К системам внутреннего электроснабжения промышленных предприятий относится совокупность электроустановок и устройств, обеспечивающих питание потребителей на территории предприятия. Требования, предъявляемые к системам внутреннего электроснабжения:
- обеспечение надежности питания электроприемников в соответствии с их категорийностью;
- минимизация потерь энергии во внутризаводских и внутрицеховых сетях;
- маневренность и ремонтопригодность;
- наглядность и простота обслуживания;
- экономичность при низких капитальных затратах;
- учет перспективы - обеспечение возможности дальнейшего развития предприятия без коренной перестройки системы электроснабжения.
В зависимости от структуры производства конкретного предприятия, расположения цехов и положения ГПП или ПГВ, которых может быть несколько в зависимости от потребляемой предприятием мощности, для обеспечения питания электроприемников могут использоваться следующие схемы:
1) схемы радиального питания. При таких схемах питание внутризаводских и цеховых ТП от питающего источника ГПП или ПГВ осуществляется индивидуально по отдельной питающей линии, как правило, КЛ. Использование таких схем целесообразно при наличии электроприемников значительной единичной мощности. Такая схема требует развитого распредустройства 10(6) кВ с большим количеством ячеек с выключателями и отходящих линий, что существенно удорожает систему внутризаводского электроснабжения. На рисунке 4.2 представлен план предприятия с расположением цеховых ТП с радиальной схемой питания. В этих схемах на вводе высокого напряжения ТП выключатель устанавливается только при значительной удаленности от источника питания, чем достигается снижение затрат. Схему можно считать достаточно надежной, если однотрансформаторные ТП имеют связь по стороне 0,4 кВ с автоматическим
| Ц1 ÷ Ц6 – цеха завода; ТП1 – ТП6 – цеховые трансформаторные подстанции: ТП1, ТП2 – внутрицеховые ПС, ТП3- ТП6 – пристроенные ТП. Рисунок 4.2 – План предприятия с радиальной схемой внутризаводского электроснабжения |
включением резерва, а двухтрансформаторные получают питание от разных секций шин 10(6) кВ ГПП.
На рисунке 4.3 представлены схемы подключения цеховых ТП к внутризаводским сетям напряжением 6-10(20) кВ.
Схемы а) и б) рисунка 4.3 – подключение через разъединитель и через выключатель нагрузки с предохранителем, соответственно, - используются для подключения трансформаторов с небольшими нагрузками – до 1000кВА включительно. В схеме в) используется глухое (без коммутационного аппарата) присоединение ТП к питающей линии, такое присоединение используется при радиальной схеме для крупных электроприемников, расположенных на незначительном расстоянии от центра питания. Схема г) – для подключения к магистрали крупных потребителей. Схема д) с высоковольтным выключателем применяется при подключении ответственных потребителей, а также потребителей, режим работы которых требует частых включений – отключений.
Рисунок 4.3 – Схемы подключения цеховых ТП к сетям 6-10кВ: а, б) – трансформаторы мощностью менее 1000кВА; в, г, д – то же более 1000 кВА.
Радиальная сеть может выполняться двухступенчатой: на ряде предприятий с большим потреблением мощности сооружаются дополнительные РУ 10(6)кВ, которые представляют собой как бы вынесенную ближе к центрам нагрузок часть РУ 10(6) кВ ГПП. Такое распределительное устройство, не входящее в состав подстанции, называется распределительным пунктом (РП) [2]. Если РП размещено рядом с цехом, на нем могут устанавливаться трансформаторы 10/0,4 кВ для питания цеховых потребителей. В таком случае имеем РП, совмещенное с цеховой ТП. Такое исполнение рекомендуется [14].
На рисунке 4.4 представлен пример однолинейной схемы внутризаводской сети с использованием РП 10кВ, совмещенных с цеховыми ТП. В данной схеме РП1 и РП2 питаются от РУ 10кВ ГПП предприятия по двум реактированным линиям каждое. Каждое РП питает ряд цеховых ТП по более упрощенным схемам, при которых для подключения цеховой ТП на стороне 10кВ используют глухое присоединение, установку выключателя нагрузки или разъединитель. Это позволяет значительно удешевить схему, т.к. коммутационно-защитная аппаратура устанавливается только на РП. На секционных выключателях РП предусматривается автоматическое включение резерва (АВР) при потере питания одной из секций. Схема позволяет разгрузить РУ 10(6)кВ ГПП от большого количества мелких отходящих линий, сократить протяженность КЛ и токопроводов, соответственно снизить потери во внутризаводских сетях и затраты на систему электроснабжения в целом.
| Рисунок 4.4 – Двухступенчатая радиальная схема внутризаводской сети 10 кВ. Примечание. Обозначение элементов см. табл.1 |
| К электроприемникам 0,4 кВ |
| К электроприемникам 0,4кВ |
2) магистральные схемы предполагают подключение к одной линии нескольких цеховых ПС и получили широкое распространение на предприятиях, имеющих значительное количество разноудаленных от центра питания потребителей, и на которых радиальная схема будет высокозатратной. Пример выполнения магистральной схемы представлен на рисунке 3.5. Магистральная схема особенно удобна, когда запитываемые цеха находятся как бы на одной линии. На вводе к трансформаторам в этих схемах используется как правило более дешевая аппаратура – разъединители, выключатели нагрузки или разъединитель с предохранителем (рис.4.3, б, в, г).
| Рисунок 4.5 – Схема одиночной внутризаводской магистрали с односторонним питанием с подключением к ней ТП а)- через выключатель, б)– предохранитель с разъединителем, в) –выключатель нагрузки, г)- только предохранитель. |
г
К таким магистралям подключается не более 5-6 ТП с суммарной мощностью 5÷6 МВА. При наличии потребителей 1-й категории использование такой схемы не обеспечивает требуемой надежности, т.к. при повреждении какого-либо участка магистрали отключены будут все приемники. Если магистраль будет иметь двухстороннее питание, надежность схемы повысится благодаря возможности взаимного резервирования питающих сторон магистрали от разных секций ГПП. Во избежание увеличения токов КЗ такие схемы могут секционироваться. В целях снижения потерь в сети секционирование желательно выполнять в точке деления потоков мощности.
3) двойная транзитная магистраль является достаточно надежной для системы внутреннего электроснабжения (рис 3.6). По такой схеме питаются, как правило, двухтрансформаторные ТП, имеющие на стороне НН 2 секции шин с автоматическим выключателем между ними. В случае повреждения участка какой-либо магистрали на стороне ВН схемой
Рисунок 4.6 - Схема системы внутреннего электроснабжения промышленного предприятия на напряжении 6-10 кВ с питанием сквозными двойными магистралями.
автоматического включения резерва (АВР) подается команда на включение секционного автоматического выключателя QF на стороне 0,4 кВ. Время срабатывания АВР в пределах 0,2 с, поэтому практически потребитель не претерпевает нарушения технологического процесса.
Аналогично схеме с одиночной магистралью двойные магистрали могут иметь двухстороннее питание. При этом как правило производится размыкание схемы в точке деления потоков мощности.
4) Система электроснабжения смешанного типа, в которой используется и радиальные присоединение, и магистральные. Наиболее крупные и ответственные приемники присоединяют по радиальной схеме, для более мелких, которые группируются в отдельные группы, используются магистрали. Такая схема позволяет обеспечивать требуемое резервирование и надежность и не перегружена коммутационной аппаратурой, следовательно, экономичная.
