No Image

Количество источников питания промышленного предприятия зависит от

58 просмотров
12 декабря 2019

Схемы электроснабжения промышленных предприятий делятся на схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Схемы электроснабжения выбираются из соображений надежности, экономичности и безопасности. Надежность определяется в зависимости от категории потребителей. Если в числе приемников или потребителей предприятия имеется хотя бы один, относящийся к первой категории, то количество источников питания должно быть не менее двух.

В зависимости от установленной мощности приемников электроэнергии различают объекты большой (75-100 МВт и более), средней (от 5-7 до 75 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятий малой и средней мощности, как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приемным пунктом электроэнергии (ГПП, ГРП, ТП). Если имеются потребители первой категории, то предусматривают секционирование шин приемного пункта и питание каждой секции по отдельной линии.

Наиболее дешевыми являются схемы с отделителями и короткозамыкателями.

Применение секционного выключателя обеспечивает автоматическое включение резерва (АВР), что позволяет использовать такую схему для потребителей любой категории по надежности.

Внутреннее и внешнее электроснабжение потребителей электроэнергии осуществляют с помощью радиальных, магистральных и смешанных схем питания.

Радиальными называют такие схемы, в которых электроэнергию от источника питания (электростанции предприятия, энергосистемы и так далее) передают непосредственно к ПС, без ответвлений на пути для питания других потребителей.

Радиальные схемы имеют большое количество отключающей аппаратуры и питающих линий. Эти схемы применяют только для питания достаточно мощных потребителей.

Магистральными называют такие схемы, в которых электроэнергию от источника питания передают к ПС не непосредственно, а с ответвлениями на пути для питания других потребителей. Как правило магистральные схемы обеспечивают присоединение пяти-шести ПС с общей мощностью потребителей электроэнергии не менее 5000-6000 кВА. Схемы характеризуются пониженной надежностью, имеют меньшее количество отключающих аппаратов, дают возможность более рационально скомпоновать потребителей.

Основные требования к системам электроснабжения

Система электроснабжения завода состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения. Система электроснабжения строится таким образом, чтобы она была надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество энергии и бесперебойность электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах. В то же время система электроснабжения должна быть экономичной по затратам, ежегодным расходам, потерям энергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность системы электроснабжения достигается путем применения взаимного резервирования сетей предприятий и объединения питания промышленных, коммунальных и сельских потребителей. При сооружении на предприятиях собственных электростанций, главных понизительных подстанций и других источников питания учитываются близлежащие внезаводские потребители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охваченных энергосистемами.

Электрические сети и подстанции органически входят в общий комплекс предприятия, как и другие производственные сооружения и коммуникации. Поэтому они должны увязываться со строительной и технологической частями.

Большой и все возрастающий удельный вес получают крупные энергоемкие предприятия черной и цветной металлургии, химии и другие, которые предъявляют высокие требования к их надежному и экономичному электроснабжению. Они характеризуются большими значениями суммарных установленных мощностей электроприемников, которые при дальнейшем развитии крупных комбинатов достигнут 1500—2000 МВт. Сильно возросли единичные мощности агрегатов.

Очень серьезные дополнительные требования к электроснабжению предъявляют электроприемники с резкопеременной циклически повторяющейся ударной нагрузкой и потребители, требующие особой бесперебойности питания при всех режимах системы электроснабжения.

В отношении требуемой надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

Систему электроснабжения в целом нужно строить таким образом, чтобы она при послеаварийном режиме обеспечивала функционирование основных производств предприятия после необходимых переключений и пересоединений. При этом используются все дополнительные источники и возможности резервирования, в том числе и те, которые в нормальном режиме нерентабельны (различные перемычки, связи на вторичных напряжениях и др.). При послеаварийном режиме допустимо частичное ограничение подаваемой мощности, возможны кратковременные перерывы питания электроприемников 3-й и частично 2-й категорий на время вышеупомянутых переключений и пересоединений, а также позволены отступления от нормальных уровней отклонений и колебаний напряжения и частоты в пределах установленных допусков. Если же невозможно полное сохранение в работе всех основных производств в течение послеаварийного периода, то нужно обеспечить хотя бы сокращенную работу предприятия с ограничением мощности или в крайнем случае поддержание производства в состоянии горячего резерва с тем, чтобы после восстановления нормального электроснабжения предприятие могло быстро возобновить свою работу по заданной производственной программе. В период послеаварийного режима элементы сети могут быть перегружены в пределах, допускаемых нормативными документами.

Надежность электроснабжения предприятий, как правило, следует повышать при приближении к источникам питания (ТЭЦ, ГПП и т. д.) и по мере увеличения мощности соответствующих звеньев системы, так как аварии в мощных звеньях приводят к более тяжелым последствиям, чем в мелких, и охватывают большую зону предприятия.
Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий, зависят также от потребляемой ими мощности. С этой точки зрения предприятия условно подразделены на крупные, средние и малые.

В ГОСТ приняты следующие номинальные напряжения:
в сетях до 1000 В: 36; 220/127; 380/220; 660/380 В;
в сетях выше 1000 В: (3); 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750 кВ.
Наивыгоднейшее для данного предприятия напряжение зависит от многих факторов, основными из которых являются мощность, потребляемая предприятием, его удаленность от источника питания и напряжение, на котором может производиться питание. Для питания промышленных предприятий применяются напряжения от 6 до 220 кВ в зависимости от упомянутых факторов. К очень крупным энергоемким предприятиям подводятся напряжения 330 и даже 500 кВ. Распределение электроэнергии на первой ступени крупных предприятий производится на напряжении внешней питающей сети 110 кВ, а иногда 220 кВ с применением глубоких вводов питающих линий 110—220 кВ. Преимущественно применяются глубокие вводы 110 кВ. Глубокие вводы 220 кВ целесообразны в тех случаях, когда это напряжение является питающим и, следовательно, не потребуется промежуточной трансформации. Если же напряжение питающей сети выше 220 кВ, т. е. 330 или 500 кВ и на границе предприятия сооружается приемная трансформаторная подстанция, то выгоднее применить глубокие вводы на напряжение 110 кВ.

Напряжение 35 кВ может применяться для средних предприятий. Рекомендуются глубокие вводы 35 кВ на территорию предприятия в виде магистралей, к которым присоединяются трансформаторы 35/0,4 кВ без применения промежуточного напряжения 6 или 10 кВ. На крупных предприятиях напряжение 35 кВ в качестве основного недостаточно и может применяться лишь для питания крупных электроприемников, с номинальным напряжением 35 кВ (сталеплавильные печи, ртутно-выпрямительные установки) или же для питания отдельных удаленных нагрузок.
Напряжение 20 кВ имеет некоторые принципиальные преимущества перед 10 и 35 кВ. Его легче применить во внутрицеховых сетях, чем напряжение 35 кВ, для этого потребуются более легкие и дешевые аппараты и кабели, чем при 35 кВ. При использовании напряжения 20 кВ снижаются годовые расходы по сравнению с применением напряжения 10 кВ за счет уменьшения потерь электроэнергии в сетях, трансформаторах и другом электрооборудовании, уменьшаются токи короткого замыкания, несколько облегчается питание отдельных удаленных потребителей как самого предприятия, так и ближайшего района. Однако несмотря на это, напряжение 20 кВ не находит применения на промышленных предприятиях, так как оно является недостаточным для современных крупных предприятий в качестве единого напряжения и на первых ступенях электроснабжения приходится применять более высокие напряжения.

Напряжения 10 (6) кВ применяются, в основном, на второй и последующих ступенях распределения энергии на крупных предприятиях и в распределительных сетях небольших и средних предприятий. На первой ступени электроснабжения крупных предприятий напряжения 10 (6) кВ целесообразны при применении токопроводов. Из сравнения напряжений 10 и 6 кВ можно сделать вывод, что для внутризаводских распределительных сетей в качестве основного в большинстве случаев целесообразно напряжение 10 кВ. При этом питание электродвигателей средней мощности, которые пока еще не изготовляются, на напряжение 10 кВ можно осуществлять при напряжении 6 кВ по одному из следующих способов:

от установленных на главной понизительной подстанции (ГПП) или подстанции глубокого ввода (ПГВ) трансформаторов с расщепленными вторичными обмотками, одна из которых имеет напряжения 10 кВ, а другая 6 кВ, если суммарная нагрузка электроприемников на напряжение 6 кВ приближается к половине мощности трансформатора;

Читайте также:  Как стелить ковролин на деревянный пол видео

от отдельных промежуточных подстанций 10/6 кВ в тех случаях, когда суммарная мощность двигателей 6 кВ значительна, но недостаточна для рациональной загрузки ветви 6 кВ расщепленной обмотки трансформатора и в то же время число электродвигателей велико, а их единичные мощности относительно небольшие; по схеме блока трансформатор — двигатель, если число двигателей 6 кВ невелико, мощности их значительны и они расположены обособленно друг от друга.
Применение напряжения 6 кВ может оказаться целесообразным:
при напряжении генераторов собственной ТЭЦ, равном 6 кВ, особенно в тех случаях, когда от последней питается значительная часть предприятия;
при преобладании электроприемников на напряжение 6 кВ. (в частности, электродвигателей); при поставке электродвигателей на напряжение 6 кВ комплектно с производственным оборудованием.

Напряжение 3 кВ в качестве основного напряжения распределительной сети не применяется. В ГОСТ оно сохранено только для применения на действующих электроустановках до их реконструкции.
В электроустановках до 1000 В применяется напряжение 380/220 В с питанием силовых и осветительных электроприемников от общих трансформаторов, но, как правило, от отдельных сетей.

Напряжение 220/127 В применяется очень редко на реконструируемых или расширяемых предприятиях, на которых остается много электроустановок с вышеуказанным напряжением, или же в тех случаях, когда для освещения целесообразно применение отдельных трансформаторов или специальных промежуточных трансформаторов 660/230/133 и 380/230/133 В.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для стационарного местного освещения и ручных переносных ламп обычно применяется напряжение 36 В и только при особо неблагоприятных условиях в отношении опасности поражения электрическим током (например, при работе в котлах или других металлических резервуарах) для питания ручных переносных ламп применяется напряжение не выше 12 В.

Напряжение 660 В пока применяется очень мало. Электрооборудование на это напряжение выпускается еще в очень ограниченном количестве. Наиболее целесообразно оно на тех предприятиях, на которых по условиям генплана, технологии и окружающей среды нельзя широко применить приближение цеховых трансформаторов к центрам питаемых ими нагрузок. На этих предприятиях (например, в угольных шахтах, карьерах) приходится прокладывать протяженные и разветвленные кабельные сети до 1000 В большого сечения. Напряжение 660 В может оказаться целесообразным также на предприятиях с очень большой удельной плотностью электрических нагрузок и концентрацией мощностей, например на химических, нефтехимических, шинных и т. п. предприятиях. Наиболее целесообразно напряжение 660 В в сочетании с первичным напряжением 10 кВ.

Классификация приемников электроэнергии

Около 70% всей вырабатываемой ЭЭ в нашей стране потребляется ПП. Приемники электроэнергии ПП делятся на следующие группы:

1) Приемники трехфазного тока напряжением до 1000 В частотой 50 Гц

2) Приемники трехфазного тока напряжением выше 1000 В частотой 50 Гц

3) Приемники однофазного тока напряжением до 1000 В частотой 50Гц

4) Приемники, работающие с частотой отличной от 50 Гц питаемых от преобразовательных п/ст и установках.

5) Приемники постоянного тока питаемых от преобразователей.

Для правильного построения системы промышленного электроснабжения всех приемников перечисленных групп необходимо выполнять:

1) Требования ПУЭ к надежности таких приемников (1,2 и 3 категории)

2) Режимы работы (продолжительный, кратковременных, повторно-кратковременный)

3) Места расположения приемников электроэнергии, их характеристики -стационарные или передвижные.

Большинство приемников электроэнергии используют электроэнергию промышленной частоты. Установки высокой и повышенной частоты применяются для нагрева под закалку, ковку и штамповку, а также для плавки металлов.

Дата добавления: 2016-12-07 ; просмотров: 6071 | Нарушение авторских прав

Система электроснабжения предприятия состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения. Система электроснабжения строится таким образом, чтобы она была надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество энергии и бесперебойность электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах. В то же время система электроснабжения должна быть экономичной по затратам, ежегодным расходам, потерям энергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность системы электроснабжения достигается путем применения взаимного резервирования сетей предприятий и объединения питания промышленных, коммунальных и сельских потребителей. При сооружении на предприятиях собственных электростанций, главных понизительных подстанций и других источников питания учитываются близлежащие внезаводские потребители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охваченных энергосистемами.

Электрические сети и подстанции органически входят в общий комплекс предприятия, как и другие производственные сооружения и коммуникации. Поэтому они должны увязываться со строительной и технологической частями, очередностью строительства и общим генеральным планом предприятия.

Крупные энергоемкие предприятия черной и цветной металлургии, химии и другие, предъявляют высокие требования к их надежному и экономичному электроснабжению. Они характеризуются большими значениями суммарных установленных мощностей электроприемников, которые при дальнейшем развитии крупных комбинатов достигнут 1500—2000 МВт. Сильно возросли единичные мощности агрегатов.

Очень серьезные дополнительные требования к электроснабжению предъявляют электроприемники с резкопеременной циклически повторяющейся ударной нагрузкой и потребители, требующие особой бесперебойности питания при всех режимах системы электроснабжения.

В отношении требуемой надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

К 1-й категории относятся лишь те электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Эти электроприемники должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников, и перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического включения резерва. Примерами электрических нагрузок 1-й категории могут служить доменные цехи, котельные производственного пара, ответственные насосные, приводы вагранок, разливочные краны, водоотливные и подъемные установки горнорудных предприятий и др.

Удельный вес нагрузок 1-й категории в большинстве отраслей не очень велик, за исключением химической и металлургической промышленности. На некоторых заводах этих отраслей он достигает 40—80%. На машиностроительных заводах нагрузка 1-й категории незначительна.

Из электрических нагрузок 1-й категории выделяются электроприемники так называемой «особой» группы, бесперебойная работа которых необходима для обеспечения возможности безаварийного останова производства. В некоторых производствах прекращение вентиляции может вызвать опасную концентрацию горючих или токсических газов, а остановка насосов — пожар или взрыв. Примерами таких электроприемников являются электродвигатели задвижек и запорной арматуры, приводы вентиляторов, компрессоров центробежных насосов, а также аварийное освещение некоторых помещений.

Для уменьшения затрат на резервирование отнесение электроприемников к особой группе должно делаться очень осмотрительно, сообразуясь с их ролью в технологическом процессе.

Ко 2-й категории (наиболее многочисленной) относятся электроприемники, которые также очень важны, но перерыв их питания связан только с массовым недоотпуском продукции, простоем людей, механизмов и промышленного транспорта. Требования к резервированию их питания менее строгие, чем к электроприемникам 1-й категории. Допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для ручного включения резерва дежурным персоналом и даже выездной бригадой, если подстанция не имеет постоянного дежурства. Некоторые группы электроприемников 2-й категории по предъявляемым ими требованиям к питанию ближе к 1-й категории, а другие, наоборот, ближе к 3-й категории. Поэтому к вопросам питания нагрузок этой категории нужно относиться очень осторожно и безусловно не применять огульное их резервирование в той степени, как это необходимо для нагрузок 1-й категории. Это обстоятельство нашло отражение и в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ), которые при определенных условиях допускают не предусматривать специального резервирования электроприемников 2-й категории.

К 3-й категории относятся все прочие электроприемники, например во вспомогательных цехах, цехах несерийного производства, на неответственных складах и т.п. Они допускают перерыв питания на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но продолжительностью не более одних суток.

Для правильного решения вопросов надежности электроснабжения и степени резервирования необходимо четко определить режимы, возникающие во время аварии и в периоды, непосредственно следующие после аварии. Под аварийным режимом подразумевается кратковременный переходный режим, вызванный нарушением нормального режима работы системы электроснабжения или ее отдельных звеньев и продолжающийся до отключения поврежденного звена или элемента. Продолжительность аварийного режима определяется в основном временем действия релейной защиты, автоматики и телеуправления. Под послеаварийным режимом следует понимать режим, возникающий после отключения упомянутых поврежденных элементов системы электроснабжения, т. е. после ликвидации аварийного режима. Он гораздо более длителен, чем аварийный режим, и продолжается до восстановления нормальных условий работы, т. е. нормального режима.

Читайте также:  Как установить повышающий насос в систему водоснабжения

Систему электроснабжения в целом нужно строить таким образом, чтобы она при послеаварийном режиме обеспечивала функционирование основных производств предприятия после необходимых переключений и пересоединений. При этом используются все дополнительные источники и возможности резервирования, в том числе и те, которые в нормальном режиме нерентабельны (различные перемычки, связи на вторичных напряжениях и др.). При послеаварийном режиме допустимо частичное ограничение подаваемой мощности, возможны кратковременные перерывы питания электроприемников 3-й и частично 2-й категорий на время вышеупомянутых переключений и пересоединений, а также позволены отступления от нормальных уровней отклонений и колебаний напряжения и частоты в пределах установленных допусков. Если же невозможно полное сохранение в работе всех основных производств в течение послеаварийного периода, то нужно обеспечить хотя бы сокращенную работу предприятия с ограничением мощности или в крайнем случае поддержание производства в состоянии горячего резерва с тем, чтобы после восстановления нормального электроснабжения предприятие могло быстро возобновить свою работу по заданной производственной программе.

В период послеаварийного режима элементы сети могут быть перегружены в пределах, допускаемых нормативными документами.

Надежность электроснабжения предприятий, как правило, следует повышать при приближении к источникам питания (ТЭЦ, ГПП и т. д.) и по мере увеличения мощности соответствующих звеньев системы, так как аварий в мощных звеньях приводят к более тяжелым последствиям, чем в мелких, и охватывают большую зону предприятия.

Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий, зависят также от потребляемой ими мощности. С этой точки зрения предприятия условно подразделены на крупные, средние и малые.

В ГОСТ приняты следующие номинальные напряжения:

– в сетях до 1000 В: 36; 220/127; 380/220; 660/380 В;

– в сетях выше 1000 В: (3); 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750 кВ.

Наивыгоднейшее для данного предприятия напряжение зависит от многих факторов, основными из которых являются мощность, потребляемая предприятием, его удаленность от источника питания и напряжение, на котором может производиться питание. Для питания промышленных предприятий применяются напряжения от 6 до 220 кВ в зависимости от упомянутых факторов. К очень крупным энергоемким предприятиям подводятся напряжения 330 и даже 500 кВ. Распределение электроэнергии на первой ступени крупных предприятий производится на напряжении внешней питающей сети 110 кВ, а иногда 220 кВ с применением глубоких вводов питающих линий 110—220 кВ. Преимущественно применяются глубокие вводы 110 кВ. Глубокие вводы 220 кВ целесообразны в тех случаях, когда это напряжение является питающим и, следовательно, не потребуется промежуточной трансформации. Если же напряжение питающей сети выше 220 кВ, т. е. 330 или 500 кВ и на границе предприятия сооружается приемная трансформаторная подстанция, то выгоднее применить глубокие вводы на напряжение 110 кВ.

Напряжение 35 кВ может применяться для средних предприятий. Рекомендуются глубокие вводы 35 кВ на территорию предприятия в виде магистралей, к которым присоединяются трансформаторы 35/0,4 кВ без применения промежуточного напряжения 6 или 10 кВ. На крупных предприятиях напряжение 35 кВ в качестве основного недостаточно и может применяться лишь для питания крупных электроприемников, с номинальным напряжением 35 кВ (сталеплавильные печи, ртутно-выпрямительные установки) или же для питания отдельных удаленных нагрузок.

Напряжение 20 кВ имеет некоторые принципиальные преимущества перед 10 и 35 кВ. Его легче применить во внутрицеховых сетях, чем напряжение 35 кВ, для этого потребуются более легкие и дешевые аппараты и кабели, чем при 35 кВ. При использовании напряжения 20 кВ снижаются годовые расходы по сравнению с применением напряжения 10 кВ за счет уменьшения потерь электроэнергии в сетях, трансформаторах и другом электрооборудовании, уменьшаются токи короткого замыкания, несколько облегчается питание отдельных удаленных потребителей как самого предприятия, так и ближайшего района. Однако несмотря на это, напряжение 20 кВ не находит применения на промышленных предприятиях, так как оно является недостаточным для современных крупных предприятий в качестве единого напряжения и на первых ступенях электроснабжения приходится применять более высокие напряжения.

Напряжения 10 (6) кВ применяются, в основном, на второй и последующих ступенях распределения энергии на крупных предприятиях и в распределительных сетях небольших и средних предприятий. На первой ступени электроснабжения крупных предприятий напряжения 10 (6) кВ целесообразны при применении токопроводов. Из сравнения напряжений 10 и 6 кВ можно сделать вывод, что для внутризаводских распределительных сетей в качестве основного в большинстве случаев целесообразно напряжение 10 кВ. При этом питание электродвигателей средней мощности, которые пока еще не изготовляются, на напряжение 10 кВ можно осуществлять при напряжении 6 кВ по одному из следующих способов:

– от установленных на главной понизительной подстанции (ГПП) или подстанции глубокого ввода (ПГВ) трансформаторов с расщепленными вторичными обмотками, одна из которых имеет напряжения 10 кВ, а другая 6 кВ, если суммарная нагрузка электроприемников на напряжение 6 кВ приближается к половине мощности трансформатора;

– от отдельных промежуточных подстанций 10/6 кВ в тех случаях, когда суммарная мощность двигателей 6 кВ значительна, но недостаточна для рациональной загрузки ветви 6 кВ расщепленной обмотки трансформатора и в то же время число электродвигателей велико, а их единичные мощности относительно небольшие;

– по схеме блока трансформатор — двигатель, если число двигателей 6 кВ невелико, мощности их значительны и они расположены обособленно друг от друга.

Применение напряжения 6 кВ может оказаться целесообразным:

– при напряжении генераторов собственной ТЭЦ, равном 6 кВ, особенно в тех случаях, когда от последней питается значительная часть предприятия;

– при преобладании электроприемников на напряжение 6 кВ. (в частности, электродвигателей);

– при поставке электродвигателей на напряжение 6 кВ комплектно с производственным оборудованием.

Напряжение 3 кВ в качестве основного напряжения распределительной сети не применяется. В ГОСТ оно сохранено только для применения на действующих электроустановках до их реконструкции.

В электроустановках до 1000 В применяется напряжение 380/220 В с питанием силовых и осветительных электроприемников от общих трансформаторов, но, как правило, от отдельных сетей. Напряжение 220/127 В применяется очень редко на реконструируемых или расширяемых предприятиях, на которых остается много электроустановок с вышеуказанным напряжением, или же в тех случаях, когда для освещения целесообразно применение отдельных трансформаторов или специальных промежуточных трансформаторов 660/230/133 и 380/230/133 В.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для стационарного местного освещения и ручных переносных ламп обычно применяется напряжение 36 В и только при особо неблагоприятных условиях в отношении опасности поражения электрическим током (например, при работе в котлах или других металлических резервуарах) для питания ручных переносных ламп применяется напряжение не выше 12 В.

Напряжение 660 В пока применяется очень мало. Электрооборудование на это напряжение выпускается еще в очень ограниченном количестве и ассортименте. Целесообразность применения этого напряжения неодинакова для разных отраслей промышленности. Наиболее целесообразно оно на тех предприятиях, на которых по условиям генплана, технологии и окружающей среды нельзя широко применить приближение цеховых трансформаторов к центрам питаемых ими нагрузок. На этих предприятиях (например, в угольных шахтах, карьерах) приходится прокладывать протяженные и разветвленные кабельные сети до 1000 В большого сечения.

Напряжение 660 В может оказаться целесообразным также на предприятиях с очень большой удельной плотностью электрических нагрузок и концентрацией мощностей, например на химических, нефтехимических, шинных и т. п. предприятиях. Наиболее целесообразно напряжение 660 Вв сочетании с первичным напряжением 10 кВ.

Для решения задачи выбора напряжений система электроснабжения предприятий может быть разделена на две части: внешняя и внутренняя. Во внешнюю входят питающие линии, связывающие предприятия с источниками питания, во внутреннюю – распределительные сети на территории предприятия. Точкой раздела приняты шины ГПП. В случае, когда питающие и распределительные линии выполнены на одном напряжении, такое деление становится условным, в частности при использовании схемы глубокого ввода.

При проектировании систем электроснабжения важным вопросом является выбор рациональных напряжений для системы питания и распределения электроэнергии, поскольку их значения определяют параметры ЛЭП и электрооборудования подстанций и сетей: выбранное напряжение влияет на размеры капиталовложений, эксплуатационные расходы, потери энергии. Вопрос о выборе напряжения не может быть решен оторвано от решения других вопросов электроснабжения.

Читайте также:  Как сделать кухню под лестницей

Выбор напряжения определяется экономическими факторами: при увеличении номинального напряжения возрастают капиталовложения в строительство объектов энергосистемы, но при этом за счет снижения потерь электроэнергии уменьшаются эксплуатационные издержки.

Под рациональным (экономически целесообразным) напряжением понимается такое значение номинального напряжения, при котором затраты на сооружение и эксплуатацию энергосистемы минимальны.

Напряжение сетей внешнего электроснабжения предприятия определяется техническими условиями энергосистемы на подключение и зависит от мощности предприятия, его удаленности от источника питания, номинального напряжения и свободных мощностей источника питания, перспектив развития сетей энергосистемы и предприятий в данном районе.

Вопрос выбора напряжения для системы внешнего электроснабжения при реконструкции возникает в случаях изменения технических условий на подключение со стороны энергетической системы или значительного возрастания величины нагрузки предприятия, когда существующие напряжения не позволяют обеспечить требуемые показатели качества электрической энергии. Детальный анализ данного вопроса имеет смысл лишь при наличии нескольких источников питания или разных напряжений на одном источнике.

Напряжение каждого звена системы электроснабжения нужно выбирать с учетом напряжений смежных звеньев. При выборе напряжения учитывается наличие на предприятии мощного высоковольтного электрооборудования. Также необходимо стремиться к минимуму ступеней промежуточной трансформации энергии.

В зависимости от указанных факторов для питания промышленных предприятий используют напряжения от 6 до 220 кВ.

К очень большим энергоемким предприятиям подводятся линии 330 и даже 500 кВ. Напряжения 330 кВ и выше используются также для выдачи мощности крупными электростанциями, образования крупных объединенных энергосистем и межсистемных связей.

Напряжения 110 – 220 кВ применяются для создания районных распределительных сетей и для внешнего электроснабжения крупных и средних промышленных предприятий, распределения мощностей внутри крупных городов.

Напряжение 220 кВ применяется для питания крупных энергоемких промышленных предприятий от районных энергосистем и распределения электроэнергии на первой степени схемы электроснабжения. Чаще всего напряжение 220 кВ используется для схем глубоких вводов.

Напряжение 110 кВ применяется для питания на предприятиях средней мощности (5 – 75 МВт) и в качестве распределительного напряжения по схеме глубоких вводов на предприятиях большой мощности.

В отличие от зарубежных стран в России отсутствует промежуточное напряжение между 35 и 110 кВ, что несколько снижает эффективность электрических сетей. Достоинства и недостатки такого напряжения, диапазоном 60 – 70 кВ приведены в [7].

Напряжение 35 кВ используется для питания предприятия средней мощности. Напряжение 35 кВ также используется для создания центров питания сельскохозяйственных распределительных сетей 35 кВ.

Напряжение 20 кВ не получило широкого распространения из-за отсутствия массового выпуска электрооборудования на это напряжение. Однако в связи с ростом нагрузок коммунально-бытового комплекса в крупных городах имеется тенденция к повышению напряжения распределительной сети до 20 кВ.

Напряжения 6 – 10 кВ используются для электроснабжения промышленных, городских и сельских потребителей.

При сооружении районных и системообразующих сетей исторически в нашей стране сформировались две системы напряжений. Первая система 110, 220, 500, 1150 кВ характерна для большей части территории страны. Вторая система 110 (150), 330, 750 кВ характерна в основном для Северо-Запада и в некоторой степени для Центра и Северного Кавказа. Поэтому при выборе номинального напряжения сети следует учитывать ее географическое расположение.

При решении задач о рациональном напряжении в общем случае можно предварительно определить нестандартное напряжение, при котором имели бы место минимальные затраты. Зная такое напряжение можно правильнее выбрать целесообразное стандартное напряжение.

Рациональное нестандартное напряжение (в кВ) можно определить по эмпирическим формулам, например по формуле Стилла:

где P – передаваемая расчетная активная мощность на одну цепь, МВт;

L – длина линии, км.

Эта формула дает приемлемые результаты при L ≤ 250 км и P ≤ 60 МВт.

При L ≤ 1000 км и Pр ≥ 60 МВт в расчетах рационального напряжения можно использовать формулу Залеского

Также для расчетов довольно часто применяют формулу Илларионова, дающую удовлетворительные результаты для шкалы напряжений от 35 до 1150 кВ при больших протяженностях линии и значительных мощностях, особенно при P ≥ 1000 МВт:

Обычно рациональное напряжение сети определяется для наиболее протяженного участка и (или) участка наибольшей мощности.

Результатом расчета по приведенным выше формулам является нестандартное рациональное напряжение, поэтому после расчета обычно намечают два ближайших стандартных напряжения (одно больше рационального и одно меньше рационального).

Номинальное напряжение ЛЭП является, главным образом, функцией двух параметров: мощности P, передаваемой по линии (одной цепи), и расстояния L, на которое эта мощность передается. Уровень номинальных напряжений для различных значений передаваемой мощности и расстояния ориентировочно можно определить и по табл. 4 [3, 8].

Рекомендуемые уровни номинальных напряжений

Передаваемая мощность (на одну цепь), МВт Длина линии, км Номинальное напряжение, кВ
0,1 – 3 3 – 15 (6), 10
2 – 15 10 – 30 (20), 35
25 – 50 50 – 150 110, (150)
100 – 200 150 – 250
300 – 400 200 – 300
700 – 900 800 – 1200
1800 – 2200 1200 – 2000

Приведенные выше формулы и методы не всегда дают удовлетворительный результат, т.к. не учитывают других факторов, влияющих на рациональное напряжение, кроме P и L.

Окончательно номинальное напряжение электрической сети выбирается путем технико-экономического сравнения. Для намеченных вариантов номинальных напряжений определяют ежегодные приведенные затраты на строительство и эксплуатацию (стоимость обслуживания, ремонта, амортизационные отчисления, стоимость потерь электроэнергии).

где Ен – нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений (для расчетов в электроэнергетике довольно часто Ен = 0,1 год -1 );

К – капитальные вложения, руб;

И – ежегодные эксплуатационные расходы, руб/год, предполагаемые неизменными в течение всего рассматриваемого периода эксплуатации;

Вариант с меньшими затратами принимают за оптимальный.

Технико-экономический расчет при выборе рационального напряжения необходим для следующих случаев:

– возможность получения электроэнергии от двух и более источников, с разными напряжениями;

– при развитии предприятия имеющего собственную электростанцию, а также получающего электроэнергию от энергосистемы;

– при строительстве новых или реконструкции действующих станций и подстанций энергосистемы или предприятия.

Во всех остальных случаях для системы питания технико-экономический расчет, как правило, не производится, а руководствуются техническими условиями энергосистемы на подключение потребителей.

При небольшой разнице затрат по вариантам (до 5 – 10 %), при прочих равных условиях, предпочтительным считается вариант с более высоким номинальным напряжением, как более перспективный.

Следует отметить, что простое технико-экономическое сопоставление вариантов усиления сети или перевода ее на повышенное напряжение может не выяснить целесообразность последнего. Дело меняется, если учитывается перспектива развития предприятия. Пониженное напряжения явится со временем тормозом в развитии предприятия.

Экономичность режима напряжений электрической сети обусловлена величиной потерь активных мощности и энергии в ее элементах. Эти потери обратно пропорциональны квадрату напряжения. Поэтому повышение уровня напряжения является одним из основных средств уменьшения потерь в электрических сетях.

Пример. Проектируется завод с максимальной нагрузкой 32 МВ . А и средним cos φ = 0,92. Завод предполагается питать от районной подстанции, имеющей напряжения 110, 35 и 10 кВ, которая удалена от завода на 50 км. Требуется выбрать предварительное напряжение ЛЭП для этой цели.

Решение.Определяем передаваемую активную мощность по ЛЭП

Рассчитаем рациональное напряжение по формуле Стилла:

кВ.

Округляем найденное напряжение до ближайшего стандартного – 110 кВ, при помощи которого и будет запитан завод.

Также в качестве рационального напряжения возможен вариант 35 кВ. Эффективность того или иного варианта необходимо доказывать при помощи технико-экономических расчетов, с учетом цен и издержек в электроэнергетике на каждый конкретный объект.

По табл. 4 в качестве рационального может быть принят вариант 110 кВ.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8428 – | 8040 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Комментировать
58 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector