7 Условия и ограничения проектирования

Промышленные предприятия являются крупными потребителями электроэнергии, имеющими разнообразные электроприемники.

В техническом задании приводятся следующие условия и ограничения проектирования.

Условия проектирования это климатические, механические и прочие условия эксплуатации электротехнических устройств.

К ограничениям проектирования относятся требования нормативных документов:

• к проектной документации;

• резервированию с целью обеспечения показателей надежности электроустановок;

• в части соблюдения норм и правил эксплуатации электротехнических устройств;

• классификация электроприемников по характеру использования электроэнергии;

• классификация электроприемников по режиму работы;

• категории электроприемников по надежности электроснабжения;

• конфигурация сети.

7.1 Классификация электроприемников

По характеру использования электроэнергии все многообразие электроприемников можно разделить на четыре основные группы:

а) электроприводы, т. е. машинные устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую, состоящие из электродвигателя, передач от двигателя к исполнительному механизму и аппаратуры управле­ния. Электроприводы — это наиболее распространенные приемники электроэнергии, которые в нашей стране потребляют около 65% всей вырабатываемой электроэнергии;

б) светотехнические установки. Электрическое освещение является распространенным потребителем. Огромное количество светоточек и небольшая мощность каждого отдельного источника света создают специфические условия светотехнических электроустановок. На электрическое освещение в нашей стране расходуется около 10% всей вырабатываемой электроэнергии;

в) электротермические установки, т. е. устройства, преобразующие электрическую энергию в тепловую. К этой группе электроприемников относятся разнообразные электропечи и нагревательные установки. Мощность этих установок колеблется от нескольких киловатт до 100 МВт;

г) электротехнологические установки, в которых электрический ток непосредственно используется для различных технологических процессов. К таким установкам относятся электролизные установки, установ­ки электроискровой обработки металлов и гальванопокрытий, устройства для создания электромагнитных полей, используемых для технологических нужд (ускорители заряженных частиц, радио, телевидение, связь и т. п.).

По режиму работы электроприемники разделяются на три группы:

а) продолжительный режим, при котором электроприемники работают длительное время и при этом превышение температуры нагрева электрооборудования над температурой окружающей среды устанавливается постоянным, не превышающим определенных нормами значений.

К электроприемникам продолжительного режима работы относятся электроприводы большинства насосов, вентиляторов, компрессоров, механизмов непрерывного транспорта, нагревательные печи и т. п., у которых периоды работы измеряются часами и даже сутками;

б) кратковременный режим, при котором рабочий период имеет ограниченную продолжительность, при которой превышение температуры нагрева электрооборудования над температурой окружающей среды не достигает допустимых предельных значений. При этом продолжительность пауз между рабочими периодами настолько велика, что электрооборудование успевает охладиться до температуры окружающей среды.

В кратковременном режиме работают, например вспомогательные механизмы металлорежущих станков, механизмы для перестройки технологических агрегатов, электроприводы различных заслонок, механизмов открывания фрамуг и т. п., где пауза значительно превышает длительность рабочего периода;

в) повторно-кратковременный режим, при котором кратковременные рабочие периоды чередуются с паузами. При этом режиме ни в одном из периодов работы превышение температуры нагрева электрооборудования над температурой окружающей среды не достигает установившегося значения, а во время пауз электрооборудование не успевает охладиться до температуры окружающей среды.

Примером таких электроприемников являются электроприводы механизмов подъемных кранов, обслуживающих технологические процессы, главные приводы и приводы рабочих рольгангов реверсивных прокатных станов, механизмы автоматизированных поточных линий в циклическом режиме работы, электросварочные аппараты для точечной сварки и т. п.

Характер и режимы работы электроприемников определяют соотношение между установленной мощностью электроприемников и расчетной нагрузкой цеха или предприятия, определяют возможность появления недопустимых колебаний напряжения в сети и вытекающие из этих условий требования к системе электроснабжения.

Так, например, подключение к одному трансформатору или протяженному токопроводу 6—10 кВ мощных электроприемников с повторно-кратковременным режимом работы и устройств автоматического управления технологическим процессом или светотехнических устройств может привести к невозможности нормальной работы средств управления, к недопустимым колебаниям освещенности.

Недостаточный учет при проектировании характера и режимов работы электроприемников может привести к нарушениям технологического процесса производства, к снижению качества продукции.

Следовательно, при создании схемы электропитания и при выборе способов конструктивного исполнения сетей необходимо учитывать все особенности электроприемников, режимы работы и требования их отдельных групп к качеству электроэнергии.

Для районной энергосистемы потребителем электроэнергии является предприятие в целом.