ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

 Проектирование силового электрооборудования, наиболее распространенное среди других видов электротехнического проектирования, ведется в многочисленных организациях на основе различного рода инструкций и справочников, имеющих узко ведомственное значение.

 Под силовым электрооборудованием в проектной практике понимается комплекс устройств, состоящий из всех приемников электрической энергии, кроме ламп электрического освещения, с относящимися к ним сетями и аппаратурой управления, защиты и измерений.

 Проектирование должно базироваться на следующих основных положениях.

 Различаются следующие стадии проектирования:

 От качества исходных данных для проектирования в сильнейшей степени зависит как качество самого проекта, так и время, потребное для его разработки. Ниже приводится примерный перечень материалов, которыми должен располагать проектировщик на различных стадиях проектирования.

 Объем проектных материалов определяется действующими нормалями и должен соответствовать назначению отдельных стадий проектирования, указанному в § 1-3.

 Строительные задания составляются обычно на следующие сооружения и элементы:

 Повторно использованы могут быть следующие проектные материалы: конструктивные чертежи, элементы схем, пояснительные записки и даже проекты в целом.

Разработка проекта в любой стадии начинается с ознакомления со строительным и технологическим заданием и с проектными материалами предыдущих стадий проектирования. 

 В промышленных установках встречаются разнообразные потребители электрической энергии, объединяемые понятием электроприемники.

 Электродвигатели являются наиболее распространенной категорией электроприемников.

 Двигатель-генераторы и преобразователи применяются для питания вторичных электроприемников, работающих на постоянном токе или же на переменном токе, частота которого отличается от частоты основной силовой сети.

 Все электроприемники этой категории являются однофазными трансформаторами с очень низким (порядка 0,5—0,7) коэффициентом мощности.

 Высокочастотные установки серий ЛГ и МГ предназначаются для плавки и нагрева металлов и металлических изделий.

 При проектировании силового электрооборудования приходится встречаться, главным образом, с такими видами термических электроприемников, как электрические печи сопротивления и различного рода нагревательная аппаратура.

 Полупроводниковые выпрямители в установках силового электрооборудования находят применение для питания магнитных столов, плит и сепараторов, электродвигателей постоянного тока малой мощности, зарядных устройств для аккумуляторов и, наконец, для ванн гальванического покрытия металлов.

 Выбор одного из каталожных типов электродвигателей считается правильным при соблюдении следующих условий:

 Вопрос о выборе электродвигателей по роду тока возникает в тех случаях, когда привод является регулируемым и, следовательно, к электродвигателю предъявляется требование изменения скорости вращения в определенных пределах.

 Решение этого вопроса с одной стороны зависит от мощности электродвигателя, а с другой определяется общими условиями электроснабжения предприятия в целом.

 Выбор мощности электродвигателя должен производиться в соответствии с характером нагрузок рабочей машины. Этот характер оценивают по двум признакам:

 При выборе электродвигателей следует стремиться к тому, чтобы их число оборотов совпадало с оборотами рабочей машины.

 Для регулируемых (в широких пределах) приводов при постоянном токе применяются, в основном, электродвигатели с параллельным возбуждением, а в отдельных случаях, когда требуется смягчение характеристики, электродвигатели со смешанным возбуждением.

 Синхронные электродвигатели могут применяться только для нерегулируемых приводов, их основное преимущество по сравнению с асинхронными — возможность естественной компенсации реактивной мощности

 Выбор электродвигателей по каталогам производится после окончательного решения всех вопросов, касающихся рода тока, напряжения, механических свойств, мощности и исполнения.

 Как уже говорилось выше, запас по мощности вообще или неполная загрузка электродвигателя вызывают ухудшение коэффициентов полезного действия и мощности.

 Электрические машины в закрытом исполнении могут иметь обдуваемое или продуваемое исполнение.

 Чертеж строительного задания на фундамент составляется на основании установочного чертежа завода — изготовителя машины.

 Главными функциями аппаратуры управления и защиты являются:

 Рубильники и переключатели предназначены для нечастых замыканий и размыканий в электрических сетях напряжением до 500 в включительно. Их классифицируют:

 Выбор аппаратуры к электроприемникам производится, исходя из номинальных данных последних и параметров питающей их сети, требований в отношении защиты приемников и сети от ненормальных режимов, эксплуатационных требований, в частности частоты включений и условий среды в месте установки аппаратов.

 Одной из причин, ограничивавших раньше применение синхронных электродвигателей, являлась сложность схем и способов их пуска.

 Как указывалось выше, при невозможности осуществить прямой пуск электродвигателей применяется пуск от пониженного напряжения через реакторы или автотрансформаторы при высоком напряжении и через активное сопротивление при низком напряжении.

 Аппараты управления могут встраиваться непосредственно в технологические механизмы, устанавливаться около них или размещаться в отдельных электропомещениях.

 Автоматическое управление работой технологического оборудования может осуществляться как в пределах отдельных механизмов (станков, машин, агрегатов), так и для целых групп механизмов, связанных между собой определенной технологической зависимостью.

 Выбор вида управления ПТС зависит от ее сложности (количества участков и трактов), общей протяженности и степени автоматизации отдельных механизмов.

 Количество постов ДАУ должно быть минимальным; сини должны располагаться в общих помещениях со щитами производственного контроля (КИП).

 Для систематического контроля за работой ПТС при простом централизованном и диспетчерском автоматизированном управлении пункты управления должны оборудоваться:

 Схемы управления ПТС,могут быть построены на применении как обычной электрической аппаратуры (сильного тока), так и аппаратуры связи или же и той и другой в определенном сочетании.

 Для схем управления ПТС, построенных на аппаратуре сильного тока, применяются следующие напряжения:

 Помещения диспетчерских пунктов следует размещать по возможности в центральной части предприятия, так как при этом улучшаются условия оперативного управления и уменьшается протяженность электрических связей диспетчерского пункта с другими устройствами системы управления.

 Автоматизация насосных станций позволяет осуществлять следующие виды управления и работы:

 К числу наиболее распространенных установок со вторичными электроприемниками, встречающихся в большинстве отраслей промышленности, относятся:

 Электрическую дуговую сварку применяют для соединения металлов как черных, так и цветных.

 Отделения ванн для гальванического покрытия металлов входят в состав вспомогательных производств многих предприятий различных отраслей промышленности, особенно металлообрабатывающей.

 Основным родом тока для силовых сетей промышленных предприятий любой отрасли промышленности является переменный трехфазный ток.

 Распределение электрической энергии в пределах промышленных предприятий производится обычно в двух ступенях: высшей—от узловых точек энергосистемы или блок-станций предприятий до трансформаторных подстанций и низшей — от последних до электроприемников

 Технико-экономическая сторона вопроса о распределении электрической энергии в низшей ступени находится в прямой зависимости от количества, месторасположения и мощности трансформаторных подстанций.

 Основным вопросом распределения электроэнергии на низком напряжении является выбор схемы.

 Ранее уже говорилось, что магистрали с распределенными нагрузками в цехах холодной обработки металлов целесообразно выполнять в виде закрытых шинопроводов, прокладываемых на небольшой высоте, позволяющей непосредственное подключение к ним электроприемников.

 На выбор способа выполнения силовой сети оказывают влияние:

 Кабели применяются главным образом для силовых фидеров и магистралей с сосредоточенными нагрузками при прокладке их как вне зданий, так и внутри, а также для ответвлений к отдельным мощным электроприемникам.

 В силовых сетях применяются преимущественно следующие способы прокладки проводов:

 Как уже говорилось ранее, шинопроводы применяются для цеховых магистралей, для сетей многопостовой электросварки и для сетей постоянного тока в цехах гальванического покрытия металлов.

 Питание злектроприемников перемещающихся подъемнотранспортных устройств — кранов, тельферов и тележек — может осуществляться либо гибким кабелем, либо при помощи троллеев, представляющих собой голые проводники, съем тока с которых производится скользящими токосъемниками.

 Задачей расчета силовых сетей является правильная оценка величин электрических нагрузок и выбор соответственно им таких наименьших из числа возможных сечений проводов, кабелей и шин, при которых были бы соблюдены нормированные условия в отношении:

 Для определения величины плотности тока в проводниках существуют два критерия:

 Расчет силовых сетей на потерю напряжения должен обеспечить:

 Определение потерь мощности в сети бывает обычно необходимо при технико-экономических сравнениях различных вариантов.

 Расчет на механическую прочность необходим лишь при выполнении сети шинами.

 В электрических установках возможны случаи, когда металлические конструктивные части, нормально не являющиеся токоведущими и не находящиеся под напряжением, электрически соединяются с элементами цепи электрического тока и получают вследствие этого потенциал, отличный от потенциала земли.

 Заземлять металлические части электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, необходимо, как правило, во всех производственных ПУЭ предусматривают некоторые исключения из этого правила, здесь не рассмотренные помещениях и во всех наружных электроустановках. Заземление не требуется лишь в следующих случаях:

 Для заземления электроустановок различных назначений и различных напряжений применяется одно общее заземляющее устройство, рассчитанное на наименьшее сопротивление из числа требуемых.

 Определять путем расчета сопротивление естественных заземлителей растеканию тока можно лишь весьма приближенно.

 При сопротивлении растеканию тока естественных заземлителей Яе>Я. где — нормированное сопротивление заземляющего устройства, необходимое сопротивление искусственных заземлителей определяется по формуле:

 Как уже говорилось в § 9-3, в качестве заземляющих проводников должны в первую очередь использоваться естественные токопроводы.