Основные характеристики потребителей и приемников электроэнергии
Характерные особенности электроустановок предприятий
Параметры силовой электроустановки (напряжение, мощность, моменты, частота вращения и др.) должны соответствовать параметрам питающей сети и технологического оборудования во всех расчетных режимах работы последнего. Электрооборудование и материалы должны быть стойкими к воздействию окружающей среды или должны быть защищены от этого воздействия. Элементы электроустановок (трансформаторы, электродвигатели, аппараты, кабели, провода, шины и т. п.) при их нормальной работе должен быть исключен их нагрев, превышающий допустимое значение. Нормируемые перегрузки не должны приводить к разрушению изоляции. Силовые электроустановки должны удовлетворять требованиям действующих норм и правил в части загрязнения ими окружающей среды, шума, вибрации, генерируемых электрических полей, электробезопасности, взрывопожарной безопасности. Молниезащита зданий, в которых находятся силовые электроустановки, должна выполняться согласно указаниям по устройству молниезащиты зданий и сооружений. Сечение линии, питающей электроприемник (ЭП), выбиратся по номинальному току ЭП. Для ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме, - по току, приведенному к длительному режиму работы. Для ЭП значительной мощности, если известна их фактическая загрузка, сечение питающей линии с учетом их загрузки. В случаях, когда на технологическом механизме установлены несколько ЭП, сечение питающей линии следует выбирать по суммарной установленной мощности одновременно работающих ЭП. Защита питающих ЭП линий осуществляется защитными аппаратами, устанавливаемыми в РУ, на ответвлениях от шинопроводов или в других местах. При установке нескольких параллельных технологических агрегатов или автоматических линий питание технологически связанных ЭП каждого агрегата, каждой линии осуществляется от трансформаторов и РУ, получающих питание в нормальном режиме от одного независимого источника питания. Надежность работы силовых электроустановок в значительной мере зависит от схем питания взаиморезервируемыхэлектроприемников. Взаиморезервируемые механизмы, как правило, относятся к ЭП I категории и особой группе I категории по надежности электроснабжения. Значительно реже имеет место установка взаиморезервируемых механизмов, отнесенных по последствиям их отключения к ЭП II категории. Питание выполнятся в соответствии с рекомендациями по резервированию ЭП, отнесенных к I категории, с заменой устройств АВР ручным управлением.
3. Электрические нагрузки и их графики. Методы расчета электрических нагрузок.
Электрическая нагрузка, мощность, фактически отдаваемая источником энергии её потребителю (приёмнику). Активная Электрическая нагрузка выражается энергией, расходуемой на механическую работу, тепло и т. п. Реактивная Электрическая нагрузка отражает обмен энергией между источником и приёмником.
Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электростанций в энергосистеме, непрерывно меняется. Принято отражать этот факт графиком нагрузки, т. е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени.
По виду фиксируемого параметра различают графики активной Р, реактивной Q, полной (кажущейся) S мощностей и тока I электроустановки.
Как правило, графики отражают изменение нагрузки за определенный период времени. По этому признаку их подразделяют на суточные (24 ч), сезонные, годовые и т. п.
По месту изучения или элементу энергосистемы, к которому они относятся, графики можно разделить на следующие группы: графики нагрузки потребителей, определяемые на шинах подстанций; сетевые графики нагрузки - на шинах районных и узловых подстанций; графики нагрузки энергосистемы, характеризующие результирующую нагрузку энергосистемы; графики нагрузки электростанций.
Расчет
Метод коэффициента спроса: Основная расчетная формула имеет вид: Рр= Кс•Руст ;Qр = Рр×tgφ , где Руст — суммарная установленная мощность электроприемников потребителя; Кс – коэффициент спроса установленной мощности потребителя; tgφ – коэффициент реактивной мощности потребителя.
Метод удельного расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции: По данному методу можно определить только среднюю нагрузку за определенный интервал времени (час, смену, сутки, месяц, квартал, год). Расчетное выражение по данному методу имеет вид: Рср = Суд •П / Т, где П – объем выпуска продукции за интервал времени Т; Суд – удельный расход электроэнергии на производство продукции.
Метод удельной плотности нагрузки на единицу производственной площади: Удельная плотность нагрузки определяется на основании обследования нагрузок цехов действующих промышленных предприятий: sуд = Smax / Fц, где Smax – максимальная полная нагрузка цеха, которая определяется по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии, снимаемым через 0,5 ч в период максимально загруженной смены; кВ×А; Fц – производственная площадь цеха, м2. Зная намеченную проектом площадь цеха и значения sуд, наблюдаемые на аналогичных действующих предприятиях, можно определить расчетную нагрузку цеха по выражению: Sр = sуд•Fц.
Требования, предъявляемые к электрическим сетям до 1000 В. Классификация помещений и наружных установок по окружающей среде. Схемы электрических сетей напряжением до 1000 В.
Сети напряжением до 1000 В осуществляют распределение электроэнергии внутри промышленных предприятий и установок и непосредственное питание большинства приемников электроэнергии. Схема сети определяется технологическим процессом производства, взаимным расположением источника питания подстанций и приемников электроэнергии и их единичной установленной мощностью.
К сетям напряжением до 1000 В, как и ко всякой электрической сети, предъявляют следующие требования. Они должны: обеспечивать необходимую надежность электроснабжения быть удобными, простыми и безопасными в эксплуатации; требовать минимальных приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию; удовлетворять условиям окружающей среды; обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.
В зависимости от характера окружающей среды и требований по защите электроустановок от ее воздействия в ПУЭ различают внутренние помещения и наружные установки. В свою очередь, внутренние помещения делятся на сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, пыльные, с химически активной средой, пожароопасные и взрывоопасные, а наружные (или открытые) установки - на нормальные, пожароопасные и взрывоопасные. Электроустановки, защищенные только навесами, относят к наружным.
Сухими считают помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60%. Если в таких помещениях температура не превышает 30 °С, нет технологической пыли, активной химической среды, пожаро- и взрывоопасных веществ, то их называют помещениями с нормальной средой. Влажные помещения характеризуются относительной влажностью воздуха 60...75 % и наличием паров или конденсирующейся влаги, выделяющихся временно и в небольших количествах. Большая часть электрооборудования рассчитана на работу при относительной влажности, не превышав 75 %, поэтому в сухих и влажных помещениях используют электрооборудование в нормальном исполнении. К влажным помещениям относят насосные станции, производственные цеха, где относительная влажность поддерживается в пределах 60...75%, отапливаемые подвалы, кухни в квартирах и т. п.
В сырых помещениях относительная влажность длительно превышает 75 % (например, некоторые цеха металлопроката, цементных заводов, очистных сооружений и т.п.). Если относительная влажность воздуха в помещениях близка к 100 %, т. е. потолок, пол, стены, предметы в них покрыты влагой, то эти помещения относят к особо сырым.
На отдельных производствах металлургической и других отраслей промышленности (например, в литейных, термических, прокатных и доменных цехах) температура воздуха длительное время превышает 30 °С. Такие помещения называют жаркими. Одновременно они могут быть влажными или пыльными.
Пыльными считают помещения, в которых по условиям производства образуется технологическая пыль в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т.д.
Различают пыльные помещения с токопроводящей и нетокопроводящей пылью. Пыль, не проводящая ток, не ухудшает качество изоляции, однако благоприятствует увлажнению ее и токоведущих частей электрооборудования вследствие своей гигроскопичности.
В помещениях с химически активной средой по условиям производства постоянно или длительно содержатся пары или образуются отложения, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.
Пожароопасными называют помещения, в которых применяют или хранят горючие вещества. По степени пожароопасности их подразделяют на три класса: ГТ-1, П-И, П-Па. К первому классу относятся помещения, в которых используют или хранят пожароопасные жидкости, ко второму классу - помещения, по условиям производства в которых выделяется взвешенная горючая пыль, не образующая взрывоопасных концентраций, а к последнему классу - помещения, где хранятся и используются твердые или волокнистые горючие вещества, не образующие взвешенных в воздухе смесей.
Взрывоопасными называют помещения, в которых по условиям производства могут образоваться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, кислородом или другими газами - окислителями горючих веществ, а также смеси горючих пылей или волокон с воздухом при переходе их во взвешенное состояние.
Взрывоопасные установки по степени опасности использования электрооборудования разделяют на шесть классов: В-1, В-1а, В-16, В-Тт, В-П и В-Па. В установках класса В-1 по условиям производства может происходить недлительное образование взрывоопасных смесей горючих газов или паров с воздухом либо другим окислителем при нормальных технологических режимах. К классу В-1 а относят установки, в которых взрывоопасные смеси паров и газов могут образоваться только при авариях или неисправностях технологического оборудования. Для установок класса В-16 характерно лишь местное образование взрывоопасных концентраций паров и газов в воздухе в незначительных объемах при надежно действующей вентиляции. Наружные установки, образующие опасные кчрывные концентрации горючих газов или паров, относят к классу В-1 г. В установках класса В-П могут создаваться взрывоопасные концентрации взвешенных горючих пылей при нормальной работе технологического оборудования, а в установках класса В-Па - лишь при авариях или неисправностях.
Наружные установки, в которых перерабатывают или хранят горючие жидкости либо твердые горючие вещества (открытые склады минеральных масел, угля, торфа, дерева и т.п.), относятся к пожароопасным класса П-Ш.
Помещения классифицируют по наиболее высокому классу взрывоопасное расположенных в них установок. Агрессивная, сырая, пыльная и подобные им среды не только ухудшают условия работы электрооборудования, но и повышают опасность электроустановок для обслуживающих их людей. Поэтому в ПУЭ помещепия в зависимости от возможности поражения людей электрическим током подразделяют на три группы: с повышенной опасностью, особо опасные и без повышенной опасности.
Большинство производственных помещений относятся к помещениям с повышенной опасностью, т. е. для них характерны наличие сырости (относительная влажность длительное время превышает 75 %) или проводящей пыли, токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных), высокой температуры (длительное время превышающей 30 °С), а также возможности одновременного прикосновения человека к соединенным с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
Для особо опасных помещений характерны особая сырость или наличие химически активной среды либо двух и более условий повышенной опасности.
Если в помещениях отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность, их называют помещениями без повышенной опасности.
8.
Функционально подстанции делятся на:
Трансформаторные подстанции - подстанции, предназначенные для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при помощи трансформаторов.
Преобразовательные подстанции - подстанции, предназначенные для преобразования рода тока или его частоты.
Электрическое распределительное устройство, не входящее в состав подстанции, называется распределительным пунктом. Преобразовательная подстанция, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный и последующего преобразования постоянного тока в переменный исходной или иной частоты называется вставкой постоянного тока.
По значению в системе электроснабжения:
Главные понизительные подстанции (ГПП); Подстанции глубокого ввода (ПГВ);
Тяговые подстанции для нужд электрического транспорта, часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током; Комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). Последние называются цеховыми подстанциями в промышленных сетях, городскими - в городских сетях.
В зависимости от места и способа присоединения подстанции к электрической сети нормативные документы не устанавливают классификации подстанций по месту и способу присоединения к электрической сети. Однако ряд источников даёт классификацию исходя из применяющихся типов конфигурации сети и возможных схем присоединения подстанций.
Тупиковые — питаемые по одной или двум радиальным линиям
Ответвительные — присоединяемые к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях
Проходные — присоединяемые к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием
Узловые — присоединяемые к сети не менее чем тремя питающими линиями
Ответвительные и проходные подстанции объединяют понятием промежуточные, которое определяет размещение подстанции между двумя центрами питания или узловыми подстанциями. Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетоки мощности между узлами сети, называют транзитными.
Также используется термин «опорная подстанция», который как правило обозначает подстанцию более высокого класса напряжения по отношению к рассматриваемой подстанции или сети.
В связи с тем, что ГОСТ 24291-90 определяет опорную подстанцию как «подстанцию, с которой дистанционно управляются другие подстанции электрической сети и контролируется их работа», для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «центр питания».
По месту размещения подстанции делятся на:
Открытые — оборудование которой расположено на открытом воздухе.
Закрытые — подстанции, оборудование которых расположено в здании.
Электроподстанции могут располагаться на открытых площадках, в закрытых помещениях (ЗТП - закрытая трансформаторная подстанция), под землёй и на опорах (МТП - мачтовая трансформаторная подстанция), в специальных помещениях зданий-потребителей. Встроенные подстанции — типичная черта больших зданий и небоскрёбов.
Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.
Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения коронного разряда. Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного электрического пробоя, применяются специальные меры: используются специальные изоляторы, провода разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.
Выбор типа трансформаторов производится с учётом условий их установки, эксплуатации, температуры окружающей среды и т.п. В основном на промышленных предприятиях используют масляные двухобмоточные трансформаторы серий ТД*, ТМ*. Трёхобмоточные трансформаторы применяют на ГПП при наличии на предприятии удалённых потребителей средней мощности. Трансформаторы с расщеплёнными обмотками (серия ТР*) применяют при необходимости снижения тока КЗ и выделения питания ударных нагрузок (например, прокатные станы металлургических предприятий).
Трансформаторы ГПП напряжением 35-220 кВ изготавливают только с масляным охлаждением (обычно устанавливают на открытом воздухе). Для цеховых ТП (с высшим напряжением 6-20 кВ) применяют масляные трансформаторы типов ТМ, ТМН (для наружной установки), ТМЗ (для установки в помещениях). Сухие трансформаторы типа ТСЗ (для установки внутри административных и общественных зданий) и ТНЗ (совтоловые трансформаторы предназначены для установки внутри цехов, где недопустима открытая установка масляных трансформаторов; являются неразборными и техническое обслуживание производится на заводах изготовителях).
Буквенное обозначение трансформатора содержит следующие данные в указанном порядке: число фаз – для однофазных О; для трёхфазных Т; вид охлаждения (см. табл. 1), число обмоток (для обозначения трёхобмоточного трансформатора применяют букву Т), выполнение одной обмотки с устройством РПН обозначают дополнительной буквой Н. Для обозначения автотрансформатора впереди добавляют букву А.
Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов для питания нагрузок промышленных предприятий производят на основании следующего алгоритма:
Определяют число трансформаторов на подстанции, исходя из обеспечения надёжности питания с учётом категории потребителей.
Определяют возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учётом допустимой перегрузки их в номинальном режиме и допустимой перегрузки в аварийном режиме.
Определяют экономически целесообразное решение из просчитываемых вариантов, с учётом применения в конкретных условиях.
Предусматривают возможность расширения подстанции с целью возможной установки более мощных трансформаторов без реконструкции фундамента, а также увеличения числа трансформаторов.
9.
http://www.studmed.ru/docs/document7265?view=7
10.
http://www.studmed.ru/docs/document7265?view=7
11.
Схемы электроснабжения промышленных предприятий должны разрабатываться с учетом следующих основных принципов:
· источники питания должны быть максимально приближены к потребителям электрической энергии;
· число ступеней трансформации и распределение электроэнергии на каждом напряжении должно быть минимальным;
· схемы электроснабжения и электрических соединений подстанций должны обеспечивать необходимые надежность электроснабжения и уровень резервирования;
· распределение электроэнергии рекомендуется осуществлять по магистральным линиям (к одной линии присоединяется несколько потребителей). Радиальные схемы могут применяться при соответствующем технико-экономическом обосновании;
· схемы электроснабжения должны быть выполнены по блочному принципу с учетом технологической схемы предприятия;
· все элементы электрической сети должны быть находиться под нагрузкой. Резервирование предусматривается в самой схеме электроснабжения путем перераспределения нагрузок между оставшимися в работе.
ИП – источник питания, ГПП – главная понизительная подстанция, КТП – комплектная трансформаторная подстанция, ДСП – дуговая сталеплавильная печь
1 уровень –источник питания. При централизованном Э. источником питания чаще всего является ПС энергосистемы.
2 уровень– питающие линии. Чаще всего здесь применяются ВЛ напряжением 35÷110 кВ. более высокое напряжение для питания предприятий используется сравнительно редко, т.к. такие напряжения применяются для питания крупных энергоёмких предприятий.
При небольших расстояниях до источника питания в качестве питающих линий могут использоваться КЛ, работающие на напряжении 6-10 кВ (Т1, Т2 не нужны).
3 уровень(ГПП – главная понижающая ПС). ГПП служит для приёма электроэнергии от передающих линий и преобразования её с одного уровня напряжения на другой и дальнейшего её распределения заводским потребителям электроэнергии. ГПП состоит из 3 основных частей:
1. распред. устройство высокого напряжения (РУВН);
2. силовые трансформаторы;
3. РУНН (низшего напряжения.
4 уровень –распред. сеть предприятия, предназначенная для распределения электроэнергии к высоковольтным приёмникам электроэнергии напряжением 6-10 кВ. К таким ЭП относят:
1. Высоковольтные электродвигатели (как синхр., так и асинхр.)
2. Электротермич. установки (электропечи и др. электроприёмники).
Чаще всего распред. сеть выполняется кабельными линиями.
5 уровень– КТП. Предназначены для питания цеховых эл.сетей. От этих сетей питается технологическое и вспомогательное оборудование цехов, систем эл. освещения и др. ЭП.
Внешние
Концентрация крупных производств на сравнительно малой территории приводит к созданию крупных нагрузочных узлов. Многообразие конкретных условий, которые нужно учесть при проектировании электроснабжения предприятий разных отраслей, приводит к многообразию схем внешнего электроснабжения. Однако практика проектирования выявила для этих потребителей характерные особенности, определила общий подход и создала ряд характерных схем.
Выбор схемы и напряжения сети внешнего электроснабжения производится на основе технико-экономического сравнения возможных вариантов с учетом перспективы развития предприятия, чтобы осуществление первой очереди не приводило к большим затратам, связанным с последующим развитием.
При проектировании схемы электроснабжения промышленного предприятия следует учитывать потребность в электроэнергии всех потребителей района - городов и поселков, сельского хозяйства. Схема должна оптимизироваться с учетом интересов всех рассматриваемых потребителей.
Основным источником электроснабжения, как правило, являются энергетические системы. Исключение составляют предприятия с большим теплопотреблением, для которых основным источником может являться ТЭЦ. При этом обязательно предусматривать связь ТЭЦ с энергосистемой, как правило, на напряжении 110 кВ и выше.
Общей тенденцией построения современных схем электроснабжения промышленных предприятий является применение глубоких вводов - максимальное приближение источников питания к электроустановкам предприятий, сведение к минимуму количества сетевых звеньев и ступеней трансформации, дробление ПС ВН при размещении предприятий на значительной территории.
Применяемые для внешнего электроснабжения промпредприятий напряжения зависят от напряжения электрических сетей энергосистемы в районе размещения предприятий и от их нагрузки.
Для электроснабжения предприятий с небольшой нагрузкой используются сети 10 кВ с питанием их от ближайших ПС 110 кВ энергосистемы; для электроснабжения средних и крупных предприятий, как правило, применяются сети 110 кВ, в отдельных случаях - 220-500 кВ.
Используются следующие основные схемы распределения электроэнергии:
главная понижающая ПС (ГПП) предприятия 220-500/110 кВ для распределения электроэнергии между ПС глубоких вводов (ПГВ) 110/10(6) кВ; ГПП в отдельных случаях целесообразно совмещать с ПС энергосистемы, предназначенной для электроснабжения района;
ряд ПС 110/10(6) кВ, присоединяемых к сети 110 кВ системы;
ПГВ 220/10(6) кВ - для крупных предприятий с сосредоточенной нагрузкой.
Подавляющее большинство крупных промышленных предприятий имеет потребителей 1-й и 2-й категорий, поэтому их внешнее электроснабжение осуществляется не менее чем подиум линиям. Предпочтительной является схема, при которой линии выполняются на отдельных опорах и идут по разным трассам (или каждая ПС питается по двум цепям, подвешенным на опорах разных двухцепных ВЛ). Выбор пропускной способности питающих линий производится таким образом, чтобы при выходе из работы одной из них оставшиеся обеспечивали питание приемников электроэнергии 1-й и 2-й категорий, необходимых для функционирования основных производств.
ПГВ выполняются, как правило, по простейшим схемам с минимальным количеством оборудования на напряжении ВН.
Для обеспечения потребноcти в тепле химкомбината (рис. 1.12) предусмотрена ТЭЦ мощностью 200 МВт. Недостающая мощность подастся из системы по сети 220 кВ. Для приема этой мощности предусмотрена ГПП 220/110/10 кВ, которая служит для питания нагрузок электролиза на 10 кВ. для распределения электроэнергии по территории комбината к ПГВ 110/6 кВ и приема мощности от ТЭЦ на напряжении 110 кВ. Схема внешнего электроснабжения завода минеральных удобрений Рис 1.13. Схема внешнего электроснабжения завода минеральных удобрений с нагрузкой 150 МВт: а - схема сети; С - схема подстанций
Сравнительно небольшое потребление тепла заводом минеральных удобрений (рис. 1.13) удовлетворяется от котельной; 90 % электрической нагрузки приходится на потребителей 1-й категории. В связи с этим три ПГВ 110/6 кВ выполняют по схеме двух блоков линия - трансформатор с возможностью покрытия всей нагрузки от одного блока.
Потребность в тепле нефтехимкомбината (рис. 1.14) удовлетворяется от ТЭЦ мощностью 150 МВт, дефицит электрической мощности - от районной ПС 330/110 кВ. Мощность распределяется как от шин 6 кВ ТЭЦ, так и от пяти ПГВ 110/6 кВ. Схема внешнего электроснабжения нефтехимического комбината Рис. 1.14. Схема внешнего электроснабжения нефтехимического комбината с нагрузкой 300 МВт Схема электроснабжения крупных металлургических заводов Рис. 1.16. Схема электроснабжения крупных металлургических заводов:
а - схема для существующих расширяемых заводов; б - схема для новых заводов; УРП - B распределительные пункты 110 кВ; ПГВ - подстанции глубокого ввода 110/10(6) кВ
Схема электроснабжения алюминиевого завода, показанная на рис. 1.15, осуществляется с помощью трансформаторов 220/10 кВ с расщепленной обмоткой 10 кВ мощностью по 180 МВ-А. От каждого трансформатора питаются две серии последовательно соединенных панн. На каждые четыре рабочих трансформатора устанавливается один резервный, подключенный к трансферной системе шин, который может заменить любой из рабочих переключением на стороне 10 кВ (в нормальном режиме он отключен со стороны 10 кВ). Рабочие трансформаторы подключены блоками с ВЛ 220 кВ от источника (в рассматриваемом случае - крупная ГЭС). При ремонте одного из рабочих трансформаторов питающая его ВЛ присоединяется к трансферной системе и питает резервный; при аварии одной из ВЛ она отключается вместе со споим трансформатором, а одна из оставшихся в работе присоединяется к трансферной системе и временно питает два трансформатора — рабочий и резервный, Кратковременный перерыв в электроснабжении, необходимый для производства переключений, допустим за счет тепловой инерции ванн.
Электроснабжение металлургических заводов (рис. 1,16, а) осуществляется от районных ПС 220-500/110 кВ и ТЭЦ по двухцепным ВЛ 110 кВ, к каждой из которых присоединяется ряд двухтрансформаторных ПГВ 110/10(6) кВ, выполняемых но типовой схеме 110-4Н. В отдельных случаях при большом количестве ВЛ и ПГВ сооружаются также узловые распределительные пункты (УРП) 110 кВ. Такие схемы используются для расширяемых существующих заводов.
Рост нагрузок и их плотности, повышение требований к надежности электроснабжения привели к появлению схем, приведенных на рис. 1.16, б. К кольцевой сети 110 кВ, питаемой от районных ПС и ТЭЦ, присоединяется ряд УРП; ПГВ питаются от УРП по КЛ 110 кВ; ПГВ выполняются по схеме блок - КЛ - трансформатор с установкой от одного до четырех трансформаторов. Такие схемы находят применение и последнее время для вновь сооружаемых заводов.
При использовании на заводах дуговых сталеплавильных печей необходимо проверить их влияние на системы электроснабжения. При необходимости повышения мощности КЗ в общих ЦП печей и других потребителей могут применяться следующие мероприятия:
питание дуговых сталеплавильных печей через отдельные трансформаторы;
уменьшение индуктивного сопротивления питающих линий (например, продольная компенсация на ВЛ соединяющих ЦП с источниками);
включение на параллельную работу двух питающих дуговую печь линий и трансформаторов на стороне ВН и НН.
Крупномасштабное освоение нефтяных месторождений и переработки попутного газа в Западной Сибири, характеризующихся сложными климатическими условиями и высокими требованиями к надежности электроснабжения, вызвало появление особых требований к построению схем электроснабжения. На основании проектов технологической части, обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации систем электроснабжения этих объектов установлены категории отдельных электроприемников по надежности электроснабжения. Принято, что электроснабжение объектов нефтедобычи и переработки попутного газа должно обеспечиваться без ограничений как в нормальных, так и в послеаварийных режимах при отключении любого элемента электрической сети. Принято положение о проектировании схем электроснабжения нефтяных месторождений и переработки попутного газа в Западной Сибири, которое устанавливает следующие требования и рекомендации:
электроснабжение вновь вводимых нефтяных месторождений, как правило, осуществляется на напряжении 110 кВ, а при наличии обоснований - на 220 кВ;
на нефтяных месторождениях с объемом добычи нефти до 2 млн. т в год допускается предусматривать сооружение одной ПС, более 2 млн. т в год - не менее двух ПС; в первом случае рекомендуется присоединение ПС в транзит ВЛ с двусторонним питанием или двумя одноцепными тупиковыми ВЛ (допускается двухцепная ВЛ на стальных опорах — при наличии обоснований), во втором случае ПС должны питаться от независимых источников не менее чем по двум ВЛ, прокладываемым по разным трассам;
для электроснабжения компрессорных станций (КС) газлифта, водозаборов, газоперерабатывающих заводов и головных КС при каждом объекте сооружается ПС 110-220 кВ, подключаемая к независимым источникам питания не менее чем по двум одноцепным ВЛ или заходом одной цепи ВЛ с двусторонним питанием;
размещение ПС принимается с максимально возможным приближением к технологическим объектам;
на ПС предусматривается установка двух трансформаторов из условий резервирования 100 % нагрузки;
для ВЛ 110 кВ в качестве рационального типового сечения провода рекомендуется АС 120-150 (при наличии обоснований — до АС-240), для ВЛ 220 кВ - АС-240-300.
Внутренние.
Схема внутреннего электроснабжения предприятия разрабатывается с учетом размещения источников 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 трансформаторы, 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 потребителей.
в) во всех звеньях системы распределения энергии, начиная от шин ГПП и кончая шинами на напряжения до 1000 В цеховых ТП, а иногда и цеховых силовых РП, осуществляется секционирование шин, а при преобладании нагрузок первой и второй категории предусматривается устройство автоматического ввода резерва (АВР),
г) параллельная работа линий и трансформаторов предусматривается при ударных резкопеременных нагрузках (прокатные станы, мощные сварочные агрегаты, электропечи) или когда АВР не обеспечивает необходимое быстродействие восстановления питания, определяемое режимом электроприемников. 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 различных направлениях от источника питания.
На небольших предприятиях и для питания крупных сосредоточенных нагрузок используются одноступенчатые 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 категории, 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.
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 пе<