Содержание лекции:

- схемы внешнего распределения электроэнергии.

Цель лекции:

- изучение схем внешнего 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.

Рисунок 13 – Схема электроснабжения от собственной электростанции

При этом близлежащие цеховые трансформаторные подстанции присоединяются непосредственно к шинам РУ электростанции, а удаленные потребители (подсобные хозяйства, насосные станции, города и поселки и др.) присоединяются через трансформаторы.

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.

а)

б)

в)

Рисунок 14 – Электроснабжение от энергетической системы при отсутствии собственной электростанции

На рисунке 14,в приведена схема электроснабжения предприятия с наличием трансформации, осуществляемой в месте перехода от схемы внешнего к схеме внутреннего электроснабжения, которая характерна для предприятий значительной мощности и большой территории.

Количество выключателей и их типы должны изменяться в зависимости от категории потребителя, конструктивного выполнения линии и расстояния до источника питания.

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.

В схеме, представленной на рисунке 36, в на стороне 35 – 220 кВ вместо выключателей применены короткозамыкатели с работой на отключающий импульс. Мощность трансформаторов и сечение приводов линий Л1, Л2 выбирают так, чтобы в нормальном режиме они были загружены на 60 – 70 % (т. е. работали бы в наиболее экономичном режиме), а при возможном отключении одной из линий и трансформатора другая линия и трансформатор могли бы обеспечить, хотя и с допустимой перегрузкой, бесперебойную работу предприятия.

В тех случаях, когда приходится периодически (по графику нагрузки) с целью экономии электроэнергии отключать и включать трансформаторы, применяют схему моста (перемычки с выключателем или разъединителем между линиями Л1 и Л2).

Выбор напряжения.

Для получения наиболее экономичного варианта электроснабжения предприятия в целом напряжение каждого звена системы электроснабжения необходимо выбрать, прежде всего, с учетом напряжений смежных звеньев. Выбор напряжений основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов в случаях, когда:

1) от источника питания можно получать энергию при двух (или более) напряжениях;

2) при проектировании электроснабжения предприятий приходится расширять существующие подстанции и увеличивать мощность заводских электростанций;

3) сеть заводских электростанций связывает с сетями энергосистемы.

Предпочтение при выборе вариантов следует отдавать варианту с более высоким напряжением даже при небольших экономических преимуществах (не превышающих 10 – 25 %) низшего из сравниваемых напряжений.

Для питания крупных и особо крупных предприятий следует применять напряжения 110, 150, 220, 330, 500 кВ. На первых ступенях распределения энергии на таких крупных предприятиях следует применять напряжения 110, 150 и 220 кВ.

Решение о питании промышленного предприятия от сетей энергосистемы напряжением 35 кВ следует принимать при невозможности питания предприятия на других напряжениях. Напряжение 35 кВ в основном рекомендуется использовать для распределения энергии на первой ступени средних предприятий при отсутствии значительного числа электродвигателей напряжением выше 1000 В, а также частичного распределения энергии на крупных предприятиях, где основное напряжение первой ступени 110 – 220 кВ. В частности, напряжение 35 кВ можно применять для полного или частичного внутризаводского распределения электроэнергии при наличии: мощных электроприемников на 35 кВ (сталеплавильных печей, мощных ртутно-выпрямительных установок и др.); электроприемников повышенного напряжения, значительно удаленных от источников питания; подстанций малой и средней мощности напряжением 35/0,4 кВ, включенных по схеме «глубокого ввода».

Напряжение 20 кВ следует применять для питания: предприятий средней мощности, удаленных от источников питания и не имеющих своих электростанций; электроприемников, удаленных от подстанций крупных предприятий (карьеров, рудников и т. п.); небольших предприятий, населенных пунктов, железнодорожных узлов и т. п., подключаемых к ТЭЦ ближайшего предприятия. Целесообразность применения напряжения 20 кВ должна обосновываться технико-экономическими сравнениями с напряжениями 35 и 10 кВ с учетом перспективного развития предприятия.

Напряжение 10 кВ необходимо использовать для внутризаводского распределения энергии на предприятиях: с мощными двигателями, допускающими непосредственное присоединение к сети 10 кВ; небольшой и средней мощности при отсутствии или незначительном числе двигателей на 6 кВ; имеющих собственную электростанцию с напряжением генераторов 10кВ.

Напряжение 6 кВ обычно применяют при наличии на предприятии значительного количества электроприемников на 6 кВ, собственной электростанции с напряжением генераторов 6 кВ. Применения напряжения 6 кВ должно обуславливаться наличием электрооборудования на 6 кВ и технико-экономическими показателями при выборе напряжения.

При напряжении распределительной сети 10 кВ двигателей средней мощности (350 – 1000 кВт) следует применять напряжения 6 кВ с использованием в необходимых случаях схемы блока «трансформатор – двигатель» при небольшом количестве двигателей на 6 кВ.