Распределительные цепи на заводах и фабриках

June 16, 2013 by admin Комментировать »

Системы распределения электроэнергии на промышленных предприятиях отличаются друг от друга очень сильно. Ниже мы рассмотрим лишь самые популярные системы. Самыми маломощными являются однофазные цепи напряжением 120/240 В, при этом напряжение 120 В используется для освещения, а 240 В — для питания небольших электродвигателей. Трехфазные линии 120/208 В широко используются для освещения (напряжение 120B) и питания трехфазных электродвигателей (напряжение 208 В, большое число асинхронных двигателей рассчитаны на работу при 208 и 240 В). Нейтраль линии 120/208 В обычно глухо заземлена для обеспечения безопасности цепей освещения. Распределительная система напряжением 277/480B, вероятно, является наиболее популярной на промышленных предприятиях среднего размера. Нейтраль при соединении нагрузок звездой, как правило, глухо заземлена, хотя иногда применяется ее соединение с землей через резистивный или реактивный элемент. В Канаде в распределительных сетях наиболее популярно напряжение 600 В.

На более старых заводах часто используется трехфазная система напряжением 2300 В, нагрузки к которой соединяются треугольником, без заземления. Иногда, однако, один из углов треугольника заземляется. На следующем силовом уровне наиболее популярна система 2400/4160 В. При еще больших мощностях на старых заводах используются напряжения 6900 или 7200 В, в то время как на новейших заводах имеется тенденция к применению напряжения 13.8 кВ. При малых мощностях используют распределительные трансформаторы, защищаемые плавкими предохранителями, а в мощных установках применяют трансформаторы с автоматическими выключателями и защитными реле.

Типовая распределительная сеть на заводе среднего размера несет входящую электрическую энергию к ряду центров ее потребления, называемых «центры нагрузки» или «центры управления электродвигателями». Эти центры содержат ряд автоматических выключателей или выключателей нагрузки, смонтированных в металлических шкафах, а иногда там же размещаются средства управления электродвигателями, защитные реле и средства измерения. В центрах также могут находиться один или несколько выключателей линий питания трансформаторов для цепей освещения, зачастую разбросанных по всему зданию. Цепи освещения 120/208 В собраны на панель управления, на которой смонтирован главный выключатель и несколько автоматических выключателей. Панель управления освещением обычно рассчитана на 100…400 А, в то время как индивидуальные линии освещения рассчитывают на 20…30 А, охлаждение используется воздушное.

Внутреннюю проводку обычно помещают в пластиковый или металлический кабелепровод или лоток для кабеля. Кабелепровод используется при малых уровнях мощности, при этом провода пропускаются через жесткий тюбинг. Преимуществом кабелепровода является то, что провода защищены от брызг воды и механических повреждений. При больших мощностях обычно применяется лоток для кабеля. В этом случае сечение проводников почти не ограничено, ведь они просто положены в лоток, чтобы предотвратить их движение при аварии. Сам лоток имеет открытую конструкцию, что способствует его вентиляции. Если высоковольтные и низковольтные цепи проложены проводами в одном и том же кабелепроводе, или лотке, все провода должны быть рассчитаны на максимальное напряжение.

Аварийное электропитание

Существует три уровня требований надежности, которые могут быть предъявлены к системам аварийного электропитания. Первый уровень — это когда происходит отключение подачи энергии извне объекта, автономные источники электроэнергии должны обеспечить внутреннее освещение и подсветку знаков, указывающих аварийные выходы. В качестве автономных источников электроэнергии часто используются генераторные установки, работающие на природном газе и автоматически запускающиеся при отключении внешнего электропитания. Применяются и аккумуляторные батареи. На больших предприятиях могут быть дизель-генераторные установки. Для этого уровня надежности допускается кратковременный сбой в подаче электроэнергии. С целью обеспечения надежности системы аварийного электропитания очень важно ее периодически проверять.

Второй уровень надежности систем аварийного электропитания требует поддержания работы промышленного предприятия при отключении внешнего электропитания для исключения дорогостоящих потерь продукции. Для этого обычно энергию на завод подводят по двум раздельным силовым фидерам от двух различных распределительных сетей. Для переключения подачи энергии с отказавшей на работающую линию электропередачи используются специальные переключатели. Если неприемлемы даже незначительные прерывания в подаче электроэнергии, то следует использовать твердотельные переключатели. Прерывание электропитания допустимо, только если оно создает минимальные неудобства производственному процессу. Можно также применять дизельные и газотурбинные генераторы электроэнергии, но их включение в случае аварии должно быть гарантировано с высокой надежностью.

Самый высокий уровень надежности требуется в непрерывных производственных процессах, когда недопустимо никакое прерывание подачи электроэнергии. К таким процессам относятся, например, полупроводниковое производство и обработка данных в вычислительных центрах, когда даже незначительное по времени прерывание электропитания может стоить миллионы долларов. В этих условиях необходимо использовать абсолютно бесперебойный источник электропитания. В одной из систем, отвечающей этим требованиям, имеются топливные элементы, использующие природный газ для генерации постоянного тока. Затем этот ток преобразуется в переменный, который и задействован в цепях питания предприятия. Особенно критические участки производства снабжаются энергией по двум линиям, коммутируемым быстродействующим твердотельным переключателем. В некоторых случаях избыточная энергия, вырабатываемая топливными элементами, может быть направлена во внешнюю электросеть. В настоящее время существует множество вариантов этой схемы.

Источник: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI, 2008. — 252 c.: ил. (Серия «Силовая электроника»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты