ELEKTRICKÝ SILNOPROUDÝ ROZVOD V PRŮMYSLOVÝCH PROVOZOVNÁCH

Transkript

1 VŠB TU Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektrotechniky ELEKTRCKÝ SLNOPROUDÝ ROZVOD V PRŮMYSLOVÝCH PROVOZOVNÁCH 1. ZÁKLADNÍ USTANOVENÍ, NÁZVOSLOVÍ 2. STUPNĚ DODÁVKY ELEKTRCKÉ ENERGE 3. ROZVOD V PROVOZOVNÁCH 4. VÝPOČTOVÉ ZATÍŽENÍ 5. VÝPOČTOVÝ PROUD 2009 ng. Tomáš Mlčák, Ph.D.

2 1. ZÁKLADNÍ USTANOVENÍ, NÁZVOSLOVÍ - Průmyslová rovozovna rostor určený ro růmyslové účely. Průmyslovou rovozovnou se rozumí jak rovozovna řízemní nař. hala, tak i rovozovna o více odlažích. Může jí být také celý závod, odnik, rovozní celek, soubor a odobně. Podle druhu rovozu jsou to nař. rovozovny hutní, chemické, strojírenské, otravinářské, textilní a jiné. - nstalovaný výkon P i - součet jmenovitých výkonů všech sotřebičů. Uvádí se v kw. - Maximum P max říkon určený z maximálního odběru elektrické energie za jednu hodinu v období největšího odběru v roce. Uvádí se v kw. - Součinitel náročnosti β odíl maxima a instalovaného výkonu. P = max β (-) Pi - Výočtové zatížení P součin instalovaného výkonu a součinitele náročnosti P = P i β (kw) - Výočtový roud roud vyočtený z výočtového zatížení, jmenovitého naětí a účiníku. Uvádí se v A. P 3U cosϕ 2. STUPNĚ DODÁVKY ELEKTRCKÉ ENERGE Podle důležitosti jednotlivých rovozoven nebo jen jednotlivých ohonů technologických zařízení jsou dodávky elektrické energie ro ně rozděleny do tří stuňů. a) Dodávky elektrické energie 1. stuně (obr. 1) jsou dodávky, které musí být zajištěny za každých okolností, jejichž řerušení může zůsobit buď ohrožení lidských životů, nebo velké ztráty znehodnocením výroby, zničením zařízení, zastavení důležitých strojů sloužících k udržování technologického rocesu. Rozhodnutí, že jde o dodávku 1. stuně je nutno odložit náležitým technicko-ekonomickým zdůvodněním. Dodávky 1. stuně jsou nař. čeradla ožární vody, výtahy určené k evakuaci osob, ve válcovnách čeradla chladící a odadní vody, elektrické ece, jeřáby, zařízení umělého větrání rostorů s výbušnými lyny, v dolech důlní čeradla, ventilátory, těžní stroj, signalizace. Dodávky elektrické energie 1. stuně musí být zajištěny ze dvou na sobě nezávislých naájecích zdrojů, z nichž každý musí mít takový výkon, aby ři jeho vyadnutí byly dodávky 1. stuně zajištěny. Přenutí na druhý naájecí zdroj se odle technologických odmínek a odle říustné doby řerušení dodávky elektrické energie rovede buď zásahem obsluhy, nebo automaticky ihned o vzniku oruchy. Místo druhého (náhradního) naájecího zdroje elektrické energie může být také roveden náhradní neelektrický ohon říslušného zařízení, nař. diezelagregát. Tento náhradní zdroj 2

3 musí však mít stejnou ohotovost a solehlivost a nesmí být závislý na rvém elektrickém zdroji, který v říadě oruchy vyadl. Přiojení na dva transformátory naájené z jedné rozvodné soustavy se neovažuje za řiojení na dva nezávislé naájecí zdroje. Při lánovaných revizích některého zdroje (řívodu) se musí odniknout taková oatření, aby nedošlo k havárii nebo nebezečnému stavu. b) Dodávky elektrické energie 2. stuně (obr. 2) jsou dodávky, které mají být okud možno zajištěny, jelikož jejich řerušení a zastavení důležitých strojů může zůsobit jen zmenšení nebo zastavení výroby, aniž ři tom nastane ohrožení osob. Dodávky 2. stuně ve strojírenství jsou nař. obráběcí stroje a automatické linky se zatavovacími a čeracími automaty, olejové a emulzní hosodářství s centrálním rozvodem, ásové a řetězové doravníky. Dodávky elektrické energie 2. stuně se rovedou odle místních oměrů. Počet naáječů, jejich růřezy, očet a výkony transformátorů se volí tak, aby byla zajištěna jejich vzájemná záloha bez dalších investic. Za dostatečné zajištění se většinou ovažuje řiojení alesoň na dva transformátory a jejich naájení se zravidla již neosuzuje. obr.1 Dodávky 1. stuně obr.2 Dodávky 2. stuně c) Dodávky elektrické energie 3. stuně jsou dodávky, které nemusí být zajišťovány zvláštními oatřeními. Mohou se rovést řiojením na jediný zdroj a nevyžadují dalšího zvláštního zajištění. 3. ROZVOD V PROVOZOVNÁCH Průmyslové rovozovny jsou naájeny: a) z distribuční sítě b) ze závodních elektráren c) kombinací obou uvedených zůsobů Pro rozvod v růmyslových rovozovnách se zřizuje jedna, oříadě více transformoven nebo rozvoden, rozváděčů a rozvodnic naájených z jedné nebo více vstuních stanic. Dooručuje se umísťovat transformátory nebo jiné zdroje co nejblíže místu sotřeby. U každé transformovny se zřizuje hlavní sekundární rozvodna, rozváděč nebo rozvodnice, z nichž se naájí jednotlivé sotřebiče, odružné rozvodnice, rozváděče nebo rozvodny. 3

4 Rozvod ke sotřebičům, odružným rozvodnicím, rozváděčům a rozvodnám se rovádí řevážně jako rozvod a) arskový b) růběžný c) okružní d) mřížový e) kombinací výše uvedených Rozvod arskový (obr. 3) je rozvod velice jednoduchý a tím řehledný. Obvykle každý rozváděč nebo sotřebič má své vlastní vedení. Jeho výhodou je jeho nízká cena. Rozvod růběžný (obr. 4) je rovněž jednoduchý a řehledný, vedení rochází růběžně od jednoho rozváděče nebo sotřebiče růběžně. Jejich nevýhodou je řerušení dodávky elektrické energie koncových rozváděčů ři oruše naájecího kabelu. Obvod okružní (obr. 5) umožňuje ři oruše naájecího kabelu nebo rozváděče naájet rozváděče a sotřebiče z druhé strany a tím zajistit leší zásobování elektrickou energií. Rozvod mřížový (obr. 6) vznikne vzájemným roojením okud možno všech rozváděčů a naájením ze dvou stran. Poruchy vedení nebo rozváděčů se omezí na malý úsek a neřenesou se na celou síť. Při oruše se automaticky nebo ručně rovede roojení na naájení z rozvodu bez oruchy. Síť je tím velmi stabilní. Hodí se ro větší růmyslové rovozovny, zejména ro objekty vyžadující neřerušovaný rovoz, tj. stuně dodávky elektrické energie 1 nebo 2. Nevýhodou je jeho vyšší cena. obr.3 Parskový rozvod obr.4 Prů běžný rozvod obr.5 Okružní rozvod obr.6 Mř ížový rozvod 4

5 4. VÝPOČTOVÉ ZATÍŽENÍ Při rojektování elektrického rozvodu v jakémkoli objektu je nutno zjistit, jaký bude maximální odběr, na který musí být dimenzováno vedení, naájecí zdroj (nař. transformátor), jistící řístroje a. Kdybychom rostě sečetli výkony všech sotřebičů, které v objektu budou, a na ně dimenzovali elektrický rozvod, bylo by to nehosodárné, rotože je velmi malá ravděodobnost, že by všechny sotřebiče racovaly současně a na lný výkon. Při dimenzování elektrického rozvodu se bere za základ výočtové zatížení a výočtový roud. Při určování výočtového zatížení nutno rozlišit, zda se jedná o řešení elektrického rozvodu ro: a) výrobní rovoz, rovozovnu nebo závod jako celek b) skuinu sotřebičů (ohonů) nebo jednotlivé agregáty včetně omocných ohonů c) jeden sotřebič Každý stueň rojektu musí obsahovat odrobně stanovené součinitele náročnosti určených v jednotlivých říadech odle součinitelů náročnosti uvedených v normě nebo odle součinitelů náročnosti v odobných stávajících rovozovnách. a) Výočtové zatížení ro rovozovnu jako celek Při určování výočtového zatížení (P ) ro výrobní rovoz, rovozovnu nebo závod jako celek, ři dimenzování řívodního zdroje, očtu a velikosti transformátorů a rozváděčů se vychází z instalovaného výkonu (P i ) a ředokládaného součinitele náročnosti (β). Výočtové zatížení je otom P = P i. β (kw) Činitele náročnosti udává norma a ohybuje se v rozmezí 0,2 až 0,9. Příklady činitele náročnosti jsou uvedeny v následující tabulce. Tabulka uvádí i střední hodnotu cos φ bez komenzace. Průmyslové odvětví β cos φ Automobilový růmysl 0,15 0,32 0,64 Výroba jízdních kol 0,26 0,44 0,64 Mechanická dílna ve strojírenském závodě 0,15 0,3 0,65 Přádelny, tkalcovny 0,75 0,85 0,75 Výroba refabrikátů 0,4 0,58 0,6 Váenky, rotační ece 0,85 0,9 0,8 b) Výočtové zatížení ro skuinu sotřebičů Při určování výočtového zatížení (P ) skuiny nebo skuin sotřebičů o rozdílném výkonu naojeným na jeden rozváděč se musí ostuovat odle dvojčlenného vzorce. Jedná se naříklad o sotřebiče o výkonu 20 kw a sotřebiče o výkonu 1,5 kw. Výočtové zatížení je ak P = ap x + bp n (kw), 5

6 kde P x je součet jmenovitých výkonů x největších sotřebičů P n je součet jmenovitých výkonů všech elektrických sotřebičů včetně P x a, b součinitelé náročnosti jednotlivých skuin. c) Výočtové zatížení ro jeden sotřebič Při určování výočtového zatížení ro jeden sotřebič, který je určen ro trvalý rovoz, se vychází ze jmenovitého výkonu sotřebiče (P 2 ) a jeho účinnosti (η), tj. ze jmenovitého říkonu sotřebiče (P 1 ). Výočtové zatížení je ak P2 P = P1 = (kw) η Při určování výočtového zatížení ro jeden sotřebič (motor), který je určen ro řerušovaný nebo krátkodobý chod nebo zatížení se ostuuje říad od říadu, očetně nebo graficky. 5. VÝPOČTOVÝ PROUD Při stanovení výočtového roudu ( ) otřebného ro dimenzování řívodního vedení a jisticích rvků se vychází z výočtového zatížení odle vzorců: ro trojfázové sotřebiče ro jednofázové sotřebiče 1000P 3U cosϕ s 1000P U cosϕ ro stejnosměrné sotřebiče 1000P U kde U s U je jmenovité sdružené (síťové) naětí trojfázové rozvodné soustavy (V) je jmenovité fázové naětí střídavé rozvodné soustavy nebo jmenovité naětí stejnosměrné rozvodné soustavy (V) cosφ růměrný účiník sotřebičů, který je uváděn v normě P výočtové zatížení (kw) 6