов, пропускная способность ШМА не должна превышать пропускную способность питающего трансформатора с учетом его перегрузочной способности в послеаварийном режиме.

Рис.3. Схема подключения магистралей к двухтрансформаторной подстанции

Рис.4. Схема подключения магистралейкоднотрансформаторной подстанции

Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, относятся к высоконадежным элементам системы электроснабжения. Их можно применять для питания потребителей любой категории надежности. Если требуется резервирование питания, то применяют двухтрансформаторные подстанции с установкой АВР на секционном выключателе (рис.3).

При использовании однотрансформаторных подстанций, секционный выключатель устанавливается в цехе (рис.4). Для снижения электротравматизма этот выключатель должен быть сблокирован с выключателем, установленным на подстанции. Для приемников 1-ой категории надежности может быть применена схема питания от двух магистралей (рис.5). Она целесообразна для энергоемких потребителей. ЩС1 и ЩС2, питающие ответственные потребители, получают питание от двух магистралей, менее ответственные потребители питаются от одной магистрали (РП1 и РП2).

Рис.5. Схема питания потребителей I категории от двух магистралей

Рис.6 Схема блока «ТП -щит»

Магистральные сети, выполненные комплектными шинопроводами имеют высокую стоимость, поэтому они должны иметь не менее трех ответвлений с токами не менее 250 А. При сложных трассах (большое число поворотов, разные отметки и др.) целесообразно отдельные участки шинопроводов заменять многоамперными кабелями. Их рекомендуется прокладывать на минимально допустимой ПУЭ высоте от уровня пола или площадки обслуживания - 2,5 м.

Для электроприемников I и II категории надежности электроснабжения при их компактном расположении в цехе рекомендуется применять схему «блок ТП -щит» (рис.6).

При расположении ТП и щитов в одном помещении или в соседних помещениях не требуется установка коммутационных аппаратов на магистралях и шины щита следует рассматривать как продолжение сборных шин ТП. Такие схемы рациональны при питании от ТП группы электродвигателей насосов, компрессоров, вентиляторов.

Магистральные схемы, выполненные комплектными шинопроводами типа ШМА-68 Н-1600 А, допускающими кратковременные перегрузки, используются для питания машин контактной сварки. При использовании таких шинопроводов соединение секций должно быть выполнено сваркой. Питание электроосвещения, устройств бесконтактной автоматики и других потребителей, предъявляющих повышенные требования к качеству электроэнергии при этом должно осуществляться от отдельных трансформаторов.

Магистральные схемы, выполненные шинопроводами следует прокладывать в

Рис.7. Схема кабельных магистралей

зонах, где их повреждение транспортом или перемещенными грузами маловероятно.

Ответвления от магистральных шинопроводов длиной до 6 м к вводным устройствам технологического оборудования, к щитам, распределительным пунктам и другим электроустройствам, имеющим на вводе аппараты защиты выполняется без автоматических выключателей на шинопроводах. При больших длинах ответвлений подключение к магистральному шинопроводу осуществляется через вводной аппарат.

В тех случаях, когда характер среды в цехе или размещение технологического оборудования по площади цеха, делают невозможным применение магистральных шинопроводов, используют кабельные магистрали (рис.7). Сечение кабельных магистралей одинаково по всей длине.

Достоинствам магистральных схем является: высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети. Недостатком - меньшая надежность по сравнению с радиальными схемами. т.к. при аварии на магистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание.

Радиальная схема

Радиальная схема - это такая, когда питание одного достаточно мощного потребителя или группы потребителей осуществляется от ТП или вводного устройства по отдельной питающей линии.

Радиальные схемы выполняются одноступенчатыми, когда питание осуществляется непосредственно от ТП и РП3 (рис.8) и двухступенчатыми, когда питание осуществляется от промежуточного РП (РП2).

Рис.8. Радиальная схема распределения электроэнергии

Радиальные схемы применяют для питания сосредоточенных нагрузок большой мощности, при неравномерном размещении приемников в цехе или на отдельных его участках, а также при питании приемников во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях, где невозможно применение магистральных схем. Они выполняются кабелями или проводами, прокладываемыми открыть, в трубах, в специальных каналах.К достоинствам радиальных схем относятся их высокая надежность и удобство автоматизации, поэтому они рекомендуются для питания потребителей I категории.

К недостаткам этих схем относятся: значительный расход проводникового материала, ограниченная гибкость сети при перемещениях технологического оборудования, необходимость в дополнительных площадях для размещения силовых РП.

Распределительные сети. Питание отдельных потребителей в цехе осуществляется от распределительных шинопроводов, распределительных щитов и пунктов. Выбор схемы распределения зависит от условий среды в цехе, от размещения и габаритов технологического оборудования, от особенностей подъемно-транспортных работ в цехе. При номинальном характере среды в цехе и расположении оборудования рядами для распределения электроэнергии используют комплектные шинопроводы типа ШРА, выпускаемые на номинальные токи 250, 400, 630 А. С целью рационального использования шинопроводов количество подключенных потребителей должно быть не менее двух на каждые шесть метров ШРА.

Радиальные схемы распределения сетей с силовыми пунктами, на которых установлены аппараты защиты ответвлений, следует применять в местах, где применению ШРА препятствуют наличие кранов, условия среды, условия территориального распределения электроприемников и другие условия. При этом распределительные устройства должны располагаться как можно ближе к электроприемникам.

Смешанные схемы

Наибольшее распространение имеют смешанные (комбинированные) схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любой категории электроснабжения. Такие схемы применяются в прокатных и мартеновских цехах металлургической промышленности, в котельных и механосборочных цехах и т.п. В смешанных схемах от главных питающих магистралей и их ответвлений электроприемники питаются через распределительные шкафы РШ или шинопроводы ШРА в зависимости от расположения оборудования в цехе. На участках с малой нагрузкой. где прокладка распределительных шинопроводов нецелесообразна. устанавливаются распределительные шкафы, присоединяемые к ближайшим шинопроводам.

Модульная сеть

Модульная сеть представляет собой прокладку проводов под полом в трубах с разветвительными коробками, над которыми устанавливаются напольные колонки (коммутационный аппарат, муфта, трубная секция и т.д.). Сеть называется модульной, т.к. ответвительные коробки для присоединения ЭП выполняются с заданным шагом (модулем) 1,5 - 6 м в зависимости от характера производства и габаритов технологического оборудования. Модульная магистраль рассчитана на максимальный ток 100 А. Модульные сети применяются на предприятиях машиностроения, приборостроения и др. отраслей производства в тех случаях, когда возможна частая перепланировка технологических агрегатов и предъявляются особые требования к стерильности и эстетике производства. применение модульной сети делает электротехническую часть производства независимой от размещения технологического оборудования.