Лекция 10 Электроснабжение. Лекция Схемы внешнего и внутреннего электроснабжения
 Скачать 210 Kb.
|
|
Лекция № Схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Систему электроснабжения можно подразделить на систему внешнего электроснабжения (воздушные и кабельные линии от узловых подстанций энергосистемы до ПГВ, ГПП, ЦРП) и систему внутреннего электроснабжения (распределительные линии от ПГВ, ГПП, ЦРП до цеховых трансформаторных подстанций). Существует следующая классификация сетей электроснабжения: а) сети внешнего электроснабжения – от места присоединения к энергосистеме (районная подстанция) до приемных пунктов на предприятиях (ПГВ, ГПП, ЦРП, РП); б) сети внутреннего электроснабжения – внутризаводские, межцеховые и внутрицеховые. Схемы внешнего и внутреннего электроснабжения выполняют с учетом особенностей режима работы потребителей, возможностей дальнейшего расширения производства, удобства обслуживания и т. д. Схемы электрических сетей должны обеспечивать надежность питания потребителей электроэнергии, быть удобными в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии, расходы проводникового материала и потери электроэнергии должны быть минимальными. Схемы внешнего электроснабжения в значительной степени зависят от характеристик источников питания, числа приемных пунктов, их размещения на территории предприятия, наличия собственной электростанции, мощных электроприемников с резкопеременными, нелинейными, несимметричными нагрузками. Электроснабжение промышленного объекта может осуществляться от собственной электростанции (ТЭЦ), от энергетической системы, а также от энергетической системы при наличии собственной электростанции (при этом последняя имеет связь с системой и работает с ней параллельно). Электроснабжение от собственной электростанции. Если собственная электростанция находится в непосредственной близости от цехов предприятия, а напряжение распределительной сети совпадает с напряжением генераторов электростанции 10(6) кВ, то распределение электроэнергии на предприятии осуществляется по схеме на рисунке 13.
Электроснабжение от энергетической системы при отсутствии собственной электростанции. В зависимости от напряжения источника питания электроснабжение выполняется следующими способами. На рисунке 14,а приведена схема радиального питания, на которой напряжение сети внешнего электроснабжения совпадает с высшим напряжением сети на территории предприятия (система внутреннего электроснабжения), благодаря чему не требуется трансформация для предприятия в целом. Такие схемы характерны при питании на напряжениях 6, 10, 20 кВ. На рисунке 14,б приведена схема так называемого глубокого ввода 35-110 кВ и редко 220 кВ, когда напряжение от энергосистемы без трансформации вводят по схеме двойной транзитной сквозной магистрали на внутреннюю территорию предприятия. В этой схеме при напряжении 35 кВ понижающие трансформаторы устанавливают непосредственно у зданий цехов и они имеют низшее напряжение 0,69-0,4 кВ. Однако при напряжениях энергосистемы 110-220 кВ непосредственная трансформация но 0,69-0,4 кВ для цеховых сетей оказывается обычно нецелесообразной из-за сравнительно малой суммарной мощности потребителей отдельного цеха. В таких случаях может оказаться целесообразной промежуточная трансформация на напряжение 10-20 кВ на нескольких промежуточных понизительных подстанциях, каждая из которых должна питать свою группу цехов. В случаях крупных печных или специальных преобразовательных установок большой мощности может оказаться нецелесообразным трансформировать напряжение 110 - 220 кВ непосредственно на технологическое напряжение (обычно отличное от 0,4 или 0,69 кВ) с установкой специальных понижающих трансформаторов у зданий цехов. На рисунке 14,в приведена схема электроснабжения предприятия с наличием транс-формации, осуществляемой в месте перехода от схемы внешнего к схеме внутреннего электроснабжения, которая характерна для предприятий значительной мощности и большой территории.
Рисунок 14 – Электроснабжение от энергетической системы при отсутствии собственной электростанции Схемы с питанием от районной подстанции напряжением 6 -20 кВ применимы в том случае, если промышленное предприятие находится на расстоянии не более 5 – 10 км от подстанции системы. Схема внутреннего электроснабжения предприятия разрабатывается с учетом размещения источ-ников питания и потребителей, величин их напряжений и мощностей, требуемой надежности, расположения и конструктивного исполнения линий, РП и цеховых ТП, а также требований к системе электроснабжения. Надежность или экономичность схемы повышаются, если удовлетворяются следующие условия: а) сокращается число ступеней трансформации и приближается источник высшего напряжения к потребителю, б) не предусматриваются специальные резервные (нормально не работающие) линии и трансфор-маторы, все элементы схемы в нормальном режиме должны находиться под нагрузкой и работать раздельно, при аварии одного из элементов (линии, трансформатора) оставшийся может работать с допустимой перегрузкой, предусмотренной ПУЭ, и с отключением части неответственных потреби-телей. в) во всех звеньях системы распределения энергии, начиная от шин ГПП и кончая шинами на нап-ряжения до 1000 В цеховых ТП, а иногда и цеховых силовых РП, осуществляется секционирование шин, а при преобладании нагрузок первой и второй категории предусматривается устройство авто-матического ввода резерва (АВР), г) параллельная работа линий и трансформаторов предусматривается при ударных резкопере-менных нагрузках (прокатные станы, мощные сварочные агрегаты, электропечи) или когда АВР не обеспечивает необходимое быстродействие восстановления питания, определяемое режимом элект-роприемников. Вариант параллельной работы принимается только при технико-экономическом обосновании его целесообразности. Электроэнергия на напряжениях 6—10 кВ распределяется по радиальным и магистральным схемам. Радиальные схемы (одно- и двухступенчатые) применяются при размещении потребителей в раз-личных направлениях от источника питания. На небольших предприятиях и для питания крупных сосредоточенных нагрузок используются од-ноступенчатые схемы. Двухступенчатые схемы с промежуточными РП выполняются для крупных и средних предприятий с цехами, расположенными на большой территории. От промежуточного РП питаются трансформаторы цеховых ТП и крупные электроприемники. Трансформаторы цеховых ТП подключаются к линиям наглухо, и вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП. Обычно к одному РП подключают четыре-пять ТП. Радиальные схемы более двух ступеней утяжеляют линию головных участков, усложняют защиту и коммутацию. При наличии электроприемников первой и второй категорий РП и подстанции питаются не менее чем по двум раздельно работающим линиям. Если в цехе преобладают приемники третьей кате-гории, то он питается от однотрансформаторной подстанции, а питание отдельных ответственных нагрузок резервируется перемычками между подстанциями. Радиальная схема с промежуточным РП, в которой выполнены указанные выше условия, приведена на рис. 1.  Рис. 1. Радиальная схема электроснабжения предприятия По радиальным линиям первой ступени питаются РП, ТП1, ТП4, ТП5 и ТП6. По линиям второй ступени получают питание ТП2 и ТП3. Все коммутационные аппараты размещены на ГПП и РП. На ТП1, ТП2 и ТПЗ установлено по два трансформатора с глухим присоединением к питающим линиям. Каждая линия и трансформатор рассчитаны на покрытие всех нагрузок первой категории и основных нагрузок второй категории. При отсутствии данных о характере нагрузок каждая линия и трансформатор двухтрансформаторных подстанций выбираются исходя из 60—70 % от суммарной нагрузки подстанции. Шины ГПП, РП, ТП1, ТП2 и ТПЗ секционированы (принцип глубокого секционирования). Секционные аппараты нормально разомкнуты и на них предусмотрено устройство АВР. При аварии любого элемента (линии или трансформатора) он отключается, срабатывает устройство АВР на секционном аппарате, который, включаясь, обеспечивает питание потребителей по параллельному элементу схемы, используя ее перегрузочную способность. На ТП4, ТП5 и ТП6 установлено по одному трансформатору. Для питания приемников второй категории между ТП4 и ТП5 на стороне 0,4 кВ выполнена перемычка. Пропускная способность низковольтных перемычек, кабельных или шинных (при схеме блока трансформатор — магистраль), между подстанциями, если необходимо по условиям надежности, принимается 15—30 % от мощности трансформатора. Электроприемники второй категории не требуют специального резервирования, а потому они могут питаться от одного источника. Однако перерыв в электроснабжении приводит к убыткам производства или ущербу, определяемому стоимостью простоя рабочей силы, расстройством технологического процесса, недоотпуском продукции и т. п. На промышленных предприятиях приемников второй категории большинство, причем некоторые из них по своим характеристикам приближаются к электроприемникам первой категории, а некоторые — третьей. Учитывая степень надежности отдельных элементов системы электроснабжения, ПУЭ предусматривает питание приемников второй категории либо по одной воздушной линии или токопроводу, либо по кабельной линии, расщепленной на два кабеля. При повреждении одного из кабелей выключатель отключает всю линию, персонал отсоединяет разъединителем поврежденный кабель с двух сторон и включает выключатель. Вся нагрузка переводится на исправный кабель. Радиальные схемы применяются при кабельной или воздушной прокладке линий. Магистральные схемы используются при линейном («упорядоченном») размещении подстанций на территории предприятия и выполняются в виде одиночных и двойных магистралей с одно- или двусторонним питанием. Одиночные магистрали без резервирования (рис. 2, а) служат для питания неответственных потре-бителей. Схема одиночной магистрали с двусторонним питанием (рис. 2, б) более надежна. В нормальном режиме .подстанции могут питаться только от одного источника (при втором — резер-вном) .или от двух источников одновременно, при этом магистраль разомкнута на одной из подс-танций. Частным случаем одиночной магистрали с двухсторонним питанием является кольцевая схема (рис. 2, в).  Рис. 2. Схемы одиночных магистралей: а - питание от одного источника, б - с двухсторонним питанием, в - кольцевая Схемы двойных магистралей высоконадежны и применяются при наличии нагрузок первой и второй категорий на подстанциях с двумя секциями сборных шин (рис. 3, а) или на двухтранс-форматорных подстанциях без сборных шин высшего напряжения. Каждая магистраль рассчитана на покрытие нагрузок ответственных потребителей всех подстанций. Секционные выключатели нормально разомкнуты и оборудованы устройством АВР. Магистрали могут получать питание от второго источника. Схема двойной магистрали с двусторонним питанием («встречная» магистраль) применяется при наличии двух независимых источников (рис. 3,б).  Рис. 3. Схемы сквозных магистралей: а — двойная сквозная магистраль при наличии сборных шин высокого напряжения на цеховых подстанциях, б — с двусторонним питанием при отсутствии сборных шин высокого напряжения на цеховых подстанциях Конструктивно магистральные схемы выполняются кабелями, токопроводами и воздушными лини-ями. При кабельных линиях 6—10 кВ рекомендуется присоединять к одной магистрали не более четырех-пяти трансформаторов мощностью и 1000 кВА. Магистральные схемы с токопроводами целесообразны при концентрированных мощных потребителях и передаче меньших потоков энергии. Магистральные воздушные линии связывают на напряжениях 35—220 кВ отдельные ГПП и пода-ют питание на ПГВ. Глубокие вводы осуществляются в виде магистральных воздушных линий с от-пайками-ответвлениями к подстанциям 35— 220 кВ или в виде радиальных кабельных и воздушных линий. Система глубоких вводов позволяет распределять энергию при повышенном напряжении, сокращает протяженность кабельных линий 6—10 кВ, дает возможность обходиться без промежу-точных РП 6—10 кВ, разукрупняет мощные ГПП, облегчает регулирование напряжения и упрощает развитие системы электроснабжения. Схемы внутреннего электроснабжения электроприемников первой категории Для приемников первой категории надежности перерыв в электроснабжении допустим лишь на время автоматического ввода резервного питания, причем электроснабжение должно осуществ-ляться от двух независимых источников питания. Независимым источником питания ПУЭ считают источник, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках. К независимым источникам относятся распределительные устройства двух электростанций или по-дстанций, а также две секции сборных шин распределительных устройств (РУ), электрически не связанные между собой ни на приемном пункте, ни по питающей сети (рис. 4).  Рис. 4. Питание крупного предприятия от двух независимых источников Глубокое секционирование всех звеньев системы с устройствами АВР на секционных выключа-телях обеспечивает надежность и бесперебойность питания потребителей первой категории. Электроприемники особой группы первой категории требуют повышенной надежности питания. Их электроснабжение должно осуществляться от трех независимых источников так, чтобы при ремонте одного из них питание поступало от оставшихся двух. В схемах электроснабжения это условие выполняется по резервным кабельным перемычкам от соседних подстанций (рис. 5) или от специ-альных дизель-генераторных установок.  Рис. 5. Пример схемы электроснабжения при питании особой группы электроприемников Кабельные перемычки (и мощность третьего аварийного источника) выбираются исходя из нагру-зки приемников особой группы, предназначенных только для безаварийного останова производства. При небольшой мощности приемников особой группы можно предусматривать агрегаты беспере-бойного питания (АБП) мощностью 16—260 кВ.А с аккумуляторными батареями. Смотрите также по этой теме (схемы в хорошем качестве): |
