Ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создан ия экономичных, надеж ных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления электроприводами и технологическими процессами; внедрения микропроцессорной техники,элегазового и вакуумного электрооборудования, новых комплектных преобразовательных устройств.
Все это ставит большие задачи перед работниками научно-исследовательских, проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области электрификации промышленности.
Серия справочников «Электроустановки промышленных предприятий» позволит использовать практические рекомендации и указания, подготовленные большим коллективом специалистов электротехнических научно-исследовательских и проектных институтов, монтажных трестов и наладочных управлений НПО Электромонтаж Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР, обобщивших теоретические исследования, передовой опыт ведущих в области промышленной энергетики организаций, достижения отечественной и зарубежной науки и техники.
Новое издание серии «Электроустановки промышленных предприятий» включает: «Справочник по проектированию электроснабжения». «Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования», «Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления», «Справочник по монтажу электроустановок промышленных предприятий» в двух книгах и «Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий»,
В справочниках отражены требования к электрооборудованию, надежности электроснабжения и быстродействию управления технологическими процессами, вызванные совершенствованием технологии промышленных производств.
Справочники являются фактически руководством по проектированию, монтажу и
наладке промышленных электроустановок, в котором представлены рациональные технические решения, новые типы электрооборудования и аппаратуры, более совершенные методы электрических расчетов, изменения и дополнения основных нормативных и руководящих документов (ПУЭ, СНиП, ГОСТ), стандартизованы многие терминологические определения и условные обозначения, отражены изменения в организации наладочных работ электромонтажного производства, в технологии и механизации монтажа, в применении наладочного оборудования. х
«Справочник по проектированию электроснабжения» охватывает вопросы комплексного проектирования электроснабжения промышленных предприятий, понизительных и преобразовательных заводских и цеховых подстанций на базе серийно выпускаемого электрооборудования.
Большое внимание уделено вопросам создания необходимой надежности электроснабжения, обеспечения качества электроэнергии и электромагнитной совместимости устройств в сетях промышленных предприятий, быстродействия и селективности релейной защиты и оперативной автоматики, автоматизации измерений и учета электроэнергии. Даны рекомендации по размещению и компоновке подстанций в соответствии с требованиями ПУЭ. Расчеты электрических нагрузок даны с учетом резко-переменных нагрузок, компенсации реактивной мощности. Даны рекомендации по расчету токов короткого замыкания и выбору коммутирующей аппаратуры. Приведены технические данные нового электрооборудования, которые, не подменяя каталожную документацию заводов-изготовителей, могут быть полезны проектировщикам.
Издательство и составители справочника обращаются с просьбой к читателям присылать свои замечания и предложения по адресу: 113114, Москва, М-И4, Шлюзовая наб., 10, «Энергоатомиздат».
Авторы
Предисловие
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. Системы единиц и условные обозначения ........ 6
1.2. Физические и химические свойства материалов...... 12
1.3. Климатические условия работы электрооборудования .... 16
1.4. Взрывоопасные и пожароопасные зоны.......... 21
1.5. Выдержки из действующих общесоюзных нормативных до- f кументов.........'30
1.6. Номинальные напряжения и ряды номинальных токов..... 31
1.7. Температура нагрева..... 32
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ПОДСТАНЦИИ
А. Определение электрических нагрузок,
качество электроэнергии,
надежность электроснабжения, категории
электроприемников, выбор напряжения и
мощности трансформаторов, компенсация
реактивной мощности
2.1. Электрические нагрузки. Основные величины и определения 34
2.2. Средние нагрузки...... 36
2.3. Максимальные нагрузки ... 47
2.4. Потери энергии...... 64
2.5. Пиковые нагрузки...... 64
2.6. Определение электрических нагрузок машин контактной электросварки ......... 64
2.7. Определение электрических нагрузок прокатных станов и электросталеплавильных печей 71
2.8. Однофазные нагрузки .... 74
2.9. Технико-экономические расчеты
в электроснабжении..... 77
2.10. Основные требования к качеству электроэнергии .... 82
2.11. Высшие гармонические .... 89
2.12. Надежность электроснабжения 97
2.13. Категории электроприемников по надежности электроснабжения 107
2.14. Выбор напряжения..... 108
2.15. Выбор трансформаторов . . . Ill
Б. Токи короткого замыкания
2.16. Общие сведения...... 113
2.17. Расчетные условия КЗ .... 114
2.18. Составление схемы замещения для расчета трехфазных коротких замыканий , ,..... 117
2.19. Расчет тока трехфазного КЗ . . 123
2.20. Расчет токов несимметричных коротких замыканий..... 129
2.21. Практические рекомендации . . 130
2.22. Общие требования......144
2.23. Термическая и электродинамическая стойкость аппаратов и проводников........145
2.24. Выбор и проверка аппаратов и проводников........154
2.25. Технические данные аппаратов напряжением выше 1 кВ . . . 178
Г. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы
2.26. Классификация трансформаторов ...........204
2.27. Основные параметры.....204
2.28. Схемы и группы соединений трансформаторов и автотрансформаторов . '.......207
2.29. Охлаждение трансформаторов 209
2.30. Допустимые нагрузки трансформаторов .........209
2.31. Регулирование напряжения. . . 212
2.32. Основные характеристики авто-трансфррматоров......213
2.33. Технические данные трансформаторов ..........214
Д. Элегазовые комплектные распределительные устройства и выключатели
2.34. Особенности элегаза.....226
2.35. Ячейки элегазовые трехполюсные серии ЯЭ-110, ЯЭ-220 .... 227
2.36. Элегазовые выключатели напряжением 35 кВ для КРУ . , . 231
2.37. Элегазовые выключатели типа ВЭК-ПОБ.........232
Е. Вакуумные выключатели
2.38. Преимущества и недостатки 232
2.39. Вакуумные выключатели 10, 35 кВ для КРУ и ПО кВ для электроустановок с частыми коммутациями.......233
2.40. Вакуумные и элегазовые комплектные распределительные устройства 35 кВ.......236
2.41. Перенапряжения, возникающие при коммутации индуктивных токов вакуумными выключателями ..........237
2.42. Нелинейные ограничители перенапряжений........ 238
Ж. Схемы электроснабжения и подстанции
2.43. Основные сведения..... 239
2.44. Источники и способы питания 240
2.45. Схемы электроснабжения . . . 242
2.46. Указания по применению схем коммутации подстанций и коммутационной аппаратуры . . . 264
СОДЕРЖАНИЕ
2.47. Схемы и конструктивные особенности подстанций с элега-зовыми КРУ 110-220 кВ . . . 274
2.48. Схемы и конструктивные особенности подстанций с вакуумными. КРУ 35 кВ......276
2.49. Комплектные трансформаторные подстанции 6, 110-220 кВ . . . 280
2.50. Схемы подстанций промышленных предприятий с применением комплектных распределительных . устройств напряжением 10(6) кВ 285
3. Компоновочные решения подстанций и распределительных пунктов
г '
• ' *.,, ..« /"
2.51. Общие требования . ..**,. 296
2.52. Планировка, размещение подстанций и кабельных сооружений . . . . • . ... . . . 297
2.53. Компоновочные решения, обеспечивающие безопасность обслу- , живания.........299
2.54. Категории помещений подстанций и кабельных сооружений 299
2.55. Требования по противопожарной безопасности ....... 299
2.56. Открытые распределительные устройства напряжением до
220 кВ..........305
2.57. Установка силовых трансформаторов на открытом воздухе ...........307
2.58. Грузоподъемные устройства, дороги, въезды и проезды подстанций .........309
2.59. Примеры компоновочных решений ОРУ.........309
2.60. Закрытые распределительные устройства напряжением 35 —
220 кВ..........312
2.61. Отопление, вентиляция и водоснабжение подстанций и распределительных пунктов.....316
2.62. Примеры компоновочных решений ЗРУ напряжением 35 —
220 кВ . . •........319
2.63. Аккумуляторные установки . . 325
2.64. Пневматическое хозяйство . . . 326
2.65. Масляное хозяйство.....327
2.66. Основные требования к компоновке внутрицеховых подстанций и распределительных пунктов Ю(6)кВ. . •........330
2.67. Внутрицеховые трансформаторные подстанции......332
2.68. Внутрицеховые распределительные пункты 10(6) кВ.....335
2.69. Основные требования к размещению распределительных устройств и трансформаторных подстанций во взрывоопасных зонах..........338
2.70; Основные требования к размещению распределительных устройств и трансформаторных подстанций в пожароопасных зонах.....,.....340
И. Преобразовательные агрегаты и
подстанции. Тяговые подстанции
промышленною электрифицированного
транспорта
2.71. Общие сведения.......341
2.72. Основные соотношения и расчетные формулы для различных схем преобразования.....341
2.73. Кремниевые выпрямительные агрегаты для электролизных установок ..........345
2.74. Кремниевые выпрямительные агрегаты для электропечей . . . 350
2.75. Схемы, расположение и конструктивное исполнение преобразовательных подстанций.....353
2.76. Выпрямительные комплектные подстанции для питания цеховых сетей постоянного тока .... 361
2.77. Быстродействующие воздушные выключатели.......367
2.78. Классификация тяговых подстанций промышленного электрифицированного транспорта. . . 369
2.79. Тяговые подстанции постоянного
тока...........372
2.80. Тяговые подстанции однофазного переменного тока .... 383
2.81. Распределительные посты тяговых сетей.........391
К. Компенсация реактивной мощности
2.82. Основные положения.....394
2.83. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях общего назначения напряжением до
1 и 10(6) кВ........395
2.84. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях со специфическими нагрузками . . 410
2.85. Схемы включения и регулирования конденсаторных батарей 419
2.86. Конструкция конденсаторных батарей и их установка.....421
Л. Защита воздушных линий электропередачи,
подстанций, вращающихся машин и TQKO-
проводоа от перенапряжений
2.87. Защита воздушных линий электропередачи от атмосферных перенапряжений......422
2.88. Защита подстанций от прямых ударов молнии ....... 426
2.89. Защита подстанций от волн атмосферных перенапряжений, набегающих с линий электропередачи............427
2.91. Защита токопроводов от атмосферных перенапряжений . . . 430
2.92. Защита от внутренних перенапряжений ..........431
2.93. Защитное оборудование и устройства (разрядники, конденсаторы, молниеотводы).....432
М. Источники питания и системы оперативного тока
2.94. Системы оперативного тока . . 434
2.95. Технические данные аккумуляторов и зарядных устройств . . 439
2.96. Технические данные блоков питания, конденсаторов и зарядных устройств.........440
2.97. Выбор и установка аккумуляторных батарей........ 449
2.98. Выбор блоков питания и конденсаторов ........455
2.99. Схемы включения аккумуляторных батарей........ 458
2.100. Схемы питания переменным и выпрямленным оперативным током. Контроль изоляции . . . 459
Н. Релейная зашита и сетевая автоматика
2.101. Общие сведения......462
2.102. Защита понижающих трансформаторов ....... 463
2.103. Передача отключающего импульса .........474
2.104. Защита шин 6-35 кВ . . . . 480
2.105. Защита трансформаторов полупроводниковых преобразовательных а!регатов 6 —35 кВ . . 482
2.106. Защита синхронных и асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ ...... 486
2.107. Защита электропечных установок ...........494
2.108. Защита линий 6 — 35 кВ с односторонним питанием .... 496
2.109. Защита конденсаторных установок 10(6) кВ.......502
2.110. Защита фильтров высших гармоник 10-35 кВ ...... 503
2.111. Защита комплектных распределительных устройств 6 — 35 кВ 506
2.112. Автоматическое включение резервного питания (АВР) . . . 507
2.113. Автоматическое повторное
включение (АПВ) ..... 511 9 2.114. Автоматическая частотная раз-
грузка (АЧР) ....... 513
0 2.115. Комплектные устройства заши-
ты и автоматики сетей 10(6) кВ,
1 выполненные на интегральных микросхемах ....... 518
2.1 16. Самозапуск электродвигателей 529 2
О. Управление выключателями высокого '~ напряжения, предупреждающая и аварийная сигнализация
4 2.117. Схемы управления выключате-
лями высокого напряжения . . 536
* 2.118. Схемы предупреждающей и
аварийной сигнализации . . . 539
^ П. Измерение электрических величин
^
у 2.119. Общие требования ..... 541
2.120. Измерение тока, напряжения и ' мощности ........ 542
2.121. Регистрация электрических про-
' цессов, контроль изоляции , . 543
2.122. Контроль качества электроэнергии ....... , . 544
* 2.123. Измерительные преобразова-
тели . ..... .... 546
2.124. Измерительно - вычислительные комплексы и информационные
, измерительные системы . . . 550
2.125. Перечень щитовых измеритель-•' ных приборов, рекомендуемых
для применения в низковольт-
* ных комплектных устройствах (НКУ), пультах, щитах и пане-
лях ........... 553
., 2.126. Оснащение , лабораторий по эксплуатационным испытаниям и наладке электрооборудования 558
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНО-5 ВОК В УСЛОВИЯХ ТРОПИЧЕСКОГО
КЛИМАТА
I
3.1. Основные понятия ...... 564
3 3.2. Требования к электроустановкам 566
3.3. Солнцезащитные устройства элек-
3 троустановок ........ 568
3.4. Заземление ......... 570
7 Предметный указатель ...... 571
