От цеховой сети напряжением до I кВ питаются потребители электроэнергии, которые можно разделить на три группы:

•      силовой электропривод;

•       электротехнологические установки;

•       осветительные установки.

Основными требованиями, предъявляемыми к цеховой сети, яв­ляются следующие:

1)      обеспечение на всех участках схемы минимально возможной длины линий, рационального резервирования и наименьших изменений при росте или перераспределении нагрузок;

2) учет влияния окружающей среды, исключение возможности по­вреждения линий, учет требований, вытекающих из условий эксплуата­ции сети и ее перспективного развития при выборе конструктивного выполнения цеховой сети;

3)  применение экономически целесообразных сечений линий (ис­ключение недопустимого нагрева и разрушений для нормальных и ава­рийных режимов; минимальные потери электроэнергии).

Реализация требований экономичности сетей напряжением до 1кВ привела к сокращению длины этих сетей путем приближения ВН к потребителям электрогэнергии. Проблема сокращения длины сетей на­пряжением до 1 кВ является актуальной и в настоящее время, если учесть, что потери электроэнергии в этих сетях составляют 12 - 20 %.

Кроме требования экономичности, к цеховой сети предъявляются требования надежности работы, возможности роста нагрузки, измене­ния мест расположения электроприемников на площади цеха и др. Причем надежность цехового электроснабжения не должна уступать надеж­ности работы технологического оборудования.

Для повышения надежности цехового электроснабжения магист­ральные сети, например, питают, как правило, от нескольких подстан­ций, имеющихся в цехе, Высокой надежностью электроснабжения и удобством эксплуатации обладают радиальные сети, которые применя­ют для мощных цеховых электроприемников (компрессоров, насосов).

Электроэнергия в цеховых сетях используется в электроприводах, электротехнологических и осветительных установках; значительное ее количество теряется в элементах системы цехового электроснабжения и электроприемниках.

Для уменьшения потерь электроэнергии в линиях целесообразно использовать в работе значительное количество резервных линий, а при наличии параллельных линий желательно держать их включенными.

Как известно» потери активной мощности в линиях ΔРЛ равны:

где I л - ток в линии; R л - сопротивление одной фазы линии. Ток в линии и ее сопротивление можно выразить так:

где Р л- мощность нагрузки, кВт; U л.ном- номинальное напряжение сети,кВ; соsφ-коэффициент мощности; ρ - удельное сопротивление мате­риала (например, жилы кабеля); l л - длина линии, км; s л - сечение ли­нии, мм²

На основании последних двух выражений имеем:

Отсюда видно, за счет чего можно сэкономить электроэнергию в линиях. Сокращение длины линий осуществляется путем рационально­го распределения электроприемников между подстанциями с учетом технологических особенностей производства; более глубокого ввода ВН к цехам, где устанавливают понижающие подстанции; рационального выбора мест размещения подстанций.

Значительное сокращение потерь активной мощности и энергии в линиях имеет место при увеличении напряжения, так как эти потери об­ратно пропорциональны квадрату напряжения.

При питании мощных приемников электроэнергии (например, электрических печей) применяют шинопроводы, потери мощности в ко­торых можно снизить, применив расположение шин, показанное на рис.6.1,б Потери мощности и электроэнергии уменьшаются в этом случае почти вдвое.

Рис. 6.1. Шихтовка полос шин и шинопроводов; а — неправильная; 6 — правильная

Снижение потерь в шинопроводах можно получить также за счет правильного выбора экономической плотности тока. Особенно важно это учитывать в электролизных установках с большими токами.

При неравномерном распределении нагрузок по фазам трехфазной системы потери электроэнергии больше, чем при симметричной нагруз­ке. Это необходимо учитывать при распределении однофазных и двух­фазных электроприемников по фазам сети.

Обследование систем цехового электроснабжения, проводимое на промышленных предприятиях, показывает, что большинство электро­двигателей загружено на 40 - 70 % своей номинальной мощности. Од­нако в условиях эксплуатации произвести замену малозагруженных двигателей двигателями меньшей мощности затруднительно и поэтому осуществляется сравнительно редко. Значительное число электродвига­телей и других электроприемников имеет продолжительность работы на холостом ходу 40 - 60 % всего времени эксплуатации. Для ограничения холостого хода их необходимо снабжать ограничителями холостого хо­да, которые включают в цепь катушки управления магнитным пускате­лем. Последний отключает электроприемник при отсутствии нагрузки и тем самым снижается потребление электроэнергии.

При нормировании электропотребления экономия электроэнергии является реальной только в тех случаях, когда фактический удельный расход ее соизмерим с прогрессивными нормами, разработанными на основе внедрения в производство новой техники и технологии, рацио­нальной эксплуатации технологического оборудования и электроуста­новок.

Снижение потерь электроэнергии можно получить также при ре­гулировании графиков нагрузок с целью доведения их до равномерных, благодаря чему повышается использование электрооборудования. Сни­жение значения суммарного максимума нагрузки позволяет при неиз­менной установленной мощности трансформаторов обеспечить питание большего числа потребителей.

Выравниванию графиков нагрузки способствовало в значительной степени внедрение автоматизированной системы контроля и учета элек­троэнергии (АСКУЭ), в основе которой лежит идея о применении диф­ференцированных по зонам суток тарифов при расчетах за электроэнер­гию.

Суть таких тарифов заключается а экономическом стимулирова­нии разгрузки энергосистемы в часы максимума и увеличения потреб­ления в ночное время, так как стоимость электроэнергии в ночное время значительно меньше.

Ниже в табл.6.1 приведены коэффициенты дифференцированного тарифа на электроэнергию по зонам суток и времени года для промыш­ленных и приравненных к ним потребителей.

Таблица 6.1. Значения коэффициентов дифференцированного тарифа (КДТ)

В общем балансе цехового электроснабжения значительное место занимают компрессорные, насосные и вентиляторные установки. Ниже указаны наиболее эффективные способы экономии электроэнергии в компрессорных установках:

1) обеспечение нормального режима охлаждения;

2) рациональное распределение нагрузки между наиболее эконо­мичными по расходу электроэнергии компрессорами в соответствии с их параметрами;

3) экономичное регулирование производительности компрессоров в зависимости от их конструкции;

4) надлежащая эксплуатация установок (контроль за утечками сжатого воздуха, состоянием сальников, фланцев и др.);

5)   понижение сопротивления в нагнетательных клапанах и всасы­вающих трубопроводах.

Экономию электроэнергии в насосных и вентиляторных установ­ках получают путем рационального регулирования их производительности и давления (при использовании регулируемого электропривода вместо задвижек, применении резервуаров, изменении числа работаю­щих агрегатов).