Электроснабжением называют обеспечение потребителей электроэнергией, а системой электроснабжения — совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Система электроснабжения может быть определена и как совокупность взаимосвязанных электроустановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия (организации). Основной целью создания системы электроснабжения является обеспечение электроприемников электроэнергией надлежащего качества с допустимыми показателях надежности.
Выбор способов питания и пунктов приема энергии
Выбор основных параметров и элементов системы электроснабжения промышленных предприятий.
Питание промышленных предприятий с установленной мощностью электроприемников от 5 до 75 мВт через один приемный пункт рекомендуется принимать при компактном расположении потребителей и через два приемных пункта - при наличии на объекте двух относительно мощных и обособленных групп потребителей.
При напряжении питающей сети, отличной от напряжения распределительной, в качестве приемного пункта принимается главная понизительная подстанция (ГПП). При одинаковом напряжении сетей в качестве приемного пункта предусматривается центральный распределительный пункт (ЦРП). Для питания малых предприятий с установленной мощностью электроприемников до 10 мВт достаточно предусмотреть один распределительный пункт, совмещенный с одной из трансформаторных подстанций. Приемные пункты во всех случаях рекомендуется питать способом глубокого ввода, число вводов (при наличии электроприемников первой категории) должно быть не менее двух.
Для электроснабжения промышленных предприятий применяют ГПП и цеховые трансформаторные подстанции ТП с простейшими блочными схемами без сборных шин и выключателей на первичном напряжении. Исключением из правил являются ТП, совмещенные с РП, для которых на первичном напряжении для приема и распределения электроэнергии предусматривают одну или две секции шин с автоматическим вводом резерва (АВР) при питают электроприемников первой и второй категорий или без АВР при питании электроприемников третьей категории.
В ЗРУ и РП 6 - 10 кВ, в том числе и для питания электроприемников первой категории, применяют одну систему сборных шин. Для бесперебойного питания электроприемников первой и второй категорий предусматривают секционирование и автоматическое резервирование.
Коммутацию присоединений малой и средней мощности при напряжении 6 - 10 кВ осуществляют при помощи выключателей нагрузки в комплекте с силовыми предохранителями или без них в пределах параметров по номинальному режиму и режиму короткого замыкания. Установку выключателей на вводах и на секциях 6—10 кВ предусматривают при АВР, а также на крупных подстанциях мощностью 5000 - 10 000 кВА и выше с числом отходящих фидеров 15 - 20 и более. В остальных случаях на вводах устанавливают разъединители или выключатели нагрузки, а на секциях разъединители.
Выбор напряжений
При напряжении питающих линий не выше 10 кВ напряжение внутриплощадочных сетей принимают равным напряжению источника питания. При получении от источника питания энергии при двух или более напряжениях, или проектировании предприятий большей мощности, вызывающей необходимость расширения существующих районных подстанций или электростанций, напряжения питающих линий выбирают на основании технико-экономических расчетов.
На промышленных предприятиях наибольшее распространение получили напряжения (кВ):
- для питающих линий 110, 35, 10 и 6,
- для распределительных сетей 10, 6 и 0,4/0,23.
До этого момента напряжение 10 кВ рекомендуется к широкому применению во всех случаях, особенно когда на предприятии мало двигателей на напряжение 6 кВ. Двигатели с напряжением 6 кВ в этом случае подключают к сети напряжением 10 кВ через трансформаторы с промежуточной трансформацией 10/6 кВ.
Основным напряжением для питания силовых и осветительных электроприемннков промышленности является 0,4/0,23 кВ.
Выбор схем распределения электроэнергии на напряжение 6 - 10 кВ
Этот выбор зависит от территориального размещения нагрузок, их величины, а также требуемой степени надежности электроснабжения.
В практике проектирования электроснабжения промышленных предприятий применяют радиальные и магистральные схемы распределения электроэнергии, но последние используют пока недостаточно и не в полной мере.
Радиальные схемы рекомендуются в следующих случаях:
- одноступенчатые с одной радиальной линией - для питания обособленных больших сосредоточенных нагрузок (например, синхронных двигателей мощностью 1000 кВт для привода рубительных машин в производствах древесных плит) и нагрузок, размещенных в различных направлениях от источника питания,
- двухступенчатые с двумя радиальными линиями - для питания через РП цеховых подстанций и двигателей напряжением выше 1000 В (например, РП в главном корпусе цеха).
При расположении подстанций, благоприятствующем прямолинейному прохождению магистрали (без обратных ходов, длинных обходов зданий и т. п.), применяют одиночные магистрали без резервирования для питания однотрансформаторных подстанций с электроприемниками третьей категории.
При наличии на этих подстанциях 15 - 30 % нагрузок первой и второй категорий применяют питание соседних однотрансформаторных подстанций от разных одиночных магистралей для взаимного резервирования по перемычке напряжением до 1000 В.
Двойные сквозные магистральные схемы с односторонним питанием применяют для питания подстанций с двумя секциями сборных шин и двухтрансформаторных бесшинных подстанций с элсктроприемниками преимущественно первой и второй категорий. Число трансформаторов напряжением до 10 кВ, присоединяемых к одной магистрали, следует принимать 2 - 3 при их мощности 1000 - 2500 кВА и 3 - 4 меньших мощностей.
Характерные принципиальные схемы электроснабжения промышленных предприятий
Рационально выполненная схема электроснабжения должна обеспечивать:
- прием и распределение мощности в соответствии с графиком нагрузок потребителей электроэнергии,
- необходимую степень надежности питания,
- возможность роста нагрузок при расширении и реконструкции предприятия,
- экономичность, удобство и безопасность эксплуатации,
- надлежащий уровень напряжения электроприемников.
В основу разработки схемы электроснабжения должны быть положены следующие данные:
- электрические нагрузки, напряжения и категории электроприемников потребителей электроэнергии,
- территориальное размещение нагрузок и крупных электроприемников на генеральном плане, число и мощность подстанций,
- характеристика источников питания,
- технические условия энергосистемы,
- требования аварийного режима.
При разработке схемы электроснабжения необходимо учитывать:
- рекомендации по выбору параметров и элементов схемы электроснабжения,
- требуемые ограничения токов короткого замыкания, а также условия выполнения простой и надежной релейной защиты, автоматики и телеуправления,
- перегрузочную способность трансформаторов и кабелей, а также степень резервирования в технологической части,
- перспективу развития предприятия на ближайшие 10 лет.
В схемах учитывается специфика отрасли. Они должны обеспечивать экономичность и надежность электроснабжения предприятия.
Примеры однолинейных схем электроснабжения промышленных предприятий на напряжении 6 - 10 кВ показаны ниже.
Схемы электроснабжения промышленных предприятий на напряжении 6 - 10 кВ
Схема электроснабжения при напряжении распределительной сети 6 кВ
Рис. 1. Схема электроснабжения при напряжении распределительной сети 6 кВ. Категория ответственности электроприемников: 1 - первая и вторая, 2 - третья, 3 - вторая и третья
Схему электроснабжения, представленную на рис. 1, рекомендуется применять на средних предприятиях (установленная мощность от 5 до 75 МВт), в составе которых имеются установки и цеха с электродвигателями 10 кВ, нагрузка от которых составляет около 50 % нагрузки предприятия, при возможности непосредственного питания их напряжением 10 кВ (собственная ГПП, посторонние источники питания с напряжением 10 кВ).
Схема электроснабжения при напряжении распределительной сети 10 кВ
Рис. 2. Схема электроснабжения при напряжении распределительной сети 10 кВ
Схему электроснабжения, представленную на рис. 2, на данном этапе целесообразно применять на тех же предприятиях, если общая нагрузка 10 кВ от электродвигателей цехов и установок существенно менее 50 % нагрузки предприятия.
Схемы электроснабжения с расщепленными обмотками трансформаторов не рассматриваются, так как мощности трансформаторов, устанавливаемых на ГПП промышленных предприятий, обычно ниже 25 MBА, т. е. мощности трансформаторов, выпускаемых с расщепленными обмотками. В данных схемах отдано предпочтение магистральным схемам питания ТП как наиболее экономичным.
Схемы электроснабжения на рис. 1 и 2 являются обобщающими, поэтому в конкретных случаях элементы схемы (в основном связанные с двигателями 6 кВ) могут отсутствовать.
Смотрите также по этой теме: Схемы внутреннего электроснабжения предприятий на 6 - 10 и 35 - 110 кВ>