/
Text
riiiiiiiii
БИБЛИОТЕКА
. ) ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
е
"
,
... ...
А. А. ЕРМИЛОВ
Б. А. СОКОЛОВ
ЭЛ ЕКТРО..
СНАБЖЕНИЕ
ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
00
--;r
I
,
,
J
.>,)
'-':)
,
,
,..,
\
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕР А
5
...
Основана в 1959 z.
Выпуск 580
А. А. ЕРМИЛОВ, Б. А. СОКОЛОВ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
ПРО,'ЛЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Издание четвертое, переработанное
и дополненное
4 ' С "
..с',' .
:"'...." , ........ 76 t.
"'.- : . -', .-, - . .,/ , :
. .. r ,.:- . 000
.
",. .... 6
-
' . ..... .,-. L ',\ . ."
, ь...... .
. .-.-:.r:-...... ......
МОСКВА ЭНЕРroАТОМИЗДАТ 1986
r
ББК 31.29
Е 73
УДК 658,26: 621.31
Р е II е н з е н т Л. Б. r о д r е л ь Ф
Р е д а к u и о н н а я к о л л е r и я:
В. Н. Андриевский, С. А. Бажанов, Д. Т. Комаров, В. П. Ла-
рионов, Э. С. Мусаэлян, С. П. PO HOB, В. А. Семенов,
А. д. С;\lIlрПОВ, А. Н. Трифонов, П. И. .у С11111ОВ, А. .'\.. Филатов
Ермилов А. А., Соколов Б. А.
Е 73 ЭлеКТрОСllабжеПllе ПРОМЫШЛE:iШЫХ предприя-
тиЙ. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Эперrоатом-
издат, 1986. 144 С.: ил. (Б-ка электромонтера:
Вып. 580).
Приведсны основные сведения о ПОСТРО?IlIlИ сощч:'меННLIХ систем
электроснабжения промышдеllНЫХ нрсдприятш\ iI ..ИХ Э lектрнчеСКIIХ cxe
мах. Даны сведения о конструкции Э..тIектросетеи. Третье нздание BЫ
шло В 1977 r. В четвертом изданин учтены новые НОРМ31ивные ДOKY
м<,нты или их измеиения, новые типовые решения по Э "lеIПрОСН[lбже
нию, добаВoIlена rлава «Заземляющне устройства JI меры элеl{троGезо
па сности» .
Для электромонтеров, заиимающихся MOIITa .'KOM и эксплуатацией
электрооборудования ПРОМ:ЫШ",'lенных преДПРИЯТИi1.
Е 2302050000-003
170-86
051(01 )-86
ББК 31.29
АЛЕКСЕИ АЛЕКСЕЕВИЧ ЕРМИЛОВ
БОРИС ЛЛЕКСЕЕВИЧ СОКОЛОВ
Э.'lектроснабжение ПрОМЫШJlеннЫХ предприюий
Редактор В. Т. Шестериков
Редактор издательства Н. В. ОЛbluаnская
Художесшенпый редакrор В. А. rозак-Хозак
ТехническиЙ редактор О. д. l(узнецова
Корректор Т. А. ПолоltCкая
НБ ,,'\J'2 1027
Сдано в набор 27.05.85. Подписано в печатЬ 23.12.85. Т 2454З. Фор"ат
84Х 108'/". БУМaI'а типоrрафскаи N, 2. rариитура -"ите;:>аrурнш . Печать
высокая. Уел. печ. л. 7,56. УС1. Kp. oТТ. 7.88. Уч.-юд. л. 8,16. Тираж
50000 ЭI<З. Заказ N, 226. Цеиа 10 К.
Энерrоатомиздат, 113111. Москва, M 111. Шлюзоваи наб., 10
Владимирскаи типоrрафии Союзпо"нrрафпрома ири rocyr.".pcTBeHHoM
комитете СССР по дела't издательств, полиrрафии и !(I{НжtIОИ торrОВJlИ
БООООО, [, Владимир, Октибрьсю'Й проспект, д. 7
@ Издате.1ЬСТВО «Энерrия», 1977
Энерrоатомнздат, 1986, с ПЗ:'lенениямн
ПРЕДИСЛОВИЕ
Энерrетическая nporpaMMa СССР предусматривает
расширение и совершенствоваЮJ:е производственноЙ базы
всех отраслеЙ промышленности. В связи с этим перед
промышленной энерrетикой стоят ответственные задачи
по рациональному применению электроэнерrии во всех
отраслях производства. Большое значение приобретает
вн дрение проrрессивных и рациональных решений в об
ласти электроснабжения промышленных предприятиЙ.
После выхода TpeTbero издания книrи появились HO
вые директивные материалы (ПУЭ, инструкции rосстроя
СССР), значительно изменился [ОСТ 13109 67* на ка-
чество электроэнерrии. Произошло дальнейшее совер-
шенствование технических решений в проектировании и
монтаже электроустановок В связи с этим четвертое из-
дание подверrлось существенной переработке, изменени-
ям и дополнениям.
I\ниrа дополнена основными указаниями по определе-
нию электрических наrрузок и рекомендациями по pery-
лированию суточных rрафиков наrрузок В пределах тех-
нико-экономической целесообразности. Даны краткие
указания по экономике систем электроснабжения, уточ-
нены рекомендации по надежности. Уточнено понятие
о независимых источниках питания.
СущественноЙ переработке и дополнениям подв.ерrну
ты схемы элеКТр,оснабжения: учтены изменения норма-
тнвных документов, схемы электроснабжения приведены
в соответствпе с вьrпущсннымн после выхода TpeTbero
издания новыми типовыми схемами и новыми проектны-
ми решениями. Добавлены схемы сетей на напряжение
до 1 кВ и даны указания по их применению.
Переработаны и дополнены материалы по качеству
электроэнерrии с учетом новых разработок по этому
вопросу.
1*
3
В 11 приведены основные сведения по компенсаuип
реактивноЙ МОЩНОСТII, в том числе в сетях с резкопере-
менными и веНТII.JJьньаш наrрузкаМlf.
Переработан 12 с учетом новых материалов в об-
ласти те.lIемеханизаuии и автоматизаUШI систем электр()
снабжения ПрОМЫШ.i'Iенных предприятиЙ. Добавлены
краткие сведения по автоматичеСI<ОЙ частотноЙ раз
rрузке.
В 13 уточнены указания по кана.'IПзаuии ЭJJеIПрО-
энерrии в соответствии с ПУЭ. Кабельные эстакады CTa
рых исполнениЙ заменены новыми об.аеrченными конст-
РУIЩИЯМИ. Указания по кабелям 110 220 кВ приведены
в соответствие с новым [ОСТ на эти кабе.пи.
Добавлен 14 «Заземляющие устроЙства и меры
электробезопасности».
Все замечания и пожелания по четвертому изданию
I<НИПI будут приняты с блаrодарностью. Просим направ-
лять их по адресу: 113114, Москва, М -114, ШJJюзовая
наб., 10.
Авторы
1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Структура и принципы построения систем электро
снабжения. Системы элеIпроснабженин современных
предпрняТIlЙ должны удовлетворять СJJедующим требо-
ваНlfНМ:
Эl<ОНОМlfЧНОСТlf и надежности;
безопасности и удобства в эксплуатаuии;
обеспечения надлежащеrо качества элеIпроэнерrии в
соответствии с указаниями [ОСТ (см. 9). уровней и от-
клонениЙ напряжения, стабильности частоты и др.;
ЭIШНОМИИ UBeTHbIX метаЛJJOВ и электроэнерrии;
rибl<ОСТН системы, дающей возможносТl> дальнеЙшеrо
развития без существенноrо переустройства основных ва-
риантов элеI{тросетей на период СТРОlIтельства и эксплу-
атаUIIИ;
максимальноrо приближения источников высшеrо на-
пряжения к электроустановкам потребителей, обеспечи-
вающеrо минимум сетевых звеньев и ступенеЙ промежу-
точной трансформации, снижение первоначальиых затрат
и уменьшение потерь электроэнерrии с одновременным
повышением надежности.
Система электроснабжения в uелом выполняется та-
ким образом, чтобы в условиях послеавариЙноrо режима
после соответствующих переключений и пересоедине-
ний она была бы способна, как праВIIЛО, обеспечить пп-
тание наrрузки предприятия (с установленным оrраниче-
нием) с учетом испо.льзования всех ДОПО.lнптельных IIС-
точников И возможностеЙ резервироваНIIЯ (перемычкп,
связи на ВТОРIIЧНОМ напряжении, аварийные источншш
и т. п.). При этом возможны кратковременные перерывы
питания электроприемников II катеrорпи на время упо
мянутых переключениЙ и пересоединениЙ и перерывы пи-
тания элеl(троприемншшв III катеrории на время до 1 сут.
Допускается также отступление от нормированных уров-
5
ней отклонений и колебаНIIЙ напряжения и частоты в
пределах ДОIIУО<ОВ, установленных rOCT 13109 67*
(см. 9).
при решении вопросов резервирования учитываются
переrрузочнаяспособность электрооборудования, величи-
на предшествовавшей наrрузки И друrие факторы. Для
этон цели коммутационные аппараты выбираются на Ta
кие номинальные токи, которые не оrраничивают исполь
зование переrрузочноЙ способности трансформаторов, ка-
белей И Т. п. Учитывается таюке степень резервирования
в технолоrической части (резервные насосы, компрессо
ры с отдельным питанием, а также резервные емкости:
бункера, баки, склады сырья и полуфабрикатов и т. п.).
При определении объема резервирования и пропуск
ноЙ способности всей системы электроснабжения в целом
нельзя допускать завышения количества электрооборудо-
вания И кабелей и их номинальных токов, сечения и т. п.
При этом не надо учитывать возможность совпадения
аварии с временем плановоrо ремонта элементов элек
трооборудования (трансформаторов, коммутационных
аппаратов, сетей), так как на этот период можно ввести
оrраничение электропотребления менее ответственных
электроприемников.
Монтаж всех элементов системы электроснабжения
должен выполняться с широким применением закладных
частей и детален для крепления аппаратов, комплектных
крупноблочных устроЙств и укрупненных монтажных уз-
лов с надлежащеЙ монтажной rотовностью их.
Открытая установка электрооборудования (трансфор
маторов, статических конденсаторов, вращающихся ком-
пенсаторов, комплектных распределительных устройств)
должна применяться во всех случаях, rде это возможно
по исполнению э.1ектрооборудования, климатическим ус-
ловиям, заrрязненности окружающей среды.
Краткие сведения по экономИчности электроснабже-
ния. Для оптимальноrо решения системы Э.1еlпроснаб-
жения производится технико-экономическое сравнение
нескольких вариантов И выбирается наиболее ЭI{QНОМИЧ
ный из них (сравниваются варианты примерно paBHOЦeH
ные по надежности и бесперебойности электроснабже-
ния). Все технико-экономические показатели сравнивае-
мых вариантов определяются прпмепительно к
одинаковому уровню цен и одинаковой достижимости
принятых уровнеЙ развития техники.
6
Сравнительная оценка вариантов производится соПО
ставлением приведенных затрат 3, причем выбирается
вариант с наименьшими приведенными затратами, явля
ющинся оптимальным. Прпведенные затраты определя-
ются так:
З==С+Е н К,
(1)
rде К единовременные капитальные вложения по рас-
сматриваемому варианту; С ежеrОДШ>lе текущие затра-
ты ПРОIIзводства при нормальноЙ эксплуатации по этому
варианту; EH нормативный коэффициент эффективнос-
ти капиталовложениЙ.
Коэффициент эффективности EII в соответствии с [11
принят равным 0,12. Обратная величина нормативноrо
КОЭффИЦllента соответствует нормативному сроку окупае-
мости
1 1
Т == == == 8,33 лет.
Е н 0,12
ВеЛИЧlIна Т характеризует срок, в течение KOToporo
дополнительные капиталовложения по одному из рас-
сматриваемых вариантов окупаются за счет снижения ro
довых издержек С по сравнению с друrим вариантом.
Удельные приведенные затраты на единицу продук-
ции з определяются по формуле
(2)
3 == З! ППОРМ'
(3)
rде П норм rодовоЙ объем продукции при нормальной
эксплуатации.
Формула (3) при меняется при разной rодовой произ-
водительности сравниваемых вариантов. При сравнении
вариантов выбора электрооборудования эта формула
применяется, если электрооборудование и структура
электроснабжения сравниваемых вариантов зависят от
rодовой производительности. Фоумула (3) может быть
использована лиШь в том случае, если по формуле (1)
определяются полные приведенные затраты, а не только
изменяющиеся элементы. Значение удельных затрат не
зависит от rода приведения и :\южет быть использовано
для экономической оценки системы электроснабжения
предприятий, вырабатывающих одинаковую продукцию.
Ежеrодные текущие затраты производства для каждо-
7
ности измерениЙ; 6А отклонение номинальноrо TeXHO
.'юrическоrо пара метра во время перерыва питания;
$: А A А П р е д еТIl>ное отклонение номиналь
u ДОП НаМ дnп ..
Horo технолоrичсскоrо пара метра от допустимоrо значе-
ния; tOTKJ! момент оп{лючения питания; tB({J! момент
восстановления питания; t пер продолжительность пе
рерыва питания. u
Перерыв питания электроэнерrиеи предприяТl Я ИЛИ
части ero вызывает убытки производства, или Tal\ назы-
ваемыЙ «ущерб». Перерыв пи-
тания м()жет быть вызван ава-
риями или повреждениЯМИ в
энерrОСiIстеме или системе
Э.fIектроснабжения предприя-
Ада" тия. Он может сопровождаться
ПО.fIным прекращением или ча-
стичным OI'раничением питания
различной продолжите.fIЫЮСТИ
в послеаварийныЙ период. Си-
/; стема Э.lIектроснабжения долж-
на быть выполнена таким об
разом, t;.тобы в этот период
было обеспечено Э.fIектроснаб
жение ОСНОВНЫХ производств
(см. 5).
Пере рыв (частичныЙ или ПОJI.НЫЙ) может u быть также
вследствие дефицита мощности в пи:ающеи системе в
определенное время CVTOK и различнои ПРОДО.fIжительно-
сти. В большинстве случаев этот вид перерыва может
быть заранее предусмотрен (<<запланирован») !! учтен в
проrрамме производства. Никаких мероприятии в систе
ме электроснабжения предприятия при этом не потре
буется, кроме rрафика отключения менее ответственных
потребпте"'IеЙ на время оrраничения мощности.
Ущерб от перерыва питания является наи60!lее объ
ективнЫм критерием при определении требуемои степени
надежности. Оптимальный вариант схемы электроснаб
жения должен определяться по минимуму приведенных
[одовых затрат 3 с учетом вероятноrо ущерба У от сово-
купности нарушений электроснабжения в течение rода по
следующей формуле [обозначения те же, что в форму
ле (1)]:
A p
t DT )(lI
t. K .
Рис. 1. Изменение техноло
rическоrо параметра при
перерыве электроснабжения
3 == с + Ел К + у == min.
(7)
10
Для определения оптима.'lьноrо объема резервирова-
НIIЯ необходимо сопоставление затрат, требующихся для
обеспечения повышенной надежности электроснабжения,
с вероятным народнохозяЙственным ущербом (в стои
мОСТНОМ выражении), происходящим в результате пере-
рыва питания. Математическое ожидание ущерба от пе-
рерывов питания является единственной количественноi'i
характеристикоЙ для более или менее объектпвной оцен-
JШ требуемой степени надежности СИСТС!\.fЫ электроснаб-
жения JI для осуществления мероприятиЙ по резервиро-
ванию соответствующих элементов этоЙ системы.
Большое значеНllе надежность электроснабжения име-
ет для непрерывных производств, в которых перерывы
электроснабжения связаны с последующим длительным
восстановлением техно.'юrическоrо ПрОllесса и прю.fЫМП
ущербами. Особо тщательно нужно рассматривать воп-
росы надежности электроснабжения таких энерrОе:\ШИХ
электроприемников, как электролиз, электропечи разноrо
назначения, электросварка и т. П., В которых электро-
энерrия ЯВJIЯется основным техполоrическпм фактором.
Ущерб имеет место не только при перерьrвах пптания.
но также и при отклонениях показателеЙ качества элек-
троэнерrllИ от установленных норм ( 9): отклоненпях
напряжения и частоты, колебаниях напряжения при
толчковых наrрузках, неСJlнусоидальности и неснммеТРИII
напряженпя.
КатеrОРИII надежности и резервирование. По трсбуе-
моil степен!! надежности обеспечения э.ттектроэнерrпей
электроприемники разделяются на три катеrорпи. К 1 ка-
теrории ОТНОСЯТСЯ электроприелшики, перерыв электро-
снабжения которых может быть опасным Д.'JЯ жизни лю
деЙ, прпчинпть значптельный ущерб народному хозяЙству.
вызвать повреждение дороrостоящеrо оборудоваНIIЯ.
массовый брак ПрОДУJЩПП, расстроЙство С.'lожноrо техно-
лоrическоrо процесса, нарушение ФУНКЦIIоппроваНIIЯ осо-
бо важных элементов коммунальноrо хозяЙства. Удель-
ныЙ вес наrрузок потребите.'Jей 1 катеrории в бо.'IЬШИНСТ-
ве отраслеЙ не очень велик. за исключением химическоii
и металлурrической ПРОМЫШ.'Iенностп.
На нефтехпмпческпх заводах и заводах СI!нтетичес
Koro каучука наrрузка потребптелеЙ 1 катеrОРИII доходит
до 75 80 % ПО.1НОЙ расчеТJlОЙ наrрузкп преДПрИЯТIIЯ. На
металлурrических заводах она достиrает 25 40 %, а на
завода'{ с непо.'JНЫМ металлурrичеСКIIМ циклом (напри-
)1
111
мер, имеющих в своем составе только коксохимические,
доменные иконверторные цехи) может доходить до 70
80 %. На машиностроительных заводах наrрузка потре
бителеЙ 1 катеrории, как правило, незначительна.
Из состава Э.'1ектроприеМНIIКОВ 1 катеrОРИII выделена
так наЗЫваемая особая rруппа электроприемнИlЮВ, бе -
перебоiiная работа IЮТОРЫХ необходима ДJlЯ безаварии
Horo останова (но не Д.1JЯ продолжения ero) с целью Пре
дотвращения уrрозы ЖIfЗНИ людеЙ, взрывов, пожаров и
повреждения дороrостоящеrо OCHoBHoro оборудоваНliЯ.
Электроприемники особой I'рУППЫ ДОJlЖНЫ в каждом от-
дельном случае ВЫЯВ.'IЯТЬСЯ на основе специфических
требований технолоrии данноrо производства. Необходи
мо избеrать завышения мощности особой rруппы элек
троцриемнИlЮВ. При выяв.пении этой rруппы электропрп-
емникОВ необходимо тщатеш,но выяснять их роль в
технолоrическом процессе, определять последствия пре-
кращения их питания и максимально допустимое время
перерыва их электроснабжения. В то же время необходимо
ставнть перед технолоrами вопрос об увеличении допус-
тимоrо перерыва питания путем изменения те,::нолоrичес
Koro процесса ИЛИ же создания такил УС.'IОВИИ, при кото-
рых данные электроприемники можно ИСК.'1ючить ИЗ осо-
боЙ rруппы, например, путем изменения схем технолоrи
чеСКlIХ блокировок И.'IИ же создания технолоrичеСIШХ
резервов.
Правила устройства электроустановок допускают для
электроприемнИlЮВ II катеrории:
при нарушении питания от олноrо из ИСТОЧНИКОВ пе
рерыв электроснабжения на время, необходимое Щl
включения питания дежурным персоналом или выезднои
оперативной бриrадой;
питание по одноЙ воздушной лпнип (ВЛ), если обес-
печена взможность авариЙноrо ремонта линии за время
не более 1 сут. При наличии нз .'IIШИИ к бе.1'JЬНОЙ встав:
ки она должна быть выполнена двумя каоелями, каждьш
из которых рассчитан на длительную наrрузку линип;
питанпе по одной кабельной ЛIШИИ. состоящеЙ не ме-
н-ее чем из двух Ii:абелей, присоединенных I{ одному ком-
мутационному аппарату;
питание от одноrо трансформатора прп налпчии цент-
рализованноrо резерва трансформаторов и при возмож-
ности замеНы поврежденноrо трансформатора за время
не более 1 сут.
12
, I
Пптание электроприемников III катеrории может вы-
полняться от одноrо источника, если перерыв электро-
снабжения, необходимыЙ Д.1Я ремонта или замены по-
врежденноrо элемента системы э.'Iектроснабжения, не
превысит 1 сут.
Питание по двухцепным линиям, смонтпрованным на
общих опорах, может быть применено для э.'Iектроприем-
НIШОВ всех катеrорий. При на.'1ИЧilII электропрпемнlПЮВ
особоЙ rруппы для них должен быть предусмотрен спе-
циальный аварийный источник питания необходимой
мощности. Применение двух ОДНОllепных линиЙ должно
обосновываться теХНИlЮ-ЭIЮНОl\шческими расчетами; оно
целесообразно в районах интенсИIШНОЙ rОЛОJlедности; на
затопляемЫх ПЮI заболоченных учасп{ах трассы, rде
трудно восстановить питание; при очень высоких требо-
ваниях к бесперебойностн П!пания.
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАrРУзки
Хорошее знание величин и размешения элекТриче-
СЮIХ наrрузок является основоЙ оптнмальноrо решения
систе:>lЫ электроснабжения. РаЗ.'Iичаются средние. мак-
симаJlьные, П!1I<0вые наrрузки. Средняя наrрузка за rод
необходима для определения rодовых потерь электро-
энерrИII, а средняя наrРУЗI{а за наибо.'Iее заrруженную
смену для определения расчетноrо максимума.
Средние наrрузки Р см за наибо.lее заrруженпую CMe
ну (обычно дневную) определяются по формуле Р см ==
==КIIР НОМ ' rде КII коэффициент ИСПО.1Jьзования актив-
ноЙ мощности электроприемника или rруппы электро-
приемников (отношение среднеЙ активной мощности к
их номинальной мощности).
При наличии достоверных данных об удельных рас-
ходах электроэнерrии в данной отрасли среднюю наrруз-
КУ можно определить исходя из потреб.пяемоЙ энерrии и
числа часов работы предприятия.
.I\'lаксимальные наrрузкп необходимы для проверки
колебаний напряжения в сетях, для опреде.'Iения тока тро-
rаНIlЯ токовоЙ релейной защиты, для выбора плавких
вставок предохранителей и ДЛЯ проверки электрических
сетей по условиям са:>юзапуска двиrателей. Они нужны
также для определения сечений элементов сетей по на-
rpeBY, определения максимальных Потерь мощности в се-
тях, выбора элементов электрических сетеЙ по ЭIЮНОМИ-
13
ческоЙ плотностп тока, определеНIIЯ потерь и отклонений
напряжения. 1\1аКСIIмаЛЫIaЯ наrрузка может опреде
ляться по формуле [1]
Ртах == К тах Р C Y =- К тах I(и PHO "
rде Р см средняя мощность rруппы электроприемников
за наиболее заrруженную смену; Р ном суммарная HO
МIIнальная аКТIIвная мощность раБОЧIlХ эдектроприемни-
I
ах
\ I
i\
! \
v KH 0,1 I
I----KH 0,15
\ К Н 0,2
r
I\. -\: KH O,J
\ v у KH O,'f1
I I
\ I \.. "\. '\ ./ К 0,5
v ." /KH .2,6
5 [\ iv r\ ) /KH o,7
\1\(\ '" ;> t--... [><........ К" O,B
Х\. / -./ ....... I
...'>' :>< ...... ....... Е' t........ ,......, r--:t::
........ ....... :
, .......-.....,. ,
I
1 .
3,5
Кт
J
2,5
2
'z
О 5 10 15 202530 35 '10 '15 5055606570 75 80859095100105110115 f)э
Рис. 2. Кривые коэффиuиентов максимума Ктах ДJШ различных KO
эффиuиеитов ИСПОJIьзования Ки в зависимости от па
КОВ (с приведением к ПВ === 100 %);и Ки rрупповой KO
эффнциент использования активнои мощности за наи
более заrруженную смену; Ктах коэффициент макси-
мума активноЙ мощности.
14
Значение Ктах определяется по КРИВЫМ рис. 2 в за
висимОСТИ от значения rрупповоrо коэффпциента ис-
пользования за наиболее заrруженную смену Ки и от
эффективноrо (приведенноrо) числа электроприемников
в rруппе пэ. Под 113 понимается такое число однородных
по режиму работы электроприемников одинаковой мощ
IIOСТИ, которое обусловливает то же значение расчетноrо
макспмума, что 11 rруппа различных по мощности и ре-
ЖIIМУ работы электроприемников.
Пиковые наrрузки возникают при пуске электродви-
rателей, работе дуrовых электропечей, при электросвар-
ке и т. П. Пиковым током одноrо i n ИЛII rруппы /п элек
троприемников называется максимально возможная
кратковременная наrрузка. Эти наrрузки учитываются
при расчете колебаниЙ напряжения, выборе устроЙств и
уставок защиты 11 проверке электрических сетеЙ по yc
ловиям самозапуска двиrателей (см. 9).
Суммарная мощность наrрузок по данному узлу или
предпрпятию в целом опр еделяется по фОРМ УJIе
Sтax '== К}; 11 ( P тах)2 + ( Qmax)2,
rде К}; коэффициент участия в маКСИ\1уме илп коэффи-
циент совмещения максимумов, учитывающпй несовпа-
дение по времени суток максю.!умов отдельных состав-
ЛЯЮЩIlХ наrрузок данноrо узла.
3наченпе К}; дЛЯ отдельных узлов пршшмается 0,9
0,95, одн3I\О прп неСКОЛLКIIХ ступенях общиЙ понпжаю-
щиЙ коэффицпент мОжет быть ниже 0,85.
Реrулирование rрафиков наrрузки. Как известно, суто':ные rpa-
фНЮI электрических наrрузок IIромьштенных предприятий имеют
пики и провады. Задачей реrуаировання является выявить такие
производства, которые MorYT быТ!, ОТКJlючены иа время пика, что
ПОЗВОJlИТ снизить общий макси\!ум наrрузок питающей энерrосистемы
и по.1УЧИТЬ существенный народнохозяйственный эффект.
Мероприятия по реrрlИрованию rрафиков наrрузок на промыш-
ленных предприятиях можно подраздеJlИТЬ иа несколько rрупп, KaTe
rорий. В «Указаниях по реrУ.1Ированию режшlOВ электропотребле-
ния» Сlавrосэнерrонадзора эти мероприятия подраздеJlены на три
rруппы.
К первой rруппе можно ОТIlести мероприятия, не требующие до-
полните.1ЬНЫХ капитальных затрат и осущеСТВJlЯемые путе 1 прове-
дения орrаIlизаЦIlонно-теХНIIческоЙ подrотовки, связанной, например,
с изменею:ем rрафика работы тех электроприемникоп, которые без
J5
ущерба можно перевести на работу преимущественно вие часов мак-
симума.
К таким мероприятиям можио, например, отнести: прекращение
ремонтных работ; временное ОТК,Iючение вспомоrатеЛЫIb1Х электро-
прием ников; рассредоточение времени пуска крупных электроприем-
ников; смещение обеденных перерывов; перенесение части электри-
ческих наrрузок на заводские блок-станции с фОРСИРОВaIшем их ра-
боты в часы максимума; создание запасных полуфабрикатов на
промежуточных складах; рациональное использование различных
емкостей, позволяющих при сохранении производиrеЛ[,НОСПl пред-
приятия в целом отключать на часы максимума oTдe.'IЬHыe 3Hepro-
емкие arperaTbl, и т. п.
Мероприятия первой rруппы ЯВ.'Jяются обязательными. Задачей
энерrетиков предприятий и инспекторов rлавrосэнерrонадзора явля-
ется безусловное нх выполнение. Успешная реализация переЧИС.'lен-
ных мероприятий в условиях эксплуатации непосредственным обра-
зом зависит от четкости работы заводских электриков и от прове-
дения поощрительных мероприятий со стороны энерrосистемы.
К второй rруппе относятся мероприятия, не требующие допол-
IlIIтеЛЫIЫХ капита,'IЬНЫХ затрат и в то же время моrущие оказать
существеиное влияние на выравнивание суточных rрафико иаrрузки
энерrосистсмы. К этим мероприятиям относятся ИЗ lенения режима
электропотреб.1ения заранее намеченных потребителей-реrуляторов,
которые без существенноrо ущерба для себя и для ПРОllЗводства в
целом MoryT допустить: произволыю заданное по числу и длитель-
IЮСТИ перерывы в работе, систематические, ежесуточные перерывы
на несколько часов, значительное и длительное изменение интенсив-
ности своей работы. Такими потребителя ш-реrуляторами MorYT
быть отдельиые электротехиические установки или энерrоемкие по-
требители, за счет которых в соответствии с потребностью энерrоси-
стемы можно снижать электрическую наrрузку промышленных пред-
приятий в часы максимума энерrосистемы и увеличивать ее в часы
сшровалов» rрафиков иаrрузок. Такими потребите'1ями-реrуляторами
HorYT быть, например, крупные электропечи, электросталеплавильиые
или ферросплавиые печи, некоторые виды электролизных устаиовок
и др.
Мероприятия третьей rруппы требуют дополнительных капиталь-
ных затрат, связаиных с необходимостью КО 1ПенсаЦIIII сии жени я вы-
пуска продукции, вызванноrо оrраничением проинодства в часы
наксимума энерrосистемы.
Необходимость применения этих мероприятий определяется тех-
1II1KO-ЭКОномическими расчетами и должиа предусматриваться уже
на стадии проектирования промышлеиных предприяrий, а для дейст-
16
111
вующих В иерспективных плаиах IIX развития и реконструкции,
без чеrо энерrосиаб;-кающие орrаиизации не должны давать разре-
шения на подключеиие новых электрических наrрузок.
К мероприяТИЯМ третьей rруппы относится установка дополни-
тельных arperaToB, позволяющих при значительных оrраничениях
наrрузкИ в часы макси !ума восполнить недовыпуск продукuии вне
часов максимума; сооружение водонапорных башен, ПрШlежуточнык
бассейнов (водохранилищ), позволяющих oCTaHaB.1IlВaTЬ насосы в
часы прохождения максимума; сооружение емкостей в ХИ lIIчеСКО;\1
производстве, позволяющих при сохраненин производите.1ЫIOСТИ
предприятия в целом ОТК,'Jючать на часы маКСИ;\lума отдельные энер-
:'"' rоемкие arperaTbI, и др.
Для электроемких предприятий должны разрабатываться ва-
'.} рианты техиолоrических процессов производства в режиме потреби-
. теля-реrулятора электроэнерrии.
'-:! 3. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ И ПУНКТЫ ПРИЕМА
ЭЛЕКТРОЭНЕРrии
, 1"
Собственные электростанции сооружаются при зн -(' ,
чительноЙ удаленности ИЛIl не;LостаточноЙ мощнос1и-. f
энерrОСIlстем или при наличии специальных (ОСОБЬ }
rрупп электроприемников, треБУЮЩIlХ высокоЙ беспе e' . t:
БОЙНОСТII ПIlтаНIIЯ. Мощность собственноrо I1СТОЧНIIка а;.'
висит от ero назначеНIIЯ 11 может колеба rься в очень If. !
роких пределах. \' .. ;
Сооружение заводских электростанциЙ (ТЭU) цел\- . '
сообразно на преДПРИЯТIIЯХ со значите.ТIЬНЬШ теплопС\ 't. . .. .J
треблением. Они служат для комБИНIIрованноrо снабж
ния предприятия электрической и тепловоЙ энерrией и
работают по rрафику тепловых наrрузок. На металлур-
rических заводах собственные электростанции работают
на так называемых вторичных ресурсах (доменных I! кок-
совых rазах).
"Размещение заводской ТЭU определяется общеЙ схе-
мои электроснабжения и теплоснабжения предприятия,
так как неудачное расположение может привеСТII к уд-
.1Ншению и удорожанию электричеСКIIХ и тепловых ком-
муникациЙ. Приближение ТЭU к электрическим наrруз-
Ka может в некоторых случаях (для среДНIIХ предприя-
тии или для отдельных раЙонов }(рупных преДПРIlЯТИЙ)
позволить отказаться от ВНУТРIlзаводских ЛIIНIIЙ 110 кВ,
оставив их только для связеЙ с энерrосистемой.
На ТЭU средней МОЩНОСТII при reHepaTopHoM напря-
жении до 10 кВ (мощность reHcpaTopoB до 25 60 МВт)
. 1
2 226
17
111
заводские ТЭЦ используются для питания наиболее от-
ветственных производств данноrо раЙона, например до-
MeHHoro, KOHBepTopHoro, и для резервирования питания
особых rрупп элеIпроприемников.
На очень крупных энерrоеМЮIХ предприятиях (на-
пример, предприятиях черной металлурrии) сооружают
ся ТЭЦ с rенераторами мощностыо 100 МВт И более при
reHepaTopHoM напряжении более 10 кВ. В ЭТIIХ случая
применяется блочная схема reHepaTop повышающии
трансформатор 110 220 I{B, шины reHepaTopHoro напря-
жения отсутствуют. Вся мощность ТЭЦ выдается в сеть
на напряжении 110 или 220 I{B. Такая ТЭЦ получает
районное значение и кроме нужд завода служит также
для электроснабжения и теплоснабжения прилеrающих I{
ней друrпх предприятий и ЖИollЫХ районов. Н связи с
этим становится целесообразны:l1 вынесение ее за преде-
лы завода на расстояние до 1 2 км.
Независимым источником ПIIтания (ИП) электропри-
ем ника или rруппы электроприемнИIЮВ является источ-
ник питаНIIЯ, на котором сохраняется напряжение при
исчезновеНIШ ero на друrих ИСТОЧНIшах питания этих
электроприеМНIIКОВ. При этом, разумеется, напряжение
на этом ИП должно быть в пределах, установленных
деЙствующпми нормативами и необходимых ДJIЯ устоЙ-
чивой работы электроприемншюв в условиях послеава-
риЙноrо режнма. Оно должно сохраняться на уровне не
менее 60 % номинальноrо напряжения в течение BpeMe
нн действия релейной защиты и автоматики (РЗА) в пи-
тающей сети при аварийном режиме.
Соrласно ПУЭ к независимым источникам питания
можно отнести две секции илп системы шин одной или
двух электростанций или подстанциЙ при одновременном
соблюдеЮIIl следующих двух условиЙ:
каждая из этих секций или систем шин питается от
независимых ИСТОЧНIшов;
сеlЩИИ (СIIстемы) ШIlН не связаны между собоЙ или
же Iшеют связь, автоматически ОТI{лючающуюся при на-
рушении НОрl\Iальной работы одной из сеIЩИЙ (системы)
шин.
ДвоЙную систему шин на ИП, если (рабочая) систе-
ма не сеI{ционирована, нельзя раСС\Iатривать как два
независимых источника питания. При повреждении pa
бочеЙ несекционированной системы шин все отходящие
линии потеряют питание. Переключение этих лпниЙ на
18
111
вторую пеповрежденную систему шин потребует MHoro
времени, так как не может быть автоматизировано. В
этих случаях следует разделить все отходящие линии
между системами шин (фиксированное присоединение),
1(0.8
Рис. 3. Схема электроснабжения при наличии особых rрупп электро-
приемников
которые превратятся в секции, и шиносоединительныЙ
выключатель будет иrрать роль межсеIщионноrо. Мест-
ные электростанции, в чаСТНОСТII заВОДСКlIе ТЭЦ, MorYT
рассматриваться как независимые ИСТОЧНI-ш:и питания
в том случае, если они не связаны с энерrосистемоЙ или
имеют на связях делительную защиту. отключающую эту
стаНЦIIЮ при тяжелых авариях в энерrосистеме.
Приведенное в ПУЭ определение незаВIIсимоrо источ-
ника дает возможность ЭКОНОМIIчноrо решения системы
электроснабжения для предприятиЙ различноЙ мощности
и ответственности. Однако для крупных энерrоемких
2*
19
1
I
I11
1111.
I!
I
предприятиЙ наилучшими, наиболее надежными являют-
ся территориально разобщенные источники питания.
На рис. 3 предстаВJlены схема электроснабжения
крупноrо предприятия цветноЙ металлурrии, которое по-
лучает питание от эt!ерrосистемы по двум ВЛ 110 кВ и
от собственной ТЭЦ, связанной с энерrосистемой по ВЛ
110 !{В.
Наиболее мощный потребитедь преобразовательная
подстанция электролиза КПП по.lучает питание по от-
дельноЙ ВЛ 110 !{В через отдельное ору 110 кВ и, кро-
ме Toro, связан по токопроводам с ТЭЦ и с J'П П. Рас-
пределение электроэнерпш внутри предприятия осущест-
вляется по мощным токопроводам 10 кВ через распреде-
лнтельные пункты (РП). Прн наличин секционирования
токопроводов и при кабельноЙ пере:vшчке 1 питание по-
следних, имеющих особые rруппы ЭJlектроприемников,
сохраняется при J1юбой аварии, причем взаимное резер-
вирование :lюжет быть ВЫполнено автоматически.
На рис. 4 приведен ОДIIН из примеров схемы питания еДИНlJчноrо
Э,lеюроприемника особой rруппы от трех независимых источников
питания и з) сеТII напряжением до 1 кВ.
При отсутствии возможности надежно и '1]шномично обеспечить
питание эле]<троприемнИlШВ особой rруппы от TpeTbero источника
путем построения общеЙ схемы электроснабжения Bcero предприятия
ПРЮlеняются аВТОНОМllые (нли локальные) ИСТОЧНИЮI пнтания этой
rруппы. В качестве автономиых источников MorYT быть применены
автоматизированные дизель-rенераторные станшlИ (АДП и установ-
ки rарантийноrо питания (уrп).
Автоматизированные дизель-rенераторные станции uелесообраз-
но применять в тех случаях, коrда
электроприемннкн особой rруппы до-
пускают перерыв питаиия в теченне
иескольких секунд и более, как это
имеет место, например, на металлур-
rичес]<их заводах. Такими электро-
приемника:\ш ЯВЛЯЮТСЯ маслонапор-
ные насосы с двиrателями для опро-
ющывания печи, маслонапорные на-
11 Lli
Мл,
\
j
')
11 :
I
!
Рис. 4. Схема питания еДИНИЧноrо
электропрнемника особой rруппы от
трех незаВIIСИМЫх ИСТОчников пита-
ння сети напряженнем до 1 кВ.
20
сосы привода крышки печи, реrУЛИРОВО'IНые масляные насосы, насо-
сы для охлаждающеrо водяноrо контура печи, все 9лектроприемни-
КII чуrунолптейноrо производства. Персрыв элеl{троснабження этих
электроприемников до 10 мин не опасен для ПрОИЗЕодства, одиаrю
дальнеЙШIIЙ перерыв электроснабжения может привести к взрыву.
Автоматизированные дизель rенераторные станщiИ изrотов '!5IЮТ-
ся различных типов. На наrlряжеlll1С 400 В они изrотовляются в
широком диапазоне мошностей от 5 до 500 KI3T. Отклонение часrоrы
СеlЬ 2208 Brz
БВ 1-
Т
\5
SFl
шrп
АНН1
I
SF2
АИН2
!
SF2
Сеть 3808
шrп
Рис. 5. Схема arperaTa бесперебоЙноrо питания
при работе дизель-rеиератора составляет 48 52 [ц, время от момен-
та включения Адr до достижения НОМlIнальных выходных пара мет-
ров 20 30 с; время, в течение KOToporo обеспечивается пиrание на-
rрузки, не оrраничено.
Для электроприемников особой rруппы, которые не допускают
даже KpaTKoBpeMeHHoro перерыва питания, примеияются уrп. Такие
установки применяются не только в промышленности, но и в элеI{Т-
роустановках друrих отраслей HaponHoro хозяйства.
На рис. 5 представлена скелетная схема arperaTa бесперебойноrо
питаиия (АБП), которыЙ предназначен для бесперебойноrо электро-
снабжения в компле]<те с аккумуляторной батареей ответственных
потребителеЙ постоянноrо и переменноrо тока. Номинальиая мощ-
IЮСТЬ arperaTa на выходе 280 ]<Вт. Наибольшая мощность, потребля-
емая от сети в течение 1 ч при напряжепии 220 В, 500 кВ. А, а
при 380 B 900 ]<В.А.
Шины rарантироваШlOrо питания шrп, ПОДК7IЮ'Iенные к авто-
НОмным инверторам АИfll и АН fl2 через автоматический выключа-
тель SF2, в нормальном (Д'1Нтелыюм) режнме получают энерrию от
21
[1
I
сети переменноrо тока 220 В чсрез выпрямитель Бft и автономные
инверторы напряжения АНН/, ЛН//2.
Аккумуляторная батарея работает в режиме постояниоrо под-
заряда, получая энерrию от сети 220 В через выпрямител" Бп. ан 10-
матическиЙ выключатель SFl и рубильник S. В режи "е зарН;I,а ак-
кумуляторная батарея ОБ носле HO.1Horo разряд.а получает энерrию
от сети 380 В. При снижеиии или исчезновешlИ напряжения на входе
выпрямителя аккумуляторная батарея переходит в режи " разряда
(аварнйI1ыI'r режи ! работы АБП), продолжая питать ответственные
потребители. Длительность аварийноrо режнма составляет 1 ч (зави-
сит от емкости аккумуляторноЙ батареи), после чеrо на вход выпря-
мителя должен быть подключен резервныЙ источник переменноrо
напряжения (дизель-rенератор).
в ПУЭ Юlеется указание о том, что в тех случаях. коrда резер-
вированием электроснабжения иельзя обеспечить необходи юй не.
прерывности технолоrическоrо проuесса или если резервированне
электроснабжения эконшшчески неuелесообразно, то должно быть
осуществлено технолоrическое резервирование, наприщ.'р, путем уста-
новки взаиморезервирующих технолоrических 8rperaToB. специальных
устройств безаварийноrо останова теХНО.JJоrическоrо проuесса, деЙст-
вующих при нарушении электроснабжения.
Требуется постоянная проверка псправпостп TpeTbero
источнпка и rотовностп ero автоматическоrо ВЮlючения
nрп исчезновеНИII напряженпя на основных источниках
питания, а также включение ШIИ перевод резерPlюrо ис-
ТОЧНIша в реЖIIМ rорячеrо резерва прп выходе пз работы
одноrо пз двух основных IIСТОЧНИКОВ питанпя. Длитель-
ность перерыва питанпя может быть увеличена с по-
мощью технолоrпческоrо резервпрованпя. Так, например,
применеНIIе водонапорных башен увеЛПЧliвает допусти-
мую длительность перерыва электроснабжения насосов
охлаждеНIIЯ доменной печп до 20 30 МIIН.
Пункты приема электроэнерrии ВЫПО.1ШIЮТСЯ по-
разному в зависимости от подводимоЙ ИОШНОСПI, рассто-
яния от ПСТОЧН!Iка питания, напряжения питающих .IlII-
ниЙ 11 требуемоЙ степенп бесперебойности питания. Для
малых преДПРIIЯТIIЙ, потребляющих небольшую мощ-
ность. ПРОIIзводственные здания которых не разбросаны
и нет особых требовапии к бесперебойности электроснаб-
жения, электроэнерrIIЯ от IIсточника пптания может быть
подведена к одпому траН'СфОРМ lfОРНОМУ (ТП) или рас-
преде.'lИтелыюму пункту на напряжении 10 или 6 кВ.
На крупных ПРОМhlшленных предприятиях (комбина-
тах) при уда.'lенном псточнике питания и наличии уда-
22
ленных друr от друrа мощных rрупп электроприем. IИКОВ,
а также при повышенном требовании к бесперебоиности
элеrпроснабжения питание целесообразно подводить к
в м и более приемным пунктам на более высоком на-
женпи 35. 11 О и даже 220 кВ, а в отдельпых слу:
ч ях на очень крупных предприятиях от электросетеи
330 и 500 кВ. В этих случаях прием электроэнерrии про-
изводится на узловых распределительных подстанциях
(УРП) .
4. НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАЮЩИХ
И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
На промышленных предприятиях MorYT быть приме-
ненЫ напряжения переменноrо тока:
в сети свыше 1 кВ: 500; 330; 220; 150; 110; 35; 20; 10
и 6 кВ;
в сети до 1 кВ: 660; 380; 220; 42; 12 В.
Наивыrоднейшее для данноrо предприятия напряже-
ние зависит от мноrих факторов, основными из которых
являются мощность, потребляемая предприятием, ero
удаленность от источника питания. Для питания про-
мышленных предприятий применяются напряжения от 6
до 220 кВ в зависимости от упомянутых факторов. К
очень крупным энерrоемким предприятиям подводятся
напряжения 330 и даже 500 кВ. Распределение электро-
энерrии на первой ступени крупных предприятиЙ произ-
водится на напряжении внешней питающей сети 110 кВ,
а иноrда 220 кВ с применением rлубоких вводов (см.
5) питающих линий 110 220 кВ. Преимущественно
применяются rлубокпе вводы 110 кВ. f'лубокие вводы
220 кВ целесообразны в тех случаях, KorAa это напряже-
ние является питающим и, следовательно, не потребует-
ся промежуточноЙ трансформации. Если же напряжение
питающей сети выше 220 кВ. т. е. 330 или 500 кВ, и на
rранице предприятия сооружается приемная трансфор
маторная подстанция, то выrоднее применнть rлубокие
вводы на напряжении 110 кВ.
Напряжение 35 кВ прпменяется только Д.'lЯ питания
предприятий средней мощности. Оно может быть приме-
нено для распределения эдектроэнерrии па первой ступени
электроснабжения на таких предприятиях пrи помо-
щи маrистральных rлубоких вводов, выполняемых в ви-
де маrистралей, к которым присоединяются цеховые под-
станции 35/0,66 кВ или 35/6 10 кВ.
23
11:1111
111
,[1
i'lllll
11
На крупных предприятиях напряжение 35 кВ в Ka
честве OCHoBHoro ЯВ.'1яется недостаточным. Оно может
быть применено на них в следующих случаях:
для питания крупных электроприемников, имеющих
номинальное напряжение 35 кВ (сталеплавильные печи,
ртутно выпрямите.'1ЫIЫе установки и др.); u
при наличии удаленных наrрузок и друrих условии,
требующих для питания потребителей повышенноrо на-
пряжения.
Напряжение 20 кВ является промежуточным межд)
напряжением 10 и 35 кВ. Оно до настоящеrо времени нс
получило шпрокоrо применения на промышленных пред-
приятиях. Основной причиной этоrо является отсутствш
в номенклатуре электропромышленности э.пе1прооборудо-
вания на это напряжение. Преимущество этоrо напряже-
ния и возможная область применения изложены в [1].
Напряжения 10 и 6 кВ применяются:
в питающих и распределительных сетях средних
предприятиЙ;
на второй и последующих ступенях распределитель-
ных сетей крупных предприятиЙ при примененип r лубо-
ких вводов на первоЙ ступени электроснабжения;
на первой и последующих СТУi1енях электроснабже
ния крупных предприятий при применеиии на первых сту-
пенях ТOI<опроводов.
Область применения напряжения 10 или 6 кВ в оп-
ределенной степени определяется диапазоном мощнос-
теЙ электроприемников, в частности электродвиrателей
изrотовляемых электропромышленностью на эти напря
жения. Как правило, применяется напряжение 1 О кВ в
качестве OCHoBHoro как более экономичное в сравнении с
напряжением 6 кВ. Напряжение 6 кВ применяется Е
следующих случаях:
при преобладании на проектируемом предприятIН
электроприемников 6 кВ [1] исходя из условиЙ их по.
ставки в соотвеТСТRlIИ с требованиями технолоrии Пр1
комплектноЙ поставке с производственным оборудова
нием;
при напряжении reHepaTopoB заводской ТЭЦ, равном
6 кВ, особенно в тех случаях, коrда от последней питает
ся значительная часть потребителей.
В настоящее время заводские ТЭЦ сооружаются, как
правило. на напршкеНIII1 10 1<13 Д"lЯ возможности пита-
ния электроприемников на reHepaTopHoM напряжении бе:'
24
применеШ1Я трансформации. При осненном сетевом на-
пряжеНИl1 10 кВ и наличии эле1ПРОПРПсМНИКОВ 6 кВ их
питание в зависимости от их ЧИС.1а 11 размещения на
территории предприятия может осуществляться: .
от установленных на П1П и на IIодстаНЦiIЯХ rлубоко-
ro ввода (ПrВ) трансформаторов с расщепленными вто-
ричными обмотками, одна из которых имеет напряжение
10 кВ, а друrая 6 кВ; это целесообразно, если наrрузки
6 и 10 1{B соизмеримы, т. е. суммарная мощность элек-
тродвиrателей на напряжение 6 кВ приб,,1Ижается к по
ловине мощности трансформатора;
от отдельных промежуточных подстанцпй 10/6 кВ в
тех случаях, коrда суммарная мощность электродвиrа:
телеЙ 6 кВ значительна, но не достаточна для реальнои
заrрузки ветви 6 кВ расщепленной обмотки трансформа-
тора и в то же время число электродвиrателей велико, а
их единичные мощности относительно небольшие;
по схемам блока трансформатор двиrатель, если
число двиrателей 6 кВ невелико, мощности их значитель
ны и они расположены обособленно друr от друrа.
Напряжение 380j220 В явш:ется основным в ЭJ1ектроуcrановках
до 1 кВ. Пно применяется Д.1я питания электроприемннков от общих
трансформаторов, но, как правило, от отдельных сетей.
Напряжение 660 В применяется во всех С.'Jучаях, коrда это дает
ТСХlIико-экономическне преИ},lущества по сравнению с напряжением
380/220 В. Это иапряжеllие при меняется на предприятиях, на кото-
рых по условиям планировки uexoBoro оборудования, технолоrии и
окружающей среды не.1ЬЗЯ или затруднительно приблнзить иеховые
подстанции к питаемым ими электроприемникам, что имеет место в
уrольных шахтах, в карьерах и т. п. Напряжение 660 В uелесообраз-
но во всех случаях на предприятиях с очень большой удельной плот-
иостыо э.1ектрических наrрузок, конuентраuией мощностей и с боль-
шим числом электродвиrателей в диапазоне мощностей 200 400 кВт.
Наиболее uелесообразно сочетание напряжения 660 В с первичныу
напряжением 10 кВ. При примеllении напряжения 660 В частично
сохраняются сети 380 В для питаНIjЯ мелких элеКТРОДБиrателей, ос-
вещения, uепей управления и измерения, которые не MorYT быть под-
ключены непосредственно к сети 660 В. Это несколько усложняет
эксплуатаuию. Напряжение не выше 42 В применяется в помещениях
с повышенной опасностыо и в особо опасных для стаuионарноrо ме-
cTHoro освещения и в ручных переносных лампах.
Напряженне 12 В применяется только при особ() неблаrопрнят-
иых условиях в отиошении опасиости поражения электрическим то-
25
11
1
ком (например, при работе в котлах 1IЛ11 друrих метаЛЛIIЧССКИХ ре-
зервуарах) и для питания ручных переносных СlJеТl!ЛЬНIII\ОВ.
,1
1:
)
1'1
1 1 11, [
111
5. СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Требования, предъявляемые к схемам электроснабже-
ния, весьма мноrообразны. Они зависят от величИны
предприятия и от потребляемой мощности. На схемы
электроснабжения влияют специфические факторы. свой-
ственные отдельным промышленным предприятиям, в
частности наличие зон с заrрязненной и аrрессивноЙ сре-
дой, особых rрупп электроприемников, требующих повы
шенной надежности питания, и электроприемников с рез-
копеременной ударной наrрузкой .< см. 9) и др. Эти фак-
торы предъявляют дополнительные требования к систе-
мам электроснабжения. На схему электроснабжения
оказывают влияние особенности работы отдельных произ-
водств, в частности их наиболее ответственных arperaToB,
нормальное функционирование которых обеспечивает
бесперебоЙность технолоrических процессов. Недоучет
этих факторов вследствие плохоrо знания технолоrии
может привести к недостаточному резервированию и к
неоправданным затратам на излишнее резервирование.
Система электроснабжения наиболее рациональна и
надежна, коrда источники высшеrо напряжения макси-
малыю приближены к потребителям, а прием элеКТIЮ-
энерrии рассредоточивается по нескольким пункта м, бла-
rодаря чему сводится к минимуму число сетевых звеньев
и ступеней промежуточной трансформации.
Схема элеIпроснабжения строится таким образом,
чтобы все ее элемен'Ты постоянно находились под наrруз-
кой (<<холодный» резерв, т. е. отключенный при нормаль-
ном режиме, ПРИ 1еняется в исключительных случаях).
Такое решение наиболее экономично и надежно. Резерви-
рование предусматривается в самой схеме электроснаб
жеIШЯ путем перераспределения ОТК.lIIоченных наrрузок
между оставшимися в работе частями сети с использова-
нием переrрузочноЙ способности электрооборудования и
отключением в отдельных случаях неответственных по-
требителеЙ. Восстановление питания про изводится авто-
матически.
ПРl1меняется, как правило, раздельная работа элемен-
тов системы электроснабжения: линий, секций шин, токо-
1I1
11
26
ПРОБОДОВ, трансформаТОРОЕ. Параллельная работа допу-
скается лишь в исключительных случаях:
при питании ударных резкоперемештых наrрvзок;
если ЛВР (см. 12) не обеспечивает необходимое
быстродействие восстановления питания с точки зрения
самозапуска электродвиrате.lей;
если нмеется вероятность ш{лючения несинхронных
напряжеI ИЙ ПрI действии АВР (например, при наШIЧИИ
заводСКОИ ТЭЦ). Число ступеней схемы электроснабже-
ния обь шо оrраничивается двумя-тремя. Большее число
ступенеи нецелесообразно, так I{aK вызывает усложнение
коммутации, защпты 11 эксплуатации. Необходимость в
них возникает лишь для питания удаленных обособлен-
ных наrрузок или же при расширении предприятия. На
малых и некоторых средних преl1ПРИЯТИЯХ в ряде случаев
целесообразно применение только одной ступени распре-
деления энерrии.
На крупных энерrоемких предприятиях применяются
проrрессивные системы электроснабжения в виде rлубо
ких вводов BblcoKoro напряжения 35-----220 кВ; токопрово-
ДОВ BblcoKoro напряжения 6 10 кВ. Без этих систем не
представляется возможным рациональное решенпе элек-
троснабжения этих предприятий.
При применении r лубоких вводов 11 0 220 I{B и раз-
укрупнении подстанцпй отпадает необходимость в со-
оружении ТОКОПРОВОДОВ на напряжение 10 или 6 кВ.
Если размещение большоrо числа поДстанцнЙ 110
220 кВ и прохождение воздушных лшшЙ rлубоких BBO
дов по территории предприятпя представляет затрудне
ние, то применяются токопроводы 10 илп 6 кВ.
Иноrда одновременно применяются и rлубокие вводы
итокопроводы.
r.тrубоким вводом называется система электроснабже
ния с маКС!lмально возможным приближением высшеrо
на ряжения 35 220 кВ I{ электроустановкам потребите-
леи. При этом число ступеней промежуточноЙ трансфор-
мацпи и аппаратов получается l\шнпмальным.
в На предприятиях средней мощности ЛIШIIII rлубоких
водов 35 220 кВ вводятся непосредственно от сети
:: еР ОСIlстемы. На более крупных предприятиях с раз
тои сетью электроснабжения для приема электроэнер-
rии от энерrосистемы соорvжаются узловые распредели-
тельные подстанции, от KO OpЫX электроэнерrия распре-
27
деляется по rлубоким вводам !< ОСНОВНЫМ объектам
предприятия.
На очень крупных энерrоемких предприятиях при на.
пряжении питающих линий 330 500 кВ подводимая
электроэнерrия трансфор:vшруется на напряжение 11 o
220 кВ. [луБOIше ВВОДЫ выполняются по маrпстральныМ
или радиальным схемам.
Ниже приводится описание наиGолее употребительных:
типовых схем rлубоких вводов 110 220 кВ, разработан-
ных институтом «Энерrосетьпроект».
Схема, представленная на рис. 6, а, является простей-
шей и наиболее надежной, так как в неЙ нет ОТКРЫТЫХ
токоведущих частеЙ на первичных и вторичных напря-
жениях. Вводы 110 220 кВ кабельные. причем кабели
вводятся непосредственно в трансформаторы. 11lины ВТО-
ричноrо напряжения 6 10 кВ заключены в закрытые ко-
роба. Эта схема наиболее целесообразна при заrрязнен-
ноЙ окружающей среде или при размещении r.'lуБОЮIХ
вводов на плотно застроенном учасп<е, например при
расширении пли реконструкции предприятпя. Действие
схемы осуществляется следующим образом. При повреж-
дении трансформатора отключающий импульс передает-
ся от ero защит на отключение rоловноrо выключателя
на питающем псточнике, который производит оТ!<люче-
ние rлубокоrо ввода.
На рис. 6, б ПОI<азана схема с ВЛ с установкоЙ корот-
козамыкателеЙ и ремонтных разъединителей. При
возникновении повреждения в трансформаторе короткоза-
мьшатель включается под воздействие:и релейной защи-
ты от внутренних повреждений в трансформаторе (rазо-
вой, дифференцпальноЙ), 1< которым не чувствительна
защита rQ.Jювпоrо участка ЛИНИИ, и производит искусст-
венное короткое замыкание (1\3) линии, вызывающее от-
ключение выключателя па rодовном участке этой ли-
нии. [оловноЙ выключатель в данном случае осущест-
вляет защиту не только ЛИНИИ, но и трансформатора, а
установленное на нем устройство АПВ действует при
повреждениях как в линии, так и в трансформаторе. В
этих случаях выключатель на питающем конце после не-
успешноrо АПВ вновь ОТК.'Iючается, действпе схемы на
этом заканчпвается и ЛIШПЯ остается отключенной ДЛИ-
тельно, вплоть до ликвидации повреждения в питаемом
ею трансформаторе.
На рис. 6, в показана схема с I3Л с установкоЙ корот-
28
ко амыкателей, отделителеЙ и ремонтных разъедините-
леи. Эта схема применяется на так называемых отпаеч-
ных подстанциях, т. е. при питании от одноЙ ВЛ нескодь-
ких подстанциЙ. В OTдe.'lЬHЫX случаях она может быть
применена 11 Прll радиальном питании, коrда имеется ре-
'10 220KB
,/t>tl
t
Б lОкВ 6 lOкВ а)
l'
Б--lOкВ
6 ТOKB 51
б1
l'
/i -- J[J кВ i:}
Рис. 6. Наиболее употребительные схемы с rлубокими вводами:
а с кабельными вводами 1 ]O 220 кв с отключающим импульсом; 6 с B,IJ
с установкой короткозамыкат€.'lСЙ и ремонтш")!х разъединителей: в с вл с
установкой короткозамыкате.lей. отделителеЙ и ремонтных разъсдинителей;
е с СИЛОВЫМИ ВЫК..lючателями
альная вероятность подсоединения в дальнейшем к этой
ЛИНIIИ друrих подстанций. ДеЙствие этой схемы проис-
Ходит в такоЙ последовате.1ЬНОСТИ: замыкается коротко-
замыкатель поврежденноrо трансформатора и отключа-
ется выключатель на rоловном участке иитающеЙ маrи-
страли, снабженныЙ устроЙством АПВ. С помощью
ВСПОмоrательных контактов короткозамыкателя замыка-
ется uепь привода отделителя поврежденноrо трансфор-
матора, которыЙ должен ОТК.'Iючаться при обесточенной
29
питающеЙ линии, т. е. позже ОТКJIючения rOJIOBHOrO BЫ
ключателя и ранее ero АПВ, во время «бестоковой» пау-
зы. Если собственное время отключения отделителя мень-
ше или рав,fЮ времени действия защиты выключателя
rоловноrо участка линии, то в схему отключения OTдe
литеJIЯ необходимо ввести выдержку времени, так как
отделптель не способен отключить ток наrрузки и тем
более ток повреждения. Для фиксаuии отключения ro-
.TIOBHoro выключателя питающей JIИНИИ в схемах с приме
нением отделителей в цепи короткозамыкателя преду
сматривается трансформатор тока. После отключеНlfЯ
отделителем поврежденноrо трансформатора АПВ rолов-
Horo участка линии, имеющее необходимую выдержку
времени, вновь автоматически включает линию и тем са-
мым восстанавливается питание неповрежденноrо TpaHC
форматора на данной подстанпии и всех друrих отпаеч
ных подстанпий, подключенных к данной линии.
В схемах рис. 6, б и в вместо короткозамыкателя MO
жет быть применен отключающий импульс (см. пунк
тир). При этом короткозамыкатель может быть сохранен
для резервирования отключающеrо импульса. В отдель
ных редких случаях (при сильно заrрязненной окружаю-
щей среде) в этих схемах можно отказаться от YCTaHOB
ки ремонтных разъединителей, например при размеще
нии подстанции на участке с сильно заrрязненной
окружающей средоЙ и при питании пrв от источника,
находящеrося в эксплуатации данноrо предприятия (от
УРП и rпп). в этих случаях на спуске от ВЛ к TpaHC
форматору необходим разъем проводов при выполнении
ремонтных работ или ревизии.
На рис. 6,2 приведена схема с силовыми выключате-
лями, которая может быть применена как для маrист
ральных, так и для радиальных rлубоких вводов. Схема
примепяется редко, только для мощных и ответственных
подстанций. Эта схема может быть целесообразной. Ha
пример, в следующих случаях:
на подстанциях, расположенных вблизи источника пи-
тания, так как применение короткозамыкателей в этих
случаях приводит к зиачительным падениям напряжения
на шинах ИП;
на подстанциях с крупными синхронными электродви-
rателями, отключение которых даже на время переклю
чения в цикле АПВ АВР при применении схем рис. 6, а
и б недопустимо или нежелатеJIЬНО;
30
при присоединении подстаЮlIIИ к линиям с двусторон-
ним питанием.
Имеется также исполнение с ВЫКJllOчатеJIем в пере-
мычке между JIIIНИЯМИ, установленной со стороны транс-
форматора. Эта схема применяется при питании подстан-
ЦiIИ по транзитным линиям 11 O 220 кВ или ПО линиям
с двусторонним питанием.
ВЛ1f{J 220 в
л
9 фJ , l
@
11'
ТН ТС}{ /( тохопрооооу 6 IOKB ТСН Т/I
Рис. 7. Схе 13 блока ВЛ 11 0 220 кВ Т р анс ф о р мато р 11 О <)<) 0/6
10 кВ токопровод 6 10 кБ
Приведенные блочные схемы подстанпий 110 220 кВ
Находят основное применение на двухтрансформаторных
днотран форматорных rпп и пrв промышленных
o дприятии. Из них наиболее употребительны схемы с
делитеаями и короткозамыкателями или с отключаю-
щим импульсом, представленные на рис. 6, а 6. Схемы
СИловыми выключателями рис. 6,2 прпменяlOТСЯ реже'
х необходимость требует серьезноrо обоснования. Кро:
31
ме этих схем MorYT быть применены схемы со стреляю-
щими предохраНIIтелями типа ПСН в тех случаях, коrда
их технические параметры соотнетствуют требованиям
сети.
На рис. 7 приведена развитая блочная схема ВJI
110 220 кВ трансформатор 110 220/6 10 кВ TO
копровод 6 10 КВ. В этой схеме отсутствуют сборные
шины не ТО.1ЫЮ 110 220 кВ, но и 6 10 кВ. Эта схема
может быть применена при децентрализованном распре-
делеНIIИ энерпш по токопроводу через систе IУ распр де-
лительных пуюпов 6 10 кВ.
6. СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕI<ТРОЭНЕРfИИ
В СЕТЯХ 6 35 кВ
Внутризаводское распре.J,еление электроэнерrии выпол-
няется по маrистральной, радиальной ИЛIl С:Vlешаннои
схеме в зависпмости от территориальноrо размещения на-
rрузок, их величины, требуемоЙ степени надежности пи-
тания. При прочпх равных условпях применяются маrи-
стральные cxe:V1bI как наиболее экономичные.
Важным является обеспечение питания осветптель-
ных и силовых наrрузок в ночной период, в выходные и
празднпчные дни по возможности без больших затрат на
дополнительные сетевые устроЙства. Наиболее удачно
эта задача решается при однотрансформаторных цеховых
подстанциях, которые дли взаимноrо резервирования
подстанциЙ обычно связываются между собой переl\1ЫЧ
камп низкоrо напряжения, рассчитаННЫМII на мощность
до 15 30 % мощности трансформатора. Это дает возмож
ность отключать часть трансформаторов в период малых
наrрузок, что обеспечивает получение экономическоrо
эффекта за счет снпжения потерь электроэнерrии 11 повы-
шения коэффициента мощности.
Схемы распределеНIIЯ элеюроэнерrии внутри пред-
приятпЙ имеют ступенчатое построение. В большинстве
случаев применяется две-три ступени, так как MHorocTY-
пенчатые схемы усложняют коммутацию и защиту. На
небольших предприятиях применяются одноступенчатые
схемы распределеНIIЯ электроэнерrии с применением BTO
роЙ ступени лпшь для удаленных от приемноrо пункта
потребптелеЙ.
При снстеме rлубоких вводов 110 220 кВ распреде-
J1ение энерrин на первоЙ стуиени между пrв произво-
32
дится ПО радиальным и маrистральным воздушным или
радиальным кабельным ЛИНИЯМ 35 220 кВ от УРП или
от подстанции энерrосистемы в соответствии с рекомен-
дациями, ИЗложенными в 3.
При сооружеюш РП необходимо полностью использо-
вать полную пропускную способность коммутационных ап-
паратов: rоловных и секцпонных выключателей. Поэтомv
сООружение РП, как правило, целесообразно при числе
РП
Рис. 8. Схема аrистраЛЫlOrо питания однотрансформаторных пехо-
вых подстанции с частичным резервированием по связям ВТОРИЧllоrо
напряжения
отходящих линий 6 lO кВ не менее восьми или десяти.
Схема распределения энерпш взаимосвязана с техно-
лоrическоЙ схемоЙ объекта:
питание электроприемников разных параллельных
технолоrи,:еских потоков предусматривается от разных
по;:станции, Р!lили маrистралеЙ или от различных сек-
ции шин ОДнои под"танции или РП, Д.ТlЯ Toro чтобы при
аварии не остановились оба технолоrических потока.
в пределах одноrо потока все взаимосвязанные T XHO-
лоrические arperaTbI присоединяются к одному источни-
ку (подстанции, РП, секции и т. д.), чтобы при прекра-
щении питания потока все вхоДящие в ero состав элек-
троприемюши были одновременно обесточены'
вспомоrательные цепи выполняются так, чт бы их пи-
тание не наРУ,?1алось при любых переключениях питания
силовых цепеи параллельных технолоrических потоков
во избежание ложных ОТКЛючении и останова произво _
ства. Д
3 226
33
Маrистральные схемы. При маrистра.'IЫIЫХ схемах
электроэнерrия подается от OCHOBHoro энерrетическоrо
УЗШl ИЮ! центра питания предприятия (ТЭЦ, rпп) не-
посредственно к цеховым распределительным 11 транс-
форматорным подстанциям. Уменьшается ЧИС.'IО звеньев
распреде.'Iенпя и КО lмутации Э.'IеКТРОЭНСРПIII. }j этом за-
I{.'Iючается основное и очень существенное преи:нущество
этих схем.
Маrистра.'Iьные схемы це.'Iесообразны при распреде-
ленных наrрузках, при раСПО.'IожеШIII поДстанцпЙ на тер-
ритории проектируемоrо
объекта, б.'Iаrоприятству-
ющем возможно БО.'Iее
прямому прохождению
маrистра.1ей от источника
питания до потребителей
энерrии без обратных по-
токов энерrии и дюшных
обходов. Они наиБО.'Iее
удобны при ВЫполнении
резервирования цеховых
подстанций от друrоrо ис-
точника в случае выхода
из работы OCHoBHoro пи-
тающеrо пункта.
При маrистральных
схемах невозможно резер-
вирование по вторичному
напряжению соседних од-
нотрансформаторных под-
станциЙ, так как они пи-
таются по одной маrист-
ра.'IИ и одновременно вы-
ходят нз работы. Д.'IЯ уст-
ранения этоrо недостатка
близко расположенные
однотрансформаторные
подстанции питают от разных маrистра.'Iей (рис. 8).
Чпсло цеховых трансформаторов, шпаемых от одной
маrистра.'IИ, обычно принимается равным двум при мощ-
ности трансформаторов 2500 и 1600 кВ.А; двум-трем при
мощности 1000 кВ .А; пяти при МОЩНОСТII 630 250 кВ.А.
Число трансформаторов тиристорпых преобразовате.'Iей
данной теХНО.'Iоrическоii лшши, ПlIтаемых от одной ма-
б JQк6
АВР
а)
tt
о)
АВ?
Рис. 9. 1\1аrистральные
односторонним питанием:
схемы с
а одиночные; б двойные
34
нт
IШ
а)
6 ЮкВ
6 10KB
РП1
Рис. 10. 1\1аrистральные схемы с двухсторонним питанием:
а одиночная; б двоЙная при отсутствии сборных ШИН вЫсокоrо напряЖ oII
ния на цеховык ПQдстанциях
>.:;
:t::
"::!
'"
Рис. Н. Схема с применением отдельных выключателей для присое-
Динения токопроводов
3*
35
rистрали, можно принять равным пяти шести. При боль-
шом числе трансформаторов и rлухом их прпсоединении
к маrистраЛII м&кспма.пьная защита на rоловном участ
he питающей маrпстра.'1II заrрубляется I! может оказать
ся нечувствительноЙ при К3 в данном трансформаторе,
что может вызвать необходимость устаНОВКI! предохрани
телеЙ на ответвлеНJIII от маrllстрали к трансформатору
(рис. 9). Это дает ВОЗМОЖность селективно отключить
трансформатор при повреждении в нем.
На рисунке 10 приведены примеры маrистральных
схем с двухсторонним питанием.
На крупных и средних предприятиях широкое приме-
нение наш.пи маrистральные ТOIшпроводы 6 35 кВ. При
больших ПОТOI{ах элеI{троэнерпш кабельные маrистрали
rпп 1.
ТОl<опроВоо ТОкВ
ТОl<опро60а бкВ
lc
Ilfc
I/с
БкВ
[Ус
Рис. 12. Блочная схема трансформатор токопровод с применеlJием
ния 6 и 10 кВ
36
rромоздки, трудно выполнимы, неЭКОНОМIIЧНЫ и требуют
большоrо числа дефицитных кабелеЙ. Поэтому на очень
крупных энерrоеМКI!Х предприятиях широко применяют
ся на первых ступенях электроснабжения маrистральные
ТОКопроводы.
Маrистральные токопроводы 1 О и 6 кВ имеют преи-
мущественное применение при токах бо.тrее I,5 2 кА.
Целесообразность использования токопроводов 35 кВ
определяется теХНИКО ЭКономическими расчетами.
Трасса токопроводов проходит через зоны размеще-
ния основных электрических наrрузок, в центре которых
располаrаются распредеЛIIтельные ПУНIпы, ПрIIсоедИНяе
мые ктокопроводам. ПрII удачном выборе трассы TOKO
проводов удается обеспечить ПIIтание от них примерно
70 75 % всех электрических наrрузок предпршпия. По
требители, удаленные от трассы токопроuодов, MorYT пи-
таться от выносных РП ИЛII непосредственно от rпп. в
отдельных случаях токопрово.J,ы MorYT быть также ис
[с
1//с
Ilс
трансформаторов с расщепленными обмотками вторичноrо напряже-
37
\1
н t
' IO.B 9
t::!
'" ""
"'"
'" '"
""
'"
'"
'" '"
'" '"
'" Е::
Е:: '"
'"
'"
Е::
:::,
:t:: ';'<
';'<
...... ""
Рис. 13. Схема радиальноrо питания РП 6 10 кВ с применением
rРУППОВI: х реакторов
пользованы для связи между двумя источниками пита-
ния, что удешевляет схему.
Нпже приведены характерные схемы распределения
Э,1]ектроэнерrпп прп применешш токопроводов. На рис.
11 дана схеМа присоединения токопроводов непосредст
венно к трансформаторам через отдельные выключатели,
минуя сборные ШIШLI 6 10 кВ rпп. Блаrодаря этому
разrружаются вводные выключатели, присоединяемые к
сборным шинам, и создастся независпмое ?IIТание TOKO
проводов, что значительно повышает надежность элек
троснабжеНIIЯ. u
Еще более рациональнои ЯВ.'Iяется схема с ПОдключе
нпем токопровода к одной из расщепленных обмоток
38
трансформатора, но ее можно применить при равномер-
ном распределении наrрузок между токопроводом и сбор
ными шинами (рис. 12).
До наСТОящеrо времени схемы ответвлений от токо-
проводов, как правило, выплнялисьь по рис. 12, т. е. с
применением расщепленных (сдвоенных) реакторов, при
соединяемых к токопроводу через разъединители, и с ус-
тановкой включателей после реакторов на вводах в рп.
Однако в связи с имевшими место разрушениями peaK
торов при одновременном ПРОхождении тока К3 по обе
им обмоткам фазы реактора примепение таких схем ста-
ло оrраничиваться.
Радиальные схемы распределения электроэнерrии
применяются rлавным образом в тех случаях, коrда Ha
rрузки расположены в различных направлениях от цeHT
ра питания. Они MorYT быть двухступенчатыми или OДHO
ступенчатыми. Одноступенчатые схемы применяются
rлавным образом на малых предприятиях, а дВухступен-
чатые на больших. На рис. 13 представлена радиаль
ная схема питания рп 6 10 кВ по одному из районов
крупноrо предприятия.
7. ЭЛЕКТРОСНА6ЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИй
В нЕ6лАrоприятныx АТМОСФЕРНЫХ И
КЛИМА ТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
На мноrих Производствах ВЫделяются rазы, ПЫJlЬ, влаrа и дpy
rие аэрозоли, осаждающиеся на изОляции и образующие на пей
электропроводящий слой или пленку. Эти выделения заrрязняют
окружающую атмосферу и отрицательно действуют на изоляцию и
на rолые токоведущие части.
В «Инструкции по проектировапию изоляции в районах с ЧИСТОй
и заrрязненноЙ атмосферой», утвержденной l\'1инзнерrо СССР в дe
кабре 1983 r. по соrласованию с [осстроем СССР, ПРомышленные
Производства разделены на шесть классов (со Н по УН ВКлю'штель-
ио) по степени заrрязненности атмосферы (СЗА) , ПРИ'lем к УН клас-
су отнесены самЫе вредные ПРОИзводства. Наибольшее число выде-
лений, превышающих установленные нормы, Происходит на хими-
ческих и нефтехимических предприятиях.
К 1 классу или к 1 ЗОне СЗА Отнесены районы с Ilедефилирую
щими незасолепными почвами (содержание водорастворимых солей
менее 0,5 %): лес, тундра, леСОТундра, болота, луrа, пастбища, не
попадаЮщие в ЗОIIУ уносов пРомЫшленных предприятий, тепловых
электростанций и засоленных ВОДоемов.
39
в инструкuии установлены нормативы уде,1ЬНОЙ эф ективно
длины пути утечки внешней ИЗО,1ЯЦИИ открытых подстанции и лииии
электропередачи Д.1Я районов и зон с заrрязненной средоЙ в зависи
мости от К.1асса зоны СЗА и НО:\lIIнальноrо напряжения. На рис. 1
nриведен пример определения СЗА в зоне заrрязнения от промыш
ленных предпрнятий с учетом розы ветров.
11
Рис. 14. Прllмер опреде,1ения степени заrрязнеНIJЯ атмосф.еры (СЗА)
вблизи промышленноrо предприятия с учеТО 1 розы ветров.
1 источник зarрязнсвия; 2 роза ветров; 11, 111, lV, V стспсни заrрязнсн-
{юсти атмосфсрЬ!
Подстанuии располаrают с учетом характера и концентраuии
вредных выделений, протяжеllllOСТИ их распространения и направле-
ния, а также с учетом зон преимущественноrо их оседания, степени
воздействия на ИЗО,1ЯЦИЮ электроустановок и устойчивости образу-
емых осадков на изоляuии.
ИЗО,1ЯЦИЯ ВЛ, внешняя ИЗО,1ЯUИЯ РУ И трансформаторов прини
мается в зависимости от класса СЗА в месте располшкения электро
установки.
Класс СЗЛ зависит от характеристики источника заrрязнения,
расчетноrо объема выпускаемой продукции и расст яниоя от источ
ника заrрязнения до электроустановки (рис. 14). КаА\ДОИ СЗА cOOT
40
ветствует определенное значение удельной эффективной длины пути
утеЧI\И изоляции Л э , которое должно быть не менее нор';!ированноrо
значения.
В инструкuии приведены данные о количестве подвесных ИЗО,1Я-
торов Д,1Я ВЛ 6 20 кВ на деревянных и железобетонных опорах
в зависимости от К,1асса СЗ,\, Внешняя ИЗО.1ЯЦИЯ элеlпрооборудова
ния ОРУ, трансформаторов и КРУII комплектных трансформаторных
ПОдстанuий (КТП) при:неняется в соответствии с клаССО:\i СЗА и ио-
минальным иапряжением.
В районах СЗА \'11 К,1асса сооружаются ЗРУ и закрытые транс-
форматорные подстанuии. Однако на ОРУ r,1)'бокоrо ввода 35
330 кВ, выполнеииых по блочной схеме линия траисформатор с
установкой ВЫК.1ючателя (разъединителя, короткоза'Vlыкателя, отде-
лителя) у трансформатора, раСпо.1Оженных в районах с С3,\ V VII
класса, может ПрЮlеняться электрооборудование с внешней изоля
uией, соответствующеЙ СЗА IV класса с прнменением профилактиче-
ских мероприятиЙ: обмыва изоляuии и нанесения rидрофобных по-
крытий. Выводы открыто установленных траIlСфОр JaТОрОВ на под-
станuнях с ЗРУ в районах с СЗЛ V VII классов допускается
устанавливать с виешней ИЗО,1ЯlIиеii, соответствующей СЗЛ IV клас
са с примененнем указанных выше профилактических мероприятиЙ.
Д,1Я борьбы с заrрязнением изоляuии предусматриваются уст-
роЙства для проведения профилактическнх мероприятнй при эксплуа-
таuни ОРУ и ВЛ: трапы или площадки Д,1Я очистки ИЗО,1ЯТОров И
контактов аппаратуры, передвижные и стационарные устройства для
обмывки ИЗоляторов и нанесения rидрофобных Покрытий, приспособ-
лення, облеrчающие очистку изоляторов от uе';!ентируlOЩИХ заrряз-
ненпй. На промышлеиных предприятнях, заrрязняющих атмосферу,
предусматриваются эффективные мероприятия по очистке rазов и
улавливанию вредных выде,1ений, а также сооружаются Высокие ВЫ-
тяжные трубы Д,1Я их выброса в атмосферу на Возможио большей
высоте. Эти мероприятия при наД.1ежащем их выполненни значитель-
но облеrчают решение вопроса о защите э.1ектрооборудования от за
rрязнений. Кроме Toro, они приводят к общему ОЗДОРОВ,1еIIИЮ окру-
жающей среды и обеспечивают возможность У,1аВ,1ивания и промыш-
JJеЮlOrо ИСпользования уносов.
На таких предприятиях возможность заrрязиения ИЗО,1ЯUИИ учи-
тывается при раЗ:\lещеlJИИ подстанциЙ и их КОнструктивном ВЫПО,1
нении (см. 5). Подстанции со С,10ЖНОЙ схемой Коммутаuии, со
сборными шннами, с ВЫК,1ючателями и друrими коммутаuионнымн
аппаратами по возможности удаляют от наиБО,1ее интенсивных оча
rOB вредных выде,1ений н размещают в Зонах с МИНимальной сте-
пенью заrрязнения. При невозможности удалеиия такие подстанuии
ВЫПО,1няются закрытыми, а еС,1И открытыми, то с УСИ,1еНIJОЙ ИЗО,1Я
41
цией в зависимости от интенсивности заrрязнений. При этом в 3РУ
предусматривается постоянное устройство для удаления пыли.
Узловые подстанuии 35 220 кВ со сложной развитой схемой
коммутаuии, служащие для приема энерrии от энерrосистемы и pac
пределения ее по подстанциям rлубоких вводов 35 220 кВ (УРП),
размещаются за пределами зоны с заrрязненнон средоЙ.
Питание особо важных объектов в зонах с заrрязненной средой
осуществляется не менее чем от двух rрп (или друrих источников),
расположенных с противоположных сторон площадки предприятия
таким образом, чтобы была исключена ВОЗМОЖНОСТЬ одновременноrо
попадания их в факел заrрязнення.
В районах с интенсивными заrрязнениями предусматривают воз
МОЖНОСТЬ отключення оборудования для очистки изоляции без нару-
шения 1I0рмальноrо электроснабжения.
В районах Kpai!Hero Севера и вечной мерзлоты к размещению
и выполнению ПОДСТЦlщий предъявляются дополнительиые специаль-
ные требования, обусловленные низкой температурой, rололедами,
большими снежными заносами, сильными ветрами и вечномерзлыми
трунтамн. Эти условия затрудняют быстрое восстановление повреж-
дений на подстанuиях и требуют несколько повышенноrо резервиро
вания и BbIcoKoro качества электрооборудования, которое выбирает-
ся холодоустойчивоrо исполнения с хорошими уплотнениями, Mory-
щее работать при температуре до 60 ос. В этих районах летиие
трафики наrрузок предприятий резко отличаются от зимних и сам
характер этих rрафиков иной, чем для средней полосы.
В условиях Крайнеrо Севера применяются простейшие схемы
коммутации ВRЛОТЬ дО rлухоrо присоеДИНZН:1Я воздушных питающих
линий 110 220 кВ к трансформаторам или же с вводом питающих
кабельных линий непосредствешlO в трансформатор. При более слож
ных схемах применяются баковые масляные выключатели, так как
отделители и короткозамыкатели более сложны в эксплуатации и
требуют частоrо профилактическоrо ремонта. Эксплуатационный пер-
сонал должеи следить за тем, чтобы трансформаторы несли посто
яниую иаrрузку не менее 50 % . нОМинальной во избежанне заrусте-
вания масла и нарушения ero циркуляции при СИЛЬНЫХ холодах.
Учитывается также, что трансформаторы Moryт допускать длитель-
ную переrрузку, особенно в зимний период.
8. СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНА&ЖЕНИЯ 8 СЕТЯХ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 1<8
та ие электроприемников 11 и 111 катеrории по беспере-
боиности электроснабжения, кю< правило, осуществляется
от однотрансформаторных КТП, двухтрансформатор-
ные КТП прпменяются прп наличии электроприемпиков
1 катеrории. Напболее целесообразны и экономичны
маrистра.1ьные схе'IЫ. ШИрOl<ое прпменение по.'IУЧИJIИ схе-
мы БЛОIЮВ трансформатор маrпстраль без распрсдели-
тельных устроЙств на подстанцпях. Ilрпменяются l\IarIICT-
ральные схемы с использованием Комплектных ШIIНОПрО-
ВОДОВ: маrистральных серии ШМА и распределите.'IЬНЫХ
серии ШРА. ЧIIСJIО ОТХОДЯЩIIХ от подстанциЙ с трансфор-
матора:>,ш 1000 п 1600 КВ.А ПIIтающих маrистралей, как
правило, Не должно превышать числа трансформаторов.
ПрименяIOТСЯ схемы с минимальным кo.r.IИчеСТВО'f про-
межут,::ных, цеховых распределительных пунктов. При
блочнои схеме непосредственно к трансформатору допус-
ка тся Присоединять небольшое распределительное YCT
роиство лпшь В тех случаях, коrда это необходимо для
бесперебойноrо питания освещения и некоторых электро
прием Ников при отключении rлавной маrистрали.
Маrистральные схемы, выполненные с применением
ШИНОПРОВОДОВ, обеспечивают высокую надежность элек-
троснабжения. Их основным преимуществом является
универсальность и rибкость, ПОЗВОляющие ПРОИЗВОДИТЬ из
менения технолоrии ПРОИЗВодства и перестановки произ-
водственноrо оборудования в цехах.
Основное применение маrистра.lьные схемы в питаю-
щих сетях до 1 кВ находят для питания большоrо коли-
чества электроприемников небольшоЙ МОЩНОСТИ, кОторые
сравнительно равномерно распределены по площади цеха
(металлообрабатывающие и деревообделочные цехи
теКстильные фабрики). Радиальные схемы сетеЙ с pac
пределительными щитами на подстанциях применяются
в тех случаях, коrда территориальное распределение
электрических наrрузок, условия среды, наличие кранов
не позволяют применить маrистрали, а также для пита-
ния мощных электроприемников и КРУПНЫХ сосредоточен-
ных наrрузок.
Н} рпс. 15 показана блочная маrистраJIьная схема це-
ховои с;,етп при питании от одпотрансформаторных под-
станции.
В питаЮщеЙ сети применены маrистральные шино-
ПрОВОДЫ серии Ш1\1А, в распредетпельноЙ сети рас-
пределительные ШИНОПРОВОДЫ серии ШРА.
В этих сетях избеrают применения мноrоступенчатых
схем п схем распределения с недоrруженным оборудова-
нием (трансформаторами, маrистралями, кабелями), Пи-
42
.43
Сечение маrистралей в цехах с равномерно распреде-
ленными наrрузками определяется по удельной плотно-
сти наrрузки цеха. Это позволяет не вносить изменений в
схему электроснабжения при возможных в дальнейшем
изменениях в размещенпп технолоrIIческоrо оборудова-
ния.
При схеме б.'ЮК трансформатор маrистраль на
однотрансформаторных подстанuпях предусматривается
ЛИШЬ один выходноЙ автоматический выключатель. На
6 тр [ьООкВ.А
10!ЦЧ:'Ц23КIl
ШМА 2500А
) ШР"ООд
1 пм } li};M
ШМА 1600А
! ШРА600А
!
Рис. 15. Пример маrистральной схемы распределения элеюроэнерrин
в сетях до 1 кВ
двухтрансформаторных подстанциях между маrистраля-
ми предусматривается перемычка с автоматическим вы-
ключателем для взаимноrо резервирования.
В большинстве случаев при меняются питающие ма-
rистрали на токи 1600 и 2500 А; маrистрали на токи до
1000 и на 4000 А применяются реже (авария на Крупной
маrистрали 4000 А вызывает простой оборудования на
большом участке цеха). [лавные питающпе маrистрали
MorYT быть выполнены неизолированными шинами, про-
ложенными на изоляторах, или же в виде закрытых ком-
плектных шинопроводов (серии ШМА).
Хотя открытые шинные маrистрали значительно де-
шевле закрытых комплектных шинопроводов, предпочте-
ние все же следует отдавать последним, так как они име-
44
I
r
ют ряд технических преимуществ. Неизолированные ма-
rистрали имеют большую Пндуктивность Н, следователь-
но, большие потери напряжения. Это не позволяет
применять их в мощных протяженных сетях. Сравнение не-
изолированных атоминиевых ШННОПРОВОДОВ с комплект-
ными ШИНОПРОВОДЮllI Ш1ЧА73 одинаковой пропускной
способности показало, что потери в после..1НIIХ прп оди-
наковой наrрузке и ДЛине прпмерно в 4,7 раза меньше,
чем в неизолированных с расстоянпем между фазами
250 мм. Поэтому предпочтение С.1Jедует отдавать ИНДУ-
стриальным комплектным шинопроводам. НеИЗОJlирован-
ные шинопроводы (открытые шинные маrистрали) Moryr
быть ПРП:Vlенен ! в цехах небольшоЙ Мощности при срав-
нительно малои их прОтяженности.
Потери напряженпя в питающих маrистра.пях должны
быть не более 5 %. Исходя из этоrо ДЛИНа ШИНОпроводов
прп НОJ\шнальноЙ их наrрузке и коэффиuиенте мощности
порядка 0,7 0,8 не должна превышать: 220 м дЛЯ
ШМА73 на ток 1600 А; 180 м для ШNIА58 на ток 2500 А;
130 м дЛЯ ШМА58 на ток 4000 А. При питании от шино-
ПРОВОДОВ наряду с Силовыми также и осветительных на-
rрузок предеЛьиая Д.'1Iша шпнопроводов снижается при-
мерно в 2 раза.
При протяженных маrистралях следует проверять
чувствптелыIOСТЬ защиты на rО.'10БНОМ автоматическом
выключателе п в необходимых СJIучаях предусматривать
специальные релеЙные защиты.
Присоедпнение маrнстрали I{ цеховому трансфьрма-
тору ВЫПОJIНяется !{ак в середине, так и в начале маrист-
ралп в завпсимостн от распОложения электрических
наrрузок, подвода IIптанпя к трансформ атору и друrих
факторов. Распределение наrрузок Между маrистралями
выполняется таКИIII образом, чтобы электропрпе:VIlШКИ од-
ноЙ технолоrическоЙ ЛШIIIИ не присоединялись к разным
маrистралям.
При однотрансформаторных подстанцпях для резер-
Вирования используются раБОЧllе маrистрали, питаемые
от разных подстанций, с устроЙством между нимп пере-
МЫЧЮI через автоматичесюш ВЫ!{.1Jючатель или рубиль-
ник с предохранителями. В некоторых случаях в круп-
ных энерrоемких цехах с большпм числом однотрансфор_
маторных подстанцпЙ для резервирования испольЗуются
специальные резервные илп же неполно заrруженные в
нормальном режиме трансформаторы. В цехах с электро-
45
,
t
в расположении технолоrическоrо оборудования и мощ-
ности электроприемников MorYT вызвать переделки су-
ществующей сети. Поэтому область применения радиаль-
ных схем питающих сетей оrраничена. Они применяются
в цехах с взрывоопасной средой или в производствах с
химически активной или пожароопасной средой.
Радиальные распределптельные сети выполняются в
основном с применением распределительных пунктов ИJШ
$ /Ц' Ц2'"
\А :
I I
I I
I I
I I
I I
IШ!
ПР 9000
11 1 , I
I I
1 I
ПМ
приемниками 111 катеrории резервирование трансформа-
торов не применяется.
Наряду с рассматриваемыми схемами блок трансфор-
матор маrистраль применяются схемы с несколькими
(двумя-тремя) маrистралями, присоединенными к одно-
му цеховому трансформатору. В этих случаях на цеховой
КТП устанавливается один вводной автоматический вы-
ключатель и несколько линейных (по числу маrистра-
лей). Такие схемы применяются в крупных цехах с транс-
форматорами мощностью 2500 и 1600 I<B.A и большим
числом электроприемников, устаиовленных в разных на-
правлениях от цеховой подстанции. При этой схеме в
случае аварии на одной из маrистралей зона простоя
меньше, чем при чисто блочной схеме. Применяется так-
же смешанная схема при наличии на цеховой подстанции
одной-двух маrистралей и нескольких отходящих линий,
как правило, небольшой мощности.
Распределительные цеховые сети ВЫПОлияются по ма-
rистральным или радиальным схемам. Распределитель.
ные шинопроводы применяются в первую очередь для
питания электроприемников цехов с меняющейся техно-
лоrией, периодически обновляющимся станочным пар-
ком и т. П., при расположении оборудования рядами.
Проводка к механизму от ШИНопровода выполняется, как
правило, открытым способом. Распределительные шино-
проводы присоединяются к rлавным маrистралям или к
шинам цеховой подстанции. Для удобства эксплуатации
распределительные шинопроводы устанавливаются на
высоте 2,4 3 м от пола цеха.
Радиальные схемы внутрицеховых питающих сетей
применяются в тех случаях, коrда не представляется воз-
можным Выполнение маrистральных схем по условиям
территориальноrо размещения электрических наrрузок, а
также по условиям среды и т. п. При радиальных схемах
. на цеховых под танциях предусматриваются распреде-
лительные устроиства до 1 кВ [КРУ, распределительные
щиты, от которых отходит значитеЛЬНОе число линий пи-
тающих разбросанные в цехе распределительные пункт-
Т,ы или электроприемники крупной н средней МОЩНОсти
-<рис. 16)].
Радиальная схема требует установки на подстанции
большоrо числа коммутационных аппаратов и значитель-
Horuo расхода кабелей. Схема лишена rибкости, прису-
щеи маrистральным схемам. Даже небольшие изменения
46
.A
I
I
I
I
I
(
Рис. 16. Пример радиадьной схемы распределения Э.1ектроэперrии в
сетях до 1 !{В
щитов и шкафов станций управления, которые в боль-
шинстве СJIучаев устанаВJIIIВаются в электропомещениях
или в цехах непосредственно у электроприемников.
В пыльных и заrрязненных цехах применяются закрытые
шкафы. В цехах взрывоопасных, пожароопасных и с хи-
l\шческп активной средой шкафы раСПQ.,']аrаются в от-
дельном электротехническом помещении.
На предприятиях с равномерным распределением
электрических наrрузок по ПJlOщади цеха применяется
rеометрически упорядоченная (так называемая модуль-
ная) система выполнения распределительных сетей с
подпольной прокладкой проводов в трубах. Система по-
JJучила указанное название. так как маrистральные ли-
41
НИИ выполняют с заданным шаrом расположения под-
польных ответвительных коробок в пределах 2 6 м
зависимости от характера нроизводства II раЗ Iеров тех-
НО.'10rическоrо оборудования. Прпменение такой системы
сетн П ЗВО.'1яет обеспечить независимосrь распреде.'1П-
тельнои сет н от размсщения теХНО.'IОПIчеСl{оrо оборудова-
ния. Она прнменяется таюке на пре'1ПРИЯТИЯХ машино
строительной, прнборостроительноЙ, радиотехническоЙ и
друrих отраслей ПРОМЫШленности в тех С.'1учаях, коrда
возможна переплаНIlРОВI{а теХНО.'10rическоrо оборудова
иия. Эта система ПРОВОДКП предусматрпвается обычно
также в помещениях, в которых ДОЛЖНЫ соблюдаться
стеРИ.'lЬные условия ПРОИЗводства.
В цехах с неско.'IЫШМИ трансформаторными подстан-
циями иноrда предусматривается так называемая схема
Быходноrо дня, дающая возможность откточить в выход-
ные и праздНИчные дни ряд трансформаторов и питать
оставшиеся осветительные п неБО.'1ьшие СИ.'10вые (при ре-
монтах) наrрузки от оставшихся в работе трансформато
ров. Схемы выходноrо дня ВЫПОЛняются с ПОМОЩЬЮ KO
ротких перемычек на неБО.'1ьшие токи (до 600 А) между
оrраниченным ЧИС.'10М трансформаторов.
9. КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕрrии
[ОСТ 13109 67* устанаВШIВает С.'1едующи допус-
каемые ОТК.'10нения от номина.'1ЬНЫХ напряжении:
на зажимах приборов рабочеrо освещения, установ-
ленных в производственных помещениях и общественных
зданиях, rде требуется значительное зрите.'Iьное н пря-
женпе, а также в прожекторных установках Hapy/!\Horo
освещения 2,5...;.- +5 %;
на зажпмах Э.'1ектричеСКlIХ двиrате.'1еЙ и их пусковых
аппаоатов 5...;.-+10 %; u
H зажимах остальных прием ников электрическои
энерrии :!: 5 %.
В ПОС.'1еавариЙных режимах допускается ДОПО.'1ни-
те.'1ьное понижение напряжения на 5 %.u
Поддержание оптима.'1blIЫХ уровнеи напряжения H
источниках питания и непосредственно у потребите.'1еи
имеет большое значение Д.'1Я HopMa.'1bHOf! работы э.'Iект.
роприемнпков и Э.'1ектроустановок ПрОМЫШ.'1енных пред-
поиятиЙ. ОТК.'10нение напряжения в ту ИШI друrую CTOu
рОНУ от нормированных уровнеЙ наносит значительныи
ущерб. б u
Причиной ОТК.'10нений напряжения у потре ите.'1еи
даННоrо предприятия является изменение режима рабо-
ты ero Э.'1ектроприемников и э.lектроприемников друrих
потоебите.'1ей, пнтающихся от той же сети, а также из-
мен'ение режима питающей энерrосистемы. В реЗУ.'1ьтате
изменяются токи в сети и, С.'1едовательно, потери напря-
жения в ней. Это вызывает необходимость реrуш!рования
напряжений Д.'1Я поддержания необходимоrо ero уровня
при разных режимах.
На понижающих трансформаторах rпп и пrв С.'1с-
дует, как праВIШО, применять трансформаторы с широ-
ким диапазоном автоматическоrо реrУ.'1ирования напря-
жения. ЭТО ПОЗВОШIТ получить ОПТ!Iма.'1ьные уровни Ha
пряжения при разных режимах работы системы
электроснабжения.
Колебания напряжения при работе электроприемни-
IЮВ оцениваются следующими показателями.
1. Размахом изменения напряжения () V, т. е. раз-
ностью между следующими друr за друrом экстремума-
ми оrпбающей действующих значениЙ напряжениЙ, В:
{)V == и тах и тin' (9)
Собтодение установленных нормативов качества
ЭJ!ектроэнерrии ЯВ.'1яется важнейшеЙ задачей системы
Э.'1ектроснабжения ПРОмышленных предприятий. Задача
УС.'10жняется в связи с ростом мощностеЙ электроприем
ников, работа которых вызывает искажения показате-
лей качества Э.'1ектроэнерrии. К чис.'1У этих Э.'1ектропри-
емников относятся Э.'1ектродвиrате.'1И про!{атных станов,
дуrовые ста.'1еП.'1аВИ.'1ьные печи, крупные электросвароч-
ные arperaTbI.
. В [ОСТ 13109 67* устаНОВ.'1ены нормативы по раз-
личным показате.'1ЯМ качества Э.'1ектроэнерrии, которые
приводятся Ниже.
Отклонения напряжения, т. е. разность между факти-
чес!.шм и номина.'1ЬНЫМ значениями напряжения в дан-
ныи момент времени,
V == и UHOM'
V == и ИН()М 100
.
ином
или
(8)
ИШf, %, {)V ==
И тах И тin
И 1lOМ
100.
48
4 226
4(#
Если оrибающая действующих значений Нilпряжения
имеет rоризонтальные участки (рис. 17), то размах И3
менения напряжения определяется как разность между
соседними экстремумами и rоризонтальным участком
или как разность между соседними rоризонтальными
участками.
6"V,io f
100
99
6" V 1
9 Т
.97rM 2 I
1. 2
6"V з Ц 11 M..
, ,Ы Ч
7 8 9 10 11 12 т,с
Рис. 17. Колебания иапряжения (пять размахов изменений напряже
ния за 12 с)
2. Частотой изменений напряжения (l/с, l/мин, l/ч):
F == nz/Т, (10)
rде т количество ИЗI\Iенении напряжения со ско'
ростью изменения БО,1Iее 1 % в секунду за время Т (рис.
17) .
3. Интервалами между следующими друr за друrом
изменеыlЯМИ напряжения t!t"j (рис. 17).
Если интервал времени между концом одноrо изме
непия и началом следующеrо, происходящеrо в том же
направлении, менее 40 мс, то эти изменения рассматри
ваются как одно.
Соrласно [ОСТ 13109 67* допустимые значения раз-
махов изменений напряжения в зависимости от частоты
ИЮI интервалов между изменениями напряжения на за
жимах ламп накаливания определяют по кривым, пред
стаВ.lенным на рис. 18. Для остальных электроприемни-
ков допустимые значения б V не нормируются.
При работе элеКТРОПРllе!\шиков срезкопеременноЙ
ударной наrрузкой в электрической сети возникают рез-
кие ТОлчкп потребляемой мощности. Это вызывает из
мененпя напряжения сети, размахи которых MorYT до-
стиrнуть больших значенпЙ. Эти явления имеют место
50
при работе прокатных электродвиrателей, дуrовых злек
тропечей, сварочных машин и др. Указанные обстоятель
ства крайне неблаrоприятно отражаются на работе всех
электроприемников, подключенных к данной сети, в том
числе и электроприемников, вызывающих эти изменения,
и MorYT привести к нарушению технолоrическоrо процес
'....
I I"-...l
11-
't6 1020 чо 80 12DЧ6 1020 чо 80 120Ч 6 1020 чово
, ,
ov,io
5
If
J
2
1
т
0,25 0,10,05 0,020.0080,170,05 0,2 0,0080,17 0,5 о,О2М
Изменения, u Изменения, мин ,Из менения, с '
Рис. 18. Допустимые размахи изменений напряжения в зависимости
от частоты или Иlпервала между изменениями напряжения
са производства. Особенно чувствительны осветительные
электроприемники.
Реrулируемые вентильные преооразователи потрео
ляют большие реактивные мощности, которые в основном
и вызывают колебания напряжения. В системах peBep
сивноrо вентильноrо э.lJектропривода, работающеrо 13
повторно-кратковременном режиме, MrHoBeHHoe значение
реактивной мощности изменяется в широких пределах за
рабочий цикл станов холодной прокатки, при этом на.
бросы реактивноЙ мощности превышают 10000 квар.
Это вызывает большие колебания напряжения, напри
мер 10 20 % в сетях 6 10 кВ.
Коэффициент несинусоидальности Кис достиrает 25
30 %.
Колебания напряжения, имеющие место при работе
крупных синхроиных двиrателей с резк-о.переменной Ha
4.
51
rрузкой, определяются с учетом переходных проuессов,
так кш< при этом мощность, потребляемая элеl<тродвиrа-
телем, значительно отличается от МОЩНОСТII установив-
шеrося реЖШ,lа. Значения lюлебанпu напряжения, оп
ределенные без учета перехо.:щых проuессов, MorYT в не-
сколько раз превыспть деuствптеJlьные значения.
Нпже приведены неlюторые практические указания и
формулы Д.1Я определения разыахов измененпя напря-
жения Прll работе крупных синхронных двнrателеи с
резкопеременной ударной наrрузкой.
ЕСЛII суммарная мощность всех источников пптания
данноЙ энерrетпческой систе.\'!Ы достаточно велика и co
ставляет не менее 10-кратноrо значеНIIЯ наброса мощ-
ности Прll работе наиболее I<рупноrо элеКТРОПРllемника
с ре3lюпеременной наrрузкоЙ, то влияние этой наrруЗI<И
праКТIlчеСЮ1 сказывается ТОЛЬКО на изменениях напря
жения.
В соответствующих точках системы колебание напря-
жения, вызываемое изменениямп (набросами) активной
наrрузки на j.p и ре3l<ТИВНОЙ на I1Q, может быть ориен
тировочно определено по формуле
БИ t",Pr::f= t",Qx (11)
и 2 '
rде БИ потеря напряжения, отн. ед.; !1Р, I1Q изме
нения (набросы) Ш<ТИВНой и реактивной трехфазноЙ
мошностей элеl<троприемника, МВт и Мвар; r и х aK
тивное и реактивное сопротивления на фазу, Ом; И
линеЙное lIапряжение, кВ.
Формулу (11) путем преобразованиЙ можно приве-
сти к виду
БИ ЛРr::!:: t",Qx
SHZ
r
t",P ::!::t",Q
х
(12)
Z
SH
Х
rде SK МОЩНОСТЬ КЗ в точке электрической системы, в
которой проверяются колебания напряжения, МВт; Z
полное сопротивление; значение I1Р с положительным
знаком принимается при увеличении мощности в режи
ме двиrатеJIЯ и прп уменьшеНIШ мощности в режиме
reHepaTopa; значение I1Q с положительным знаком
берется при уменьшении отдаваемой и при увеличении
потребляемой электроприемникоl'vI реактивноЙ мощности,
52
Коэффиuиент МОЩIIОСТИ ударных наrрузок, как пра-
вило, невелик, так как этп наrрузки практичеuски чисто
реактивные, за исключением электродвпrателеи для пре
образовательных arperaToB ПРОI<атных станов, у которых
а!<ТПБная составляющая ударноЙ наrрузки также дo
вольно значительная. Однако напБО.'1ее опасными для
колебаниЙ напряжения являются реаКТПВllые наrрузки в
сетях 6 10 кВ, так как аКТlIвная слаrающая потери Ha
пряжения в этих сетях невелика. Соотношения между
активными и индуктивными сопротивленпями элементов
сети r/x составляют:
Воздvшные линии 110 220 кВ
Кабельные линии 6 10 кВ . .
Токопроводы 6 10 кВ . . .
Трансформаторы 2.5 6З МВ. А
То же 63 500 МВ. А . .
Реакторы РБА 6 10 кВ до 1000 А
Реакторы РБА 6 10 кВ 1500 А. .
Реакторы РБАМ 10 кВ до 1000 А . .
Паротурбинные reHepaTopbI 12 60 м.Вт
То же 100 500 МВт . . . . . . .
Подстанции в распределительных сетях
О, 125 O,5
1 ,25 5
0,04 0,ll
0,06 0, 143
0,02 0.05
0.02 O,067
O,0125 O,025
0,014З О,О'l
O,OI2 0,02
0,0075 O,OI
0,067 и выше
Активное сопротивление всех элементов сети, кроме
кабелей, значительно меньше индуктивноrо. Активное
сопротивление кабельных линиЙ больше индуктивноrо, но
в заводских сетях крупных предприятиЙ при ширOlЮМ
внедрении токопроводов 6 1 О кВ и r лубоких вводов
110 220 кВ они становятся малопротяженными и их дo
ля резко снижается. Поэтому они не оказывают боль
шоrо влияния на результирующее значение отношения
r/x в uелом по предприятию. Это обстоятельство позво-
ляет применить упрощенные методы расчета колебаниЙ
напряжения при резкопеременных ударных наrрузках.
Исходя из приведенных соотношениЙ r/x для разных
элементов сети можно по изложенным соображениям
принять по совокупности для электрических сетей про
мышленных предприятий при расчетах колебания напря-
жеНIIЯ среднее значение r/x в пределах O,I O,03. При
этом отношение Z/x получается примерно равным 1. Ec
ЛИ ЭТИ значения подставить в формулу (12). то она при
мет следующий вид:
6и == (0,1 +- 0,03) t",p::!: t",Q
Sl{
(13)
53
Учитывая маЛОе отношение rfx элементов сети, aK
тивным сопротивлением вообще можно пренебречь, тем
более, что сами значения набросов дР и дQ имеют ори
€нтировочный характер. Тоrда колебания напряжения
можно определить по еще более простой формуле
БИ == дQIS н . (14)
Из формул (11) и (14) можно сделать важный вывод
о том, что при заданных набросах пР п дQ значение KO
лебаний определяется мощностью КЗ пптающей сети и
чем последняя выше, тем меньше колебания.
В системах электроснабжения с ударными резкопе
ременными наrрузками проверяется распредеJlение этих
наrрузок между пптающей энерrосистемоЙ п reHepaTo-
рам и заводскоЙ ТЭU, так как последние обычно не рас-
считываются на воспрпятие больших и частых ударных
наrрузок. Набросы мощности от электроприводов про
катных станов MorYT иметь различныЙ характер (на сля
бинrе, например, наброс полной мощности длится при-
мерно 0,1 с).
Вторым существенным источником колебаний напря
жения являются дуrовые трехфазные сталеплавильные
электропечи (ДСП). При работе ДСП имеют место ча-
стые отключения, число которых достиrает 10 и более в
течение одноЙ плавки. Наиболее тяжелые условия полу-
чаются в период расплавления металла (шихты) и в
начале окисления (рис. 19). При этом возникают экс
плуатационные толчки тока (токи эксплуатационных
КЗ) /э,к, вызванные обвалом шихты при ее расплавлении
и замыканием ее на электроды. Частота толчков нахо-
дится в диапазоне 0,1 25 [ц и определяется колеба-
ниями токов электрических дуr. Значение тока при толч-
ке зависит от вместимости печи, параметров печноrо
трансформатора, полноrо сопротивления короткой сети.
Ориентировочно для отечественных ДСП можно при
пять следующие значения токов эксплуатационных КЗ:
Вместимость печи, т. O,5 6 IO 50 IOO 200
[з,н . . . . . . . (3,6 3,2) [НОМ (3,2 2,3) [НОМ' (1 ,4 2,2) [НОМ
Относительные величины диапазона колебаниЙ тока
на ДСП малой вместимости (O,5 6 т) больше, чем на
ДСП среднеЙ (10 50 т) или большой (80 200 т) вме-
СТИМОСТII.
54
вr-б =-
O:Jt/f!OVOH 3Л/l;J//ОlJ//uоdu З r
I.l-б "q//lJdШ!!зн" О ;.-,
S17i /'{ннпо /JlodODOU
озhf!О//ОJl 3ЛIl3//DlJ//uоdu 3-С[ :r:
OJ-б "OO:J/iO"/QHl/lJO /Jlodooo/J
ВОи ОО[JоdШJlа//1i' i'/;JЧllО/J
о..
03PJ!O//OJl 3ЛIl3//0lJ//uоdu 3-/. 1--.
БV'8 (lI/1;Jl/liш:; r'-11I1I) JI:;fiи о)
'"
с..;
.I!;;
1::' 9,
'i' 8
-ш- l:?' f
<.., х
'" t::! 1,«
" ""- ;;:):
\::'1:: i
'"
'" 1)( )(
L.-':,t'x
t 1:::
с..; с..; .)( >\
V)(X
'" ..
хх
х
/
'"
,;" <:::,
1)( Х ХХ
'л
ь:у,>< )(
лЛ/""
'"
'>::
""
'"
'<:>
t::!
'"
'"
'"
;ХЛ
- 1\Xt""
..,.
''>:; 50
....
:.-
.....
'ОТ/.
'I/ZL
f'ZI
Z'ZL
П/.
!li/Z/.
!lЛ!
/.1;-'[1
!Jq'[/.
!}2'[I
!lП!
ОП!
бt-i/1
8l::.J
:t
gпJ/.
Вfтrл
пш
I.l71!
:J
М-б
"""-
Q,;'
<Q
'Q <} '"
)J!/VlJШ3И JI:J/iuиu
JlOeU.701!" еооu
'1l1зu/iШ:J Ш-N llН
:JlJН;JhО///Jlзdзu
'/нзu/iШ:J Ш g IIН
3/1II3hШ//Jlзd:;u
')JJlТшт 30lllJQOhТJJlJ :;,
о
Q
'/lIзuIiШ:J Ш-1' "J//I ;':
lJЛll3hOf//шdзu
llШ:Jзgсл ТJhlJ[J0U =-
J"l0dU !!-/. 3ЛШ/fси i:
J/0/13//0lJ//U:Jcd
;;0IlО6110)/0 1:5
03nРО//О)l t::
l!ЛНlJО/Qt/СlJd u
t:i
lihЩ tfШQf'I:JО
=-
:r
Q)
':.:
о
:r:
/'1ш:z:лiЛ 1J)Ш»О[Jои
=-
/Qш:z:от
QQ//ТJf/PO IlQо dз u
Q)
to;
«3
f-o
CJ
.:.:
о
'"
о
.....
gОlJоdШJl9!/t )I:JIiU:Jdзu
CJ
:s:
о..
55
Определение размахов напряжения при работе дуrовых стале-
rlлавильных печей. При cOB:vrecTHoM питании дуrовой сталеплавильной
печи и так называемоЙ «спокойной» общеuеховоil наrрузки (рис. 20)
размах изменения напряжения б V па шинах вторичноrо напряжения
6 10 кВ ПОНliзптельноrо трансформатора rпп или пrв можно с
достаточной для практических uелей точностью определить по фор
муле
8V VЗМ(rСОS(j'л+хsiПIj! ),
(15)
[де д/ бросок тока при работе электропечи; r и х соответствен-
ио активное и реаl\тивное сопротивления uепи на участке между ис-
точником питания и шинами 6 З5 кВ.
Учитывая. что соrласно исследоваииям ко-
лебания напряжения наибольшие при (r , близ-
ком к 900, и что активным сопротивлением r
можно пренебречь, фОр!>lУЛУ (15) можно уп
ростить, приведя ее к впду
Рис. 20. Схема пи-
тания электропечи
ДСП и «епокоЙ
ноЙ» наrрузки от
общеrо трансфор-
матора:
БV VЗМхsiп90С J/змх.
(16)
Если для оuенки колебаиий напряжения с
учетом их частоты принять расчетныЙ размах
изменений тока при работе ДСП равным 100 %
НО lинаЛЫlOrо тока /ЧОМ печи, то значение
броска тока д/ можно определить по фОРМУ.'lе
5 т
д/ /HO ! /
1- 3 UIIOM
}/зи
(17)
rде 5 т номина.%ная мощность печноrо транс-
форматора; И напряжение на шинах 6
35 кВ, которое практически, может быть при-
нято равным номинальному напряжению сети.
Если значение х выразить через мощность
К3 на шинах 6 35 кВ: х И2/5", а д/ принять по формуле (17),
формула (16) примет !1рОСТОЙ вид. %:
1 печноii трuнсфор-
матор; 2 цеховоЙ
трансформатор: 3
электропечь
БV \ 3Ых 100 100.
И 51<
(18)
Такнм образом, значения размахов изменения напряжения в oc
новном определяются мощностью К3 питающей сети.
Выражение (18) может явиться I\рнтерием допустимости под-
ключения дуrовой печи к общей сети, от которой питаются лампы
накаливания. Получеиное по этим формулам значение б V не должно
56
превышать получеШlOrо по кривой рис. 18 в соответствии с [ОСТ
IЗI09 67*. Аналоrичным критерием пользуются и за рубежом.
При работе нескольких печеЙ размахи изменений напряжения
увеличиваются пропорuиона.%но числу ДСП, но складывать их ариф-
метически нельзя, так как броски токов от разных печеЙ не совпада-
ют по времени. Нужно вводить поправочныЙ коэффиuиент К для
учета увеличения изменениЙ напряжения при работе нескольких
ДСП.
Для определения этоrо коэффиuиента К при работе n печеЙ раз-
личной вместимости с печными трансформаторами разноЙ мощности
5.1, 5'2, 5 тз , ..., 5 т . можно предложить следующую ориентировочную
формулу
K
/ 52.
...... Tl
i 1
(19)
5 ттах
rде 5. тах мощность наибольшеrо э.lектропечноrо трансформатора
в rрупне.
В настоящее время в определении коэффиuиента К нет единоrо
мнения. Исследования показали, что для n печей одинаковоЙ мощно-
сти К Vn. ЭТО выражение применяет я во мноrих зарубежных
4;
странах. Однако имеются и друrие формулы, например K l n.
Уменьшение колебаний напряжения от электропечных иаrрузок
может дать нрименение прину дительноrо rрафика при работе не-
скольких печей. На рис. 21 приведены индивидуальные rрафики ра-
боты шести печеЙ ДСП и суммарный rрафик их наrрузки. При при-
нудительном сдвиrе индивидуальных rрафиков в период с 12,5 до
13 ч MorYT быть уменьшены не только суммарные колебания, но и
максимальная мощность, потребляемая электропечным иехом. Од-
нако этот вопрос требует дополнительной проработки jj исследова-
ний в эксплуатаuии. так как применение принудителыюrо rрафика
может при определенных условиях привести к некоторому уменьше-
нию выпуска продукuии.
Определение lIIiKOB (бросков) электрической наrрузки при элект-
росварке. ПОВТОРНО-I{ратковре lенныЙ режим работы сварочных ап-
паратов с частыми их включениями и большими пиками тока вызы-
вает. значительные ко. ебання напряжения в иеховых распределитель
ных сетях напряжением до 1 кВ. В рабочем режиме машин контакт-
ной сварки кратность пиков тока может достиrнуть 2/ пом , а в режи-
ме К3 электродов машины 3/ ном и выше.
Мероприятия по оrраничению колебаний напряже
ния. В первую очередь предусматриваются оптимальные
51
решения схемы электроснабжения с минимальными до-
полнительными затратами, к числу которых относятся:
приближение источников высшеrо напряжения к эле к-
троприемникам с расположением пrв в непосредствен,
ной близости к электропрпемникам с резкопеременнои
наrрузкой и раздельное питание этих электроприемников
от спокойных наrрузок путем примепения реакторов пли
1
D
b
1 C
О] 8 9 10 11 12 13 1Ч t,ч
а)
Р,МВ1
1
J 8 9 10 11 6) 12 13 1'1 t}ч
Рис. 21. rрафики активной наrрузки электропечей ДСП:
а индивидуальные: 6 суммарные
силовых трансформаторов с расщепленными обмотками.
В пос.'1еднем случае рекомендуется коэффициент рас-
щепления k p равный 3,5; u
питанпе рез копе ременных и спокоиных наrрузок от
Gтдельных трансформаторов, что является наи.'1УЧШИМ
решением для обеспечения и заrрузки трансформаторов.
При этом можно допустить общий резервный трансфор-
матор для спокойных и резкопеременных наrрузок;
соблюдение оптимальноrо уровня мощности К3 в се-
58
тях, питающих Э.'lеКтроприемники срезкопеременной на-
rрузкоЙ в пределах 750 1 О 000 МВ. А.
При небольшом числе электроприемников с резко
переменной наrрузкой необходимо питать их непосредст
вен но от трансформаторов через мощные выключатели
Mrr или Mr, а спокойную наrрузку Подключать через
обычные выключатели и rрупповые реакторы (рпс. 22).
Перечисленные меропри-
ятпя для оrраничения !шле- . 1l0 2Z016 lOKB
бания напряженпя не тре-
буют, как правило, примене-
ния специальноrо оборудо-
вания и устройств. Если они
оказываются недостаточны-
ми, то предусматриваются
спеuиальные устройства и
установки для уменьшения
размахов изменений напря-
жения, описанные Ниже.
СпеЦИQ,lьные быстродей
СТВУЮlЦие синхронные ком-
пенсйТОры (СК). Оrрани-
чить размахи изменений на-
пряжения обычными средст-
вами компенсации (статиче-
скими конденсаторами или
синхронными компенсатора-
ми общеrо назначения) во МНоrих случаях не удается
вследствие их малоЙ и медленнодействующей реrулиру-
ющей способности.
[(ля использования статических конденсаторов в ре-
жиме резкопеременной ударной наrрузки и получения
при этом высокоrо реrулирующеrо эффекта необходимо
применпть плавное и быстродеЙствующее автоматичес-
кое реrулирование, не имеющее зОНы нечувствительно-
сти. Такие Iшнденсаторные установки пока не выпуска-
ются.
Наиболее эффеIПИВНЫМП являются быстродействую-
щие источнпки реактивной мощностп большой переrру-
ЗОчной способности, устанавливаемые непосредственно
у потребителей реактпвной энерrии, к которым можно
отнести спецпальные быстродействующие компенсаторы
ТОЛчковой наrрузки. Преимуществом СК является воз-
МОЖность их трех-, четырехкратной кратковременной
6 10кБ
O,ltKB
Рис. 22. Питание ударных и
«спокойных» наrрузок от обще-
ro траисформатора с примеие-
нием rрупповоrо реактора
59
MorYT повторяться 600 700 раз в течение 1 ч при усло
вии, что деЙствующий ток за цикл прокатки не превысит
номинальныЙ.
Синхронный компенсатор имеет асинхронный peaK
торныЙ пуск с примененисм 10-кратноrо сопротивления в
роторе. Для ускорения останова СК применяется дина-
мическое торможение. Предусматривается реrулирова
ние реактивноrо тока таким образом, чтобы емкостныЙ
реактивный ток СК соответствовад реактивной толчко
вой наrрузке (в данном случае венти.'1ЬНЫХ преобразо-
вателеЙ) , имеющеЙ индуктивный характер. Б.'Iаrодаря
этому компенсаторы работают в режиме, близком 1< «сле
жению» за потреблением реактивноrо тока веНТIIЛLНЫХ
преобразователеЙ r лавных приводов [подробно см, 6].
Это позволяет компенсировать толчки реактивноЙ на-
rрузки от вентильных э.lектроприводов и вызываемые
ими колебания напряжения на шинах 6 10 кВ ПIlТаю
щей подстанции. Одновременно решается задача повы
шения коэффициента МОЩНОСТИ. Недостатками описан-
Horo компенсатора являются большие rабариты и мас-
са, а также значительные потери вследствие низкой
частоты вращения.
Синхронные электродВИ2Qтели. Для оrраничения раз
махов изменений напряжения при резкопеременных
MeKa толчковых наrрузках ИСПО.1ьзуются также синхронные
двиrатели (СД) со СПОI<ОЙНОЙ наrрузкоЙ, присоединяе
мые к общим шинам с вентильными преобразователями.
вным током подключенныХ При этом СД должны иметь необходимую располаrае
«режиме слежения» за реакти Мощность СК определяютмую мощность, быстродействующее возбуждение (жела-
потребителей электроэнерrqИ'ка наrрузки объекта, под.телыю тиристорное) с высоким потолком форсировки и
исходя из параметров rp H этом учитывают ток под-быстродействующиЙ автоматическиЙ реrулятор возбуж
лежащеrо компенсаr;ии. l ый может достиrнуть боль,.дения. Такое решение, принятое на широкополосном
питки от СК MecV- 1,з, TM eHcaTOpы довольно широкостане 2000 ОДНоrо металлурrическоrо завода, дало xopo
шоrо значения. акие П и их помощи достиrаетсяшие результаты.
применяются за ру ежом. р ия в сети 110 220 кВ де Большинство СД имеют большую переrрузочную спо-
снижение колебании напряже ш н М стаllдар том мощностьсобность по rенерации пиков реактивноЙ мощности при
u но р ми р ованных на и . , u
значении, в изrотовляемых нашеЙ электропро.мерно такую же, как у специальных СК ТОЛЧКОвои
таких компенсаторо , е в емя состаВ.lяет 10 Мвз[1fаrрузки, т. е. значительно выше, чем у СК общеrо при-
мышленностЬЮ Ha T7 \'fe ра 10' кВ. Они служат так.wенения. Исследования показали, что при быстродейст
( ис. 23) на 6 к и оэlфф Р I HTa мощности питающе:/3Ии выдачи компенснрующим устроЙством реактивной
же для повышения cKaioT толчки реактивной моn:.МОЩНОСТИ примерно 115 Мвар в 1 с можно получить
сети. Компенсаторы допу 1Олную стабилизацию напряжения в сети при работе
НОСТИ до 20 Мва Р ' 15 М а продолжительностью 1 15 стектропривода БЛюминrа. Использование же СД с рез-
Наrрузки до в Р <опеременной ударноЙ наrрузкой для компенсации на-
u мощности Таким образом,
переrрузки по реактивнои ьными'в настоящее время
наиболее эффективными и реал являют ся сии-
б u нап р яжения
для оrраничения коле ании u аrру зки со спе-
. О р ы ТО.fIЧКОВОИ Н
хронные компенсат быстродеЙСТВУЮЩIlМ тири
циальнЫМИ параыетраМII, шой кратностью форси-
сторным возбуждением, С б O.fIb е в так называемОМ
ровки возбуждения, ра отаЮЩIl
, ОВОЧIIO О стана с применеll И -
Рис. 23. Схема электроснабжения заrо ОБ дл'я уменьшения колеба-
еМ спеuиальных синхронных компенса 1е" т р онрнво!1,ОВ с веитИльны-
RИЙ напряжения при работе rлавиых '" ,. .
ми пrеобразователями:
езсрВ. 4 вспомоrательные
1 СК; 2 rлавные приводы ст нt:""3т ЕСТОРН IЙ возбудитель
"ЮМbI и друrие потребители стана.
60
6
бросов реактивноЙ мощности представляет значитель-
ные затруднения вследствие сложности осуществления
автоматическоrо реrулирования возбуждения (АР В )
этоrо дВиrателя.
Статические ИСТОЧНИКИ реактивной J.!ОЩНОСТИ (ИРМ).
в связи с непрерывным ростом числа и увеличением мощ-
ностеЙ электроприемников с резкопеременноЙ ударноЙ
наrрузкой в системах электроснабжения промышленных
предприятий выдвиrаются новые требования к качеству
электроэнерrии и к источникам реактивной мощности.
Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют
статические ИРМ.
Они характеризуются высоким быстродеЙствие""
плавным ИЗМt'нением реактивной мощности, безынерци-
онностью. Они являются эффективным средством для
улучшения режима напряжения системы электроснабже-
ния промышленных предприятиЙ при резкопеременных
ударных наrрузках и являются весьма перспективными.
Статические ИРМ находят широкое применение за ру-
бе ом. В СССР разработан ряд вариантов и модифика-
ции статических ИРМ.
В качестве примера (рис. 24) приведена схема ста-
ти;,ескоrо ИРМ с параллельным включением реrулируе-
мои индуктивности 1 и нереrулируемой емкости 2
(ЭНИН им. [. М. Кржижановскоrо и Ленинrрадский
политехнический институт). В качестве индуктивности
принят управляемый реактор с подмаrничиванием, в ка-
честве емкости конденсаторная батарея. Суммарная
мощность ИРМ составляет
Q == QL Qc ,
rде QL мощность, потребляемая реактором; Qc
мощность, rенерируемая конденсаторной батареей.
Значение и направление мощности ИРМ в каждыЙ
момент зависят от реrулируемой мощности QL. Мощ-
ность конденсаторной батареи Qc выбирается равной
или несколько меньше ОЖидаемоrо наброса реактивной
мощности. При набросе реактивной мощности мощность
ИРМ повышается до максимальноrо значения, paBHoro
Qc, а при сбросе понижается до минимальноrо значе-
ния. При наличии в питающей сети вЫсших rармоничес-
ких должна предусматриваться соответствующая защи-
Та конденсаторов ИРМ.
62
Мероприятия по 02раничению колебаний напряжения
при пуске электродВИ2ателей. Допустимые колебания на-
пряжения при пусках электродвиrателей зависят от час-
тоты пуска и характера друrих потребите.'IеЙ, присоеди-
ненных совместно с этими дВиrателями.
Наиболее простым и распространенным способом яв-
ляется прямоЙ пуск от полноrо напряжения сети. Одна-
ко при этом способе u ВОЗНlIкают большпе переrрузки, а
при пуске двиrателеи мощностью
2000 кВт и выше возникают ко-
лебания напряжения недопусти-
мой величины. Реакторный пуск
уменьшает влияние на сеть, од-
нако ухудшаются пусковые ха-
рактеристики двиrателеЙ. Д.'Iя
мощных двиrателей наиболее ра-
циональным методом является
частОТНЫЙ способ пуска от тири-
сторных преобразователей часто-
ты.
Для оrраничения токов самО-
запуска двиrателей и вызванных
ими колебаНllf\ напряжения при-
меняется:
снижение по возможности вре-
мени деЙствия автоматическоrО включения резерва
(АВР) и автоматическоrо повторноrо включения (AIIB);
использование ступенчатоrо и частичноrо АВР, при
котором в работе сохраняются лишь наиболее ответст-
венные двиrатели, а остальные отключаются. Выдержка
времеЮI uминимальноЙ защиты сохраняемых в работе
двиrателеи принимается по условиям техники безопасно-
сти.
u Для облеrчения самозапуска прпменяются быстро-
деиствующие защпты в ПИТающих и распределительных
се:.ях. Для к упных двиrателеЙ с ударноЙ резкоперемен-
нои наrрузкои самозапуск, как правило, не применяется;
они должны немедленно отключаться защитоЙ мини-
Ma.'IbHOrO напряжения при исчезновении напряжения.
ТОК при саМОЗ .!Iуске синхронных электродвиrателей оп-
ределяется с учетом влияния токов, обусловленных не-
синхронным их включением.
Минимальное воздействие пусковых токов на питаю-
щую сеть имеет место при схеме БЛОКа трансформатор
Рис. 24. Схема ИСТОЧIIИ'
ка реактивной мощности
(ИРМ) с паралле.'lЬНЫМ
вк ючением реrулируе-
мои инл.уктивности Н He
реrулируемой емкости
63
двиrатель. При этом мощность трансформатора в боль
шинстве случаев может быть выбрана близкой к мощ-
ности электродвиrателя (в пределах их номинальных
мощностей). При частых и тяжелых пусках может, од-
нако, потребоваться увеличение мощности трансформа
тора (примерно на 15 30 %) для сниженпя падения
напряжения в трансформаторе до доПустимоrо значения.
Рис. 25. Схемы последова
тельноrо соединения П(Jеоб
разователей:
а при ДВУХЪЯКОРНLlХ двиrате-
лях; б пр" ОДIIОЯКОРИОМ двп-
5} rателе
о.}
Автотрансформаторный пуск в настоящее время не
применяется, так как расчеты ПОlшзал-и, что по условиям
сохранения остаточноrо напряжения при пуске в этОМ
нет необходпмости. По условиям же колебания напряже
ния у электроприемников, подключенных к обшей сети
с крупными элеI{ТрОДВиrателямн, автотрансформаторный
пуск также не требуется ввиду возросших мощностей
питающих систем.
Л1ероприятuя по снижению колебаний напряжения.
Для уменьшения колебаний напряжения при работе
электропривода, в частностп с вентильными преобразо-
вателями, применяются электроприводы с пониженным
потреблением реактивной мощности. Это достиrается при
менением в схеме электропривода: встречно-последова-
тельноrо управления преобразователями; несимметрич-
ной системы сеточноrо управления; схемы искусственной
коммутации; ДВУХЗОННОrо реrулированпя; специальноrо
трансформаторноrо arperaTa, включающеrо анодный
трансформатор и встроенный управляемый источник pe
активнОй мощности.
Применение поочередноrо управления последователь-
но включенными преобразователями при двухъякорных
двиrателях (рис. 25, а) дает возможность уменьшить
толчки реактивной мощности примерно На 30 40 %.
При одноякорных двиrателях более перспективна схема
рис. 25, б. в которой параллелыIo соединены два преоб-
разователя, имеющие поочередное управление плечами
моста или неСИl\lметричное управление.
64
Мероприятия по 02раНllцсниlO уровня 2аРJllOник в си-
CTeJvtaX электроснабжения. Высшие rармонические то .И
и напряжения вызывают дополнптельные потерп элект-
роэнерrии, HarpeB электрооборудования, а иноrда и ет
повреждение, увеличивают интенсивность старения изо
ляЦШI электрооборудования, кабелеЙ, приводят к выходу
ИЗ строя конденсаторных батареЙ, а также окаЗЬiваюr
вредное влияние на реЖIlМ работы вентильных преобра.
зователей (неуспешные коммутацип), вызывают нечет-
кую работу аппаратов и приборов связи, измерения, за-
щиты, автомапши, телемеханики вследствпе возникнов ,
ния резонансных явлений. В связи с все более шпроким
применением тиристорных преобразователей и друrих
электроприе ников, яв.пяющихся источниками высших
rармонических, проблема оrраничения иес"иусопдально
сти напряжения является в настояшее время одной 113
осиовных В электроснабженип промыIlенныыx предприя-
тий, особенно при прпменении управляемых вентильных
преобразователей. Эти преобразователи вызывают иаи-
более серьезные нарушения качества электроэнеРПI!I в
питающей сети. Они Оказывают значительное влияние иа
изменение синусоидальной формы кривых напряжения и
тока.
[ОСТ 13109 67* длительно допускает на зажимах
любоrо электроприемника несинусоидальность формы
кривой напряжения, при котороЙ действующее значение
всех высших rармоник не превышает 5 % действующеro
значения напряжения основной частоты. Однако иссле-
дования достаточно убедительно показали, что во мно-
rих случаях несинусоидальность напряжения превышасr
пределы, нормпрованные [ОСТ 13109 67 *. При вен-
ТИ.!JЬных преобразователях коэффициент неСИНУСОIJдаль-
ности может достиrнуть 20 25 %.
Как известно, активными ИСТОчниками высших rap
моник являютсп вентильные преобразователи, дуrовые
электропечи, сварОчные машины и аппараты, пускореrу-
лируюшие устройства люминесцентных ламп, которые
создают наибольшие искажения формы кривой напря-
жения. При наличии их в сетях Iюэффицпент несинусо-
идальности может достиrать значениЙ, HaMHoro превы-
шающих нормы.
fенерирование высших rармоник тока в трансформа
торах вентильных преобразователей влечет за собой по-
явление таких же rармоник напряженпя в сети, питаю-
5 226
1111
11
несимметричным напряжением значительно (пропор-
ционально квадрату напряжения) меньше, чем в друrнх
фазах. При несимметрпчноЙ наrрузке в мноrофазной
системе MorYT иметь место ошибки в показаниях счет
чиков, ОС.lОж:нения в работе релейной защиты.
НеСИМ'\1етрия напряжения оказывает втIяние также
и на нор а<lЬНУЮ работу однофазных электроприеМНII-
"'ов, в чаСТНОСТII осветительных, вследствие неодинаково-
сти наПряжения в разных фазах.
Степень неСlIмметрип напряжения характеризуется
IЮЭФФIЩIIентом несимметрии напряжения 1'2, которыЙ
приблшкенно определяется по формуле
102 Sоди/S".
rде Sодн Мощность эквивалентной однофазной наrруз
ки; SK МОЩНОСТЬ КЗ в данной точке питающей ceTII.
Если значение Sодн не превЫшает отношения SK/50,
т. е. SодП";:;,Sк/50, то несимметрия не Превышает 2 %, т. е.
коэффициент несимметрии не превысит 2 % и, следова
тельно, находится в пределах нормы.
Анализ возможных несимметричных режимов в си
стеме электроснабжения производят исходя из реальных
условиЙ работы отде.!lЬНЫХ электроприемнПlШВ и с уче
том ВЮIЯНИЯ напряжения обратной последовательности.
При этом выявляется, удовлетворяются ли COOTBeTCTBY
IOЩIIе технические требования и каковы экономические
Показате.J1И.
Специальные (дополнительные) симметрирующне
устройства (СУ) предусматриваются лишь в тех случа
ях, коrда оказываются недостаточными средства, ука-
занные ниже.
Снижения несимметрии напряжений и токов в пита-
ющей сети можно добиться подключением несимметрич-
ных наrрузок на участках сети с возможно большей мощ
ностью КЗ, выделением несимметричных наrрузок зна
чительной мощности на отдельные трансформаторы,
тщательным и равномерным распределением однофазных
наrрузок по всем фазам.
Уменьшение длительной несимметрии, вызываемоЙ
постоянно подключенными неизменяющимися однофаз-
ными наrрузками, можно осуществить путем применения
нереrулируемых устройств, преобразующих однофазную
наrрузку в трехфазную. Это целесообразно при мощных
однофазных наrрузках. Например, можно применить
68
I
1
включение конденсаторных батарей IIЛИ фильтров BЫC
ШИХ rapMoHIIK в разных фазах в зависимости от уровня
несимметрии в них.
При кратковременном (секунды и доли секунды) xa
рактере несимметрии, например при работе трехфазных
llyroBbIX электропечей, можно приме ить реrулируемые
статичеСlше симметрирующие устроис!ва с необходи
мым быстродействием, например устроиства uдля пофаз
Horo ступенчатоrо реrулирования реактивнои мощности
при помощи батарей статических конденсаторов. Расче-
ты несимметричных режимов приведены в [3].
Основные требования к частоте. Для обеспече:шя
нормальноrо режима работы электрическоЙ сети пред
приятия и энерrоснабжающие орrанизации",ДОЛЖНЫ ПОk
держивать установленные rOCT 13109 67' пределы от-
клонения и колебания частоты.
Отклонением частоты f, ru, называется разность
между действительным f и номинальным 'НОМ значением
основной частоты: f f 'НОМ или, %, > ' f /HOM 100.
При нормальном режиме работы энерrетической си-
стемы допvскаются отклонения частотЫ, усредненные за
10 мин в пределах :1::0,1 rц. Допускается временная pa
бота энерrетической системы с отклонением частоты, yc
редненным за 10 мин в пределах :1::0,2 rц.
Под колебаниями частоты понимаются ее изменения,
происходящие со скоростью 0,2 rц в секунду. Размахом
колебаний частоты называется разность между наи
большим fНб и lIаименьшим 'нм значениями основной ча-
стоты за определенный промежуток времени f==
, б f или % м fНб fим 100. Размах колебаний
н им " 'НОМ
частоты не должен превышать 0,2 rц.
Поддержание частоты на уровне, реrламентирован-
ном rOCT осvществляется мощными rенераторами энер
rетически; систем. Электроприемники промышленных
предприятий в силу их незначительной мощности по cpaB
нению с суммарной rенерирующей мощностью энерrо-
системы не MorYT оказать существенноrо влияния на OT
клонение частоты в питающей сети. Однако следует
иметь в видv что мощные электроприемникп с резко-
переменной н rрузкой ВI;>Iзывают значительные измене-
ния напряжения в сети, а следовательно, и колебания
частоты питающеrо напряжения. Основное влияние на
69
/1
I
;1
11
колебания частоты оказывают быстрые резкопеременные
колебания активной наrрузки. Активная мощность, по
требляемая тиристорными преобразователями rлавных
приводов прокатных станов, изменяется от О до макси
мальноrо значения за время менее 0,1 с, вследствие че-
ro колебання частоты MorYT достиrать больших значений.
Отношение t!:..P/S K в системах внутризаводскоrо элек-
троснабжения промышленных предприятий обычно не
превышает 0.2 (с поrрешностью менее 1 %). с учетом
указанноrо колебания частоты t!:..f при работе упомяну
тых электропрпводов определяются по следующей упро
щенной фОРМУ.'Iе:
м;::::; t!.p
2л:S н Ы
Резкие быстропеременные набросы активной мощно
сти отрицательно сказываются на работе reHepaTopoB и
турбин электрических станций и параллельно включен
ных Э.lектродвиrателей. Они MorYT вызывать нарушение
устойчивости и оказывают механические воздействия на
редукторы и механизмы.
В схемах Э.lектроснабжения предприятий с резко
переменными наrрузками для снижения колебаний ча
стоты предусматриваются мероприятия по увеличению
мощности КЗ в точке присоединения электроприемников
с резкопеременной и спокойной наrрузкой. ЕС.1И этоrо
недостаточно, то питание резкопеременных наrрузок
выделяют на отдельные трансформаторы или отдельные
ветви расщепленных обмоток трансформаторов.
10. ТОКИ KOPOTKOrO ЗАМЫКАНИЯ
I
I
11
1:
I
Значение тока КЗ в электрических сетях промыш-
ленных предприятий находится в зависимости от двух
основных факторов, которые находятся в противоречии
друr с друrом. Для уменьшения сечения кабелей, шино-
проводов, токопроводов И снижения параметров элект-
рическоЙ аппаратуры необходимо оrраничивать токи КЗ,
что удешевляет электрические сети. В то же время Me
роприятия по оrраничеНI!Ю токов КЗ требуют увеличения
капитальных затрат, а самое rлавное, уменьшение мощ
ностей КЗ приводит к ухудшению параметров качества
электроэнерrии, как это показано в 9. Поэтому для
промышленных электрических сетеЙ с относительно спо
10
J{ОЙНЫМИ И резкопеременными ударными наrрузками
применяются разные критерии при определении опти-
мальных токов КЗ.
При резкопеременных ударных наrрузках необходи-
мая мощность КЗ определяется набросами активноЙ !'!Р
и реактивной t!:..Q мощностеЙ. В связи с тем что повы-
шенные значения мощности КЗ в сетях 6 10 кВ при
резкопеременных наrрузках в ряде случаев, в частности
при вентильных приводах, практически недопустнмы для
аппаратуры общепромышленноrо ИСПОЩlения, предусма-
триваются мероприятия, рекомендованные в 9. Исхо-
дя и этоrо оптимальная мощность КЗ на шинах 6
]0 кВ при резкопеременной наrрузке принимается в дна-
пазоне 500 1000 МВ .А. В настоящее время ЭJIектропро-
мышленностью выпускаются маломаСЛЯIIЫЙ выключаТС.1Ь
типа BK 10 и электромаrнитныЙ выключатель типа
ВЭ-I0, отключаемая мощность которых составляет соот-
ветственно 500 и 750 МВ. А.
При спокоЙных наrрузках оптимальный ток КЗ оп-
ределяется в основном параметрами линейных выклlO
чателеЙ MaccoBoro применения на напряжение 6 10 кВ.
Наиболее распространенными являются малоrабаритные
rоршковые выключатели ВМП 10, ВМПЭ-I0, ВМПП-I0,
bmr-l0. их отключаемая мощность 200 350 МВ.А
должна быть полностью использована. Может быть TaK
же применен выключатель ВМПЭ-I0j500 на отключае-
мую мощность 500 МВ.А, которая и будет в рассматри
ваемом случае оптимальной мощностью КЗ.
Если мощность КЗ в распределительноЙ сети пред-
приятия выходит за пределы коммутационноЙ способно-
сти указанных выключателеЙ, то принимаются мероприя-
тия по ее оrраничению. Для этоЙ цели прежде Bcero пол-
ностью используются рациональные схемные решения,
упомянутые в 4, и уже после этоrо, если потребует-
ся, применяются спеuиальные меры, к числу которых
относится установка реакторов н прнмененпе трансфор
маторов с расщепленными обмотками.
Реактивное сопротивление реакторов, устанавливае
мых на присоединениях, предназначается дЛя оrраниче-
ния токов КЗ до значениЙ, соответствующих 1I0миналь
ноЙ отключающеЙ МОщности ВЫКJIlOчателЙ в сетях, и не
предназначается для поддержания напряжения на сбор-
ных шинах во время KopoTKoro замыкания. Применение
иНдивидуальных реакторов на отхОдящих JIИНИЯХ pac
11
I
111
111
I
I
11111
предеJIительных устроЙств вторичноrо напряжения (6
10 кВ) rпп и пrв (рис. 26, а) вызывает значительное
ко структивное УСЛОжнение 11 удорожание электричес-
кои п строительной частей подстанций. Поэтому в боль-
шинстве случаев применяются схемы с rрупповыми
реактора:\ш (рис. 2G, б), устанавтшаемымп в цепях вто-
Т"и" ру б-1ОХ8
/1) о) В)
Рис. 26. Схемы с реакторами:
а индивидуальным: б I'РУППQВЫМ: 8 расщепленным
11
1.
рпчноrо напряжения трансформаторов, на вводах пита-
ющих линий, на отходящих Линиях или на Ответвлениях
от шинных маrистраJIей. Получили распространение
также схемы с расщепленными (сдвоенными) rруппо-
ВЫМИ реакторами (рис. 26, в), однако в последнее вре-
мя в Связи с имевшими место авариями применею!е этих
схем оrраничивается (см. 6).
Расщепленные реакторы в отличие от обычных ИМеют
две ветви И три вывода: два крайних At и А 2 . расСчитан-
ных каждый на ток /, и средний А, рассчитанный На ток
2/. Ветви реaIПора маrнитно сВязаны и раСположены
одна над друrой, направление витков обмоток одинако-
Вое. При равных токах / в обеих ветвях падеНllе напря-
жения в одной ветви СОставит
/1и == ши (ОМ/,
rде М взаимная ИНДуктивность.
Следовательно, если IIНДУКТIIвное СОПРОТIIвленис
обычноrо реаКТора равно индуктивному СОПРОтпвлениlO
ветви расщепленноrо реаКТора, то потери наПряжения в
каждой веТВII будут примерно в 2 раза меньше, чем по-
тери в обычном реакторе. В этом основное преимущест-
ва расщепленных реакторов.
l'
72
При использоваНlI1I расщепленных реакторов необ-
ходимо раВномерно распределять наrрузки между и){
ветвями. Пример применения rрупповых реакторов на
крупных rпп приведен на рис. 13.
ПРIIменение трансформаторов с расщепленны.ми оо-
моткаМII также способствует Ol'раничению тока к.з, так
как они имеют повышенное
напряжение КЗ, что при
определенных условиях поз-
воляет отказаться от реак-
тирования. Трансформатор
с расщепленноЙ обмоткой
имеет две (илп более) об.
мотки на вторичном на-
пряжении. Эти обмотки
рассчитаны на 50 % номи-
нальной мощности транс-
форматора (рис. 27). Вет- а а' Ъ ъ' с с'
ви расщепленной оБМОТt'II
независимы друr от друrа,
не связаны электрически
и имеют только маrнитнуlO
связь. Одной из основных
характеристик трансформатора с расщепленной обмот-
кой является так называемый коэффициент расщепления
К р . Он определяется по формуле, приведенной в [1], как
отношение сопротивления между расщеплеННЫМII обмот-
каМII к сквозному сопротивлению трансформатора.
Искусственное оrраничение тока КЗ не применяется
в слvчае если он не является определяющим фактором
при .выб ре элементов системы электроснабжения. Так,
напрпмер, сечение кабелей или токопроводов, выбранное
по экономической плотности тока, по наrрузке при рабо-
чем или послеаварийном режиме или же по друrим по-
казателям, иноrда превосходпт сечение, необходимое по
току КЗ. u
В том случае, если питаНllе ударных II спокоиных на-
rрузок производится от общих трансформаторов. неце-
лесообразно устанавливать на всех линиях MO HЫC до-
рor'ие выключатели, так как бо.1ЬШПНСТВО ЛIIНИИ обычно
питает спокойную наrрузку; в то же время нельзя orpa-
ничивать мощность КЗ на линиях с ударной наrрузкой,
чтобы не увелпчивать колебания напряжения, недопус-
тимые для спокойных наrрузок.
А JЗ t
Ш
Рис. 27. Трехфа:шый lрансфор-
матор с расщепленными обl',ЮТ-
ками низшеrо напряжения
'73
1111
111
111'
111
111
В этих случаях применяют схему, представленную на
рис. 28. В неЙ не предусмотрено реактирование на BBO
дах от трансформаторов и на линиях к мощным статиче-
ским преобразователям, чтобы не увеличивать пндуктив
JЮСТЬ цепеи и снизить ТОЛЧКИ реюпивной Мощности,
вызываемые резкоперемеННЫМII наrрузками. На этих при-
соединениях примспены мощные ВЬ!I{лючателп 1, так
Рис. 28. Схема коммутаuии при иаличии ударных и спокойных иа
rрузок
как по ним проходят бо.1Jbшие токи К3. На всех прочих
отходящих линиях применено rрупповое реактирование
и обычные сетевые выключатели 2 с Отключаемой мощ
ностью ДО 350 МВ.А. Это одно из возможных решений
при выборе выключатслей в сетях, питающих СПОIЮИ-
ные и резкопеременные ударные наrрузки.
u 3начение токов 1(3 в сетях промышленных предпрпя
тии определяется с учетом подпитки места К3 от элек
тродвиrателей. Эта подпитка на крупных предприятиях
некоторых отраслей промышленности достиrает значи
теЛЫIЫХ величин. Ввиду быстродеЙствия современных
защит подпитка от синхронных двиrателей учитывается
.как в величине ударноrо, так и ОТКJJIочаемоrо токов.
Учет подпитки ПРОизводится при наиболее неблаrоприяr
ном режиме. Дело в том, что при значительноЙ мощно-
сти подключенных синхронных двиrателей наибольшая
подпитка может иметь место не при нормальном режиме
rпп или пrв, коrда секции шин 6 10 кВ работают
раздельно от своих трансформаторов или линий а прп
послеаварийном режиме, при ревизии или peMo ITe од-
74
Horo из трансформаторов или ОДНОЙ из питающих линии,
коrда секционный вьшлючатель включен и вся наrрузка
псрешла на оставшпйся в работе траllсформатор или
ЛШIИЮ.
При определении тока К3 в электросетях до 1 кВ
учитываются все, даже очень небольшие с пrОТlШ.J[еШIЯ
включенных элементов Iюроткозамкнутои сети не
только индуктивные. но и активные. Последние при этом
напряжении оказывают значительное влияние на значе
ние тока К3. Нужно учитывать также активные сопро:
тивления всех переходных контактов короткозамкнутои
цепи: на шинах, присоединениях к аппаратам и, наконец,
в месте К3. Переходные сопротивления в месте К3 име
ют существенное значение, так как этот контакт почти
никоrда не является плотным и совершенным. ОЩIaК?
точный учет всех этих мноrочисленных сопротивлении
затруднителен, так как трудно учесть все ЧIIСЛО упuми
нутых последовательных КОНТа\{ТОВ 13 цепи К3 и значе
ния их переходных сопротивлении.
Поэтому при определении токов 1(3 в сетях, питаемых
трансформаторами мощностью до 1600 кВ. А включи-
тельно, суммарные активные СОПРОТIIвления контактов
учитываются следующими значениями:
0,015 Ом для распределительных устройств на стан-
циях и подстанциях;
0,02 Ом для первичных цеховых распределительных
пунктов, как и на зажимах аппарато , питаемых ради-
альными ЛИНИЯ'"1II от щитов подстанuии или rлавных Ma
rистралей;
0,025 Ом для вторичных цеховых распределительных
пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых от пер-
вичных распредеЮlТеJIЬНЫХ пунктов;
0,03 Ом для аппаратуры, установленной непосредст
венно у Э,,'Iектроприемников, получающих питание от
вторичных распределительных пунктов.
Для сетей, ПIIтаемых трансформаторами мощностыо
более 1600 кВ. А, значения активнЫх сопротивлений под-
лежат уточнению.
Эти активные сопротивления значительно снижают
токи К3 в сетях до 1 кВ и облеrчают выбор аппаратов
при мощных цеховых трансформаторах (1000, 1600 и
2500 кВ .А). Однако применять эти «условные» сопро
тивления нужно весьма осмотрительно и учитывать кон-
75
1111
111
11
I
11
I
I
I
11
иретные условия данной э,псктроустаНОВКIJ, в частности
параметры цепи КЗ н отнетственность объекта.
ДОПУСI<ается выбор аппарата защиты по величине
однофазной предельной коммутационной способности
(ОПКС) по rOCT на выключатели автоматические на
10К дО 4000 А и напряжение до 1 кВ. Допускается TaK
же аппараты защиты выбирать неустойчивыми к Teope
тичеСIШ возможным наибольшим токам КЗ, если защи-
щающий их rрупповой аппарат или аппарат ближайшей
выше.'1ежащей ступени защиты обеспечивает MrHoBeH-
ное отключение тока КЗ, значение KOToporo меньше зна-
чения тока, соответствующеrо ОПКС каждоrо из rруппы
неустойчивых аппаратов, и если такое (неселектпв-
ное) отключение всей rруппы аппаратов не rрозит ава-
рией, порчей дороrостоящеrо оборудования и материа-
лов или длитещ,ным расстройством техиолоrическоrо
процесса.
В заключение необходимо отметить, что по мере уда-
ления от Подстанции токи КЗ си,пьно снижаются.
11. КОМПЕНСАц....я РЕАКТ....ВНОй МОЩНОСТИ
Мероприятия по компенсации реактивной мощности
приобретают в современных условиях всевозрастающее
значение. Они являются одним из эффективных средств,
направленных на решение важнейшеЙ народнохозяйст-
венной задачи экономии топливно-энерrетических ре-
сурсов.
Компенсация реактивной мощности обеспечивает раз-
rрузку reHepaTopoB электростанций, питающих и распре-
делительных сетей и трансформаторов от реактивных
токов и тем самым уменьшение потерь мощности, элеl<Т-
роэнерrии и напряжения в линиях и трансформаторах и,
следовательно, увеличение их пропускной способности.
Остановимся кратко на физической сущности реактивной мощ-
ности и ВОзможности ее компенсаuии.
Проблема появления и компенсаuии реактивной мощности воз-
никает только в сетях nepeMeHHoro тока. Известно, что прохождение
nepeMeHHoro тока всеrда сопровождается возникновением переменно-
ro, пульсирующеro с частотой тока маrнитноrо потока. Пульсаuия
(изменение) маrнитноrо потока неизбежно сопровождается индук-
тирование 1 электродвижушей сиJlы саМОИНДУIЩНИ, лействнс котороЙ
всеrда нанравлено против изменениЙ тока, проходящеrо в электри-
76
......
ческой цепи. Это и является индуктивной наrрузкой X L , вызываю-
щей отставание во времени изменений nepeMeHHoro тока / от изме-
нений перемеиноrо напряжения и на так называемый уrол СДВИrа
фаз <р. На рис. 29 приведена векторная диаrрамма MrHoBeHHbJx зна-
чений напряжения и тока в иепн перемеиноrо тока с индуктивной
наrрузкой.
Индуктивная наrрузка, вызываемая явлением самоиндукции, в
цепи nepeMeHHoro тока Bcerna имеет место, так как для прохожденпя
nepeMeHHoro тока проводники uепи представляют не только актив-
ное R, но и индуктивпое X L сопротивления. Основное индуктивное
сопротивление ИJlИ индуктивную на-
rpY3KY в сетях nepCMeHHoro тока
представляют машины и аппараты,
действие которых ос:ювано на ис-
пользовании мзrнитноrо потока:
трансформаторы, реакторы, Э.[lектро- lfJ,.""'!COS/.f
Дi3иrатели, индукционные электриче-
ские печи и т. п. Они и являются ос-
новными потребителями индуктивной,
или, как принято называть, реактив-
ной, мощности Q.
Тзким образом, в сети перемен-
Horo тока имеются потребители ак-
тивной Р и реактивной Q мощности.
Потребителями активной мощности
являются потребители, предназначенные для преобразовання
энерrии электрическorо тока в механическую работу (элекродвиrа-
тели) , в тепло (электрические печи, наrревательные приборы) ,
в свет (источники света). в химические реакции (электролиз,
rальваника). Активная мощность выражается формулой лля ОДНО-
фазноrо тока
v
Ip=IsLnp
Рис. 29. Сдвиr фаз между
иапряжением и током в це-
пи nepeMeHlIoro тока
Р == ul СOS f[>
и для трехфазноrо тока
р == vз- ul СOS <р.
Из рис. 29 видно, что / cos <p /., rде /а представляет собой ак-
тивную составляющую полноrо тока /, совпадающую по фазе с на-
пряжением сети и, а / sin <p /p, [де /р реактивная составляющая
тока, отстающая от напряжения сети на уrол 900.
Реактивная мощность Q в цепи nepeMeHHoro тока необходима
для создания маrнитноrо потока в трансформаторах, электродвиrа-
Телях и друrих потребителях, а также для преодоления индуктивно-
[о Сопротивления проводников цепи nepeMeHlIoro тока. При отсут-
СТВИИ устройств для компенсации реактивной МОЩНОСТи ее выllж--
77
дены давать rеператоры электрических станций. Но так как обмотк.
rCHepaTopoB рассчитана из условий допустимоrо нRrревз на опреде
ленную силу тока, а Iехаllическая часть rellepaTopoB и первичпы.
двнrателей IIа определениую активную МОЩIIОСТЬ, то наличие u
сети реактивной мощиости и, следовательно, реаКТИВllоrо тока 1
приводит, с одной стороны, к недоиспользованию обмотки reHepaTo
ров по активному току и, следовательно, к педоиспользоваllИЮ re
нсраторов и первичных двиrателей по активной моЩности, IIа кото При отсутствии иидуктивной наrрузкн, т. е. при XL O, или при
рую ОllИ рассчитаны, а с друrой реактивная составляющая тока ее полной компенсации уrол !p OO и, с. едовательно, COS!p 1, а
, siп !p 0 и при этом активная мошпость Р и/ cos !p UI, а реактив-
ная Q UI sin !p 0. Задачей компенсации Р "IПИВНОЙ мощности И
является проведение таких мероприятий, при осуществлении кото-
рых реактивная мощность, потребляемая из сети питания, была бы
равна нулю или близка к нулю. Это достиrается включением в цепь
eMKocTHoro сопротивления (на рис. зо, а IIоказаll::! пушпиром), кото-
рое само является ИСТОЧIIИКОМ или reHepaTopoM реактивной мощнос-
ти. Таким образом, если источник реактивноii Мощности ХС будет
; rенерировать реактивную мощность Qc, равную потребляемой IIIlдук-
тивиой наrрузкой реактивной мощности Qp, то потребление реактив-
ной мощности из питающей сети прекратится, при этом Qp Qc, а
111'
1 11
l'
I
111
11
I
1:
11
jK ja. т i p f(
........... '
................,
R ! lc
1
..L
ТХс
XL :
1
.J
II
Ia Jr.os r.p
rz) J c
,
.i/( ]a. + lр,к
Ip=Istnr.p
Рис. 30. Принцип компепсации реактивной мощности:
а схема; 6 векторная диаrрам:м:а
проходя по всем элементам сети от rellepaTOpOB до потребителей,
вызывает ДОПО.lните.1Ыlые потери мощности, электрознерrни и иа-
пряження.
Реактивная мощность Q, потребление которой обусловлеllО на-
личием псременных маrнитных полей, сама по себе не требует для
ее покрытия увеличения мощности первичных двиrателей reHepaтo-
ров электрических станций. Этим и оБЪЯСllяется возможность КШ,I-
пенсировать потребление реактивной мощностн с помощью ИСТОЧНI!-
ков реактивноЙ мощности (ИР1"1), включаемых в сеть в местах ее
потребления. Тем ca IЫM reHepaTopbI электростанций и все элементv!
сети разrружаются от прохождения реактивных токов.
Рассмотрим схему и векторную диаrрамму, представленные нз
рис. 30. На рис. зо, а сплоШными линиями показаllа схема ПIIТaIШ,(
от сети IIапряжеllием и электроприеМНlша, имеющrrо активное со.
противление R и ИIIДуктивное (реаКТИВllое) сопротивление X L . В та.
кой электрической цепи ток 1 вследствие наличия индуктивноЙ н .
rрузки X L будет отставать от IIапряжения и па уrол !р (см. рис.
30,6). Величина yr.la !р тем больше, чем больше индуктнвная на-
rрузка X L .
78
Уrол !р определяется соотношением ве. ИЧИн активиой R и реа-
активной X L lIаrрузок, при этом
R . X L
COS !р R + Х ь' sin q: R + Х L
siп!р X L
tgq: .
COS(jJ R
Qp Qc O.
Ток, потребляемый из сети, в схеме, изображенной иа рнс. 30, а,
будет содержать активную /а и реактивную I p составляющие и бу-
дет равен их rеометрической сумме (рис. 30,6). При этом /а==
I COS <р; Ip 1 sin!p. В соответствии с этим активная мощность, по-
требляемая из сети, Р UI COS!p и реактивная мощность Q UI sin ср
И, следовательно, полная потребляемая мощность, равная их reo-
метрической сумме, определится I<ЗК: S P+Q, или S V p2+Q2.
При включении в схему параллельно электроприемнику емкости
с сопротивлением Х с , которая в силу своих физических свойств соз-
дает в llепи емкостный ток I c , опережающий напряжение на уrол
90", Происходит частичная компенсаuия реактивной мощности, по-
требляемой индуктивным сопротивлением X L (рис. 30,6). 'При этом
ток 1.., потребляемый из сети, после подключения компенсирующей
емкости с СОПРОТIшлением ХС уменьшается, так как он в этом с.ну-
чае будет равен rеометрической сумме /K /a+/ .K' rде Ip.K /p /c.
В случае полноЙ компенсации Ip /c 11, следовательно, /P.K O,
а ток, потребляемый из сеlИ, будет содержать ТОJlЬКО активную со-
ставляющую, т. е. I,, /.. В этом случае из сети будет потребляться
ТОЛЫ{Q активная мощность. В. реа.%IIЫХ условиях сбычно ПОJlная
I{QМlJенсация реаКТIIВПОИ МОЩIIOСТII не осуществляется, а потребляе.
19
М1Я из сети 9HeprocllcTeMbI реактивная мощность при включении в
сеть потребителя источников реаКТИIJIЮЙ мощности снижается до
значения, задаllllоrо 9нерrОСlJстемоЙ.
Мощность компенсирующих устройств QK.тax, кото-
рая должна быть vстановлена на предприятии с присо-
единеНJЮЙ МОЩНОСТbIО 750 кВ. А и более, определяется
по формуле
QK,max == QHl ........ Qэ.тах,
(22)
[де QHl фш<тичсская реактивная наrРУЗКа предприя-
тия (получасовой максимум) в часы максимума наrруз-
ки энерrосистемы (Q/IJ===kнIQи.тах, [де k ш коэффици-
ент несоВпадения максимальноЙ расчетной реактивной
наrрузки QH.тax С максимумом активной наrрузки энер-
rосистемы); Qэ.тах экономически обоснованное значе-
ние реактивной мощности, которая может быть переда-
на из сети энерrосистемы в часы маКСlIмума ее
активной наrрузки в сеть предприятия (задается энерrо-
системоЙ) .
Для промышленных предприятий с присоединенноЙ
мощностью менее 750 кВ.А мощность компенсирующих
Устройств QK задается энерrосистемой.
Для стимулирования мероприятий по компенсации
реактивной мощности Минэнерrо СССР установлены
скидки и надбавки к тарифу за электроэнерrию, завися-
щие от выполнения степени компенсации заданноЙ энер-
rОСIlстемоЙ.
Установки жилых и общественных зданий с расчет-
ной активноЙ наrрузкой на каждом вводе менее 250 кВт
не требуют компенсации реактивноЙ мощности.
Средства КОАтенсации. С целью уменьшения потреб-
ления реактивноЙ мощности на деЙствующих предприя-
тиях инструкциеЙ [3] предлаrается про водить СJIеДующие
мероприятия:
соответствующее реrУЛIlрование технолоrическоrо
процесса ПРОИзводства и прежде Bcero в часы максимума
активной наrрузки энерrосистемы;
оrраничение холостой работы асинхронных дВиrате-
.rrсЙ, сварочных трансформаторов и друrих электропри-
СМНIшов путем применения оrраничителеЙ холостоrо
хода;
замену ИЛи ОТК.lючение в часы малых наrрузок транс-
форматоров, заrруженных менее чем на 30 % номиналь-
80
НОII мощности, если это допустимо ПО условиям режима
аботы сети и ЭJIектроприемников;
р замену заrруженных менее чем на БО % асинхронных
двиrателеЙ двиrателями меньшей мощности при услови
теХНИКО-ЭI\ОНОl\1Ilческоrо обоснования и практическои
возмОЖНОСТИ такой замены;
замену, допускаемую по условиям работы электро-
ривода асинхронных двиrателей синхронным ПI И на-
ичии т хнико-экономическоrо обоснования этои замены.
ЭТlI указания необходимо учитывать с целью сниже-
ия затрат на установку специальных компенсирующих
;стройств. С этой же целью должны учитываться есте-
ственные источники реактивноЙ мощности, которыми яв-
ляются кабедьные и воздушные линии электрических
сетей.
К специальным дополнительно устанавливаемым
средствам компенсации относятся: синхронные компен-
саторы (СК), конденсаторные установки (КУ), вентиль-
ные установки со специальным реrулированием и др.
При выборе средств I\Омпенсации должны УЧИТ!.>I-
ваться: потери реактивноЙ мощности в элементах сети
и реактивная мощность, rенерируемая воздушными ли-
ниями, токопроводами и кабельными линиями с номи-
нальным напряжением выше 20 кВ, а также I\абельны-
ми линиями б 20 кВ значительноЙ протяженности (эrа
мощность пропорциональна длине линии и квадрату
напряжения); Ilелесообразная степень использования
реактивной мощности reHepauTopoB Mec:H Ix электростан-
циЙ и синхронных двиrателеи для сетеи b 20 кВ, а так-
же сетеЙ напряжением до 1 кВ. ПрI1 этом должна быть
проверена возможность уменьшения числа и u мощности
трансформаторов, сечеНlIЙ ПРОВОДОВ 11 кабелеи. Должен
осуществляться также выбор способа упраВ.lеНIIЯ ком-
пенсирующими устроЙствами (ручное или автоматиче-
ское) и параметра реrулирования (по напряжению, ре-
аКТlIВНОЙ мощности, времени и т. д.).
Наиболее целесообразным и ЭI\оНОМИЧНЫМ яв яется
размещение средств компенсации в электрическои сети
по возможности в непосредственной близости от потреб-
Ляющих реактивную мощность электроприемников. u
В электрических сетях промышленных предприятии
качестве OCHOBHoro средсТва компенсации реактивнои
Мощности применяются батареи кондеНсаторов (БК) ДЛЯ
ПОВышения коэффициента МОЩНости в виде комплектных
6 226 81
I,онденсаторных установок (кку) напряжением до 1 кВ
н выше. К пренмуществам БК относятся: простота, OT
I!uсительно малая стоимость, недефицитность материа-
лов, малые собственные потери активноЙ мощности. He
достатками БК являются: невозможность плавноrс
реrулирования отдаваемой реактивной мощности, пожа
роопасность (масляное заполнение бака), наличие оста-
точноrо заряда.
В сетях с электроприемниками, имеющими резкопере
менный режим работы (установки дуrовых печей, про
катных станов, электросварки), принимаются меры,
обеспечивающие снижение влияния ТОлчковой наrрузки
до необходимоrо уровня, предусматриваются устройст
ва динамической и статической компенсащш реактивной
мощности (УДК) с использованием прямоrо и косвен-
Horo методов компенсации с быстродействущими систе
мами управления.
При выборе мощности БК учитывают располаrаемую
суммарную реактивную моЩНость всех синхронных дви-
rателей (СД) в сети предприятия. Синхронные двиrате
ли rенерируют реактивную мощность при полезной Ha
rрузке на валу, позволяют путем реrулирования возбуж-
дения осуществлять в широких пределах изменение OT
даваемой в сеть реактивной мощности п в необходимых
случаях применять форсировку возбуждения. Синхрон-
ные двиrатели повышают УСТОЙчивость работы сети; они
менее чувствительны к КОJlебаниям напряжения в сети,
чем БК При совместном применении для компенсации
реактивной мощности СД и БК первые снимают пики
СУТОчноrо rрафика реактивной наrрузки, а БК осуществ
ляют компенсацию базовой части rрафlша.
Использование в качестве источников реактивной
МОЩности (ИРМ) reHepaTopoB местной электростанции
экономически целесообразно, коrда это не требует уве-
личения числа или сечения питающих линий, числа и
,r.ОЩНОСТИ трансформаторов для передачи реактивной
мОщности от reHepaTopoB.
Синхронные компенсаторы применяются при больших
).ющностях компенсирующих устройств, на узловых под-
станциях, имеющих районное значение, а также в неко-
торых случаях на крупных электропечных установках
(дуrовых 11 руднотеРМllческих). Основным препмущест-
вом СК является возможность быстродействующеrо ав-
тонатическоrо реrулирования реактивной мощности, от-
82
даваемой в сеть: что особенно важно для реrулирования
уровня напряжеНIIЯ.
Распределение средств ко.мпенсации ПРОI1ЗВОДИТСЯ с
учетом Toro, что наибольший экономический эффект от
снижения потерь электроэнерrии достиrается при их раз-
мещении в непосредственной близости от потреБЛЯЮЩIIХ
реактивную мощность электроприемников. При этом пе
редача реактивной мощности из сети 6 35 кВ в сеть
напряжением до 1 кВ, как правило, оказывается эконо-
мически невыrодной, если это приводит к увеличению
числа или мощности цеховых трансформаторов. Место
установки КУ в сетях до 1 кВ определяется с учетом
требований реrулирования напряжения сети или реrули-
рования реактивной мощности. Размещение ККУ на сто-
роне 6 10 кВ цеховых подстанций не рекоменд ется.
Суммарная мощность компенсирующих устроиств, ко-
торая должна быть установлена в сети предприятия,
определяется по (22), а суммарная мощность нереtули-
руемых компенсирующих устройств по формуле
QK,mln == QH2 Qэ,тin , (23)
rде QП2 расчетная реактивная наrрузка предприятия
в часы минимума активной наrрузки энерrосистемы;
Qэ,min входная реактивная мощность, которая может
быть передана в сеть предприятия из сети энерrосистемы
в часы ее наименьшей активной наrрузки.
Нереrулируемые конденсаторные батареи на напря-
жение 380 660 В обычно устанавливаются на цеховых
распределительных пунктах или присоединяются к ма-
rистральным шинопроводам, если этому не препятствует
окружающая среда. Это обеспечивает лучшее испо.чьзова-
ние конденсаторов, чем при индивидуальной компенса-
ции, и разrружает питающую сеть и трансформаторы цe
ховых подстанций. Место установки реrулируемых KOH
денсаторных батарей в сетях напряжением до 1 кВ
выбирается с учетом требований реrулирования напря-
жения или реактивной мощности. Централизованная yc
тановка конденсаторов 380 660 В на цеховых подстаи-
циях нецелесообразна, так как она не обеспечивает сни-
жения потерь в сети до 1 кВ. Она может явиться
вынужденной в тех случаях, коrда размещение KOHдeH
саторов в цехе недопустимо по УСJIOВИЯМ пожарной без-
Опасности п в то же время имеется неоБХОДIIМОСТЬ в раз-
rрузке СШlОВоrо трансформатора на подстанции. В этих
6.
83
случаях нужно произвести уточнение целесообразноЙ
МОЩности конденсаторов напряжением до 1 I{B по срав-
не IЮ с конденсаторами напряжением Выше 1 кВ. ПРI.
ВЬJOоре цеховых КБ следует стремиться, чтобы их мощ
ность была близка к реактивным наrРУЗI{ам цеховоrL
РП, к которому присоединена эта батарея, так как это
Д2ет наибольший ЭIюномпческий эффеI{Т от снижения
потерь энерrии в сети.
u Распределение мощностей конденсаторов в радиаль
нои сети (рис. 31, а) ПРОИЗВОдится по формуле
QИi == Qriri'
rде Q"i искомая реаКтивная МОшность БК в данном
ПУНI{те, Мвар; Q суммарная распределяемая реактив
rJ
r2
r.
(..
r"
1JO
150
rJ
Рис. 31. Распределение мощносТII конденсаторов в сетях до 1 кВ:
а при радиально}! схеме; б при маrИстра..ьной схеме
ная мощность, Мвар; rj сопротивление радиальноЙ
линии, питающей данныЙ пункт, Ом; r з эквивалентное
сопротивление сети, Ом, определяемое по фОРМУJ1е
1
1 1 1 1
+ + +...+
Т} Т2 Тз Ti
'l) =.е
На рпс. 31,6 приведен пример распределения реак-
тивных наrрузOJ{ QH п мощностеЙ конденсаторов Q" при
присоединении их к маrистралпному токопроводу 380 В.
Если нельзя пренебречь потерями электроэнерrии в от-
ветвлениях от маrистрали, то определение ЭКВlIвалент
Horo сопротивления r э производится по формуле сложе
иин двух параллельно соединенных сОпротивлений. Так,
:и
например, эквивалентное сопротивление в узловоЙ точ
ке :1 опреде.ilяется по формуле
Тз (ТЗI + Т 4 )
r з3 == .
ТЗ+ТЗ4+ Т4
ДЛЯ исбольших электроустановок, присоеДlIняемых к
деЙствующим сетям 6 10 кВ, как правило, ЭКОlIомичес
ки целесообразна полная
компенсация реактивной
мощности на вторичном на-
пряжении до 1 кВ.
Не рекомендуется Чрез
мерное разукрупнение БК
в сетях до 1 кВ и выше
1 кВ, так как это приво
дит К значительному уве-
личению удельных затрат
на отключающую аппара-
туру, измерительные при
боры, конструкции на 1
j{Bap установленноЙ мощ-
ности батареи. Единичную
мощность БК на напряже-
ние 6 10 кВ не рекоменду-
ется принимать менее 400
квар, если присоединение вы-
полняется с помощью отде.flЬ-
Horo вьшлючателя (рис.
32, а). В сетях 380 В не рекомеидуется уменьшать МОЩ
ность конденсаторных батареЙ до значения менее 30 квар.
Если расчетная мощность БК на отде.1ЬНЫХ участках
получается менее указанных значениЙ, то конденсаторы
на них не устанавливаются, а полученная по расчету
мощность конденсаторов перераспределяется между
близко расположенными более мощными батареями пу-
тем пропорциональноrо увеличения их мощности.
Схемы прuсоедuненuя БК в сетях напряжением выше
1 кВ приведены на рис. 32, в сетях напряжением до
1 кВ на рис. 33. Число секций зависит от требуеМОI'О
количеетва ступеней реrулирования. На относительно
крупных конденсаторных установках или при необходи-
мости реrулирования реактивной мОщности применяются
секционированные схемы. На рис. 34 показана эконо-
Мичная секционированная схема с тремя конденсатор-
т
Рис. 32. ПрисоеДИI'ение кон-
денсаторных батарей' в сетях
6 IO кВ:
о к сборным шипам черС"l 1l1.IКЛЮ
чатель; {j через оби иЙ ВLlКЛЮ
чатель с трансформатором или
электро виrателем
85
ными батареш,ш На каждой секции. Каждая секция при
ключена к шинам через выключатель Q 1, рассчитанныЙ
На отк.тюченпе полной мощности KOpOTKoro замыкания.
Вык.IJючате,fШ же Q2 в цепях конденсаторных батарей не
tt
t
а)
Рпс. 33. ПрисоеДПllение конденсаторных батарей в сетях O,38
0,66 кВ:
а через рубильник и предохранитель; б через автоматический ВЫключа-
тель; б через рубильник, предохранитель и контактор
рассчитаны на это п служат Лишь дли переключений при
автоматическом реrу.ппровашш конденсаторной YCTaHOB
Ю . При аварип на какой-либо батарее сначала отключа-
ется выключатель Q 1, затем подается импульс На от-
ключение выключатели Q2 поврежденной части, после
чеrо вновь вКлючается выключатель Q1 и восстанавли-
вается питание оставшпхся батарей данной секции. В ка-
честве выключателей Q2 рекомендуется вакуумный вы-
ключатель, рассчитанный на БОльшое число операций.
При опеРllровании с конденсаторными батареями воз-
никают перенапряжения и броски тока, в особенности
при включеНШI на параллельную работу с друrими бата-
pe MII или ССJЩПЯМИ. Необходимы специальные быстро-
деиствующие выI\ючатели,. имеющие повышенную из но-
е6
JII""""
u . u И ' Iех анической частей
СОУСТОИЧI-IВОСТI> контакrнои 1> ,
рассчитанные на такие броски 11 допускающпе час!ые
переI{.'}ючения. При применепии обычных выключателеи на
напряжение 6 10 кВ, а тюрке автоматпческих выклю
Рис. 34. Секuионированная схема конденсаторной батаре-и-
чателей и контакторов 380 В, не рассчитаНН'QIХ на чисто
емкостную наrрузку, их следует выбпроать с запасом по
номинальному току не менее чем на 30 Уо.
Защита БК выбирается с учетом отстройки от токов
включения и разряда конденсаторов. При защпте БК:
предохранптелями ток плавкой вставкп i", А, определи-
ется по формуле
i - 1 6п Q({
,,'-", I
J 3И л
rде п общее количество конденсаторов БК (во всех
фазах), ШТ.; QK номпнальная мощность одноrо OДHO
фазноrо конденсатора, квар; и л линейное напряже-
Ние, кВ.
При защпте автоматическпми ВЫК.'1ючателямп послед-
ние должны иметь комбпнированные расцепител . Yc
тавка тока i y , выбираемая исходи из переrрузочнои сп -
собности конденсаторов, не должна превышать 130 Уй
[ном,к. Она определяется по форму.те
. ./ 1 3п Q,;
'y '
Vзи л
При наЛИЧШI в сетях высших rармонИК следует про-
верить вероятность переrРУЗЮI конденсаторов по току в
резонансных шш близких к ним режимах п предусмат
87
ривать меропрпятпя по предотврашенпю резонаllОJЫ'С
явлениЙ (см. /'.1.6).
Для бl,/строrо разряда копденсаторов после пх от-
отключения примеН<1I0ТСЯ индуктивные п,пп актшзные
разрядные резисторы, ПОДI{Л!очаемые парал.lе.1ЫЮ кон-
денсаторноЙ батарее (рис. 35), с сопротивленпем
u 1
R == 15......1'. 1 06
QK '
rде U Ф фазное напряжение сети, кВ; Q,{ мощность
конденсаторноЙ батареи, квар.
6 lOкВ
о)
Рис. 35. Схемы разряда конденсаторной батареи:
а пр" напряжеНlI1I б IО кв; б при напряженни 380 220 В
Рееулирование J,toщности КОJ,шеНСllрующих устройств
способствует улучшению общеrо режима работы систе-
мы электроснабжения и повышеН/по качества электро-
энерrии, особенно при большоЙ неравномерности rрафи
ка наrРУЗК:f. При вкточении конденсаторов мощностыо
QK напряжение в Этой ТОчке сети будет повышаться на
величину ди, при отключении QK будет понпжение на-
пряжения, кВ:
+ ди == Qи х 1 O ;l I/ЛИ, %, + ди % == Q" х
и' lOU2 '
88
.....
rде U междуфазное напряжсние, кВ; х реактивное
сопротивление сети от данноЙ точки до источника.
Конденсаторная батарея автоматически включается,
"о/'да напряжение становится ниже номиналыюrо, и от-
КJllочается, коrда оно вновь выше номиналыlO/"О. В ре-
зультате TaKoro ре/"улирования напряжение не выходит
за нормированные преде.1JЬ/ :t5 %.
В первую очередь используется автоматическое pery
лпрование возбуждения синхронных электродвиrателей,
а затем уже предусматривается частичное реrулирова
ние мощнОсти БК в зависимости от характера суточноrо
rрафика наrрузки предприятия. При трехсменной работе
с ровным rрафиком наrрузки, а также на меЛКlIХ одно-
сменных предприятиях реrулирование, как правило, не
Прllменяется, так как в этом нет необходимости. CYMMap
ная мощность нереrулируемых частей Б 15, опр деляе-
мая по формуле (23), не должна превышать наимещ;шую
реактивную наrрузку предприятия.
Реrулирование мощности конденсаторных установок
может быть аВТОматическое, ручное или диспетчерское
с использованием средств телемеханики или те.lефонной
связи. Оно может осуществляться по напряжению, pe
активной мощности, времени суток и i<омбинпрованным
схемам.
В настоящее время в большинстве случаев можно pe
комендовать схемы автоматпческоrо реrулирования pe
активноЙ мощности по напряжению. Применяется таюке
схема автоматическоrо реrулированпя по времени суток
с коррекциеЙ по напряжению (рпс. 36). Принцпп дейст
вия этой схемы закточается в том, что если после вк.пю
чения БК действием электровторичных часов (ЭВЧС) в
заданное время суток напряжение будет повышенное,
реле KV ВНОвь Отключит батарею, и наоборот, если
ЭВЧС в заданное время отключит БК, а напряжение на
данном участке сети будет пониженное. то реле KV
ВКлючит БК, не дожидаясь заданноrо времени на ЭВЧс.
Следовательно, реле KV вводит KOppeI{TIlBbI в работу
ЭВЧС в завпсимости от напряженпя.
На рис. 37 приведен пример суточноrо /"раф/ша реак-
тивной мошности при реrулировании по напряжению.
Конденсаторная ycraHoBKa автоматически включается,
КЩ'да напряжение становится ниже номинальноrо, п от-
КЛючается, коrда оно вНовь выше номиналыюrо. В ре-
89
зультате TaKoro реrулирования напряжение не BЫXO
дит за нормированные пределы :t 5 %.
Напряжение в точке присоединения конденсаторноЙ
батареи зависит не только от наrрузки, питаемой от дан.
Horo пункта, но и от наrрузок друrих потребителей дaH
Horo энерrоснабжающеrо УЗ.'Iа, а также от мероприятиЙ
по реrу.тшрованию напряжения, проводимых энерrетичес-
кой системой или предприятием, например примененИ(
трансформаторов с реrУЛllрованием напряжения под Ha
rрузкой, ПОЗВО.'Iяющее максимально уменьшить потери в
питающих сетях преДПрIlЯТИЯ.
Поэтому реrулирование по напряжению может дать
существенные результаты только в случае, если в этом
т 6 lOKB
Т+
SF
а
Цепи rpaHCtpopHaTopa
напряжения
/(V
а
ДШlzраНI1Ci
раоотЫ ЗВЧС
7ч 12Ч 1Бч 20
ЭВЧС
'ж л.
I
1+2:; I 2 B
:8 lIiJ ... ..
. lIt.!I ..-
11'1 f'tЧ 19'1 23ч oTКn.
Рис. 36. Схеыа О;:l.IIоступенчатоrо автоыатическоrо реrулировзпия
времени суток с коррекцией по напряжению
90
мероприятии будут соrласованно участвовать все конден-
саторные батареи, работающие в данной сети (или боль
шая их часть). Следовательно, решение об установке
реrулируемой в функции от напряжения конденсаторной
батареи должно приниматься с обязательным учетом
всех вышеупомянутых обстоятельств по соrласованию с
энерrосистемоЙ.
На рис. 38 показана принципиальная схема реrули-
рования, предусмотренная в комплектных конденсатор-
ных батареях серии УК с применением автоматическоrо
реrулятора «Ар кон», которая позволяет осуществлять
реrулиров ние по напряжению, либо по напряжению с
коррекциеи по току наrрузки и уrлу между ними. YCT
ройство «Аркон» состоит из
командноrо и проrраммноro
блоков. При реrулировании
по напряжению на OMaHД
ныЙ блок подается входное
напряжение ИВ и напряже
ние питания И п . При реrули-
ровании же с коррекцией по
току наrрузки, кроме Toro,
подается ток свободной фа-
зы с трансформатора тока
ввода lr,Tl (или же lT,Tl и
lr,T2) и ток lT,T3 от трансфор
матора тока Бк. Командный
блок 1 в соответствии с по-
лученным входным сиrна-
.'IOM подает проrраммному
блоку 2 команду на включе-
ние или отключение секции 3.
КО. tnенсация реактивной
ЛlOщности элеКТрОnрllе. tни-
КОВ с резкоnереJltеflНОЙ на-
2Рузкой. РеrУ.'Iируемые вен-
тильные преобразователи,
дуrовые электропечи, круп
ные электросварочные arpe
raTbI, некоторые специальные
электроустаноВIШ получают
все большее применеllие на
промышленных предприяти
ях. Такие электроприемники
Маi!истраль цепей. onepaтuBHOZO
тока
Цепь aBmOMamuyeCKOZO Bы
клюуателя
Кнопкои врууную <:J!
АВтоматиуески по Времени '"
'"
<:Q
суток с коррекцией по
напряжению
<:J!
'"
Кнопкои врууную '"
1:-
<:::>
Отклюуенuе релейной
защитой
Цепь Вклюуения Q. при понuже
нии напряжения
Цепь Вклюуения A8тOMaтиYec
. .
Цепь O:UK люуения ки от
ЗВI/(}
Цепь отклюуения Q. при поВыше
нии напряжения
Цепь Вклюуения
Импульс от системы
уасофикациu
Конденсаторных
батарей
по
91
преДЪЯВJIЯЮТ к устроЙствам компенсащш особые требо-
вания, значительно отлнчающпеся от тех, которые при-
ведены выше для сетеЙ со спокоЙными наrрузками. Не-
обхоJ.ИМО осуществлять компенсацию постоянноЙ 11 пере
менноЙ составляющих реактивноЙ мощности. Первое
требуется для улучшения коэффициента мощнuости и
уменьшения отклонения напряжения в питающеи сетн.
Второе нужно для уменьше-
ния колебаниЙ напряжения.
Необходимы быстродеЙству-
ющие компенсирующие уст-
роЙства, способные реrули-
ровать реактивную мощность
в соответствии с размахами
ее изменения. Необходимое
быстродеЙствие таких уст-
роЙств ле)l:\ИТ в диапазоне
100 2000 Мвар/с. Появле-
ние высших rармоник тока и
напряжения при работе вен-
и ти.тIЬНЫХ преобразователеii
оrраничивает применение
конденсатороВ для компен-
сации постоянноЙ состав.тJЯ-
ющеЙ реактивноЙ мощности,
так как вызывает значитель
ные переrрузки конденса-
торных батареЙ.
D/O
Б
О
5
Мар
45?
ином
4
300
j
о
6
72
78
Рис. 37. Суточный rрафик при
реrулироnаIlИIl конденсаторных
батареЙ по напряжеНIIЮ:
1 потребляемая реактивная МОПJ,
ность; 2 компенсируемая peal<THH
ная мощность; 3 реактивная
МОЩНОСТЬ ПОС.ТIС компенсации; 4
изменеШIС наНрЯ}l\.СIIНЯ
IlТl
ТН2
[т,rJ
и п
ив
Рис. 38. ПРИIlципиальные схемы реrулирования УК при помощи ус-
тройства «Аркон»:
1 командный блок; 2 пристаВКИ nporpaMMHoro блока; 3 сеКЦLШ рсrули-
руемоЙ Ук.
92
......
Выбор компенсирующих устроЙств при резкоперемен-
нои наrрузке ПрОIlЗВОДИТСЯ при проектировании электро-
снабжения на базе rрафиков активноЙ и реактивноЙ на-
rрузок, построенных расчетным путем или по резуль-
татам замеров на работающих предприятиях. По этим
rрафикам определяются размахи колебаний реактивной
мощности и скорости ее нарастания и спада.
12. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ
В настоящее время на крупных предприятиях преду-
сматриваются централизованное (диспетчерское) управ-
ление и контроль за работоЙ системы электроснабжения.
Подстанции и друrие электроустановки, входящие в
систему, оборудуются средствами автоматики, а диспет-
черская служба средствами связи, управления и кон-
тро.1JЯ. В необходимых случаях для указанных целеЙ при-
меняются средства телемеханики. Задача решается ком-
плексно для всех видов энерrоснабжения, включая водо-,
паро-, воздухо- и rазоснабжение с применением взаимо-
связанных средств автоматики и телемеханики, образу-
ющих автоматизированную систему управления энерrо-
снабжением (АСУЭ).
Повышение уровня автоматизации и телемеханизации
управления системой электроснабжения обеспечивает
наиболее рациональный режим работы электрооборудо-
вания и электросетеЙ. Повышаются надежность и беспе-
ребойность электроснабжения, так как уменьшается чис-
ло ошибочных операции, сокращается число авариЙ,
уменьшается время отыскания места аварии и ее лик-
Видации и, следовательно, СОI<ращается время простоя
оборудования; умеНЬШается численность обслуживаю-
ero персонала, достиrается экономия электроэнерrии.
се это в конечном итоrе способствует удешевлению вы-
ПускаемоЙ предприятием продукции и повышению ее ка-
чества.
В последние rоды на крупных промышленных пред-
:ятиях начинают все шире внедряться автоматизиро-
ные системы управления энерrоснабжения ЯВ.'Jяю-
щиеся в сво ю оче u '
, редь, составнои частью комп '1ексных
аВТОматиз .
(АСУп ) ированных систем управления предприятием
. Введение автоматизированных систем У п р ав-
ления ос
И ' нащенных средствами вычислительноЙ техники
современно" u
и аппаратурои, пОЗВоляет устанавливать
'93
I
I
1
1
1
\
1
I
11
11
оптимальные режимы электроснабжения и электропотре
бления, способствует интенсификаuии производства COB
peMeHHoro промышленноrо предприятия, улучшению cro
экономических показателей.
При выборе внда управления предпочтение следует
отдавать автоматическому управлению перед телемеха-
ническим.
Наибольший технический и экономический эффект
может быть получен лишь при рациональном сочетании
автоматизации и телемеханизации.
На телемеханизированных и автоматизированных объ-
ектах, в том числе работающих без постоянноrо дежур-
Horo персонала, предусматривается также местное уп-
равление для осмотра, опробования и ревизии электро-
оборудования. При переводе объекта на местное управ-
ление исключается возможность друrих видов управле-
ния.
Диспетчеризация. Теле.механизация (рис. 39,40).
В системах централизованноrо управления электроснаб
жением на предприятиях передача информации осущест-
вляется, как правило, с помощью средств телемеханики.
Телемеханизация должна обеспечивать отображение на
диспетчерском пункте состояния и положения основных
элементов системы электроснабжения; передачу на дис-
петчерский пункт предупредительных и аварийных сиr-
налов, управление основными элементами системы. Объ-
ем телемеханизации должен быть минимально необходи-
мым при данном уровне автоматизации.
Телеуправление (ТУ) с соответствующим объемом те-
леконтроля применяется с учетом частотЫ и эффективно-
сти ero использования в тех случаях, коrда оно дает
возможность существенно улучшить ведение режима
электроснабжеНlIЯ и ускорить локализацию и ликвида-
цию аварий, нарушений и отклонений от нормальноrо
режима, если это невозможно или нецелесообразно вы-
полнИть при помощи автоматики. Следует оrраничивать
число телеуправляемых объектов тольКО теми элемента-
ми, которые неоБХОДllМЫ для быстроrо восстановления
режима или для переключений.
ТелеСИ2Нализация (ТС) должна обеспечивать пер;
дачу на пункт управления предупреждающих и аварии-
ных сиrналов, а в случае необходимости также отобра-
жение и состояние основных элементов СlIстемы элек-
троснабжения. Должны предусматриваться следующие
94
,
I
I
п()казания: положение всех телеуправляемых объектов.
положение отдельных крупных токоприеМНlIКОВ; поло:
жение нетелеуправляемых выключателей BbIcoKoro на-
пряжения на вводах, а также секционных, шиносоедини-
тельных и обходных выключателей, силовых трансфор-
маторов и друrих электроприемников BbIcoKoro напря-
жения, которые по характеру эксплуатации находятся в
ЛоrJс
танцt1Я ЛоистаН4t1Я Ло8станция
1f- t 6
25 ТC 26 TC f2
;} TH I
ПоiJстаНЦt1R
2
"e f6 ДиспеТ'IерClЩU
т/ннт
Линии
ПоiJстаНЦt1я 1( поiJстанцuян
J t Т2IЗ!'т!5\ в
TC 1O п=2 I I
п=1
п 1
п=2
поiJстанцuя
5
те З7
ТН 1
1 п=2
те
ти
Ри б с. 39. При мер схемы телемеханизаuии системы электроснабжения
не ольшоrо предприятия:
ТС-25 число сиrналов; ти з число изме р ений' n 2 чи сло
nользуемоrо те.чефонноrо кабеля . пар жи.ч ие-
ведении цеха электроснабжения; положение отделителей
H вводах при u напряжении 110 кВ и выше. Положение
разъединителеи отображается переводом их символов на
испетчерском щите в соответствующее положение вруч-
тr(к ) лефонному извещению с контролируемоrо пунк-
н ТелеИЗJrlерения (ТИ) должны обеспечип возмож-
т ость замера основных параметров, отражающих рабо-
в л Системы электроснабжения, необходимых для pa-
bHoro оперативноrо управления системой и для лока-
95
1
11
1
11
1.
l'
,1
96
"" ...,
fЭ.. fЭ..
t::I t::I
'" '" о.,.
"" ::::
fЭ.. fЭ..
t::I t::I
е::
-<!- '"
fЭ.. >:: fЭ..
:::.,
t::I '" t::I
'" '"
':::.
:::s
'"
'->
:>-
Е:
..." "" ""
<::
fЭ.. '-' fЭ..
t::I :::s t::I
'" t:::r '"
.... ""
fЭ.. EJ..
t::I t::I
'" '"
"'"
..., "
fЭ.. EJ..
"" t::I t::I
'"
а3"
Q)
...
'"
о:;
от
'"
:с
'"
О
\о
-s.
о::
::о::
...
о::
::о::
а-
с
t:(
Q)
а-
с
о
....
о
:I:
С
>.
а-
><j
о::
::о::
:I:
Q)
\о
ro
:I:
u
О
О.
...
;.:
Q)
о;:
'"
:а
;:;;
Q)
...
u
:I:
u
::о::
::о::
::r
'"
'"
::о::
:I:
ro
><:
Q)
;:;;
Q)
о;:
Q)
....
:а
;:;;
Q)
><:
u
о..
Q)
::.
t::u
::о::
00.
""''''
:I:
UO
э:...
0..'"
illlза!lllll 11 ликвидащш аварий. Телеизмерения следует,
каК правиЛО, производить по вызову или непрерывно по
LlИI{лической системе в заВIIСIlМuОСТII от поставленнь:х 33-
дич. Рекомендуется следующии объем измерении: IIa
нряжения на rоловных Линиях или на ШlIнах ПУIIКТО
приема электроэнерrии; ток на одном из концов ЛIlНIIИ
между подстанциями, если по режиму работы ЭТII ЛИНIIИ
MoryT переrружаться; ток на телеуправляемых трансфор-
маторах и преобразовательных arperaTax при u необходи-
мости осуществления режимных переключеНIIИ; суммар-
ная мощность, получаемая от отдельных источников пи-
таниЯ.
Телеизмерение тока и напряжения, как правило, дол-
жно осуществляться по вызову; телеизмерения мощнос-
ти в ряде случаев целесообразно пропзводить по цикли-
ческой системе.
ТелеJ.lеханичеСlше устройства. В системах электросиабжения
ПРОМЫIIIленных предприятий наиболее целесообразны малопровод-
ные мноrоканальные телемеханические устройства. Мноrопро-
водные телемеханическне снстемы применяются очень рез.ко при не-
больших расстояниях между диспетчерским и контролируемым пунк-
тами, малом объеме телемеханизаuии и при рассредоточенном
раСПОJlOжении объектов телемеханизации. Рекомендуется пршн:'нять
комплектные телемехаrшческие устройства заводскоrо изrотовления.
ТелеИЗJ.lеритеЛЫLGЯ аппаратура. Для телеизмерення электричес-
ких пара метров в к;р!естве датчиков, выполняющих непосредствен,
ное измереиие и первичное преобразование электрических величин,
используются измерительные трансформаторы тока и напряжения,
имеющие на выходе соответспзенно ток 1 и 5 А и напряжение 100 В.
ДIIСllетчеРСlше щиты 11 пульты. Диспетчерский щит с изображе-
нием MHe !OcxeMЫ контролируемой системы электроснзбжения уста-
навливается на пункте управлення. MorYT быть применены МИМll'lе-
ские и световые лиспеrчерскне шиты. Положение отдельных аппара-
тов системы на мимических шнтах отображается с помощью
мнемонических символов, а на СЕетовых шитах сиrнальны !И ла l-
пами.
Применяются щиты МОЗ8ичноrо типа, состояшие из отдельных
ячеек, в которые встраиваются КJIЮЧИ, кнопки, JlаМПLr, а также мне-
монические симвоJIы оборудования. Основным достоннством сеЮII!-
Онных мозаичных щитов являетси леrкая возможность изменения
мнемонической схемы конТролируемоrо объекта без вывода ero из
Системы контроля и без нарушения внешнеrо вида щита.
Пункты управления рекомендуется размещать в спеrщалыr"",
ЗД8,lIllЯХ. Онн MorYT быть размещены также в обшем здании с адмн-
7 226
97
нистративнымп службами соответствующей системы эиерrоснабже
IШЯ. Не допускается размещение пункта управления в зоиах arpec-
сивных rазов, значительной запыленности, сильных шумов и в по-
мещениях, имеющих вибраuию.
Для небольших предприятий наиболее раuионально создание
единоrо диспетчерскоrо пункта (ДП) с общим диспетчерским щитом
для иескольких энерrетических систем предприятия. Для крупиых
предприятий с развптыми энерrетическими системами целесообразно
размещение самостоятельных пуиктов управления отдельными эиер-
rосистемами в одиом здании и совмещение при этом аппаратиой и
вспомоrательпых помещений.
Каналы связи. В качестве капа.l0В связи телемеханики на про.
мышленных предприятиях, как правило, используются выделениые
пары в кабелях комплексной телефонной сети предприятия.
Внешние соединения между шкафами устройстн телемеханики,
папелями реле и питания на контролируемом пуикте выполняются
медным или аЛЮ:\1ипиевым контрольным кабелем сечением 1,5
6,0 мм 2 .
Источники питания. Питание устройств телемехаиики осущест-
вляется переменным током напряжением 220 В. Требования к сети,
пптающей устроЙства телемеханики, определяются инструкuиями
заводов-изrотовителей этих устройств и [ОСТ иа средства телемеха-
инки.
Символы
.
диспетчерскоrо щита и uепи сиrнализаuии на ДП мо-
переменным или ПОСтоянным током напряжением не
rYT питаться
выше 60 В.
Пптание ДП предусматривается от двух
ков, а при наличии в системе особых rрупп
быть еще третий независимый источиик.
независимых источни.
потребителеЙ должен
Автоматизация. Существуют три основных вида ав-
томатизации: автоматическое включение резерва (АВР),
автоматнческое повторное ВК.fJючение (АПВ), автомати-
ческая частотная раЗI'рузка (АЧР).
Устройство АЕР ВК.fJючает резервный источнпк пита-
ния ПЛи резервный Э.fJемент Э.fJектрооборудования при
повреждеШIlI рабочеI'О Э.fJемента; устройство АПВ пов-
торно ВI{лючает ОТК.fJЮЧИВШИЙСЯ элемент Э.fJектрообору-
дования при саМоликвпдации поврежденпя; устройство
А ЧР разr-ружает систему от менее ответственных Harpy-
30К 13 аварпйных сптуациях с це.fJЬЮ сохранения питания
ответственных Э.fJектроприеМНIIКОВ. Автоматпка позволя-
€T простейшимп средствами осуществить надежное пита-
lIИе отдельных ответственных электроприемников.
98
Наличие на предприятиях крупных электродвиrате-
u П р едъявляет повышенные требования к чувствитель-
леи u б О u
l ' быстродеиствИlО п надежности ра оты устр истl3
нОСТ" u б
О матиКИ Д.fJЯ обеспечения УСТОИЧИВОСТИ ра оты Ma
авт u
ШИН при кратковременнои потере питания И.fJИ при впе-
i: w
подстанцШ/
Nl!2
.1... ,J.,
o, 'С;I/
Th,
а)
о)
Подстанцuя
Н!!1
ж)
Рис. 41. Схемы АВР на напряжении 6 1O и 0,4 кВ:
а АВР ввода или трансформатора: б и а АВР секциониоrо выключателя:
в АВР на резервной перемычке между двумя соС<едними подстаlЩИЯМИ:
д АВР секционноrо автоматическоrо выключателя: е АВР секциоиноrо
контактора; 3IC АВР на резервной перемычке между шшraми низшеrо напря
ЖенИН двух соседних подстанциЙ
запном снижении напряжения. Это вызывает усложне-
ние этих устройств, а также связей и блокировок между
ними. Данные аварийноЙ статистики показывают, что
процент успеШНОI'О действия АВР и АПВ очень велик.
Автоматическое вклюЧ,ение резерВа (рис. 41) являет-
ся основным видом автоматизации в Э.fJектроснабжении
промышленных предпрпятий. Оно предусматривается на
ВВодах, секционных ВЫК.fJючателях и СИ.fJОВЫХ трансфор-
маторах и дает возМожность быстроrо и безошибочноrо
ВОсстановления питания, так как исключаются I1епра-
вильные операции, МOl'ущие иметь место при ручных пе-
реКлючениях.
Автоматическое включение резерва, как правило,
предусматривается для всех ответственных потребите.fJей.
7*
99
На подстанциях, питающих потребителеЙ l-й катеrории,
АВР являстся обязательным. ОСНОВНЫМII схемами АВР
являются АВР сеlщионноrо выключате.1Я (рис. 41,6 и z).
Применяются также АВР резервноrо ввода, резервноЙ
переМЫЧЮ'1 между подстанциями ИЛII же резервноrо
трансформатора (рис. 41, а и В), НО эти схемы находят
более реДlюе применеппе, чем схемы АВР секционноrо
ВЫI{лючателя, так как «холодныЙ» резерв Tenepl> почти
не при меняется из за неиспользоваНIIя оборудования и
J<абелеЙ.
В установках напряжением до 1 ,{В применяется
АВР секционноrо автоматичеСI<оrо выключателя или KOH
такторная схема на шинах вторичноrо напряжения ТП
(рис. 41, д ж), а таюке АВР отдельных ответственных
потребителей на цеховых силовых пунктах по простей-
шим контакторным схемам. Здесь также наиБО.'Iее упо-
требительными н часто применяемыми являются схемы
АВР секционноrо автОматпческоrо выключателя. Схемы
с Iюнтакторами MorYT быть применены при трансформа
торах мощностью до 400 630 кВ. А.
Пуск устройства АВР может быть осуществлен от
МllНимальнOI'О pe.'Ie напряжения и реле понижения час-
тоты. Первый способ пуска неприrоден при крупных син
хронных э.'Iеl<тродвиrателях. Напряжение на зажимах
синхронных элеКТродвиrателей noc.'Ie ОТК.'Iючения пита-
ния продолжительное время поддерживается равным но-
минальному, и деЙствие АВР задерживается. В этих
случаях следует применять пусковой opraH, сочетающий
минимальное реле напряжения и pe.'Ie понижения час-
тоты и имеющий лучшую чувствительность и большее
быстродеЙСТВllе.
Время действия АВР должно уменьшаться в направ-
лении от электроприемников к ИСТОЧНIIКУ питания. Для
отдельных ступенеЙ, '{ которым подключены электропри-
емнИIШ, треБУЮЩllе МИНlIмальной продолжительности
перерыва ПllтаНIIЯ (ДВllrатели с самозапуском, непре-
рывныЙ технолоrпчсский процесс и т. д.), быстродейст-
БJ1е АВР должно предусматриваться независимо от их
удалснности от источника Пllтания.
Необходимо отмеТIIТЬ, что в целях повышеНIIЯ надеж
IЮСти прнмененис мноrоступенчатых АВР следует orpa-
lIичивать.
Авто,\tатuческое повторное включение. Назначением
АПВ является быстрое автоматическое восстановлеllие
\00
..............
ПJfТ:ШПЯ после саМОЛИКВllдации кратковременных К3 в
ВОЗ;lУWIIЫХ и к,:бельных лшшях и ДРУПIХ элементах элек-
трнчеСЮIХ сетеи. ПричинаМII TaK lx самоустраняющихся
КЗ на различных элементах сетеи являются: на воздуш-
ных линиях атмосферные перенапряжения, переКРЫТIIЯ
проводов птицами или вследствие набросов, схлестьша-
ние проводов и т. п.; на кабельных линиях пробои в ка-
бельНЫХ муфтах с ПОСJlедующим зап.'IЫВОМ места повре-
ждениЯ кабельной массой, а Та!{же неустойчивое КЗ на
кабельных сборках вследствие перекрытий и по др у-
rим причинам; на сборных шинах коммутационные пере
напряжения, перекрытия, неправильные операции с разъ-
единителями и т. п. Самоустранение причин, вызвавших
отключение данноrо присоединення, является необходи-
мЫМ условием успешноrо действия АПВ.
Блаrодаря применеНIIЮ АПВ во МIIоrих случаях мож-
но восстановить питание путем автоматическOI'О включе-
ния соответствующих элементов сети и избежать пере-
рыва электроснабжения. Основное применение в элек-
троснабжении предприятий АПВ находит в воздушных
элеI{трических сетях. Кроме Toro, АПВ существенно по-
MoraeT упрощению схем коммутации при применеНIIИ
короткозамьшателей, отделителей и выключателей на-
rрузки, а также в схемах с ТОКОПРОБодами и др. Автома-
тпческое повторное включение применяется на отходя-
щИХ JIIIНИЯХ, питающих контактную сеть электрифици-
pOBaHHoro транспорта, на ЛIlНIIЯХ к ответственным элек-
ТРОДВllrателям, временно оп{лючаемым для обеспечения
самозапуска друrIlХ электродвиrателеЙ. а также после
действия А ЧР при восстановлении частоты и для друrих
элементов системы электроснабжения.
Автоматическое повторное включение кабельных ЛII-
ний nOI{a не нашло ПРа!<тическоrо применеНIIЯ в элеl{-
'тросетях ПрОМЫШ.'Iенных предприятиЙ в связи с тем, что
успешность АПВ щ веЛlIка, так '{а!{ КЗ в кабельных ли-
ниях очень редко самоустраияется.
Тстройства АПВ при меняются для выключателеЙ,
снабженных элеI<тромаrНИТНЫМII, пневматичеСКIIМИ и
ПРУЖИННЫМII приводами с дистанционным и автомаТIIче-
CКlIM ВI{лючением и отключением. Схемы 11 устройства
АПв должны удовлетворять следующим требованиям:
обеспечивать достаточно длительныЙ включающий им-
пульс для надежноrо включения выключателя; подавать
Импульс на включение выключателя только после воз-
101
вращения механизмов привода в положение rотовности к
действию на Вi{лючение, а для схем с пуском от защиты
также после возврата релейной защиты; не действовать
при отключении выключателя вручную или при помощи
телеуправления, а также при автоматическом отключе
нии от релейноЙ защиты непосредственно после вклю
чения вручную или при помощи телеуправления; исклю-
чать возможность MHoroKpaTHoro включения выключате-
Ля на короткое замыкание при застревании или отказе
любоrо контакта в схеме устройства.
Автоматическая частотная раЗ2рузка предусматривается для
отключения части э.'Jектрических наrрузок при ВОзникновении ава-
рийной ситуации, коrда частота питающей сети упадет ниже нор-
мированных величин.
Установлены три катеrории АЧР: АЧРI быстродействующая
(с выдержкой времени, не превышающей 0,5 с), имеющая различные
уставки по частоте, предназначенная для прекращения снижения
частоты; АЧРII с общей уставкой по частоте и разлнчными ус-
тавками по времени, предназначенная для повышеиия частоты после
дсЙствия АЧРI, а также для предотвращения зависания частоты на
нt'допустимо низком уровне и ее снижеиия при сравнительно мед-
ленном аварийном увеличении дефицита мощиости; дополнительная
Юlтеrорня АЧР, действующая только при местных дефИllитах мощ-
IЮСТИ, предназначенная для ускорення разrрузки и увсличеиия ее
объема при особо больших местных дефицитах МОЩности. Потреби-
тели должиы присоединяться к устройствам АЧР с учетом их ответ-
СТБенности. По мере возрастания ответствеиности потребителей их
следует присоединять к АЧР, имеющим БОльшие выдержки времени.
Действие АЧР ДOJlжно увязываться с расстановкой ЛВР в элект-
росетях, чтобы срабатыванием АВР не восстанавливалось питание
отключаемой АЧР наrрузки от тех же источников rенерируемой мощ-
ности.
После восстановдення нормальноrо режима отключенные дннин
вновь Включаются под воздействием устройства чаСТОтноrо автома-
тическоrо ПОВТорноrо включения (ЧАПВ). Это позволяет по возмож-
ности сохранить в работе наиболее ответственные электроприемникн,
необходнмые для фуикционирования ОСНОВных производств, н избе-
жать сущt'ственноrо сниження производительности предпрнятня. ДЛII
первоочередноrо восстановления питания наибо.'Jее ответственных
потребителей они ПрIlсоеднняются к первым очередям ЧАПВ.
Мощность, которая может быть отключепа на предприятии уст-
ртicтвами ЛЧР, и катеrории устанавливаемых АЧР определяются
по соrласованию с питающей энерrетической системой.
Релейная защита. За последние rоды произощло ЗlIа-
qителыюе повыщение требований к наде "ости электро
бжения промыщленных предприятии (см. 1, 3, 4).
aa крупных энерrоемких преДПрИЯТIIЯХ появились pac
еделительные сети и крупные уз.lJовые подстапции на
пряжение 110 220 кВ со сБОРНЫМII шинамн, мощные
оводы напряжением 6 35 кВ. УвеЛИЧИ.1ИСЬ чис./IO
токопр u I1 С нем
единичная мощность электродвиrателеи, в связ .,
Исложняются требования к их защите, пуску и самоза-
у Воз р осли единичные мощности и число электро-
пуску. u В ан
п иемникОВ с толчковой наrрузкои. связи с указ -
р требования к быстродействию, чувствительности,
л ктивности и надежности релейной защиты и aBTOMa
тики на современных крупных энерrоемких преДПРИЯТII
ях очень жесткие.
При построении общей схемы электроснабжения не-
обходимо предусматривать выполнение наиболее на-
дежной и простой релейной защиты, а также предусма [-
ривать возможность предотвращения или ликвидаЦll1I
нарущений нормальноrо режима, обеспечиваемые авто-
матикой. U D
Повыщению надежности работы релеинои защиты и
автоматики способствует применение устройства РЗА с
использованием полупроводников, имеющих ряд преи-
муществ перед релейно-контактными устройствами в от:
нощении быстродеЙствия, чувствительности (ВЫСОКIIИ
коэффициент возврата), малоrо потребления мощности
и общей надежности работы. При этом на выходных уз-
лах РЗА используются электромеханические малоrаба-
ритные реле, контакты которых рассчитаны на коммути-
рование цепей включения и отключения ПРИВОДОВ вы-
ключателей. В КРУ стали применяться высоконадежные
защиты на интеrральных микросхемах.
На линиях с односторонним питанием при раздель-
ной их работе релейная защита обычно устанавливается
только на rоловных участках (со стороны питаНIIЯ) за
исклЮчением случаев, коrда защита на приемном конце
линии требуется для ущiавления АПВ и АВР. На ЛlIllП
ях, ОТХОДЯЩИХ от шин rпп, пrв и цеховых подстапцпЙ.
предусматривается, как правило, максимальная ТОIЮ-
вая заЩита от мноrофаЗIIЫХ замыканиЙ. На .'1ИНIIЯХ свя-
зи 6 10 кВ между ТЭЦ и rпп реlюмендуется предус-
матривать быстродеЙствующие защиты от мноrофазных
заМыканиЙ: максимаЛLНУЮ токовую в сочетании с oTceLI-
102
103
ками или без них, продольную дифференциальную If др.
(см. ПУЭ). Такие же защиты рекомендуется УСТdнаВЛII
вать на связях между двумя rпп, еС.111 хотя бы к одноЙ
из них присоеДllНСНЫ I{рупные синхронные элеI{ТРОДВИ-
rатели.
На нормально разомкнутых сеJЩIЮШIЫХ ВЫК.шочатс-
лях предусматривается МaI{симальная токовая быстро-
действующая защита для опробования шин с выводом
ее из действия при ВJ{лючеНlЮМ выключателе. На нор-
м ально замкнутых секционных вы!{лючателях ставится
максимальная токовая защита с MrHoBeHHbIM отключе-
нием или с выдержкой времени, соrJlасовашюй с оста ль-
JJЫМи звеньями схемы электроснабжения. На ШlIIюсое-
ДИНJlтельных выключателях предусматривается макси-
мальная токовая защита с двумя ступенями: MrHoBeH-
ноЙ, применяемой при опробовании шин, и с выдержкой
времени, с широким диапазоном реrулирования времени
и со сниженными требоваНИЯМII в отношении селектив-
ности и чувствительности, которая применяется для за-
щиты шин и для резервирования защиты друrих присое-
динений. .
Для трансформаторов мощностыо менее 1000 кВ.А в
качестве основной заЩIIТЫ применяется максимальная
токовая защита, которая ставится только на стороне
шпания. При выдержке времени максимальной токовой
защиты 1 с и менее токовая отсечка, как праВIIЛО, не
требуется. Для трансформаторов 1000 кВ. А и более ука-
занная защита служит также для резервирования_ основ-
JIЫX защит трансформатора: rазовоЙ, дифференциаль-
ной, отсечки.
При выборе тока срабатывания токовой защиты тран-
сформаторов учитываются возможные токи переrрузки
при отключении параллельно работающих трансформа-
торов или при наличии АВР при раздельно работающих
трансформаторах, а также токи самозапуска электродви-
rателеЙ, питаемых от трансформаторов. На подстанuиях
промышленных предприятий, как правило, предусматри-
вается сиrнализаuия однофазных замыканиЙ на землю в
сети 6 10 кВ.
rазовая защита применяетея для всех масляных
трансформаторов мощностыо 6300 !{В. А и более и для
трансформаторов V!ОЩНОСТhЮ 630 ,{В. А и более, устаиов-
ленных на виутриuеховых подстанциях. ПУЭ допускают
установку rазовой защиты таюке на трансформаторах
104
мошностью 1 OOO 4000 кВ. А. rазовая защита транс-
форматоров 1 000 4000 кВ. А обязате.'1Lна при отсутст-
вии на них быстродеЙствующеЙ защиты (дифференuи-
аЛЬНОЙ, отсеЧКII) или при маКСliмальноЙ защите с BpeMe
неМ действия более O,5 1 с. Для понижающих
трансформаторов, залитых совтолом, вместо rаЗОБОЙ за-
щиты применяется защита от повышения давления.
РелеЙную защиту эпектродвиrателей напряжеНIIем
выше 1 кВ следует выполнять в соответствии с рекомен-
дациЯМИ ПУЭ.
ДЛЯ понижающих трансформаторов мощностью 400
(320) кВ.А и более с первичным напряжением до 35 кВ
включительно и с соеДIIнеНIIем обмоток звезда звезда
с заземленной нулевой точкоЙ на стороне низшеrо на-
пряжения предусмаТРIIвается спеuиальная защита от од-
нофазных замыканий на землю на стороне низшеrо на-
пряжения, если защита от ТОJЮВ, обусловленных внеш-
ними КЗ, не реаrирует на эти повреждения. У!{азанная
защита воздеЙствует на выключатель или выключатель
наrрузки на стороне высшеrо напряжеНIIЯ или же на ав-
томатическиЙ выключатель на стороне низшеrо напря-
жения трансформатора. Эта защита' обязательна ДJ1Я
блоков трансформатор маrистраль низшеrо напря-
жения.
Предохранители нельзя использовать для защиты от
однофазных КЗ в маrистрали низшеrо напряжеНIIЯ, так
как время плавления плаВJЮЙ вставки ПрlI этих режимах
вследствие малых токов получается недопустимо БОЛh-
шим.
Пр применении выключателей наrРУЗЮI и предохра-
нителеи защита от к.з осуществляется предохраНIIте.'ТSJ-
ми типа пк., предельная мощНость отключения (трех-
фазная) которых составляет 200 МВ.А. При ненормаль-
ных реЖИмах и повреждениях, не вызывающпх сверхто-
ков, недопустимых для выключателей наr р vзки защита
о . '
сущеСтвляется при помощп соответствующих защитных
реле (ТОковых, rазовых и др.) которые воздействуют
своими Вспо мо '
rательными реле на электромаrнит от-
кточения выкл
. ючателя наr Р '7ЗКИ В этих Сil у чаях токи
повреждени j'"
.. u Я недостаточны для быст р оrо плаВ.'Iения пла-
ВI\Ои вставки п
жае б редохранителя и релейная защита опере-
M'eH:H оту предохранителя. Релейная защита при при-
как и п;иВЬ Rлючателей наrрузки выполняется так же,
о Ьiчных выкточателях.
105
При построении системы элеКТРОСllабжепия по упро-
щенным схемам ( 4) предусматриваются релеЙные УСТ-
ройства, которые фиксируют ВОЗНИI<новение поврежде-
ний на питающей ЛПНlШ 35 220 кВ или же па ответвле-
нии к друrой подстанЦlШ. присоединенноЙ к этой ЛИНии.
Указанные устройства воздействуют на отключение ис-
точников подпитки СО стороны ВТОрИЧНOI'О напряжения с
последующим восстановлением питания действием авто-
маТllIШ или же на снятие возбуждения синхронных ма-
шин, подпитывающих место повреждения с последую.
щеЙ ресинхронизацией.
Для прекращения подпитки места повреждения пос-
ле отключения питающей линии может быть предусмот-
рена защита, реаrирующая на снижение частоты, сбло-
Юiрованная по направлению активнОй мощности или же
по ДРУI'ОМУ принципу.
При осуществлении релейной защиты токопроводов
6 1 O 35 кВ необходимо учитывать их специфику по
сравнению с кабельными линиями. К защите токопрово-
дов предъявляютСя высокие требования в отношении се-
лективности и чувствительности. Основная защита токо-
провода выполняется при помощи полной продольноЙ
дифференциальной защиты в двухфазном двухрелейном
исполнении без дополнительной выдержки времени. Она
должна отключать токопровод при междуфазных К3 в
токопроводе и иа ответвлениях от Hero к РП (в реакторе
и ошиноВ!<е до вводных выключателей). В качестве ре-
зеРВIIОЙ защиты токопроводов применяется максималь-
ная токовая с выдержкой времени или максимальная то-
ковая с выдержкой времени с пуском по напряжению.
Схемы и расчеты релейной защиты и примеры ее выпол-
нения приведены в [2].
Учет и измерения. Система учета и измерений опре-
деляется схемой электроснабжения предпрИЯТИЯ, харак-
тером присоединяемых потребителей и схемой коммута-
ции. Она предусматривает необходимый минимум при-
боров, с тем чтобы не было дублирования приборов на
различных ступенях электроснабжения. Так, например,
не следует устанавливать счетчики на линиях, питаю-
щих несколько хозрасчетных единиц, так как учет элект-
троэнерrии производится на этих пэследних.
Система учета электроэнерI'ИИ на промышленныл
предприятиях должна давать возможность: определени>l
количества электроэнерI'ИlI, полученноЙ от энерrоснаб-
106
.............
жзющей орrанизации; производства внутризаводскOI'О
мсжцеХОВОI'О расчета за электроэнерrию, израсходоваи-
ную различными хозрасчетными единицами промышлен-
HOI'O предприятия; установления, уточнения и контро.'lЯ
удельных норм расхода электроэнерпш на единицу про-
дукции или полуфабриката; контроля потребления и вы-
работки реактивной мощности по всему предприятию в
целоМ и по отдельным (наиболее крупным) потребите-
лям, а также определения срсдневзвешенноrо коэффици-
еН1:а мощности предприятия. Счетчики активной и
реактивной энерши, служащие Д.i'IЯ расчета с энерrоснаб-
жающей орrанизацией, в соответствии с ПУЭ устанавли-
ваютСЯ на питающих пунктах. .
На транзитных подстанциях расчет следует произво-
дить на стороне низшеrо напряжения трансформаторов,
что также разрешается ПУЭ. Внутризаводской учет в
этих случаях следует всеrда осуществлять на стороне
низшеrо напряжения трансформаторов. Принятый вид
учета цеховой или аrреrатный существенно влияет
на построение схем ILexoBOI'o электроснабжения.
Непрерывно возрастающая энерrоемкость и электро-
потребление промышленных предприятий требуют при-
менения централизованноrо учета электроэнерпш и
сосредоточения всех при боров реПlCтрации и суммирова-
ния показаний на одном оперативно-контрольном пунк-
те предприятия. При АСУЭ система учета осуществля-
ется с использованием ЭВМ. Применяется автоматизи-
рованная система учета электроэнерпш с фиксацией
максимума ню'рузки в часы максимума энеРI'осистемы.
Система ИИСЭ 1-48 позволяет производить учет совмещешюrо
максимума активиой наrрузки предприятия в часы максимума энер-
rосистемы, а также определять М3I{си' ум потребляемой реактивной
мощности. СИстеМа позволяет производить расчеты'" за электроэнер-
rию по заявленной предприятием наrрузке в часы максимума энерl'O-
системы. ЭТО дает возможность уменьшить эксплуатационные рас-
ходы и каПиталь
ные затраты и ПОЛУ'IУ.ТЬ экономию электроэнерпш.
Система изме р ..
, ,енин должна обеспечить: правильное и раuиона.1Ь-
ное ведение экс ..
плуатаuии электрохозянства ПРОМЫШ;iенноro пред-
ПРнятия' Конт р ол '
, ь }становленноrо режима работы электрооборудо-
вания характе р а
к' технолоrическоrо проuесса основных arperaToB и
ачеСТва ПОл у чаем о .
R р а щ и или вырабатываемой электроэнерrии' предот-
ение преждев р . '
блаrода р eMeHHoro выхода из строя ЭлектрооборудоваllIlЯ
я своевременно б ..
МУ О наружению отступлении от HopMa.%IIL!X
107
УС.'JовнЙ ero работы (пеРСI'РУ1IШ, neperpeBa И Т, !1 ); быструю ориен rи.
роВ!<у ()6служивающеro персонала ПрИ 8вариЙных режимах; кOIПРО lb
за состоянием изоляUlШ в сетях с изолированной нейтралыо Ip X'
фазноrо тока И в сетях постоянноrо тока.
11
li
Оперативный ток. При выборе источника операпш.
Horo тока должна производиться проверка надежности
ero работы в различных режимах сети. Для питания
электромаrнитов включения электромаrllИТНЫХ приводов
MorYT быть применены источники постоянноrо и выпрям-
ленноrо тока. При этом должно быть обеспечено: напря-
жение на зажимах электромаrнитов включения не менее
85 % нормальных значений, обусловленных для данноrо
типа привода; MrHoBeHHoe действие защиты прuи включе-
нии выключателя на 1(3 или же ускорение деиствия за-
щиты на вреМЯ включения выключателя при примене-
нии источников выпрямленноrо тока.
В связи с недостаточной надежностыо ПРУ>iШННЫХ
приводов за последнее время расширилось примененис
постоянноrо или выпрямленноrо оперативноrо тока для
обеспеченпя действия выключателеЙ с электромаrнит-
ным приводом.
Для питания электромаrнитов включения выключа-
телей от выпрямленноrо тока прпменяются устройства
УКП (устройство комплектноrо питания), состоящие из
двух частей, заключенных в отдельные ящики: УКП.l,
содержащее выпрямительное устроЙство (типа БПРУ-6?),
УКП-2; содержащее катушку индуктивности, в котороЙ
происходит накопление электромаrнитноЙ энерrии, и си-
стему коммутации, которая обеспечивает быстрос под-
ключение этой каТУШIШ к электромаrниту включения
выключателя в случае вкточеНi1Я erO на КЗ, соировож-
дающееся резким снижением напряжения питающеЙ сети.
Устройства УКП изrотовляютСЯ на напряжение 220 11
380 В. Устройство УКП обеспечивает включения одноrо
маломасляноrо выключателя на напряжение 6 35 кВ (с
посадкой механизма привода на защелку) при сниже-
нии вьшрямленноrо напряжения ОIJеративноrо тока дп
50 % номинальноrо, которое может иметь местО при
включении на КЗ в питающей сети. На каждую секцию
подстанций обычно предусматривается одно устройство
УКП.
Для питания оперативных цепеЙ управления, сиrнали-
зации, релейной защиты и автоматики при электро
108
маrниТНЫХ приводах рекомендуется применять специ-
альные блоки питания выпрямленным током, I<OTopbIe
подразделяются на: токовые (БПТ), включаемые на
трансформаторы тока; напряжения (БПН, БПНС),
включаемые на трансформаторы напряженпя или на
трансформаторы собственных нужд; комбинированные,
включаемые на трансформаторы тока и напряжения (или
собственных нужд) таким образом, чтобы при всех ви-
ТС/1
1,
){
\ I
,1,
r="
J
rпп, пrn или РП
...
Рис. 42. Приниипиальная схе\1a питання оперативных испей от бло-
ков питаиия
дах К3 на выходе блоков обеспечивалось напряжение,
достатОчное для надежноrо действия реле и электромаr-
нитов Отключения выключателей.
Блоки питания практически позволяют осуществить
защиты той же сложности, что и на постоянном опера-
тивном токе, кроме защиты минимальноrо напряжения
двиrателей. Для оперативных цепей защиты минималь-
Horo напряжения электродвиrателей в этих случаях при-
ме яются конденсаторные устроЙства с зарядным уст-
РОиством типа УЗ-400 А с кремнпевыми диодами Д-226Б.
На рис. 42 приведена принципиальная схема питания
r;{hативных цепей от блоков питания, применяемая на
, пrв пли на Рп. Она имеет высокую надежность
Л резеРВирования без применения АВР на сто р оне ВЫП Р ЯМ-
eHHoro ток С
а. хема обеспечивает надежное питание при
109
ОТКJJючепии J1Iобоrо трансформатора 1 ПП IIJIП пrв или
ввода на РП, которое может иметь место пра ревизии,
ремонте ИJJИ аварии.
ПрименеIlие опнсанных YCTPOIICTB позволяет ОТJ{азать
ся от крупных аккумуляторных Gатарей и зарядных YCT
роЙств I{ НИМ И В БОJJьшинстве с.fJучаев УДОВJJетворяет
требоваНilЯМ электроустановок промышленных предпри-
ятпй.
На небольших ЭJJектроустановках питание цепеЙ оп е-
раТИВllоrо тока защиты может производиться более прос-
тыми способами: от трансформаторов тока защиты в
схемах с реле прямоrо деЙствия и с дешунтированием; от
трансформатора напряжения для питания цепеЙ защи-
ты от замыкания на землю, от переrрузок, rазовоЙ защи
ты и цепеЙ тепловоrо контрОJJЯ трансформаторов.
Питание оперативных цепеЙ на подстанциях 35 и
110 кВ с короткозамыкатеJJЯМИ и отделитеJJЯМIJ в БОJJЬ
шинстве СJJучаев тю<же осущеСТВJJяется на перемеНIIОМ
токе. Постоянный оперативныЙ ток применяется лишь в
тех случаях, коrда он требуется ДJIЯ тяжеJJЫХ коммута-
ЦJIOНIIЫХ аппаратов на вторичных напряжениях данноЙ
подстаНЦIIII.
Аккумуляторные батареи для питания электромаrни-
тов ВКJJючения ВЫКJJючателеЙ теперь применяются срав-
нитеJJЬНО редко, например на I<РУПНЫХ rпп, больших
преобразоватеJJЬНЫХ подстанциях с тяжелыми ВЫКJJюча
телями. При этом предусматривается одна аккумулятор-
ная батарея без ЭJJементноrо коммутатора, работающая
в режиме постоянноrо подзаряда.
13. СПОСОБЫ КАНАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕрrии
I
I
I
11:
На промышленных предприятиях э.'Iеlпрические сети
выполняются так, чтобы все элементы сети постоянно
находи.'IИСЬ под наrрузкой и ЧИСJIO резервных, нормально
неработающих ЭJJементов (<<ХОJJOдноrо» резерва) было
минимальным. В то же время элементы сети рассчитыва-
ются так, чтобы при аварии с одним из них остаВШllеся в
работе ЭJJементы MOrJJlI принять на себя наrрузку вы-
шедшеrо из строя элемента сети. Такое решение являет-
ся наиБОJJее экономичным, так как обес-печивает YMeHЬ
шение потерь ЭJJеIпроэнерrии и повышает надежность
электроснабжения вследствие постоянной rотовности се-
ти к авариЙным ситуациям.
110
..............
Элементы сети выбираются по HarpeBY при нормаль-
ном и послеаварийном режимах, по экономической плот-
ности тока при нормальной работе, по термической и
электродинамическоЙ стоЙкости при КЗ, по потере на-
пряжения при норма.1ЬНОМ и ПОСJJеаварийном режиме pa
боты сетИ, по механической прочности, а также по усло
виям короны при напряжении 35 кВ и ВЫше.
Наряду с традиционными кабеJJЬНЫМИ прокладками
на крупных предприятиях применяются новые конструк-
тивные решения электрических сетей, без которых нель-
зя рационально осуществить современную систему элек-
троснабжения.
При передаваеМЫХ мощностях более 60 МВ. А, как
правило, применяются воздушные или кабельные линии
rлубоких вводов 110 220 кВ. При передаваемых мощ-
ностях БОJJее 15 20 МВ.А и напряжении 6 кВ, БOJJее
25 35 МВ.А и напряжении 10 кВ и более 35 МВ.А и
напряжении 35 кВ применяются жесткие или rибкие то-
копроводы. Кабельные линии в этом диапазоне Harpy-
зок применяются редко, обычно при невозможности вы-
деления необходимой территории (<<коридора») для про-
хождения токопроводов.
КонстРуктивные решения ВЬШОJшения ЭJJектрическоЙ
сети з висят также от размещения наrрузок, плотности
застрои и территории, ее насыщенности теХНОJюrичес-
КИМII II транспортными коммуникациями, уровня rpYHTo-
вых вод, ст пени заrрязненности воздуха,заrрязненности
rpYHTa, раиона по rOJЮJJеду. ЕСJIИ это ПОЗВОJJЯЮТ упо-
МЯ!lутые условия, применяют открытые прокладки кабе-
леи на эстакадах или rалереях. На перифериЙных участ-
ках предприятиЙ И.1И ДJJЯ питания удаJJенных обособлеll-
ных uобъектов целесообразно применение воздушных
линии 6 1 О кВ. .
Открытые сети имеют ряд технических и экономичес-
ких преимуществ. Они наrлядны доступны и удобны
мя '.
мотра и ремонта, замены и ДОПО.'IнительноЙ про-
кладки и БОлее rибки при изменении трасс во время ре-
КОНСТРУКЦИИ предприятия.
ТОКОПроводы применяются преимущественно на пред-
ПРИятиях с бо .
м JJЬШИМ числом часов ИСПОJJьзования макси-
эlе а элеКтрпческоЙ наrРУЗIШ при высокоЙ плотности
жен I ческих наrрузок и концентрированном распOJЮ-
rия Х Рупных МОщностеЙ (цветная и черная металлур-
, имия и Т П ) П ..
. " ри применении на первои ступени
1lI
11
\
I
\
1'1
электроснабжения rJlубоких вводов 110 220 кВ токопро
воЗ,ы б 10 кВ СЛУЖаТ для связи между шинами ВТОрИI(
Hdro напряжения пrв или между rпп и заводскОЙ
ТЭЦ.
Токопроводы имеют ряд преимуществ по сравнению
с кабельными прокладками: экономия дефицитных Ka
белей; повышение надеЖНОСТИ ввиду о}сутствия кабеЛl,-
ных муфт И больших потоков кабелеи в туннелях, что
подтверждается обследованиями; улучшение эксплуата
ции сетеЙ вследствие облеrчения непрерывнuоrо . наблюде
ния и ускорения исправления повреждении; индустриа
лизация монтажных работ по сетям, так как на монтаж
поступают rOToBbIe секции токопроводов; значительн е
увеличение способности к переrрузке при послеаварии
нЫх режимах по сравнению с кабельнЫМИ линиями бла-
rодаря отсутствию бумажной изоляции. В то же время
значительная реактивность токопроводов приводит к по-
нижению уровня напряжения У потребителей и вызывает
значительные колебания напряжения при ударных на-
rрузках; появляются дополнительные потери в крепяших
и строительных конструкциях токопроводов; имеет мес-
то высокая стонмость строительной части закрытых то-
копроводов; авария на крупном токопроводе тражает
ся на значительнО большей rруппе потребителеи, чем при
системе кабельноЙ канализации с менее мощными ли-
ниями.
Для устранения этоrо последнеrо недостатка приме-
няются секционнрование и автоматическое включение
резерва на всех ступенях, а токопроводы проектируют-
ся не менее чем из двух взаимно резервирующих ниток.
При меняются следующие конструктнвные исполнения
токопроводОВ: жесткий токопровод из u труб или друrих
профилей, выполненный в виде }!,есткои балки; токопро-
вод из шин различных профилеи, закрепленных на под.:
весных изоляторах в нескольКИх исполнениях; rибюш
токопровод, выполненныЙ неИЗ?J1Ированными проводами
большиХ сечениЙ; комплектныи токопровод uзаводскоrо
изrотовления, составленный из типовых секции.
Жесткие токопроводы состоят из пакетов шин, CMOH
тированных на опорных или подвесных изоляторах. Они
дешевле кабельных линий такой же пропускнои способ
ности более чем 2 раза. При одинаковых же потерях то-
копроводы дешевле в 1,05 I,43 раза, но пропускная
способность их при зтом значительно больше. Кроме ак-
112
1111
11'
11
111
.......
ти вных потерь в токопроводах возникают дополнитель-
ные потери вследствие вытеснения переменноrо тока к
поверхНОСТИ проводника (<<поверхностный эффект») и не-
aBHOMepHoro распределения тока по сечению из а
лияния друrих близлежащих проводников (<<эффект
близОСТИ») .
д я увеличения пропускной способности токопроводов применя-
ются коробчатые шины, трубы, полутрубы, полый квадрат, уrОЛКll,
шины сложноrо профиля «двоЙное Т» И др. Пакеты из плоских шин
при числе полос более двух применЯ1Ь не следует как неэкоио-
мичные.
Наиболее ращюнальны симметричные жесткне токопроводы
(рис. 43), имеющие блаrодаря лучшему токораспределению в фазах
примернО в 2 2,5 раза меньшие потери мощнрсти, чем при BepTII-
калЬноМ или rорнзонтальном расположении фаз. н меньшую реак,
тивность. Они компактны и не требуют устройства транспозшщи, ко.
тараи необходима при вертикальиом и rоризонтальном расположе-
нии фаз для устранения иеСtlмметрии напряжений. Это зна'lИтельио
упрощает конструкцию. токопровода, удешевляет электрическую "
строительнуЮ часть.
При нормальной окружающей среде жесткие токопроводы про-
кладываются открыто на опорах (рис. 43, б), при заrрязненной сре-
де или при заrруженной верхними коммуникациями территории,
в закрытых rалереях (рис. 43, а). Может быть также применена про
кладка в туннелях, а также на железобетонных кронштейнах, укреп-
ляемых в наружной стене промышлеl!ноrо здания 1 и 11 степени
оrнестойкости (рис. 43, в). Прокладка токопроводов в закрытых rале
реях, и особенно в туннелях, требует значительных капиталовложе-
ний и примеияется при наличии необходнмых обоснований.
На рис. 44, а показан симметричный токопровод на подвесных
изоляторах. ТакоЙ токопровод несколько надежнее и дешевле ТО-
копровода на опорных изоляторах.
Необходимая электродинамическая с';ойкость при К3 достиrа-
етсн Щ>И помощи междуфазных распорок (рис. 44, б), расстояние
между которыми зависит от ударноrо тока К3 в данной установке.
Киевским отделением Укртяжпромэлектропроекта разработаны
СимметРичные трубчатые токопроводы в виде «самонесущей балки»
и в виде «Провисзющей нити», а также с подвеской труб на сталь-
ных Тросах. При тросовой подвеске тросы располаrаются BHYTPif
труб, что предохраняет тросы от атмосферных влияний и от воздеЙ-
ствия 3лектромаrнитноrо поля, образуемоrо током, проходящим ;10
трубчатому Токопроводу.
КОмплектные жесткие симметричные токопроводы из-
rотовля
ются на напряжение до 11 кВ и токи 1600 и
8 226
11З
I
I
111
:11
,1
1
1
1,11
11
...i,<o, . ;'..o' ...:.O. p. .; :'..4_ .:.-:Q ....;.. :.. ..iE>o:
..,,,,
:J '"
t
..
:::'ц,
"'""
<:>
1::1
<.>
""
::j
'6-
ООSlU!Ш=Н
1,;
I
...
t:!
..,
'"
'"
tr)
са
.."
000'- U7ш=1/
I
l
'"
...
11 <:L
cu
с::,
<::>
*
.."
0009 ЩШ =Н
111 114
111\1
..
.,
:!
'"
'"
'"
...
t.)
'"
"
:;s
'"
..
'"
..
'"
"
"
..
'"
...
Е;
'"
о
'"
'"
"
:;s
..
'"
о
...
'"
'"
о
'"
"
"
"
;.;
"
'"
I
"
'" ;;
о
t;\ '"
о
О "
'" о
О
р..'"
с:: о
О '"
:>:: '"
о
.... "
'"
..,
:,;:
:>:: "
"
.... "
<.J
Q)
:;Е "
:,;: '"
:>:: I
"1 '"
'"
.; с,;
:>::
о I'!
"
р..
с:: "
:;;
\о ."
О '"
<.J О
О
с::
U '"
м "
'"
""" "
I
"
...............
2500 А. Они выполняются из неизолированных алюми
RllевыХ шин, размещенных в общем алюминиевом Kpyr-
лоМ кожухе из немаrнитноrо материала и укрепленных
на опорных изоляторах (рис. 45). КомплектныЙ токопро-
вод может быть установл н в ПЫJIЬНОИ среде, но Д.1Я pa
боты в среде, содержащеи химически аКТивные rазы 11
испарения, а также в пожаро и взрывоопасных средах 011
не предназначен. Этот токопровод вследствие ero значи
тельной стоимости применяется пока на сравнительно
коротких участках трассы, требующих повышенноЙ иа-
а)
Рис. 44. Симметричные токопроводы на подвесных изоляторах:
а подвеска токопроводов; б междуфаЗllая распорка
дежности прокладки, например на подводе питания от
вторичной обмотки трансформатора ПI'В или rпп к
распределительному устройству 6 1 О кВ (рис. 45, б).
ruБКuе мноеоамперные токопроводы прокладывают
ся на специальных железобетонных или металлических
опорах. ОНИ подвешиваются на подвесных и натяжных
изоляторах. Каждая фаза токопровода состоит из He
скольких аЛЮминиевых или медных проводов необходи
Moro по расчету сечения.
rиБКие токопроводы Т р еб у "ют меньше ИЗШJЯТО Р ОВ чем
жест '
кпе, что удешевляет их, повышает надежность и об-
леrчает эксплуатацию. Уменьшаются поrери в металли-
8*
115
\
11
11
11
11
li l
1 1 1
11
11\
111\1
111
\\i
11
llеских крепящих конструкциях. Однако они требуют
больше места, чем жесткие.
В rибких токопроводах применяется внутрифазовая трансно-
ЗLЩИЯ, принцип которой заключается в том, что провода каждой фа-
зы по всеЙ длине токопровода располаrаются по полоrой спирали.
I>лаrодаря этому пронсходиТ выравнивание индуктивных СОПрОТ1IВ-
JJСIШЙ проводов фа1Ы и токораспределения между ними,
Инститvтом «Электропроект» разработаиа унифиuировапная КОН-
стрУКUIIЯ д ухuеПlJOrо rнбкоrо токопровода 6 IO кВ на отдельных
ВидА
IQ] ,
1500
1500
5200
а)
800 855 1500
t::,
со
ос
2 J
'АБ'
A A
Б Б
111
11\
11
11
11111
11:':1
о)
Рис. 45. Комплектные токопроводы 6 IO кВ:
а общи/! вид; б прокладка токопроводсв от тра!lсформатора D зру 10 ,,8;
J сеКIlИЯ подхода к трансформатору; 2 се'ЩIIЯ ДЛlIIIО/! 1500 мм; 3 ввоД,
ная секция С лроходвыми изоляторами; 4....... ПОДПШОЧllая сскция
116
...............
о,
t-.;,
<::>
"'"
....
"'"
<\1
"'"
....
...
Рис. 46. Симметричный rибкий токопровод, выполненныЙ rолыми про-
водами больших сечений (<<Электропроект»):
е rИбкие провода фазы А; Ь то ще фазы В; с то ще фюы С; 1 .!Од-
Bepc e о изол торы; 2 изоляторы,фиксаторы мещду фазами -t и С; ,1 т[м-
N p GBO поры. 4 мещдуфазиые фиксаторы; 5 КОIIСТРУКЦИЯ для крепления
дов ОДИОЙ Фазы .
ОПорах, УЧИтывающая опыт монтажа и эксплуатаlЩИ ранее ВЫПОJI-
ненных токоп р ""
. ОВОДОВ, С усовершенствованнои подвескои фаз, при ко-
Торои нижн Ф
яя аза подвешивается к двум верхним (рис. 46).
ны Комплектные Шllнопроводы до I кВ являются основ-
м теХНичес
сетей ким средством выполнения современных
внутрицеховоrо распредеJ1ения электроэнерrии.
117
\
11
I!I
\1:
11\
'11i
1111
111
\11
I111
III!\
111
I
J: . -t- jt- .
. 1 ; , 10\
. t . 1 : 1 i . .
о)
I
I
r--..
о-,
I
- I
I I
I
I I
I i I
I I
j
с::,
L
б50'
1727 "ff)
70 70
270
Мб Ю
'11
11
Рис. 47. Маrистральный ШИIlОПРОВОД типа ШМА-68Н на НОМИlIаль
IIЫЙ ТОК 1600 А:
а I1рямая секция; 6 уrnовая секция с И3"llбом ШНН на ребро; 8 l1о"ере',-
Hbli\ разрез (ярмо)
1 I
\ 1 I
11' 11
С помощью комплектных шинопроводов обеспечивается
выполнение надежных и удобных в эксплуатации маrи-
стральных схем питания электроприемнИlЮIЗ. Маrист
r льные сети любоЙ конфиrураЦIlН MorYT быть собраны
118
...............
и3 стандартных секций комплектных шинопроводов, изrо-
товляе;\1ЫХ на заводах. Примененне комплектных шино-
проводов обеспечивает максимаJI НУЮ индустр и ализацию
электромонтажных раоот, что ооеспечивает сокращение
сроков ввода объектов в ЭКСП.lуатацию, повышение ка-
чества монтажа ЭJIектроустановок и надежности их IЗ
эксплуатации.
Комплектные ШИНОПРОВО.J.ы по cBoe:VIY назначению
разделяются па четыре rруппы: мап!стра.lЬНЫ . распре
делительные, осветительные и тро.'1леиные.
М а r п с т р а .'1 ь Н Ы е ш и II О про IЗ О Д Ы типа ШМА
lIзrотоВЛЯЮТСЯ с алюминисвыми шинами на номинальные
токи 630, 1000, 1600,2500 и 4000 А (рис. 47). Электроди-
намическая стоЙкость 40 кА в нормальном ИСПО.'1нении и
70 кА в уси.'Iенном исполнеЮIll. Шинопровод ШМА комп-
лектуется из прямых секциЙ длиноЙ 0,75; 1,5; 3 и 4,5 м,
уrловых, троЙниковых, ответвительных, присоединитель-
ных и подrоночных секциЙ.
Существует друrая конструкция маrнстральноrо' ши-
нопровода типа Ш3М 16 на 1600 А. Шинопроводы
Ш3М-16 комплектуются из прямых секциЙ длиноЙ 3 и
6 м, уrловых, тройниковых, крестовых секций, ответви-
тельных коробок и кабельных присоединений.
Для маrистралей постоянноrо тока выпускаются Ma
rистраЛЬНЫе шинопроводы типа ШМАД на токи 1600,
2500, 4000 и 6300 А.
Р а с пр е Д е л и т е л ь н ы е ш и н о про в о Д ы типа
ШРА изrотовляются с алюминиевыми шинами на токи
250, 400 и 630 А (рис. 48). Электродинамическая стой-
кость 10 и 25 кА. Шинопровод комплектуется из прямых
секций длиноЙ 3 м, уrловых секций, ответвительных и
вводных коробок.
О с в е т п т е л ь н ы е ш и н оп р о в о д ы типа ШОС
На 25, 63 и 100 А комплектуются из прямых секциЙ дли-
ной 0,5; 1,5 и 3 м. Секция длиной 3 м имеет шесть штеп-
сельных однофазных присоединений (фаза нуль), рас-
Положенных по длине секции через 0,5 м. В комплекте
ПОСтавляются также секции уrловые, rибкие, а также OT
веТвительные и вводные коробки. Светильники MorYT
ПОдвешиваться непосредственно на Шi1НОПРОВОДЫ. Под-
соединяются светильники к любому штепсельному при-
соедннению шинопровода (см. рис. 49).
В качестве осветительных шинопроводов на 100 А
можно ПРименять распределительные шинопроводы.
119
lil
111
11
11
11
11: \
\\1
11
111
I I
111
1I1
I
1111
1111
1\
111
\
111
с:::>
CI
11:::>
,.."
+
-..:
+
"'"
" iI 11 1,
'1 " 11 '1
Jt
" i: 1
11 ,1 ,1 I
11 ,1 l' '1
JkYJ
'! "'t9f' '
11 1, '1 11
" 11 " 11
"'"
,
I
I
I
I
I
1
I
1
)
""
I I
" 11 11 "
1, 1, " 11
+..!I
!I 'i
I
I i5!; +
1"" '"""
1
I
I
+
+
\ 1
I
111
1
1111
\\1'1111
iiiJ" jj
SБl 1:
1: il
,1 ::
1 i U
! \: ;
i I1 !
: :1 !
lJJJ
120
.о
...
u
О
'"
u
<D t:
'"
Р. :t
S
ro S
1:1 :;;
1:<: о
'"
"1 Е
о "
'" :t
О u
р..
1:1 '"
О :t
:I: '"
:I:
Е3 u
-= :
:1i '"
:<: о
'" "
t=; :;,
I
,о
(j)
." '"
(j) '"
о.. '"
t:: ;S:
u
'"
р. :
со
'<1'
t:
1
р. '"
...............
т р о JI JI е Й н ы е ш 11 н оп р о в о Д ы типа ШТМ изr<r
ТОВJIЯЮТСЯ на 100, 250 Il 400 А, 660 В с медными ТрОJ1J1ея
11 и ТlIпа ШТ А на 250 и 400 А с аЛЮМlIIшеВЫМII трол
о
леяМII. Шинопроводы комплектуются IIЗ прямых секции
линой 0,75; 1; 1,5 и 3 м, уrловых секций с уrлом пово
Дота на 45 и 900 и соеДИНlIтельных муфт. В ко:\шлект
lIнопровода входят токосъемные кареТКlI, которые CBO
'"
'"
'"
о
'"
о
'"
'"
'"
:t
..
..
I
.,
J( {ПокопрuеМ/lUКУ .
Рис. 49. Шинопровод ШОС 67, заl\реплепный на lюробе распредели-
тельноrо шинопровода ШРА-73
бодно перемещаются на РОЛlIках по НIIЖНИМ внутренним
краям короба ВДОJIЬ щеJIИ. Il1инопровод может приме-
нятьсЯ ДJIЯ питания элеКТРИфИЦlIрованноrо ИНСТрр1ента,
1:\ также мостовых кранов rрузоподъемностью дО 5 10T,
электрических талеЙ и т. п.
Кабельные прокладкu 6 35 кВ требуют меньших
площадеЙ по сравнению с воздушными, и важным преи-
муществом их ЯВJIяетсЯ незаВИСIlМОСТЬ надежности их
работы от природных и атмосферных условий: заrряз-
ненности атмосферы, ветров, rололеда II т. п. Кабельные
Прокладки 6 10 кВ применяются на предприятиях не-
большой и среднеЙ мощности и на сравнительно корот-
ких участках электрических сетеЙ крупных предприятий
от пrв или РП дО цеховых подстанций. .
ПРОКJIадка кабелеЙ может осуществляться: в тран-
шеях, каналах, туннелях, блоках, на эстакадах и в raJIe-
реях, а также на лотках и в коробах. Способ прокладки
ВЫбирается в заВИСIIМОСТИ от количества кабе.пей, УСJIО-
Вий Трассы.
Трасса кабеJIЬНЫХ ЮШIIЙ выбирается нанкратчайшая,
с Учетом наимепьшеrо числа нересечеНIIЙ кабелеЙ меж-
ДУ собой 11 с друrими IЮММУНIшаЦИЯМII.
121
11111
i II \
1111
111
1
11
111
11
11
1\
1111
1
1111
I\i!
11111\
I
ПРОRладка кабелей в земле в траншеях ЯВ.1яеТС51
наиболее простой и дешевой. Она экономична также Ц
по расходу цветноrо металла, так как пропускная сПОсоб_
ность кабедей наибольшая при прокладке в земле (eL.l![
не считать прокладки в воде). Однако по ряду ПРИЧIl![
этот способ прокдадки неприменим на участках с БО.1Ь-
шим количеством кабелеЙ и там, rде возможно раЗЛИТIIе
rорячеrо мста.1ла или жидкостей, разрушающе деЙствую-
щих на оболочку кабелеЙ; при большоЙ насыщеННОСТ\I
территории подземными и наземными технолоrичеСКИ lI!
и транспортными коммуникаЦИЯМII и друrими сооружеНir-
ями; в почвах, содержащих в большом количестве веще-
ства, разрушающе деЙствующие на ободочки кабелеЙ;
в местах, rде возможны БJlуждающие токи опасных зна-
чениЙ, большие механические наrРУЗЮI на поверхностп
земли, размытие почвы и т. п. Kpo!vle Toro, кабели, про-
ложенные в землянЫх траншеях на ПРОМЫШ.'1енных пре. -
приятиях, при производстве землянЫХ работ часто
повреждаются и перерыв питания наносит значительныЙ
ущерб предприятию. Поэтому ПРОК.lадку больших потоков
кабелеЙ в траншеях всемерно оrраничивают.
В одной траншее не должно прокладываться более шести, а в
районах вечноЙ мерзлоты более трех силовых кабелей На наПРЮI. '
ние 3 I О кВ. Число кабелей в одной траншее прн напряжении 20
35 кВ должно быть не более четырех, а в районах вечной мерзлоты
не более трех. Кроме указанноrо числа силовых кабелей допускается
прокладка в общей транш е трех-четырех контрольных кабелей. Пр!!
большем числе кабелей предусматриваются две параллельно ИДУЩIIС
траншеи с расстоянием между ними 1,2 м, если условия трассы
это позволяют. В противном случае примеияются друrие способы
прокладки.
Кабели 20 35 кВ по всей трассе защищаются от механичеСIШХ
повреждений железобетонными плита iИ толщиной не менее 50 мМ,
а для кабелей иапряжением 3 10 кВ можно применить также КIlР'
пич (не силикатный). Кабели напряжением до 1 кВ защищаютсЯ
только в мсстах частых раскопок.
При определении длины прокладываемоrо кабеля учитывают нС'
обходиМОСТЬ компенсаuии температурных деформаций. В связи с
этим кабели в траншенх укладываются волнообразно (змейкой), 1110
имеет особое значение при прокладке кабелей в райоиах вечн:)ii
мерзлоты и в сейсмических раЙонах.
Охранная зона выделяется для к бельныХ линнй напряжен"t' 1
до 1 Е.;8 и вышс, в преде.lах которой запрещается сбрасывать бо 10'
шне тяжеСТll, выливать KHCJIOTbI и щелочи, устраивать свалки, в TlJ!>I
11
111
I
111
11
1 I
111
I: 1 :1,
122
-числе сваЛКИ шлака и cHera, ие допускается укладка друrих КОММУ-
l1икацИЙ без соrласования с орrанизаuией, эксплуатирующей кабель-
JJУЮ линию.
[лубина заложения кабеля принимается от поверхности ОКОllча-
тел ыю спланированной территории, т. е. от планировочной отметки.
она должна быть не менсе 0,7 м, но может быть уменьшена до
0,5 м при вводах в здания или при пересечении, но тоrда кабели
()бязатеJ1ЬНО защищаются от механических повреждений при помощи
труб, плит и т. п. Под пр.оезжей чаС1ЬЮ территории rлубина тран-
wей прииимается не меиее 1200 мм для кабелей напряжением 20
З5 кВ и 1100 мм при напряжении до 10 кВ,
При лересечениях кабели высшеrо иапряжения прокладываюrся
под кабелями низшеrо напряжения, КОНТРОЛLНЫМИ и кабелями связи.
При пересечении трубопроводов, теплопроводов, туннелей, блоков
кабелп можно прокладывать как выше, так и ниже этих коммуника-
ций. Б месте пересечения кабельных трасс расстояние между пими
принимается не менее 0,5 м.
Прокладка в кабельных сооружениях (помещениях).
.1< кабельным .сооружениям относятся: кабельные TYHHe
JlИ, каналы, короба, блоки, шахты, кабельные этажи
двойные полы, кабельные эстакады, кабельные rалереи:
кабельные камеры, подпитывающие пункты.
Минимальные расстояния, которые должны соблю
даться при прокладке кабелей в кабельных сооружениях,
определены в ПУЭ. в настоящее время разрабатываетсЯ
вопрос об уменьшении расстояния между кабелями при
прокладке на эстакадах, в rалереях и в друrих кабель
ных сооружениях. Это позволяет увеличить вместимость
сооружениЙ. Кабельные сооружения выполняются из He
cropaeMbIx материалов. В кабельных сооружениях преду-
сматриваются необходимые противопожарные устроЙст
ва, трубопроводы и средства пожаротушения, пожарная
сиrнализация, дымовые извещатели.
Внутри кабельных сооружений кабели прокладываются на
cT8J1bиыx конструкциях различноrо нсполнения. Кабели большнх се-
чеииА (алюминиевые 25 мм 2 и выше, медные 16 мм 2 и выше) укла
дываютс!! непосредствеино на конструкциях. Силовые кабели мень-
ших сечеинй б
и контрольные ка ели, как правило, прокладываются в
ЛОТКах ева Ф
110 ' рных илн пер орпрованных, или в коробах, которые мож-
к епить иа кабельных коиструкциях или нз степах.
и РОКладки в лотт<ах боже надежны, удобны в эксплуатации
имеют Л у ч. .
ру . IIIИИ внешним вид, чем открытые прокладки на конст-
Кциях.
123
11111
1111\
111
11
111
I!i
11
1I1
11'
111
111
111
11
1111
I
1\\11
\\
Прокладка в каналах. Рекомендуются типовые ка.
бе,,1ы!ые каналы из сборных железобетонных Э,,1емент, В.
MorYT быть ПРlшенены также кана,,1Ы из МОНОЮIТноrо
железобетона. В пооизводственных помещениях кана.l[)!
перекрываlOТСЯ r.Шlтами на уровне ПО,,1а. При прохожде.
нии вне цеха на неохраняемых территориях кана,,1Ы про-
к.rшдываlOТСЯ под зеlVlJ1еЙ на r,,1убине не менес 300 мм. На
ОХРШlяеl\'ШХ территорИЯХ можно ПрПl\lенить полуподзе",.
ные каналы с естественноЙ ию! искусственной вентиля.
циеЙ, еСЮI это не препятствует транспортным коммунпка.
циям и общеЙ П,,1аНIlровке террпторни предприятия. 'po-
вень перекрытия таких каиа,,10В на 50 250 мм возвыша.
ется над Пol1анировочноЙ отметкоЙ во изuежанпе
проникновения в канал воды.
Число кабелей, которые можно проложить в типовых канал1Х,
колеб.1ется в очень широких пределах н зависит от наружныХ Дна.
метров кабелей и марки каналов. Возможна прокладка иекотороrо
количества кабелей по дну канала при rлубине ero не более 900 мм.
Каналы выполняются с уклоном 0,1 % в сторону водосборника 1I,1И
ливневой канализащlИ для отвода проникающей в них через пок[",[.
тия воды. Искусственная вентиляuия каналов при наружной про.
кладке не предусматривается.
Прокладка в туннелях, коллекторах u друсих кабеАЬ-
нЫх nо,мещениях. Прокладка в туннелях применяется Прll
большом числе [более 30 40] кабелеЙ, идущих в одном
направлении, например на rлавных маrистралях, для
связеЙ между rпп И пrв и в аналоrичных случаях.
Длина туннелеЙ может достиrать 10 и более ки ю.
метров.
Туннели ВЫПОJ1НЯЮТСЯ проходными высотой 2400 мм и полу! ро-
ходными высотой 1500 мм. полупроходные туннели допускается при.
менятЬ при иапряженнн до 10 кВ на коротких участках (до 100 i),
на ответвлениях от rлавных туннелей, при относнтельно меньпт
потоках кабелей, а также в местах, насыщенных друrими подзеМНlk
ми коммуникаuиями, затрудняющим[[ прохождение туннелей нор-
мальной высоты.
Туниели выполняются шириной 1500, 1800, 2100 и 2400 м\!.
Ширина 1500 мм принимается при расположении кабельных полоК
только с ОДНОЙ стороны.
Туннели длиной до 7 м обычно имеют один выход, при д <IlIС
оТ 7 до 200 М предусматривается не менее двух выходов ПО "c H1 '
цам, а при большей протяженности расстояние между двумя б.; '
жайшиМИ выходами ДОЛЖНО быть не более 200 м,
111,
\\!
\ 11
\ 1 1 1:111
111
11:" !!:
124
протяженные туннели разделяются на отсеки длиной не более
150 м, в которых предусматриваются двери и люки в соотвеТСТВIIН
с пУЭ. в туннелях с маслонаполненными кабелями длина отсека
не должна превышать 100 м. В отсеках предусматриваются монтаж-
ные проеМЫ для возможности монтажа кабельных конструкций б:lO
камн.
ИЗ кабельных помещений и из IIХ отсеков предусмат-
ривается не менее двух выходов. Один выход допускает-
ся в кабельных КО,,1лекторах II rа,,1ереях при их ДЛIIне до
25 м и в кабельных этажах, полvэта,Жах и подвалах пло
щадьЮ до 300 м 2 , если длина пути от ТУШIКовоrо конца
помещения до выхода не более 25 м. Длина пути от наи
более удаленноrо возможноrо места нахождения персо-
нала до ближнеrо выхода не должна превышать 75 м и
не должно быть тупиков дюшой более 25 М.
Прокладка 6 блоках кабелей 6 1O кВ. Прокладка в блоках Ha
дежна, но не экономична по стоимости и по пропускной способно-
сти кабелей. Она применяется очень редко, коrда по местным усло-
вняМ недопУСТИМЫ более простые и дешевые способы прок.1адки,
а именно: при наличии блуждающих токов, при аrрессивных rpYHT3x,
вероЯТНОСТИ разлнва на трассе металла или аrрессивных жидкостей,
а также при большом насыщении территории предприятий раз.1ИЧ-
ными подзеыныМИ и надземпыми коммуникаuиями, технолоrически-
ми сооружениями и т. п.
По условиям тяження в блоках следует применять неброниро-
ванные кабели с неизолированной усиленной вннuовой оболочкой
марки CrT сечением до 70 мм' и !I!арки лсrт сечением более
70 101м2. Наибольшая допустимая ДЛI!на кабе,1ей по условиям про-
тяжки их в блоках составляет: 115 м кабели марки CrT сечением
3х50 мм'; 145 м те же кабели сечением ЗХ 10 мм 2 ; 150 м I{a-
бели марки ACrT сечением 3Х95 мм.. На коротких участках до
50 м донускается прокладка бронированных кабелей в СВИIщовоi\
или алюминиевой оболочке без наружноrо ПOl<рова нз кабельной
Пряжи.
Прокладка на эстакадах в салереях и по стеНШl зда-
нии. При БО"lЬШИХ потоках кабелей целесообразно вместо
уннелей применять открытые эстакады (рис. 50) или
аКРЫтые rалереи (рис. 51), сооружаемые спсuиально
Для кабе.'Iей, или же применять прокладку кабелеЙ на
общих эстакадах с технолоrическими коммуникациями а
таКЖе' u '
откры ro по стенам здании, в IЮТОРЫХ нет взрыво-
:ароопасных ИЛII взрывоопасных производств. Реко-
дуется использование ТСХНОЛОПlчеСЮIХ эстакад для
125
11111111
Iri
11::::
I!'I'
i'
11
1
! II
II!IIII
[111111
II:!
11\'
I
111' 1
11111
совместной прокладки кабелеЙ с технолоrическими тру.
бопроводами, особенно при небольшом числе кабелей,
так l(aI( выделение отдельной полосы отчуждения (<<корн_
дора») для кабельных эстю(ад на заrруженной террито.
рии предприятия представляет затруднения. В наСТОЯщее
время с участием I(абельных заводов разрабатывается
200
Рис. 50. Кабельные эстакады:
а проходная односторонняя на отдельноi\ опоре; б ДВУСТОРOllНяя; , , Ка-
бельная полка; 2...... съемная солнцезащитная панель; 3 стационарные сu ш
цсзащитные панеЛИ
1 111
11:11
вопрос об отказе от солнцезащитных покрытий эстакад.
Закрепление l(абелеЙ, проложенных по конструкциям,
предусматривается у концевых заделок, перед поворотом
трассЫ и после Hero, у соединительных муфт и на прямых
участках через каждые 2 м. Соединительные муфты проч-
но закрепляются на жесткнх IШНСТРУКЦИЯХ.
Прокладка кабелеЙ на эстакадах и в rалереях прп'
меняется: на химических, нефтехимических, металлурrп'
ческих и друrпх заводах, территория которых насыще:
Р аЗЛИЧНЫМII подземными коммунпкациями, затрудня -
б u е' 113
ЩИМII прокладку больших потоков I(a елеи в земл , "
предпрПЯТИЯХ с большоЙ аrрессивностью почвы, воздеН"
ствуlOщеЙ на оболочки кабелеЙ; в местах, rде возможн
знаЧIIтеJlьное скопление в I(абельных каналах и туннеля,
11111
126
1 111
111,'11
взрывоопасных rазов тяжелее воздуха; в районах вечной
мерзлоты, в IЮТОРЫХ имеет место пучение rpYHToB под
воздеЙствием тепла, выделяемоrо I(абелями, и образова
fiИе морозобоЙных трещпн, вследствпе чеrо кабели в зем
ле подверrаlOТСЯ растяпшающим усилням, прпводящим К
авариЯМ.
Рис. 51. Кабе ьные rалереи:
" О.D.носторшшяя; 6 ДВУСТОрОНIIЯЯ; 1 ка(jСЛЫlая полка; 2 солнцезащит..
Hыe n анели
в тех случаях, lюrда не удаетсн nримснить совместиую nро-
кладку кабелей на общих теХllолоrических эстакадах, кабельные эс.
такады располаrзются lIа общей полосе отчуждения с друrими K\JM-
МУникациями (водо-, rазо-, теплопроводов 11 технО.10rических тру-
боnроводов) .
Полоса отчуждения ПОД кабельную эстакаду принимается paB
ной шириие эстакады плюс по 1 м в сбе стороиы от нее.
ПРО.'1еты между опорами ЭСТaI{3l\ " rалерей на прямых участках
обычно Ilринимаются 12 м, lIIюrда 6 м, имеется 'Iакже нспопиеИllе
ЭСтакад с пропетом 18 м. Вводы кабелей в здания выполняются
через шахту и КОРОТКНЙ тунпель ИЛи путем неПОСредственноrо пр!!.
мыкания эстакады (rалереи) '{ зданию.
ДЛЯ удобства монтажа и эксплуата({ии кабелей на эстакадах
ПреДУсматриваются м OcТIJ КJI , за Jlсключевием тех случаев, коrда рас-
121
111,1
11111
11 1 1 1
111
I
1I1
11
1
II\IШ
111
I
/1111\
11\
1:1
KaTI,y " УI{ЛaJJ.КУ кабелей на полки и монтаж муфт можно выl.l..
иить со спещ'аЛЬfil.IХ механизмов.
ИНСТlпутами :Э.lектропроеКТ» и «МОСl1рО ,lстроЙпроеl<Т» раЗjН.
ботаны спеuиальные КОНСТрУКUИII кабелы1ЫХ эстакад и rалереЙ, ЗН1-
чнтелыlO облеrченные по сравненню с рансе применявшимися Д.l!!
прокла,'J,КИ кабелей. f-азработано четыре ТIIпа (семь исполнеНllii)
эстакад с числом кабелеЙ 12, 18 и 30 с шаrом опор (длиной про O .
та) 6. 12 и 18 м и два типа (шесть исполнений) rалерей с ЧИСJЮ\I
кабелей 48 и 96 с шаrО 1 опор 6, 12 и 18 1.
Для тушения пожара применяются передвижные средства Пожа.
ротушения. ДJIIIНl1ые rалереи разделяются несrораемЫМИ переrород.
ЮIМИ на отсеки длиной не более 150 м. В rалереях предусмаТРi'!З1.
ется постоянное электрическое освещение, необходимое для ОСМОТР1
и ремонта кабелей и автоматическая пожарная сиrиаЛllзаuия.
Десятилетний опыт эксплуатации кабелей, проложеа.
ных на технолоrичеСIШХ и специальных эстакадах, по!,,;]-
зал высокую их надежность и большее удобство при э!:с-
плуатации по сравнению с подземными прокладкаМII в
траншеях или каналах. По сравнению с прокладками в
туннелях аварийность кабелеЙ, проложенных по эстака-
дам, тюске уменьшается. Обеспечивается незаВИСИl\ЮLТЬ
работы по прокладке кабелеЙ от сооружения друrих поц.
земных коммуникаций на предприятии.
Кабельные линии 110 220 кВ. Прокладка кабелеЙ
11O 220 кВ. Размещение воздушных линии rлубоКI:Х
вводов на территории современных прсдприятий связано
с большими трудностями вследствие резкоrо увеличения
плотности заС1 ройки. На предприятиях с атмосферой, за.
rрязненной промышлеННЫМII уносами, применение вJI
еще болес усложняет{:я. Мероприятия по усилению из!)-
ляции и по очистке ее от заrрязнений значительно удоро'
жают сооружение и эксплуатацию 11 все же не rараИТ;I'
руют надежную работу вл. На таких преДПРИЯТИi!Х
применяются rлубокие вводы кабелями 110 220 кв.
Заводами изrотовдяются маслонаполненные кабели на напр'"
жение 110 и 220 кВ, в которых маС.l0 находится под изБЫТОЧfll-l 1
давлением, создаваемым специа.%ИЫМИ подпиточными устройства t".
Имеются кабели низкоrо давления (до 1.10 Па), среднеro дап. 1 С'
пия (до 3.105 Па) и BbIcoKoro давления (до 10.10> Па). ПОДlО'
тавливаются к выпуску сухие кабели на напряженне llO 220 кБ
с пластмассовой изоляuией, прllмененис которых значительнО обле r '
чит монтаж н эксп.1уатаuию промышленных кабельных сетей и бу-
дет способствовать еще большему внедрениЮ кабельных rлубо хнХ
1 11
111
111,
Ili
,
III!
J,l11\
111\
11
111
111
111\ 111
11
11
111'
111,1::111
128
вводов 1 10 220 [(В. В первую очередь НЭ fе([еIiЫ к БЫПУСКУ сухи
кабели на напряжение 110 кВ сечение\-! 400, 625 и 1000 мм 2 . Под-
rотав.1ивается к монrажу опытная линия длиной 4 I{М, сечеlН!ем
625 мм', ПРОПУСКI!ОЙ СIlособностЬ!о около 700 А.
На промышлеНIIЫХ предприятиях преимущественно
примсняются маслонаполиенные кабеЛII среднеrо давле-
ния на напряжение 110 кВ. Практика эксплуатаЦИII в
энерrосистемах выявила высокую lIа:н жность их работы.
Зарубежная ПРaI<тика также ПОl\азывает очень малую
авариЙность маС'лонаполненных кабе.1еЙ 11 0 220 кВ да.
же по сравнению с кабелями 6 10 кВ.
Кабельные ЛИНIIII леrче подвести к подстаНЦ!lЯМ r лу-
боких вводов 110 220 кВ, располаrаемым рЯДОМ с про
изводственными зданиями, чем воздушные. Особенно
целесообразно применение кабелеЙ 110 220 кВ при ре-
коНСТРУIЩИИ элеl{троснабжения действующих прсдприя-
тий, территория которых бывает особо стеснена различ-
ными сооружениями.
При применеПИ!I КЛ 110 220 кВ предпочтительны
радиальные (блочиые) схемы электроснабжения, так как
при маrистралыlхx схемах необходима сложная раздел
ка кабеJlЯ на ответвлениях.
Способы прокладкu. Прокладка кабелей 110 и 220 кВ выплfIя--
е'rСя в траншеях или туннелях. Предпочтение следует отдавать
траншейной прокладке. как наиболее экономичной во всех случаях,
коrда это позволяют условия трассы по территории предприятня.
ПРОКJ'адка в траншеях применяется об>"чно при числе кабелеЙ
до шести (две двухuепные линии, каждая из трех однофазных ({а-
белей) и при отсутствии на трассе аrрессивных по отношению к 050-
лочке кабеля rруптов.
На промышленных предприятиях, в частности на крупных мс-
таJlЛурrическцх заводах, применяется прокладка в туннелях. Такая
прокладка [tелесообразиа при числе кабелей более шести [более двух
цепеЙj независимо От характера трассы.
Крепление одпофазных маслонаполненных кабелей среднеrо и
НИЗКОI о давлении на металлических конструкпиях с.1едует выпоп-
Нять тзкнм образом, чтобы не было образования BOKpyr кабеля
заМкиутоrо маrнитноrо контура. Расстояние между креплеШllJМII
должяо быть не более 1 м.
Между ляннями 110 кВ разноrо назна'lения и 01ветственности,
Прокладываемыми на одной стороие туннеля, предусматриваются
HecropaeMbIe переrородки с пределом оrнсстойкости 0,75 ч. На трассе
ТУНнеля предусма:rривзются компенсационные камеры, в которы>с
9 226
129
111\r
1111
1111:\\
II: I
1:11
11,111
I\II
II\ I
1111:1
111
i
11111
11111:1
111
1\11'1
i
I!!I
I ! II
111
1,111
11
i
,!:I
111111
!!!шl\\I\
11111
I
111 11
I!абели укладываются змейкой д. я создания запаса по длине, необ-
хuдимоrо при возможном перемонтаже соедините.1ЬНЫХ и концевых
муфr.
Кабели "репя rся J< КОIIСТРУКUНЯМ алюминиевыми скобами с ре-
зиновыми прокладками под НIIМИ. Преду мотрена ВОЗМОЖIIОСТЬ ме-
Jl!аllllЗироваНIIОЙ прокладки в туннелю, каб лей сечением ЖИJ1Ы до
625 мм'.
Переход питающей ВЛ 110 кВ в I{абель, который может потре-
(>оваться на rранице IlреДПрFЯТИЯ и ero района, осушествляется че-
рез переходный пункт, на котором устанавливаются кониевые муфrы,
разрядники и баки давления. На небольших предприятнях этот пе-
реход может быть осуществлен на конечной опоре ВЛ.
При длине КЛ несколько километров необходимо производить
трансцозиuи;о фаз одножильных кабе:iей для уменьшения навеДСII-
иоrо напряжения в параллельных линиях связи.
Маслоподпun'а кабелей. Для подпитки MacJloM кабелей 110 !(В
среДllеrо давления применяется морозоустойчивое масло марки МН-4.
Подпитка осуществляется на каждой секuии КЛ при помощи repMe-
тически закрытых баков среДllеrо даrления БD.6.0,25 с начальным
давлением 0,25.103 Пз. от которых масло подводится маслопроrю.
дами к ОПОРIlЫМ или кониевым кабельным муфтам, возле KOTOP,>lX
и устанавливаются баки давлеиия.
Предусматривается контроль давления масла и сиrнализация в
кабеле путем установки на каждой фазе маслопровода электрокон-
тактных манометров.
14. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И МЕРЫ
ЭЛЕКТРО&ЕЗОПАСНОСТИ
Различают два вида опасности ПOJ ажения человека
электрическим током: 1) прикосновение человека к токо-
ведущим частям электроустановки, находящимся под на-
пряжением; 2) прикосновение человека к конструктив
ным частям, которые MorYT оказаться под напряжением
при повреждении изоляции токоведущих частей электро-
установки, т. е. при замьшании на землю или при замы-
кании на корпус.
Основными защитными мерами против поражения че-
ловека электрическим током, т. е. мерами электробез-
опасности, в первом случае является знание и cTporoe
соблюдение правил техники безопасности при монтаже и
эксплуатации электроустановок, а также при пользова-
нии электроприборами и электроинструментом [5, 6].
При электромонтажных работах случаи поражсн.ия чело-
130
111 ' 1 111111
,'1'1 I
ка электрическим током при прикосновении к частяМ,
: ходящимся под напряжением, чаще Bcero имеют мес-
то в электроустановках 220 380 В (около 80 % всех
случаев), а также в электроустановках 6 и 10 кВ (около
20 %).
Мерами электробезопасности при повреждении изо-
ЛЯЦИИ являются: заземление, зануление, защитное от-
ключение, установка разделяющих трансформаторов IlC.
пользование малоrо напряжения, применение двои нои
изоляции, выравнивание потенциалов [7].
По требованиям, предъявляемым к электробезопасно-
сти, электроустановки подразделяются на: .
электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с
эффективно заземленной нейтралью (с большими тока-
ми замыкания на землю); ""
то же в сетях с изолпрованнои неитралью (с малыми
токами замыкания на зеМJ1Ю);
электроустаноВIШ напряжением до 1 кВ с rлухозазем-
ленной нейтралью;
то же с изолированноЙ нейтралью. ..
Прежде чем перейти к рассмотрению заземляющих устроисrв и
мер ЭJlектробезопасности, необходимо прнвести основные опредс.ТС-
иия и дать некоторые пояснения к ним.
Электрической сетью с эффективио заземленной нейтралью на-
зывается трехфазная электрическая сеть иапряжением выше 1 кВ, в
которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.
Коэффициентом замыкания на землю в трехфазиой электричес-
кой сеТII называется отношение разнести потеициалов между нспо-
вреждешюй фазой и землей в точке замыкания на зем ю друrо
или двух друrих фаз к разиости потенциалов между фазои 11 земле!!
в этой точке до замыкания.
rлухозаэеJolленной нейтралью называется нейтраль трансформ -
тора или [енератора, присоединеннаи к заземлнющему устройству
непосредственно илн через малое сопротивление (например, через
траисформаторы тока).
Изолированной нейтралью называется НЕйтра. ь трансформатора
или reHepaTopa, не присоединенная к заземляюшему устройству И III
присоединенпая к нему через приборы сиrнализации, измерения, '111-
щиты, заземляющие дуrоrасящие реакторы и подобные им устрой-
ства, имсющие большое сопротивление
ЗаJolыканuеltl на зеJtлlО называется случайное соедииеиие нахо-
Дящихся под напряжением частей Э.lектроустановки с KOHCTpYKTI'n-
Выми частями, не изолированными от земли, или иепосредственно
с зеМJ;ей.
9*
131
I
11
1:
; 1
11:1
11
I I
I II
I I
111111
1' 1 1
I
",11\
111
I
Замыканием на корпус называется случайное сосдинсние на-
ХОДЯЩИХСЯ под напряжением частей Э,1ектроустановкн с их КОll-
СТ[1УКТlIВНЫМИ частямИ, нормадьно не находящимИСЯ под напря-
1М'Iшем.
ЗазеА!ЛЯ!ОЩU.11 упройством называется совокупность зазеМЮlТе
лп и заземляющих проводников.
Зазе.l1лuтеле 11 называется прОВОДliИК (элеl';Т[10Д) нли совокуп-
IICCTb МСl лличеСIШ соединеннЫХ между собой проводников (элек
тродов), находяЩИХСЯ в СОП[1икосновенин с землей.
Зазе l!ляющим проводН1lКО И наЗЫЕается проводннк, соединяю-
щиЙ заземлпе1ые части с заземлителем.
Зазе l!ленuея !\акой-либо части Э.'lеКТ[10устаIlОВКИ или друrой
установки иазывзется преднамеренное !-альваннческое соединеЫlе
этой частн с зазеМ"lЯЮ ЦНМ УСТРОЙС1ВОМ.
Искусственны.и зазе 1fлителе,Af называется заземлитель, специаJiЬ-
но выполненнЫЙ для uелеЙ заземлення.
Естественныя зазе.lIлителеА! называются l1аходяшиеся в сопри-
косновеш1И с зем.r:ей ".1Jектропроводящне части коммуникаций, зда-
I1ИЙ и сооружений производственноrо илн иноrо назначениЯ, испо, ь-
зуемые для uелен заземления.
Напряжение.!1 но ::азеяляющем устройстве называется напряже-
ние, возникающее при стекании тока с зазеМ,1ения в землю межлу
10ЧКОЙ ввода тока iJ заземляющее устроЙство н зоной нулевоrо
иотенцнала (на рнс. 52 0110 обозначено из).
НапряжеНtlея относительно зо.ли при заА!ыкании на корпус ий-
зывается напряжение между этим корпусо ! и зоной HY,1JeBOrO ;10-
теНlщала (на рис. [,2 оно равно И.).
Зоной растекания называется область земли, в пределах которой
возникает заметный rрадиеит потеНIщала при стеканни тока с за-
землителя (на рис. 52 эта зона имеет диаметр 30 40 м).
Зоной НулеВОi!О потенциала называется зоНа земли за предеJ1а-
ми зоиы растекания (иа рнс. 52 эта зонз иаходится на расстоянии
15 20 м от зазем.1ИтеJJЯ).
Напряжениея прикосновения называется напряжение межлу
двумя точками цепи тока замыкания на землю (на корпус) при од.
новременном прикосновении с ним человека (на рис. 52 оно обозна-
ЧСIIO И"ри,,).
Напряжение,м ШI1<?а называется шшряжение между дву !я точ-
ками зеМ.1И, обусловленное растеКанием тока замыкания на зеМ,1Ю.
IlрИ одновременном касании нх l10rами чеповека (на рис. 52 01][1
обозначено И lIIaf) .
На рис. 52 для НаrлядНОСТИ показано распределение rрадиеПТil
электrичеСl<оrо потеННИ:Jла BOKpyr ОДИliОЧllOrо зазеМЛJlте.1JЯ (элекrро
да) при растекшшп ТOl,а замыкания на емлю.
IIIILII
111,,,11
11 !\
I \:I \\\\
\\\!\:\\II
11'11,,1111
1111111
1 1 1 '"
11 '1111
I,!,
1111
132
111,,11,
.............
Для уменьшенпя иапряжения прикосновения и напряжения ш;;rз
прннимают меры для выравннвания потеппиалов Это ДОСТllrаетс я
поrружением в землю необходн юrо по расчету Чllсда электродов
заземлення (заземлителей) . располаrаемых па расе rоянии 3 5 м
однн от друrOl'О н соедпняемых меilЩУ собой rОРll30нтальными [j',l-
равннвающнмв заземлителями, прокл дываемы",и на rлуБИIIС 0,5
0,7 м от поверхности землн.
r
::)
t1
"
tj tJ
",,,,,,
(JQ..:::r
'";)
",..
<:;;
'"
",'"
"' '"
"=",,,:::,
",,"'''
"> ",,,,
"'..
",'"
t:
JOH(f,
pacTet<aHlI{I
Зонcr
pacre/(aHlI{I
!5 20M
15 20r-l
* Напрабленuе расте/(анuя
то/(а б земле
-'-------"'зазенлuтель
Рис. 52. Кривая распределения rрадиента электрическоro потеllпна.
па в зависимости от расстояния до одиночноrо заземлителя при за-
мыканин на землю (на заземленный корпус):
из напряжение на заземляющем устроЙстве. равное лсктрячсскому поте,,-
цналу на однночном заземлителе V 3: и Шаf' шаrовое напряжение, pd ВI. e
разности электрнческнх потенцналов Vl V' V
D 2. ПрИR напряжение прИКОСНО"
ення, равrюе разности электрнческнх потенциалов V 3 V.
Заземлuтель
в электроустзновках промышлснных предприятнй в настояu'ее
время вместо устройства искусственных заземлителей оrраIIllЧИ d-
lO ся использованнем естественных заземлителей железобетонных
ф} ндаментов промышленных зданий и сооружений.
ч ТОКО.и заяыканuя на землю иазывается ток, стекающий в землю
срез МССТО замыкаиня (на рнс. 52 он обозначен [3)..
133
I
'1
11
11
1
СопРОТluзлением зазеМЛЯlOщеi!О устройства называется отноше-
Iше напряжения на заземляюшем устройстве U. к току, стекающему
с заземлителя в землю, /а.
ЗаЩИТНЫМ ОТl(ЛIO'lение,и в электроустановках напряжением до
1 кВ называется автоматическое отключение всех фаз (полюсов)
участка сетн, обеспечивающее безопасные для человека сочетания
"fOKa и нремени ero прохождения при замыканиях на корпус И.'1И
снижешш уровня изоляuии ниже определенноrо значения.
Двойной изоляцией 9лектроприемника называется совокупиость
рабочей и защитной (дополнительной) ИЗОЛЯI1ИИ, при которой ДOCTYH
ные пршюсновенню части электроприемника не приобретают опасно
ro напряжения при повреждении только рабочей или только защит-
ной (дополнительной) изоляuии.
Малым напряжением называется номинальное напряжение lIе
более 42 В >.Iежду фазами и по отношению к земле, применяемое н
электрических установках для обеспечения злектробезопасности.
Разделяющим трансформатором называется трансформатор,
предназначенный для rальваническоrо отделения сети, питающей
электроприемник, от l1ервичной электрической сети, а также от сети
заземленИЯ или зануления.
Занулением в электроустановках иапряжением до 1 кВ назы[!а
ется преднамеренное соедннение частей электроустановки, нормаль-
но не находящихся под напряжением, с rлухозаземленной нейтраЛl,Ю
трансформатора или reHepaTopa в сетях трехфазноrо тока, с rлухо-
заземленным ВЫЕЮДОМ нсточника однофазноrо тока, с rлухозазем-
nешюй средней точкой источника в сетях постоянноrо тока. На
рис. 53, а показаны зануление корпуса светильннка и путь основиоrо
тока замыкания иа корпус светильника.
Нулевым защитным проводником в электроустановках напряже-
нием до ! кВ называется проводник, соединяюЩnй зануляемые час-
ти с rлухозаземленной нейтралью reHepaTopa или трансформатора
в сетях трехфазноrо 'IOKa, с rлухозаземленным выводом источника
однофазноrо тока, с rлухозаземленной средней точкой источнИК.а в
сетях постоянною тока. На рис. 53, а нулевой защитный проводиик
ноказан пунктиром между заземЛяющим контактом А на свети.'1Ь-
нике и маrистралью зануления, обозначенной uнфрой О.
Нулевым рабочим npoBoaH/IKOM в sлектроустановках напряжени
ем до 1 кВ называется проводник, исrюльзуемый для пнтания злек-
троприемников и соединенный с rлухозаземленной иейтралью reHe
ратора или траисформатора в сетях трехфазч rо тока, с rлухоза.
земленным выводом источника однофазноrо '[ока, с r лухозазем'
леннОЙ средней точкой источника в трехпрОl10ДlIЫХ сетях посто-
Яllllоrо тока.
В Э.'1ектроустановках папряжением до 1 кВ с rлухозаземленной
,
\ \
j
1:\\
"
11
"1 1
'1'1'
'111
1,1'1
:;)\1
i 'illl
'1
1
I
11'
'11
11'
,:1
111'11
,: 11\
lilll,ll
'111111
1 1111
1\1 \111
1 \ ""1
1:1
1'1
I II
I:I!
,11
11\\1'111
11::1111\\\1
11111111111
:I, \\1
111111
l'
1 ',
'1'
1:1
111
111
11:";1'
134
...........
кейтралью нулевой рабочий проводни!{ может выполнять функUlШ
нулевоrо защитноrо проводннка. На рис. 53, а нулевой рабочнй про-
водник ноказан пунктиром от точки В на маrнстрали зануления до
электрllческой лампы EL.
На рис. 53, а маrистраль занулеllИЯ О одновре lеllНО выполняет
функщш нулевоrо рабочеrо и нулевоrо ЗЗI1{1пноrо ПРОВОДIIИКОВ.
3азеМШJющие устройства. Для защиты человека от
поражения электрическим TOKO!>.l при повреждеН:1II IIЗО
_,ящш прнменяются: зазеыленпе, занулснне, защнтное
,. E
н -=:::L. 1
.1 O
t "'
'irth jt
ША
Е/..,
J
2
1
О
r
I
I
I
L
.lf и R. ,R.
R3
R3
н' . / ;.' //'///////////////////;
а)
/ /
/
о)
Рис. 53. Защитное заземление:
tl в сети С rлухозаземленноn неАтралью; б в сети с И30.'1ировзнноА нейТ
раJlЬЮ: R3 сопротивлеиие зазеМJlяющеrо устроllства; R ч сопротивление
'rела человека; R и сопротивление изоляции проводов; А зазем.чяющиll
контакт на корпусе свети.чьника: EL электрическая ла"па
отключение, раuзде_,яющие трансформаторы, малое Ha
пряжеНllе, ДВОИfJая изоляция, выравнивание потенциа-
ЛОВ.
COrJIaCHO [7] заземление И_,И зануление должно при
меняться во всех электроустановках напряжением
380 В и выше nepeMeHHoro тока и 440 В и выше посто
янноrо тока, а В помещениях с повышенной опасностыо
особо опасных и В наружных установках при перемен:
ном токе напряжением выше 42 В и до 380 В и при по-
стоянном токе выше 11 О В и до 440 В.
Заземление и заНУ.J1ение не требуются при напряжении
до 42 В nepeMeHHoro тока и до 11 О В постоянноrо тока
ВО всех случаях, кроме специально oroBopeHHbIx в [7].
В I<ачестве заземляющих в первую очередь должны
использоваться естественные заземляющие устройства.
НеоБХОДIll\10СТЬ сООРУTh.ения искусственных зазеМJ/JlТе.1еЙ
,
135
I
i\:
\1\1
: il
II I
'II
11 1 11
1111
ll
11111I
III
111'
11111111
111
11,,11111
выравнивающих ПОJlОС и контуров заземления внутри зда
ШIЙ в I{аждом отдельном случае должна быть обоснова-
на в проекте.
Меры электробезопасности. В СССР промышлепные
.электроустановкп, а также электроустановки жилых, об-
щественных 11 друrих зданпЙ rражданскоrо назначения
напряженпем до 1 кВ выполняются с rлухозаземленной
нейтралью. Как впдно из рис. 53, а, в таких электроуста
IЮВI,ах замыканпе на корпус при повреждении IIЗОЛЯЦlIИ
является короткпм замыканиеl\[ фазы (цепь тока К3 по-
Rазана стрелкамп). При этом должно произойти переrо-
раНIIе предохранптеля в фазе с поврежденной изоляцией,
отключение электроприемника (в данном случае све-
тпльника) от ИСТОЧНIша тока и, следовательно, СIlятпе на-
пряжения с ero корпуса.
Для обеспечения быстроrо автоматическоrо ОТl{люче-
ния участка сети, на IЮТОРОМ в результате нарушения
lIЗОЛЯЦИИ произошло однофазное К3, фазные и нулевые
защитные проводнпки должны быть рассчитаны так, что-
бы значение однофазноrо тока К3 было не меньше:
3-кратноrо номинальноrо TOI{a плавкой вставки ближай-
ших к месту повреждения изоляции плавких предохра
ЮlТелей; 3-I{раТНОrо номинальноrо тока реrулируемоrо
расцепителя автоматичеСlюrо выключателя, имеющеrо
обратно зависимую харю{терисТlШУ; 1,4-кратноrо TOI{a
уставки элеIпромаrнитноrо расцепптеля (отсечки) авто-
матическоrо выключателя с номинальным током до
100 А; 1,25-кратноrо TOI{a уставки автоматическоrо BЫ
Rлючателя с номинальным током более 100 А.
Если при нарушениях изоляции безопасность не мо-
жет быть обеспечена системой заземления или зануления
[7], рекомендуется применять в качестве основной или
дополнительной меры защиты защитное отключение.
В электроустановках напряжением до 1 кВ на тор-
фяных разработках, в шахтах, на передвижных и друrих
электроустановках с повышенными требованиями к без
опасности применяют электрические сети с изолирован-
ной неЙтралью (рис. 53, б). В таких электроустановках
в I{ачестве защитной меры должно применяться заземле-
ние всех нетоковедущих элементов, которые MorYT OKa
заться под напряжением при поврежденпях ИЗОJIЯЦИИ,
или защитное отключение. Кроме Toro, таI{ая трехфазная
сеть с пзолированной нейтралью или однофазная сеть с
изолированным выводом, связанная с сетью напряжени-
111
\ 1"11'
111111
11 I
111
1
'11
'11"1'
:11111'
11
1,11, l'
IЗб
.....
еМ выше 1 I{B через трансформатор, должна IIметь защи-
ту от опасности ПрОНIшания в нее напряжеНIIЯ выше
1 кВ при повреждении изоляции между обмотками выс-
wero и низшеrо напряжениЙ питающеrо трансформатора.
Эта защита осуществляется пробивным предохраните:lем
включаемым между неЙтралью и заземлением илп фазоЙ
и заземлением на стороне низшеrо напряжения у I{аж
доrо понижающеrо трансформатора.
В электроус!Ъновках папряженпем выше 1 кВ с пзо-
лированнои неитралью в качестве меры безопасности
должно быть выполнено заземление (рпс. 52) и прпняты
мерЫ выравпиванпя потенциалов, применены устройства
KOHTpO.'IH состояния ИЗОляцпи, обеспечивающпе возмож-
иость быстро о отыскания замыI<нийй на землю (защита
от замыкаНI1И на землю с действием на сиrнал). В уста-
иовках с повышенными требованиямп к безопасности
(передвижные электроустаНОВЮl, установки на торфяных
разработк х, в шахтах) должна примепяться зашита от
замыкании на землю с деЙствием на отключение выклю
чателя ЭJfементов сети с поврежденной ПЗОЛЯЦilей
Если в электроустановках напряженпем до i кВ в
качестве защитной меры прпменяются разделяющие
трансформаторы с ВТОРИЧНЫМ напряжением не более
380 В или трансформаторы, понпжающие напряженпе
до безопасноrо (не более 42 В), то заземление вторпчноЙ
оБМОТЮI разделяющеrо трансформатора не допvскается.
IЮрПУС трансформатора должен быть заземлен iiЛII зану:
лен; от одноrо разделяющеrо трансформатора должен
питаться тол о одпн электроприемнпк с НОМlшальным
ТOlЮМ плавкои вставки предохранителя или расцепителя
автоматическоrо выключателя на первичной стоооне €
более 15 А. ' н
В I,ачестве разделяющих трансформаторов l\IorYT быть
llСПО.аьзованы понижающие трансформаторы со вторич
ным напряжением 42 В и ниже повышепноЙ надежности
при условии, что от каждоrо трансформатора питается не
более o,?-Horo электроприемника с номпналыlЫМ током
плащюи встаЕЮI предохранителя пли расцепителя авто-
I; ческоrо вьшлючателя на первичноЙ стороне не болес
азУ понижающих трансформаторов, не ЯВ.1ЯЮЩИХСЯ
деляющими, должен быть заземлен или занулеlI '<op
( .УС, а таюке ОДИII из фазных выводов пли нейтраль
Средняя точка} вторичной обмотки.
137
1 \ '
1 \ :
111
!Il
Ijl
ill
1,:1
'1
1': \\
111
:'
111
,j"
111,
11111111
1111
1'111
\\
11'1'
'1\
Если по каким-либо причинам неrюзможнО БЫПОJIНИ1Ъ
заземление, занvление иди применить защитное отКЛю-
чсние, допускается [7] осуществлять обслуживание ЭJIе1\:-
трообору дования с изолирующих площадок при условпи
исключения возможности одновременпоrо прикосновения
к э.lектрическим и ДРУI'ИМ частям оборудования ИJШ 1\:
частюr здания, а прикосновение к незаземленным (неза-
нуленпы;\r) частям, предстаВJlяющее опасность, возмож-
но ТО.lЬКО С изолирующох площадок.
В электроустановках до 1 кВ с изолированной ней-
тралыо (рис. 53, б) и во всех установках выше 1 кВ за-
зеМ.lеНIIС и выравнивание потенциалов должно обеспечи-
вать безопасное значение напряжения прикосновения
СПРIIК и напряженпя шаrа U шаr И снижение тока, прохо-
дящеrо через TeJIO человека, до безопасноrо значения.
Для этоrо сопротивление заземления Rз, включенноrо в
цепь тока замыкания на зеМJlIО параЛJrелыю телу чеJlOве-
ка (рис. 53, 6), должно быть мало по сравнеЮIlО с сопро-
тивлением тела чеJювека Rч.
Выбор заземляющИх устройств. Заземляющие устройстnа эшж-
троустановок выполняюТся или ПО условиям соблюдения нормиро-
ванных значений [7] к их сопротивлению Rз. либо к напряжеНlI'О
прикосновения Ипрпк.
Заземляющие устройства электроустановок напряжеиием выше
I кВ с эффективно зазеМJ!енной нейтралью рекомендуется выполнН1Ь
по расчетным условиям напряжения прикосновения. а всех прочих
электроустановок по условиям допустимых сопротивлений зазем-
ляющеrо устройства.
Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше
I кВ сети с эффективно заземленной нейтралью, выполненные по
условиям соблюдения требований к ero сопротивлению, соrласно L:-]
должны иметь в любое время rода сопротивление R з <:0,5 Ом, вклю-
чая сопротивление естественных заземлителеii.
При расчете указанноrо заземляющсro устройства по условиям
допустимоrо напряжения прикосновения сопротивление ero опреде-
ляется по допустимому напряженню на зазе1\lляющем устройстве И"
и току замыкания на землю. При этом в любое время rода при сте-
кании с заземляющеrо устройства тока замыкания на землю значе-
ние напряжения прикосновения (напряжешш на теле че.товека И ,)
не должно преВЫlllаrь следующих допустимых значений в зависН-
мости ОТ длительности воздействия (rOCT 12.1.038 82):
i
1'111
111'1'"
11
1 ,
111
11 1
, I' I
1 1111
111','1:1111
1111
11111111
1,111'11
111
111'
(11
11111
11"
1;1
!I",,",
Иприи==Ит' В.........
" с...................
500
0,1
400
0,2
200
0,5
130
0,7
100
1,0
65
3,0
138
Расчетная Д.lJительность воздействия определяется как сумиа
времени срабатывания защиты и времени оТ!{лючения вы!{лючатеЛJl.
J1ри этом за время срабатывания защИlЫ принимается:
для рабочих мест, на которых при производстве оперативных
lIереключений возможны короткие замыкания с переходом на KOH
(:трукЦИИ (шшример, для мест управления рюъеДИНlIтелями с ру'!-
tlЫМ приводом) , время действия резервной защиты;
для всей остальной территории данной электроустановки вре-
)lЯ действия основной защиты.
Для электроустановок напряжением выше 1 кВ с эффективно
заземленной нейтралью помимо указанных должны соблюдаться
.следующие общие требования:
наПР!fжение на заземляющем устройстве И" при стекании с Hero
тока замыкания на землю /з (см. рнс. 52) не ДQЛЖНО превышать
10 кВ. Если в таких электроустановках ис!{лючена возможность BЫ
lIоса потенциала за пределы зданий н внеШIIИХ оrраждений, то Из
д(\нускается выше 1 О кВ;
при напряжениях ИЗ от 5 до 10 кВ должны осуществлятьс
меры но защите изоляuии отходящих кабелей связи и телемеханики
tI по предотвращению выноса опасиых нотенuиалов за пределы элек-
троустановки.
В сетях электроустановок иапряжением выше 1 кВ с изолнро-
ванной нейтралью сопротивление заземляЮщеrо устроЙства, Ом,
должно быть:
если заземляющее устройство используется одновременно для
lJJектроустановок напряжением до 1 кВ, то
R3 -< 125//з,
(24)
при этом должны выполнятьси также требования, предъявляемые к
заземлению (занудению) электроустановок напряжением до 1 кВ,
если заземляющее устройство используется толыю для устано:
век напряжением выше 1 кВ, то
R з == 250/1з,
(25)
110 не более 1 О Ом.
В сетях элекrроусrановок напряжением до 1 кВ с rлухозазем-
ленной нейтралью сопротивление заземляющеrо устройства не ДО.'I-
Жно превышать:
в сетях трехфазнО!'о тока напряжением f>60 В н ОДllофаЗlIоrо то-
ка напряжением 380 В Rз<:2 Ом;
в сетях трехфазноro тока напряжением 380 В и однофазноrо
ТОка напряжением 220 В R з <:4 Ом;
в сетях трехфазноrо тока напряжением 220 В и однофазноrо
Тока напряжениеl\l 127 В R3<:8 Ом.
139
1\11
1111
11 \
I[
1111
11
1 1 \ 1:111
,11
\11
1'11
::IIII
1,1
111
II
! ':\\\
I! ;
111
1111
\I
1111
1111
1'11,111
Указанные ВСЛИЧIIНЫ Rз должны быть обеспечены с учетом ИС-
IIользования естественных заземлителей (в том числе и повторных
заземлителей нулевоrо провода) .
В электроустановках напряжением до 1 кВ с rлухозаземлеННо\i
неiпралью правилами устройства электроустановок допускается При
удельном сопроrивлении земли р>100 Ом. м увелпченпе расчетноrо
значения сопротивления заземляющеrо устройства в O,Olp раз про-
тив приведенных выше нормированных значений. При этом макси-
малыш допустимое сопротивление заземляющеrо устройства не
должно превышать нормированное значение более чем в 10 раз.
В электроустановках напряжением выше 1 кВ, а также до 1 кВ
с IIзолированной нейтралью при р>500 Ом. м допускается повышзп,
значение сопротивлений заземляющих устройств в О,О02р раз, но так-
же не более чем в 1 О раз.
В сетях напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью со-
противление заземляющеro устройств3. электроустановкн не должно
превышать 4 ОМ.
ДIШ электроустановок малой мощности при мощиости reHepaTo-
ра или трансформатора 100 кВ.А и менее сопротивление заземли-
ющеrо устройства должно быть не более 10 Ом. Если при этом па-
раллелыlO работает несколько reHepaTopoB или трансформаторов, и'(
суммарная мощность не должна превышать 100 кВ.А.
VСЛОВIIЯ примеиеНIIЯ 1Келезобетонных конструкций зданий в ка-
честве заземляющих устройств. Экспериментальными исследоваиияМи
электробезопасности и измерениями сопротивлений растеканию тока
замыкания на землю при использовании железобетонных фуидамен-
тов промышленных зданий были определены следующие условия ис.
пользования железобетонных фундаментов в качестве заземлителеЙ
без сооружения искусственных заземлителей.
1. Для электроустаиовок иапряжением выше 1 кВ с rлухоза-
земленной нейтралью, расположенных внутри здания или примы-
кающих к промышленному зданию с железобетонным фундаментом,
если выполняется соотношение
'1' 11 11
1 1 111"
I'
ill ! 111
,111 11
"
1'11
1,11111
:1111 I
11 ill
11'
VS;;. ki!Рэ,
1,
rде S площадь, оrраниченная периметром здания на уровне дпеп-
ной поверхности земли, м 2 ; рэ удеllьное эквивалентное электри-
ческое сопротивление земли, Ом,м; k 1 коэффициент, OM L, знач,,-
ния KOToporo приведены ниже:
р" Ом. м ........... 5.10
k 1 , O l l ........... 1,0
При соб.'JюдеНИII условия (26)
РОЙС1ва не превышает 0,5 Ом.
Прокладка проводников для выравнивания потенциалов, преду-
см()тренная (7), в том 'IIIС.1е у входов и въездов, за исключениеМ
5.102<p,<5.10 ;;.5.103
500/р, 0,1
сопротивление заземляющеro уст.
1
,1
1
\,,, 111
I'I'II!: 111
140
(26)
........
мест расположения заземлителей нейтралей силовых трансформато-
ров, короткозамыкатеl1ей, веитильных разрядников и молннеотводов,
не требуется арн выполнении следующпо условия:
1 5
13 (5,'1 +- 7 .10 3 Pl) , (27)
Р3
rде 13 расчетный ток однофазноrо КЗ, стекающий в землю с фун-
даментов зданий, кА; Рl удельное э. ектрическое СОПРОТИВJJение
BepxHero слоя зем. Н, Ом. м.
2, Для электроустановок напряжеliие I выше 1 кВ с изолирован-
ной нейтралью, раСПО,10женных впутри ил!! прпмыкающих к промыш-
ленному зданию с железобетонным ФУНДЮlеIIТОМ, если соблюдают-
ся соотношения:
для заземляющих устройств, одновременпо используемых для
электроустановок напряжением до 1 кВ,
/
J 5;;. рз 13 k 2 ;
(28)
для заземляющих устроЙств, ИСПО.1ьзуемых только для электро-
установок выше 1 кВ,
f/s;;. Р:) 13 k 3,
(29)
rде I з расчетный ток замыкания на землю, А; k2 4.10 3, B I;
kз 2.10 3, B I.
При соблюдении указанных условий сопротивление растеканию
тока замыкания на землю заземляющеrо устройства не превышает
нормированных значений [7].
3. Для электроусrановок напряжением до 1 кВ с rлухозазем-
ленпой нейтралъю, расположенных внутри или примыкающих к про-
мышленному зданию с железобетонным фундаментом, если соблю-
дается условие
8>50'
(30)
rде 8o критический пернметр здания.
Значения 50 в зависимости от значения линейноrо напряжения
электроустановки и рэ приведены ниже:
ИЛ, В ....................220 380 660
80 прн ('" Ом. м:
103...... .36
> 103.. .0,16.10 4fJ;
156
1 56.10 4 P "l
, Э
625
6,25. 10 4 р;
Значепия уде,lЫlOl'О элеКТРll'lескоrо сопротивлеПIlЯ зеМ.1И fJз np\ol-
нимаlOТСЯ по данным замеров. Средние значсния rз приведепы
ниже:
[рунт ...... Песок Супесок Суrлинок rлина Садовая
земля
рз, Ом. М ... 700 300 100 40 40
Черно.
зем
20
Торф
20
141
11 1 111
:11
1111'
11'
111
11\
1/
1
1 11
,IIII I
111,
1';
11;1
11I1
11
Для обеспечения выравнивания потенциалов строительные кон-
струкции, стациоиарио проложеииые трубопроводы, металличеСКие
конструкuии техиолоrическоrо оборудования должны быть присоеди-
нены к арматуре железобетонных колони или фундаментов здаШtЙ.
Если замерами или расчетами установ.1ено. что естественные за-
зеМ.1Iпе.1И не обеспечивают иормированные значения СОПРОТИВ,1ення
растеканию или иапряжения ПРИКОСИОЕения, то при меняют совмест-
иое использоваиие естественных и искусственных заземлителей. При
этом контур искусствениых заземлителей должен быть соединен с
арматурой железобетониых фундаментов не менее чем в двух мес-
тах и соединение должно выполняться выше уровня п.1.анировки ПРН-
леrающей территории.
111
III
"JI
1\1
7
111
!I:
Illi
g:
Рис. 54. Ступенчатый фундамент нз естественном основании для
стальных колонн:
: ,l"
11'11':
1
Ip '1
l'
,
11I
,,11111
11'1111
I пластины для Прllварки зазеМJJЯЮЩИ" ПРОВОДIIИИОП; 2 места спарки;
3..... арматура подошвы; 4 арматура подколонника: fj joкслезобетонны
фундамеl!Т; 6 фундаментные болты: 7 стальная "алОllна
Рис. 55. Ступенчатый фундамент на свайном основании для ста,%-
ных КОЛОIIН;
I стальная колонна; 2 фундаментные бод ты; 3 подколоиник; 4 ' места
сварии; 5 сван; 6 арматура ростверка; 7. арматура ПОДКОЛОНlIика
142
11"
I II 111
Конструктивное вылолнение заземляющих устройств.
При выполнении заземляющих устроЙств должны быть
использованы естественные заземлители.
Искусственные заземлители применяются, если
естественные заземлитеЛII не обеспечивают нормирован-
ных значений сопротивления зазеМЛЯlOщеrо устройства.
В качестве ИСI{усственных заземлителей применяется
сталь: круrлая неОЦИНIюванная диаметром Не менее
10 мм или оцинкованная диаметром не менее 6 мм; по
лосовая сечением не менее 48 MM при толщине не менее
4 мм. Окрашивать эти заземлители запрещается. [ори-
зонтальные заземлители в электроустановках выше 1 кВ
должны проверяться по термической стойкости при про
хождении тока замыкания на землю /з.
Основные требования, предъявляеJ.-lblе к строитель
ным конструкt{иям. uспользуеJ lЬС11. в качестве заземля
щих устройств. Все элементы метаЛЛllчеСli:ИХ н железобе
тонных конструкций, соединяют так, чтобы они образо
вали непрерывную электрическую цепь по металлу, а в
железобетонных элементах (колоннах), кроме Toro, ДОk
жны предусматриваться закладные детали для присоеди
нения электрическоrо и технолоrическоrо оборудования.
В зданиях, сооружаемых из металлических KOHCTPYK
ЦИЙ, болтовые, заклепочные и сварные соединения ДOCTa
точны для создания непрерывной электрической цепи.
В местах, [де нет указанных соединений, отдельные эле
менты металлоконструкций должны быть соеДинены Me
жду собой rибкими перемычками сечением не менее
100 мм 2 . Арматуру железобетонных фундаментов с Me
таллическими колоннами соединяют как на рис. 54 и 55.
В зданиях, сооружаемых из железобетонных KOHCT
рукций, непрерывность электрическоЙ цепи создается
либо путем непосредственной сварки арматуры прилеrаю-
щих элементов железобетонных конструкций, либо путем
приварки к рабочей арматуре I<аждоrо элемента заклад
ных деталей с последующей приваркой к ним металличе
ских перемычек (рис. 56).
В верхней части железобетонных колонн производит-
ся соединение металличеСКIIХ зar<ладных деталей железо-
бетонных колонн с металлическими фермами и балками
или с закладными деталями железобетоиных ферм и ба-
.'ЮК сваркой ИJIИ болтовыми соединениями.
143
I
111
II!II
I
111
I
Еслп предусматривается молниезащита здания с по-
мощью устроЙства молниезащитной сетки, должна преду-
С!\fатриваться непрерывная электричеСI(ая цепь межд.у
молниепрпемной сеткой и стальной рабочеЙ арматурой
1
1111
Ilj
I1
Il
ОТl1еТ,.ф полtt
ОТl1ет,'(а пола
'1'
,:
11
I
j'
,'
1'1:\1
'
:
IIII
Ijl
'I'I
I1 I
11
11
'1 \
1,1; I
"
,',
1
1, ,
б
Рис. 56. Соединение железобетонных фундаментов с железобетонны,
ми колuннами:
I закладная деталь; 2 заземляющая перемычка (сталь круrлая диаметром
Не менее 12 мм); 3 закладная деталь (стальиая [!Олоса 50Х5 ММ длнноЙ
100 ММ); 4. 5. 6. 7. рабочая арматура соответственно Фундамента. колонны.
спай и ростверка
144
железобетонных КОЛCJнн. Для заземления корпусов элек-
трооборудования на каждом этаже здания на железобе-
тонных конструкциях (I<олоннах), ИСПО:Iьзуемых в ка-
честве заземляющих устроЙств, предусматриваются за-
кладные детали на высоте 0,5 м от уровня пола.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных
предприятиЙ. 1"\.: ЭнерrоаТОМII:цат. 1983. 208 с. _
2. Указания по рсrулированиlO реЖIIМОВ Э:IсктропотреО.'lения.
М.: 1979. 68 с.
3. Инструкция по компенсаuии реаКТИIJНОЙ мощности в Э.'lектри-
ческих сетях потребителеЙ ЭlIерпш. ПРОМЫЩ.'lеннан энерrетика,
1980,.N':! 11, с. 62 64.
4. Проектирование ПРО:Vlышленных электрических сетей/В. И.
Крупович, А. А. Ер:vш.тов, В. С. Иванов и др. М.: Энерrия, 1979.
325 с.
5. ПраВИJIa технической ЭКСПJlуатаuии электроустановок потреби-
телей и Прави.та техники безопасности при эксплуатащш электроус-
тановок потребителей. 3 e IIЗД. М.: 1\томиздат, 1974. 352 с.
6. Правила техники безопасности при электромонтажных и на-
ладочных работах. М.: Энерrия. 1973. 168 с.
7. Правила устроЙства 'мсктроустановок (,"lинэнерrо СССР).
б"е IIЗд,. перераб. и доп. М.: ЭнерrоатОМlIЗдат, 1985. 640 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
1. Общие указания
2. Электрические наrрузки
3. Источники питания и пункты приема электроэнерrии
4. Напряжение питающих и распределительных сетей
5. Схемы электроснабжения . . . . .
6. Схемы распределения электроэнерrии в сетях 6 35 кВ
7. Электроснабжение предприятий в неблаrоприятных атмос-
ферных и климатических условиях
Схемы электроснабжения в сетях напряжением до кВ
Качество э.тектроэнерrии
Токи КОРОТIшrо замыкания
Компенсаuия реактивной мощности
Управление электроснабжением
Способы канализации электроэнерrии
Заземляющие устроЙства и меры электроt5езопасности
Список литературы
3
5
13
17
23
26
32
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
39
42
48
70
76
93
НО
. 130
.3 я стр.
обл.
.0 К.
'!