Тепловыделения в электротехнических помещениях

Правильный подход к определению тепловых потерь от работающего электрооборудования определяет и правильность запроектированных вентиляционных устройств, отопительных установок и температурного режима в электротехнических помещениях. Ниже приведена методика определения тепловых потерь (рекомендуемая при выдаче заданий на проектирование санитарно-технической части) и характерные примеры. Тепловыделения в электротехнических помещениях объектов электроснабжения с установленными в них трансформаторами, ячейками (шкафами) напряжением 10 (6) кВ, панелями управления, релейными и т.п., а также в кабельных сооружениях принимают следующими.

Для трансформаторов мощностью до 1000 кВ*А с достаточной для практических расчетов точностью тепловыделение можно принять как сумму потерь холостого хода и нагрузочных потерь, т.е. примерно 3 % номинальной мощности трансформатора. При больших мощностях

(37) где— постоянные потери холостого хода (потери в стали), не зависящие от нагрузки, кВт;— потери к.з. (потери в меди), зависящие от загрузки трансформатора, кВт; Sрасч — фактическая мощность

потребления (расчетная мощность) трансформатора, кВ А; S — номинальная мощность трансформатора, кВ* А. Потери холостого ходаи к.з.трансформатора приведены в каталогах на трансформаторы, а для специальных трансформаторов, например питающих тиристорные агрегаты, — в данных заводов-изготовителей. Расчетную мощность трансформатора определяют расчетом нагрузок в общем случае или в случае питания, например тиристорных агрегатов, как мощность потребления тиристорного агрегата.

Для высоковольтных ячеек КРУ и КСО тепловыделения обычно принимают 0,5 кВт для каждой ячейки на 600 А и 1 кВт для ячейки на 1000 А. При этом в расчет принимают только ячейки с масляными выключателями (вводные и линейные) с полным использованием их по току; при неполной загрузке ячейки расчетное тепловыделение следует уменьшить пропорционально загрузке ячейки. Например, при загрузке ячейки на 600 А током 200 А тепловыделение можно принять 200/600*0,5 = 0,17 кВт.
В помещениях щитов релейных, управления и т.п. тепловыделение можно принимать 0,1 —0,15 кВт на каждую панель щита.

Тепловыделения в кабельных сооружениях (туннели, эстакады, галереи) принимают из расчета потерь в силовых кабелях при сечении кабельного сооружения 2×2 м и отсутствии данных по количеству, сечению и нагрузке кабелей ориентировочно 0,5 кВт на 1 м длины кабельного сооружения, при этом контрольные кабели не учитываются. Тепловыделения в кабельных помещениях (подвалы, этажи) от силовых кабелей, проложенных в кабельных помещениях и в кабельных каналах, можно принять 0,5 % расчетной мощности электроприемников, питающихся от щитов, которые установлены в помещении, расположенном над кабельным помещением. Тепловыделения в кабельных помещениях следует задавать отдельно для расчетов вентиляции этих помещений.

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ УСЛОВИЯ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ И КАБЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЯХ. ЗАДАНИЯ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ И ОТОПЛЕНИЕ

Допустимую температуру воздуха в электротехнических помещениях поддерживают для обеспечения нормальной работы электрооборудования, сохранности электрооборудования в пределах его гарантийного срока работы, нормальных условий работы эксплуатационного персонала и ремонтных бригад. Данные по температуре необходимы проектировщикам-сантехникам и строителям для разработки систем отопления и вентиляции, а также строительных конструкций электротехнических помещений. Кроме того, сантехникам следует задавать тепловыделения электрических агрегатов и электроаппаратуры, установленных в электрических помещениях, так как за счет тепловыделений происходит частичный обогрев помещений. В задании сантехникам должны быть указаны минимальное и максимальное значения номинальной рабочей температуры воздуха при эксплуатации, которые установлены: ГОСТом и заводами-изготовителями — для обеспечения нормальной работы электрооборудования; ПУЭ и СНиП — для нормальных условий обслуживания электроустановок дежурным персоналом или ремонтной бригадой. Нормальные рабочие температуры для электрооборудования, регламентированные ГОСТом для наиболее часто применяемого электрооборудования в проектах, относятся к категориям УЗ и У4 для эксплуатации в районах с умеренным климатом. УЗ — исполнение электрооборудования для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией (камеры трансформаторов, комплектные трансформаторные подстанции КТП, кабельные помещения), для которых пределы температур принимают от —45 до +40 °С. У4 — исполнение электрооборудования для работы в закрытых отапливаемых (охлаждаемых) и вентилируемых помещениях, для которых пределы температур обычно определены от +5 до +35 °С, а при охлаждении путем забора наружного воздуха от −40 До +40 °С. Ниже приведены допустимые температуры воздуха для отдельных электротехнических помещений и рекомендации по выполнению вентиляции и отопления. Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) Допустимая температура воздуха внутри помещений должна быть от +5 до +35 °С, вентиляция рассчитана на отвод тепловыделений ЗРУ, содержащих маслонаполненное электрооборудование; ЗРУ должны быть оборудованы аварийной вытяжной вентиляцией, рассчитанной на пятикратный обмен воздуха в час с удалением воздуха наружу. При этом вентиляция должна включаться извне и не быть связанной с другими вентиляционными установками. При вентиляции ЗРУ, размещенных внутри цехов с нормальной средой, воздух допускается забирать из цеха и отводить в цех с несгораемым перекрытием, а ЗРУ, расположенные в зоне с загрязненным окружающим воздухом, должны иметь вентиляцию, которая создает в помещении избыточное давление, исключающее доступ в него загрязненного воздуха. В помещениях, где находится дежурный персонал > 6 ч, должна быть обеспечена температура воздуха от +18 до +28 °С, а при отсутствии дежурного персонала — обеспечена температура в соответствии с требованиями заводов-изготовителей электрооборудования, устанавливаемого в этих помещениях. На время производства пусконаладочных и ремонтных работ должен быть обеспечен периодический подъем температуры до +18 °С. Помещения КТП с масляными и сухими трансформаторами Допустимая температура воздуха для КТП Армэлектрозавода от +5 до +40 °С, а для КТП Чирчикского трансформаторного завода и Хмельницкого завода трансформаторных подстанций — от —40 до +40 °С (с совтоловыми трансформаторами от —10 до +40 °С), причем среднесуточная температура должна быть не выше 30 °С. Сухие трансформаторы рассчитаны на работу в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 80 % при температуре 20 °С. Вентиляция предусматривается для отвода тепловыделений. Разность температур выходящего из помещения и входящего в него воздуха должна составлять <15 °С. Вентиляционная система для помещения КТП не должна быть связана с другими вентиляционными системами. Стенки вентиляционных каналов и шахт должны быть несгораемыми, а вентиляционные шахты, каналы и проемы расположены так, чтобы при образовании в них влаги она не стекала на оборудование. Если помещения КТП расположены в производственных помещениях с нормальной средой, то воздух можно забирать непосредственно из цеха. При вентиляции помещений КТП, находящихся в помещениях пыльных или с воздухом, содержащим токопроводящие или разъедающие примеси, воздух должен забираться снаружи или очищаться фильтрами. Отвод воздуха из помещений КТП осуществляется: 1) непосредственно в цех в зданиях с несгораемыми перекрытиями; 2) по вытяжным шахтам, выведенным выше кровли здания не менее чем на 1 м. Для отопления могут быть использованы тепловыделения электрооборудования с учетом его неполной загрузки. Должно быть также предусмотрено отопление, обеспечивающее возможность периодического повышения температуры до +16 °С на время проведения ремонтных и наладочных работ. Камеры масляных трансформаторов Допустимая температура воздуха в камерах должна быть от —45 до +40 °С. Среднесуточная температура для камер масляных трансформаторов должна составлять < 30 °С, а разность температур воздуха, выходящего из помещения и входящего в него < 15 °С. Для камер трансформаторов предусматривается обычно естественная вентиляция, способная обеспечить отвод выделяемого трансформаторами тепла. При невозможности обеспечения теплообмена естественной вентиляцией необходимо предусмотреть механическую вентиляцию и контроль ее работы с помощью сигнализации. Вентиляционная система камер трансформаторов не должна быть связана с другими вентиляционными системами. Требования к вентиляционным шахтам и каналам в камерах масляных трансформаторов и в помещениях КТП (см. выше) аналогичны. Вытяжные шахты, предусматриваемые для камер трансформаторов и пристраиваемые к зданиям с несгораемыми стенами, в случае сгораемой кровли здания должны быть отнесены от стен не менее чем на 1,5 м или защищены несгораемым парапетом. Выводить вытяжные шахты выше кровли при этом не требуется. Отверстия вытяжных шахт против окон здания предусматривать не разрешается. Если камеры трансформаторов расположены в производственных помещениях с нормальной средой, то воздух может забираться непосредственно из производственного помещения, а при расположении камер в помещениях пыльных или с воздухом, содержащим токопроводящие или разъедающие электрооборудование примеси, — снаружи здания или изнутри с очисткой его фильтрами. Отвод воздуха из камер трансформаторов разрешается: непосредственно в цех — в зданиях с несгораемыми перекрытиями; по вытяжным шахтам, выведенным выше кровли здания не менее чем на 1 м — в зданиях с трудносгораемыми перекрытиями. Как приточные, так и вытяжные воздуховоды в камерах трансформаторов, находящихся в производственных помещениях, должны быть оборудованы автоматически закрывающимися обратными клапанами или заслонками с легкоплавкими замками, которые должны иметь также ручной привод с рукоятками, установленными снаружи камеры в безопасном (в пожарном отношении) месте.

Помещения сухих реакторов

Допустимая температура воздуха в этих помещениях от —45 до +40 °С. Вентиляция в помещении должна обеспечивать разность температур приточного и выходящего воздуха 20 °С (уточняется предприятием — изготовителем реактора), причем влажность охлаждающего воздуха должна быть < 80 %. Среднесуточная температура воздуха принимается <30 °С. Помещения конденсаторных установок Допустимая температура воздуха при конденсаторах, пропитанных маслом или трихлордифенилом, от —45 до +40 °С, при конденсаторах, пропитанных совтолом, от —10 до +40 °С. Вентиляционная система, обслуживающая помещение конденсаторов, не должна быть связана с другими вентиляционными системами. Вентиляционные шахты и проемы располагают так, чтобы при образовании в них влаги она не могла стекать на оборудование; стенки шахт или каналов должны быть несгораемыми. Приточные и вытяжные воздуховоды во внутрицеховых помещениях конденсаторных установок с масляным заполнителем оборудуют автоматически закрывающимися обратными клапанами или заслонками с легкоплавкими замками, причем эти клапаны или заслонки должны иметь также ручной привод с рукояткой, выведенной наружу камеры в безопасном (в отношении пожара) месте. Забор воздуха для вентиляции помещений конденсаторных установок разрешается: 1) непосредственно из цеха при расположении помещений в производственных цехах с нормальной средой; 2) извне или с очисткой фильтрами при расположении конденсаторных установок в пыльных или содержащих в воздухе токопроводящие или разъедающие примеси помещениях. Отвод воздуха из помещений конденсаторных установок в зданиях с несгораемыми перекрытиями разрешается непосредственно в здание.

Помещения щитов до 1000 В

Допустимые температуры воздуха: при установке в помещении распределительных щитов до 500 В — от —40 до +35 °С; при установке в помещении щитов и шкафов станций управления, релейных и сигнализации — от +5 до +35 °С. Вентиляция должна быть рассчитана на отвод заданных тепловыделений. Для помещений, граничащих с взрывоопасными установками и установками с пыльной или химически активной средой, необходимо предусматривать подпор воздуха (избыточное давление 30–40 Па) независимо от расположения входной двери — с улицы или из цеха. Кроме того, для периодической продувки электрооборудования следует предусмотреть подвод сухого воздуха давлением <(15-г20)10+4 Па в случае расположения электротехнического помещения внутри цеха. Если воздух подают от цеховой сети сжатого воздуха, то на ответвлении воздухопровода при вводе его в электротехническое помещение необходимо установить масловлагоотделитель. Кабельные помещения и этажи Допустимая температура воздуха от —50 до +50 °С, а перепад тем ператур между поступающим и удаляемым воздухом должен быть < 10 °С. Систему вентиляции выбирают в зависимости от тепловыделений кабелей. По условиям пожарной безопасности к вентиляции кабельных помещений предъявляют следующие требования: все отсеки кабельных помещений должны быть обеспечены вентиляцией; приточные и вытяжные воздуховоды или проемы в кабельных помещениях должны быть оборудованы автоматически закрывающимися обратными клапанами или заслонками, имеющими легкоплавкие замки и обеспечивающими прекращение доступа воздуха в зону горения при возникновении пожара. Клапаны и заслонки должны также иметь ручной привод с выводом рукоятки управления наружу кабельного сооружения в безопасное (в отношении пожара) место; в случае применения общей системы вентиляции для двух и более отсеков кабельного помещения проемы или воздуховоды в противопожарных перегородках должны автоматически перекрываться заслонками или люками из несгораемых материалов.