Организовать разумное электроснабжение цеха без электропроекта невозможно. И абсолютно неважно, какого размера будет этот цех, и какую продукцию он будет выпускать: бесперебойное и безопасное электроснабжение цеха любого профиля можно построить только на основании правильных расчетов, т.е. – проекта электроснабжения.
Я являюсь проектировщиком-практиком, именно поэтому в данном материале расскажу о практических решениях по проектированию электроснабжения цеха, взяв за основу цех общепромышленного назначения. Я не буду рассказывать о построении электроснабжения цеха во всех деталях – для этого мне бы пришлось исписать пару десятков страниц, но остановлюсь на наиболее важных, ключевых моментах проектирования электроснабжения цеха.
Цели проектирования электроснабжения цеха
Проектирование должно решать три задачи: организовать электроснабжение цеха надежно, безопасно и с минимальным уровнем затрат. Кроме того, подача и распределение электроэнергии должна быть экономически эффективной, т.е. проектирование систем электроснабжения следует выполнять так, чтобы ТРЭ (технологический расход электроэнергии, потери) был минимален, равно и другие эксплуатационные расходы, связанные с содержанием и обслуживанием электросетей.
Исходные данные для проектирования электроснабжения цеха
Проектирование выполняется на основании технического задания (ТЗ), выдаваемого заказчиком электропроекта. Среди проектировщиков нет единого мнения по поводу содержания и оформления ТЗ; я, например, оформляю ТЗ с представителями заказчика, что исключает различные недоразумения в дальнейшей работе. Для выполнения проекта электроснабжения цеха мне необходим план цеха с указанием размеров помещения (длина, ширина, высота), указание оборудования с привязкой к плану. При наличии у заказчика – технические условия (ТУ) на присоединение. Если речь идет о реконструкции или о подключении к технологическим сетям, необходимо ознакомиться с расположением ближайшего распределительного пункта, от которого будет осуществлено подключение. Проще всего это сделать на местности. После этого между мной и заказчиком заключается договор на проектирование.
Помимо чисто технических нюансов, проектировщик должен быть знаком хотя бы в общих чертах с технологическим циклом и режимом работы цеха. Эти данные нужны для определения коэффициентов спроса и других величин, необходимых для выполнения расчетов.
Расчет электроснабжения цеха
На основании полученных данных мной составляется принципиальная схема электроснабжения цеха. В цехах общепромышленного назначения применяют три вида схем подключения электрооборудования: магистральные, радиальные и цепочные, в ряде случаев данные варианты комбинируются.
Расчет электрических нагрузок – один из наиболее объемных видов проектной работы. В данном исследовании рассчитывается суммарная нагрузка, при этом учитывается режим работы оборудования и определяется реактивная мощность. Важный момент: при наличии смешанной нагрузки (1-фазной и 3-фазной), ее стремятся распределить равномерно во избежание асимметрии (перекоса).
Практически каждый проект электроснабжения цеха включает в себя расчет освещения. Для этого определяют нормированную величину освещенности, после чего выбирают тип светильников. Показатель эффективности данных расчетов – величина удельной мощности освещения (кВт на кв.м): при рациональном проектировании эту величину стремятся снизить, но не в ущерб уровню освещенности.
Проектирование трансформаторных подстанций производится на основании нагрузочных характеристик цеха. Тип трансформатора определяется в зависимости от условий эксплуатаций и места установки. В ряде случаев проектом может предусматриваться применение комплектной трансформаторной станции – этот вариант предпочтителен.
Одна из задач проектирования электроснабжения цеха – минимизация потерь, в том числе и реактивных. Для этого электросети цеха оснащают компенсирующими устройствами, выбор и мощность которых определяется реактивной нагрузкой цеха. Стоит отметить, что компенсирующие устройства, работающие в автоматическом режиме, способны свести к нулю затраты на оплату реактивного потребления.
Расчет распределительных, силовых сетей и их элементов производится по ряду величин, в том числе по экономической плотности тока, условию допустимого нагрева в рабочем режиме, механической прочности и т.д. При этом учитывается сопротивляемость токам короткого замыкания и способ прокладки.
Один из этапов проектирования электроснабжения цеха – выбор коммутационной и защитной аппаратуры. Расцепители, разъединители, пускатели, плавкие вставки и тепловые реле – все это подлежит расчетам по величинам, полученным в ходе выполнения электропроекта. Используя табличные данные по видам оборудования, производится выбор коммутационной и защитной аппаратуры, и здесь существует масса вариантов, существенно усложняющих данный процесс. Дело в том, что табличные данные по коммутационной и защитной аппаратуре периодически устаревают – промышленность выпускает новые виды оборудования, поэтому проектировщик должен постоянно отслеживать и по возможности применять на практике технические новации.
Одно из обязательных требований к электроустановкам в цехах – наличие защитного заземления. Расчет заземления выполняется по общим принципам, т.е. для электроустановок в цехах каких-то особых требований нет – проектировщик обязан придерживаться нормированных величин, указанных в нормативно-технической документации. Но все же и этот вопрос имеет массу нюансов. В частности, можно существенно снизить стоимость установки контура заземления, применяя естественные заземлители там, где это допустимо.
Оформление проектной документации
Правильное оформление электропроекта – залог его успешного согласования, поэтому здесь надо все делать так, чтобы ни один инспектор или допускающий орган не мог придраться. Существуют определенные требования к оформлению электропроекта, и эти требования распространяются на всё: описательную часть, чертежи и схемы, расчеты и изыскания.
Выполняя проект электроснабжения цеха, я строго придерживаюсь требований единой системы конструкторской документации (ЕСКД). И это важно, поскольку каждая «зарубка» проекта может затянуть процесс ввода цеха на неопределенный срок. Со мной, слава богу, такого не бывало: все изготовленные мной проекты электроснабжения промышленных цехов проходили согласование с первого раза.