7.5. Электротермические установки
7.5. Электротермические установки
Область применения
Вопрос 606. На какие электротермические установки распространяется настоящий раздел ПУЭ?
Ответ. Распространяется на производственные и лабораторные установки электропечей и электронагревательных устройств переменного тока промышленной – 50 Гц, пониженной – ниже 50 Гц, повышенно-средней – до 30 кГц, высокой – выше 30 кГц до 300 МГц и сверхвысокой частоты – более 300 МГц до 300 ГГц и постоянного (выпрямленного) тока:
дуговых прямого (включая вакуумные дуговые), косвенного действия и комбинированного нагрева с преобразованием электроэнергии в тепловую в электрической дуге и в сопротивлении шихты, в том числе руднотермических (рудовосстановительных, ферросплавных), а также плазменных нагревательных и плавильных;
индукционных нагревательных (включая закалочные) и плавильных (тигельных и канальных);
диэлектрического нагрева;
сопротивления прямого и косвенного нагрева, в том числе печей электрошлакового переплава, литья и наплавки, а также электродных печей расплавления флюса для перечисленных разновидностей электрошлаковых печей;
электронно-лучевых;
ионных;
лазерных.
Определения
Вопрос 607. Что представляет собой электротермическая установка (ЭТУ)?
Ответ. Представляет собой комплекс функционально связанных элементов: специализированного электротермического и другого электротехнического, а также механического оборудования, средств управления, автоматики и КИП, обеспечивающих проведение соответствующего технологического процесса.
Вопрос 608. Что такое электротермическое оборудование (ЭТО)?
Ответ. Это электротехнологическое оборудование, предназначенное для преобразования электрической энергии в тепловую с целью нагревания (расплавления) материалов.
Вопрос 609. На какие классы делится рабочее напряжение ЭТУ?
Ответ. Делится на три класса:
до 50 В переменного или 110 В постоянного тока;
более указанного выше напряжения до 1 600 В переменного или постоянного тока;
более 1 600 В переменного или постоянного тока.
Вопрос 610. Что представляет собой печная трансформаторная или преобразовательная подстанция?
Ответ. Представляет собой подстанцию, входящую в состав ЭТУ.
Вопрос 611. Что представляет собой печной силовой трансформатор (трансформаторный агрегат) или автотрансформатор?
Ответ. Это соответственно трансформатор или автотрансформатор ЭТУ, преобразующий электроэнергии переменного тока с напряжения сети на рабочее напряжение электрической печи (электронагревательного устройства).
Вопрос 612. Что такое печной преобразовательный трансформатор?
Ответ. Это трансформатор, передающий электроэнергии к преобразовательному (выпрямительному) устройству ЭТУ.
Вопрос 613. Что представляет собой печной выключатель?
Ответ. Представляет собой выключатель, коммутирующий главные силовые цепи переменного тока ЭТУ, оперативно-защитный или оперативный выключатель, функции которого приведены в ответе на вопрос 615.
Общие требования
Вопрос 614. Какие электроприемники ЭТУ рекомендуется относить к III категории?
Ответ. Рекомендуется относить электроприемники ЭТУ цехов и участков несерийного производства: кузнечных, штамповочных, прессовых, механических, механосборочных и окрасочных; цехов и участков инструментальных, сварочных, сборного железобетона, деревообрабатывающих и деревообделочных, экспериментальных, ремонтных, а также лабораторий, испытательных станций, гаражей, депо, административных зданий.
Вопрос 615. Какие коммутационные и защитные аппараты должна содержать первичная цепь каждой ЭТУ?
Ответ. Должна, как правило, содержать следующие аппараты в зависимости от напряжения питающей электросети промышленной частоты:
до 1 кВ – выключатель (рубильник с дугогасящими контактами, пакетный выключатель) на вводе и предохранители, или блок выключатель-предохранитель, или автоматический выключатель с электромагнитными и тепловыми расцепителями;
выше 1 кВ – разъединитель (отделитель или разъемное контактное соединение КРУ) на вводе и выключатель оперативно-защитного назначения или разъединитель (отделитель, разъемные контактные соединения КРУ) и два выключателя – оперативный и защитный.
Вопрос 616. Что допускается использовать на вводе для включения электронагревательного устройства мощностью менее 1 кВт в электрическую цепь до 1 кВ?
Ответ. Допускается использовать втычные разъемные контактные соединения, присоединяемые к линии (магистральной или радиальной), устройство защиты которой установлено в силовом (осветительном) пункте или на щитке.
Вопрос 617. Какая коммутационная аппаратура должна применяться в электрических цепях выше 1кВ с числом коммутационных операций в среднем пять циклов включения-отключения в сутки и более?
Ответ. Должны применяться специальные выключатели повышенной механической и электрической износостойкостью, соответствующие требованиям действующих стандартов.
Вопрос 618. Каким должен быть коэффициент мощности ЭТУ, присоединяемых к электрическим сетям общего назначения?
Ответ. Как правило, должен быть не ниже 0,98. ЭТУ единичной мощностью 0,4 МВт и более, естественный коэффициент мощности которых ниже указанного значения, рекомендуется снабжать индивидуальными компенсирующими устройствами, которые не следует включать в ЭТУ, если технико-экономическими расчетами выявлены явные преимущества групповой компенсации.
Вопрос 619. Что должно сооружаться под маслонаполненным оборудованием печных подстанций?
Ответ. Должны сооружаться:
при массе масла в одном баке (полюсе) до 60 кг – порог или пандус для удержания полного объема масла;
при массе масла в одном баке (полюсе) от 60 до 600 кг – приямок или маслоприемник для удержания полного объема масла;
при массе масла более 600 кг – маслоприемник на 20 % объема масла с отводом в маслосборный бак. Маслоприемник должен перекрываться металлической решеткой, поверх которой следует насыпать слой промытого просеянного гравия или непористого щебня с частицами от 30 до 70 мм толщиной не менее 250 мм.
Вопрос 620. Как определяется внутренний диаметр маслоотводных труб, соединяющих маслоприемники с подземным сборным баком?
Ответ. Определяется по формуле:
где М– масса масла в оборудовании, расположенном в камере (помещении) над данным маслоприемником, т;
n– число труб, прокладываемых от маслоприемника до подземного сборного бака. Этот диаметр должен быть не менее 100 мм.
Вопрос 621. Какими системами пожаротушения следует снабжать камеры (помещения) с маслонаполненным электрооборудованием?
Ответ. Следует снабжать автоматическими системами пожаротушения при суммарном количестве масла, превышающем 10 т – для камер (помещений), расположенных на отметке первого этажа и выше, и 0,6 т – для камер (помещений), расположенных ниже отметки первого этажа. При суммарном количестве масла в указанных камерах (помещениях) менее 10 и 0,6 т соответственно, они должны оборудоваться пожарной сигнализацией.
Вопрос 622. Какие рекомендуется принимать минимальные расстояния в свету от наиболее выступающих частей печного трансформатора, расположенных на высоте до 1,9 м от пола, до стенок трансформаторных камер при отсутствии в камерах другого оборудования?
Ответ. Рекомендуется принимать:
до передней стенки камеры (со стороны печи или электронагревательного устройства) – 0,4 м для трансформаторов мощностью менее 0,4 МВ·А; 0,6 м – от 0,4 до 12,5 МВ·А и 0,8 м – более 12,5 МВ·А;
до боковых и задней стенок камеры – 0,8 м при мощности трансформатора менее 0,4 МВ-А; 1 м – от 0,4 до 12,5 МВ·А и 1,2 м – более 12,5 МВ·А;
до соседнего печного трансформатора (автотрансформатора) -1 м при мощности до 12,5 МВ·А и 1,2 м – более 12,5 МВ·А для вновь проектируемых печных подстанций и соответственно 0,8 и 1 м – для реконструируемых;
допускается уменьшение указанных расстояний на 0,2 м на длине не более 1 м. При совместной установке в общей камере печных трансформаторов и другого оборудования ширину проходов и расстояние между оборудованием и стенками камеры рекомендуется принимать на 10–20 % больше указанных значений.
Вопрос 623. Чем должны быть снабжены ЭТУ?
Ответ. Должны быть снабжены блокировками, обеспечивающими безопасное обслуживание электрооборудования и механизмов этих установок, а также правильную последовательность оперативных переключений.
На щитах управления ЭТУ должна предусматриваться сигнализация включенного и отключенного положений оперативных коммутационных аппаратов; в установках единичной мощностью 0,4 МВт и более рекомендуется предусматривать также сигнализацию включенного положения вводных коммутационных аппаратов.
Вопрос 624. Что должна обеспечивать конструкция токопроводов ЭТУ (в частности, вторичных токоподводов – «коротких сетей» электропечей)?
Ответ. Должна обеспечивать:
оптимальные реактивное и активное сопротивления;
рациональное распределение тока в проводниках;
симметрирование сопротивлений по фазам в соответствии с требованиями стандартов или технических условий на отдельные виды (типы) трехфазных электропечей или электронагревательных устройств;
ограничение потерь электроэнергии в металлических креплениях шин, конструкциях установок и строительных элементах зданий и сооружений.
Вопрос 625. Какие требования в части применения крепящих деталей из магнитных материалов?
Ответ. Для токопроводов переменного тока с частотой 2,4 кГц применение их не рекомендуется, а с частотой 4 кГц и более – не допускается, за исключением узлов присоединения шин к водоохлаждаемым элементам. Опорные конструкции и защитные экраны таких токопроводов (за исключением конструкций для коаксиальных токопроводов) должны изготавливаться из немагнитных или маломагнитных материалов.
Вопрос 626. Какая должна быть температура шин и контактных соединений с учетом нагрева электрическим током и внешними тепловыми излучениями?
Ответ. Должна быть, как правило, не выше 90 °C. В реконструируемых установках для вторичных токоподводов допускается в обоснованных случаях для медных шин температура 140 °C, для алюминиевых – 120 °C, при этом соединения шин следует выполнять сварными.
Вопрос 627. Какие значения рекомендуемых допустимых длительных токов токопроводов?
Ответ. Эти значения для различных шин и при различной токовой нагрузке приведены в таблицах 7.5.1–7.5.17 настоящих Правил.
Вопрос 628. Что рекомендуется использовать для токопроводов ЭТУ в качестве изолирующих опор шинных пакетов и прокладок между ними в электрических цепях постоянного тока и переменного тока промышленной, пониженной и повышенно-средней частоты напряжением до 1 кВ, а также других напряжений?
Ответ. Рекомендуется использовать колодки или плиты (листы) из непропитанного асбоцемента, а в цепях напряжением выше 1 до 1,6 кВ – из гетинакса, стеклотекстолита или термостойких пластмасс.
При напряжениях до 500 В в сухих и непыльных помещениях допускается использовать пропитанную буковую или березовую древесину. Для токопроводов выше 1,6 кВ должны применяться фарфоровые или стеклянные опорные изоляторы, причем при токах 1,5 кА и более промышленной частоты и при любых токах повышенно-средней, высокой и сверхвысокой частоты арматура изолятора, как правило, должна быть алюминиевой.
Вопрос 629. Какие требования предъявляются к мостовым, подвесным, консольным и другим подобным кранам и талям, используемым в помещениях, где находятся установки электронагревательных устройств сопротивления прямого действия – дуговых печей сопротивления с перепуском самоспекающихся электродов без отключения установок?
Ответ. Они должны иметь изолирующие прокладки (обеспечивающие три ступени изоляции с сопротивлением каждой ступени не менее 0,5 МОм), исключающие возможность соединения с «землей» (через крюк или трос подъемно-транспортных механизмов) элементов установки, находящихся под напряжением.
Вопрос 630. Что должно быть предусмотрено для предотвращения выноса по трубопроводам потенциала, опасного для обслуживающего персонала, при охлаждении элементов ЭТУ, которые могут находиться под напряжением, водой по проточной или циркуляционной системе?
Ответ. Должны быть предусмотрены изолирующие шланги (рукава). Подающий и сливной концы шланга должны иметь металлические патрубки, которые должны быть заземлены, если нет ограждения, исключающего прикосновение к ним персонала при включенной установке.
Вопрос 631. Какова должна быть длина изолирующих шлангов водяного охлаждения, соединяющих элементы различной полярности?
Ответ. Должна быть не менее указанной в технической документации заводов-изготовителей оборудования; при отсутствии таких данных рекомендуется принимать равной: при номинальном напряжении до 1,6 кВ менее 1,5 м для шлангов внутренним диаметром до 25 мм и 2,5 м – для шлангов внутренним диаметром более 25 мм; при номинальном напряжении выше 1,6 кВ – 2,5 и 4 м соответственно. Длина шлангов не нормируется, если между шлангом и сточной трубой имеется разрыв и струя воды свободно падает в воронку.
Установки дуговых печей прямого, косвенного действия и дуговых печей сопротивления
Вопрос 632. При каком условии допускается присоединять печные понижающие или преобразовательные трансформаторы дуговых сталеплавильных печей к электрическим сетям общего назначения без выполнения специальных расчетов колебаний напряжения и содержания в нем высших гармоник?
Ответ. Допускается, если соблюдается следующее условие:
где STi – номинальная мощность печного понижающего или преобразовательного трансформатора, МВ·А;
Sk– мощность КЗ в месте присоединения установки дуговых печей к электрическим сетям общего назначения, МВ·А;
n– число присоединяемых установок дуговых печей;
D– коэффициент при установках дуговых сталеплавильных печей: переменного тока, равный единице, а постоянного тока – двум. При невыполнении этого условия должно быть проверено расчетом, не превышаются ли допустимые действующим стандартом значения колебания напряжения и (или) содержания в нем гармоник у электроприемников, получающих питание от электрической сети, присоединенной к данной точке.
Вопрос 633. Какие виды защит должны быть предусмотрены для печных трансформаторов (трансформаторных агрегатов) установок дуговых печей?
Ответ. Должны быть предусмотрены:
максимальная токовая защита без выдержки времени от двух– и трехфазных КЗ в обмотке и на выводах, отстроенная от токов эксплуатационных КЗ и бросков намагничивающего тока при включении установок;
газовая защита от повреждения внутри бака, сопровождающегося выделением газа, и от понижения уровня масла в баке;
защита от однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах печных трансформаторов, присоединенных к электрической сети с эффективно заземленной нейтралью;
защита от перегрузок для установок всех видов дуговых печей. Для установок дуговых сталеплавильных печей рекомендуется предусматривать защиту с зависимой от тока характеристикой выдержки времени. Защита должна действовать с разными выдержками времени на сигнал и отключение;
защита от повышения температуры масла в системе охлаждения печного трансформатора с использованием температурных датчиков с действием на сигнал при достижении максимально допустимой температуры и на отключение при ее превышении;
защита от нарушения циркуляции масла и воды в системе охлаждения печного трансформатора с действием на сигнал – для масло-водяного охлаждения печного трансформатора с принудительной циркуляцией масла и воды.
Вопрос 634. Какими измерительными приборами должны быть снабжены установки дуговых печей?
Ответ. Должны быть снабжены, как правило, измерительными приборами для контроля активной и реактивной потребляемой электроэнергии, а также приборами для контроля за технологическим процессом. На установках дуговых сталеплавильных печей рекомендуется устанавливать приборы, регистрирующие 30-минутный максимум нагрузки.
Вопрос 635. Что необходимо предусматривать для исключения возможности замыкания при перепуске электродов дуговых печей сопротивления помимо изоляционного покрытия на рабочей (перепускной) площадке?
Ответ. Необходимо предусматривать установку между электродами постоянных разделительных изолирующих щитов.
Установки индукционного и диэлектрического нагрева
Вопрос 636. Что должно устанавливаться в контурах индукторов для улучшения использования трансформаторов и преобразователей?
Ответ. Должны устанавливаться конденсаторные батареи. Для облегчения настройки в резонанс конденсаторные батареи в установках со стабилизируемой частотой, как правило, следует разделять на две части – постоянно включенную и регулируемую.
Вопрос 637. Какими устройствами должны снабжаться двигатель-генераторы установок частотой 8 кГц и более?
Ответ. Должны снабжаться ограничителями холостого хода, отключающими возбуждение генератора во время длительных пауз между рабочими циклами, когда останов двигатель-генераторов нецелесообразен.
Вопрос 638. Какие защитные экранирующие устройства должны иметь установки индукционные и диэлектрического нагрева высокой частоты?
Ответ. Должны иметь экранирующие устройства для ограничения уровня напряженности электромагнитного поля на рабочих местах до значений, определяемых действующими санитарными нормами.
Вопрос 639. Что должно быть заземлено в сушильных камерах диэлектрического нагрева (высокочастотных сушильных установок) с применением сетчатых электродов?
Ответ. Должны быть заземлены сетки с обеих сторон проходов.
Вопрос 640. Чем должны быть снабжены двери блоков установок индукционных и диэлектрического нагрева высокой частоты?
Ответ. Должны быть снабжены блокировкой, при которой открывание двери возможно лишь при отключении напряжения всех силовых цепей.
Вопрос 641. Какова должна быть ширина рабочих мест?
Ответ. Должна быть у щитов управления не менее 1,2 м, а у нагревательных устройств, плавильных печей, нагревательных индукторов (при индукционном нагреве) и рабочих конденсаторов (при диэлектрическом нагреве) – не менее 0,8 м.
Установка печей сопротивления прямого и косвенного действия
Вопрос 642. Где допускается устанавливать печные понижающие и регулировочные сухие трансформаторы (автотрансформаторы), а также трансформаторы с негорючей жидкостью и панели управления (если на них нет приборов, чувствительных к электромагнитным полям)?
Ответ. Допускается устанавливать непосредственно на конструкциях самих печей сопротивления или в непосредственной близости от них.
Вопрос 643. Как рекомендуется устанавливать электрические аппараты силовых цепей и пирометрические приборы?
Ответ. Рекомендуется устанавливать на раздельных щитах. На приборы не должны воздействовать вибрации и удары при работе коммутационных аппаратов.
Вопрос 644. Допускается ли совместная прокладка в одной трубе проводов пирометрических цепей и проводов контрольных или силовых цепей?
Ответ. Такая совместная прокладка не допускается, а также не допускается объединение указанных цепей в одном контрольном кабеле.
Вопрос 645. Какое требование электробезопасности для установок прямого нагрева, работающих при напряжении выше 50 В переменного или выше 110 В постоянного тока?
Ответ. Рабочая площадка, на которой находятся оборудование установки и обслуживающий персонал, должна быть изолирована от земли. Для установок непрерывного действия, где под напряжением находятся сматывающие и наматывающие устройства, по границам изолированной от земли рабочей площадки должны быть поставлены защитные сетки или стенки, исключающие возможность выброса разматываемой ленты или проволоки за пределы площадки. Кроме того, такие устройства должны снабжаться устройством контроля изоляции с действием на сигнал.
Вопрос 646. Какая предельно допустимая величина тока утечки должна быть в установках прямого нагрева?
Ответ. Должна составлять не более 0,2 % номинального тока установки.
Электронно-лучевые установки
Вопрос 647. Какую защиту должны иметь преобразовательные агрегаты электронно-лучевых установок, присоединяемые к питающей электрической сети до 1 кВ?
Ответ. Должны иметь защиту от пробоев изоляции цепей низшего напряжения и электрической сети, вызванных наведенными зарядами в первичных обмотках повышающих трансформаторов, а также защиту от КЗ во вторичной обмотке.
Вопрос 648. Чем должны оборудоваться преобразовательные агрегаты для защиты от коммутационных перенапряжений?
Ответ. Должны оборудоваться разрядниками или ограничителями перенапряжения, устанавливаемыми на стороне высшего напряжения.
Ионные и лазерные установки
Вопрос 649. Как должны компоноваться и размещаться ионные и лазерные установки?
Ответ. Должны компоноваться, а входящие в их состав блоки размещаться с учетом мер, обеспечивающих помехоустойчивость управляющих и измерительных цепей этих установок от электромагнитного воздействия, вызываемого флуктуацией газового разряда, обусловливающей характер изменения нагрузки источника питания.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.