Общие требования к электроснабжению предприятий - VISTAGRUP.RU

Общие требования к электроснабжению предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий: требования к сетям и нюансы их проектирования

Динамичность технологических процессов и закономерное совершенствование производства требуют от системы электроснабжения современных предприятий гибкости, простоты и надежности. При этом промышленные объекты различных отраслей хозяйства имеют свои, зачастую уникальные требования к проектированию каналов электроснабжения.

Электроэнергия — равноправный компонент производственного процесса, а значит, правильно спроектированное электроснабжение промышленного предприятия способно существенным образом оптимизировать издержки и в результате сократить себестоимость продукции.

Особенности электроснабжения производственных площадок

Какими же практическими принципами следует руководствоваться при проектировании промышленной системы электроснабжения?

Простота и масштабируемость. Система электроснабжения промышленных предприятий не должна быть многоступенчатой, питающие сети не должны быть длинными, а способ прокладки сети должен быть максимально простым. Кроме того, система обязана обеспечивать возможность внедрения нового оборудования, то есть быть масштабируемой.

Отсутствие перегрузок. При проектировании цехов промышленных предприятий значение имеет как размещение оборудования в цехах, так и расположение трансформаторных подстанций. По возможности каждый участок должен быть снабжен отдельным распределительным устройством, которое устанавливается рядом с центром нагрузки. Другие потребители и участки не должны иметь возможности подключения к данному устройству во избежание перегрузки.

Обеспечение бесперебойного производственного процесса. На производствах с параллельными технологическими потоками сеть должна быть построена так, чтобы при необходимости отключения одного элемента сети (в случае аварии, с целью ремонта) отключались только те механизмы, которые относятся к данному потоку. Другие технологические потоки при этом должны оставаться в рабочем состоянии.

Безопасность. Все используемое электрооборудование должно обладать степенью защиты, соответствующей условиям работы конкретного цеха.

Если все эти факторы учтены на этапе проектирования системы, повышаются возможности расширения производства, внедрения новых технологий, применения инновационного оборудования.

Элементы системы электроснабжения предприятий

К основным элементам системы электроснабжения относятся:

  • источник питания;
  • линии электропередачи от источника питания к предприятию;
  • пункт приема электрической энергии;
  • распределительные сети;
  • приемники (потребители электроэнергии).

Основными составными частями системы электроснабжения являются питающая и распределительная сети. Питающая сеть — это линии, отходящие от источника питания к пункту приема электрической энергии. Распределительные сети — это линии, подводящие электроэнергию от пунктов приема непосредственно к электрооборудованию. При этом схемы питания могут быть радиальными, магистральными или смешанными. Магистральная схема подразумевает питание узлов и мощных потребителей по отдельным линиям, присоединенным к магистрали в различных точках.

Магистральная схема актуальна для энергоемких производств в машино- и приборостроении, цветной металлургии, экспериментальном производстве. Магистральные схемы электроснабжения предприятий являются высоконадежными, применяются в помещениях с нормальной средой и достаточно равномерным распределением оборудования. Радиальные схемы питания применяются в помещениях с любой средой. При данной схеме каждый потребитель соединяется с подстанцией или распределительным пунктом по отдельной линии. При смешанной схеме каждая магистраль питает ряд пунктов, от которых отходят радиальные линии непосредственно к приемникам. Радиальные схемы используют для питания сосредоточенных нагрузок и мощных электродвигателей.

Требования к электросетям промобъектов

Помимо озвученных выше принципов электроснабжения промышленных предприятий (бесперебойность, экономичность, гибкость, приближенность к источникам питания, минимальное число ступеней трансформации, использование надежных магистральных схем и пр.), существуют также определенные нормативные требования к электросетям промобъектов.

На промышленных предприятиях источник питания может представлять собой электрическую станцию центральной системы электроснабжения или собственную станцию предприятия. Собственная электростанция необходима при большом потреблении энергии, при наличии специальных требований к надежности системы электроснабжения, при удаленности предприятия от энергосистем.

Требования к источникам питания:

  • На предприятиях с электроприемниками I и II категорий должно быть два и более независимых взаимно резервируемых источника питания.
  • Для электроприемников особой группы I категории должен быть предусмотрен третий независимый источник питания.
  • Питание энергоемких предприятий от сетей энергосистемы следует осуществлять при напряжении 110 или 220 кВ.
  • Предприятия с незначительной нагрузкой могут работать при напряжении 6, 10 и реже 35 кВ.
  • При малой нагрузке достаточно напряжения 0,4 кВ от сетей энергосистемы либо соседнего предприятия.
  • Распределительная сеть промышленных предприятий должна работать на напряжении 10 кВ, в некоторых случаях — 6 кВ, энергоемких — на напряжении 110 кВ.

Пункт приема при компактном размещении приемников электроэнергии может быть один. Два приемных пункта необходимы при следующих условиях:

  • при наличии на предприятии двух и более относительно мощных обособленных групп потребителей;
  • при повышенных требованиях к надежности питания электроприемников I категории;
  • при поэтапном развитии предприятия для питания нагрузок второй очереди.

Требования к электроснабжению различных типов объектов обширны и регулируются большим числом нормативных актов. В части электроснабжения промышленных предприятий можно выделить следующие документы:

  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ) — группа нормативных документов, которая не является документом в области стандартизации.
  • НТП ЭПП-94. Нормы технологического проектирования. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий.
  • СН 357-77. Инструкция по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий.
  • СНиП 3.05.06-85. Электротехнические устройства.
  • ГОСТ 30852.0-2002 (МЭК 60079-0:1998). Межгосударственный стандарт. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования НТП ЭПП 94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий.

Проектирование электроснабжения играет ключевую роль при вводе в эксплуатацию промобъектов. Любые ошибки на этапе проектирования в будущем приведут к проблемам в функционировании всего предприятия.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий

При проектировании системы электроснабжения в первую очередь определяются следующие параметры:

  • электротехнические нагрузки групп электротехнических приемников, узлов нагрузок и всего предприятия в целом;
  • структура системы электроснабжения — число и место размещения всех элементов системы;
  • рациональное напряжение питающей и распределительной сетей;
  • способ транспорта электроэнергии в сетях питания и распределения;
  • конструктивное исполнение электроустановок и электрооборудования;
  • технические средства для обеспечения электробезопасности при эксплуатации системы электроснабжения.

Качественно выполненный этап проектирования избавит от таких распространенных проблем, как увеличение сметы при монтаже и «наползание» разных инженерных сетей друг на друга. Тщательная проработка деталей проекта позволяет минимизировать доработки при монтаже и интегрировать все инженерные системы между собой.

Проектирование и эксплуатация систем электроснабжения промышленных предприятий — задача многофункциональная и трудоемкая. Данная сфера постоянно совершенствуется и усложняется в силу появления новых технологий и оборудования. Требования к качеству электрической энергии и надежности электроснабжения также повышаются. Для решения поставленных задач в данной сфере необходимо применение вычислительной техники, а также высокий профессионализм.

Общие требования к системам электроснабжения промышленных предприятий и основные принципы построения схем электроснабжения. Источники питания

Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований.

Системы электроснабжения промышленных предприятий должны обеспечивать: экономичность, надежность электроснабжения, безопасность и удобство эксплуатации, качество электрической энергии, гибкость системы (возможность дальнейшего развития), максимальное приближение источников питания к электроустановкам потребителей, а также должны предусматриваться кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ.

При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

Важные дополнительные требования к электроснабжению предъявляют:

а) электроприемники с резкопеременной циклически повторяющейся ударной нагрузкой;

б) электроприемники, требующие бесперебойности питания при всех режимах системы электроснабжения;

в) электроустановки, расположенные в зонах с загрязненной средой.

При создании системы электроснабжения необходимо учитывать категорию приемников электроэнергии. При определении категории следует руководствоваться требованиями ПУЭ.

Надежность электроснабжения потребителя обеспечивается требуемой степенью резервирования. Резервирование необходимо для продолжения работы основного производства в послеаварийном режиме. Питание потребителей третьей категории не предусматривает резервирования.

Предъявляемые к схемам электроснабжения (СЭС) требования и ее параметры зависят от мощности и категории надежности потребителей.

В соответствии с ПУЭ для электроприемников первой категории должны предусматриваться два независимых взаимно резервируемых источника питания.

Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания. Ко второй категории следует относить только такое технологической оборудование, без которого невозможно продолжение работы основного производства на время послеаварийного режима.

Схема электроснабжения должна обеспечивать необходимое качество электрической энергии в соответствии с ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». Снижение качества электроэнергии приводит к дополнительным потерям энергии, и уменьшает пропускную способность электрических сетей, приводит к сокращению срока службы электрооборудования, электрических машин, конденсаторных установок и т.д.

Читайте также  Как считается площадь застройки здания?

Трансформаторные и распределительные подстанции следует максимально приближать к электроустановкам потребителей электроэнергии, сокращая число ступеней трансформации путем внедрения глубоких вводов, повышенных напряжений питающих и распределительных сетей, дальнейшего развития принципа укрупнения подстанций, внедрения магистральных токопроводов.

По величине расчетной (максимальной) мощности можно ориентировочно провести деление предприятий: мини – от единиц до сотен кВт, малые (мелкие) – до 3-5 МВт, средние – от 5 до 75 МВт, крупные – 75-500 МВт, и особо крупные (гиганты) – с нагрузкой близкой к 1000 МВт.

Схемы электроснабжения промышленных предприятий должны разрабатываться с учетом следующих основных принципов:

— источники питания (в том числе трансформаторы 35-220/6-10 кВ) должны быть максимально приближены к потребителям электрической энергии; необходимо широко внедрять глубокие вводы и дробления ГПП на 2-3 и более подстанций глубокого ввода;

— число ступеней трансформации и распределения электрической энергии на каждом напряжении должно быть по возможности минимальным;

— схемы электроснабжения и электрических соединений подстанций должны обеспечивать необходимые надежность электроснабжения и уровень резервирования;

— распределение электроэнергии рекомендуется осуществлять по магистральным схемам питания. Радиальные схемы могут применяться при соответствующем обосновании;

— схемы электроснабжения должны быть выполнены по блочному принципу с учетом технологической схемы предприятия. Питание электроприемников параллельных технологических линий следует осуществлять от разных секций шин подстанций, взаимосвязанные технологические агрегаты должны питаться от одной секции шин;

— все элементы электрической сети должны находиться под нагрузкой, т.к. это способствует снижению потерь. Резервирование предусматривается в самой схеме электроснабжения путем перераспределения отключенных нагрузок между оставшимися в работе элементами схемы. При этом используется перегрузочная способность электрооборудования и, в отдельных случаях, отключение неответственных потребителей. Наличие резервных неработающих элементов сети должно быть обоснованно;

— следует применять раздельную работу элементов системы электроснабжения: линий, секций шин, токопроводов, трансформаторов, т.е. применять глубокое секционирование СЭС предприятий для снижения Iк и упрощения РЗ. Широкое применение АВР на всех ступенях напряжения позволяет применять схему с глубоким секционированием при нагрузках любой категории. В некоторых случаях, по согласованию с энергоснабжающей организацией, может быть допущена параллельная работа, например при питании ударных резкопеременных нагрузок, если автоматическое включение резервного питания не обеспечивает необходимое быстродействие восстановления питания с точки зрения самозапуска электродвигателей;

— вопросы электроснабжения должны решаться комплексно со строительными и технологическими вопросами при построении генерального плана объектов.

Вопросы рационального электроснабжения предприятий не должны решаться в отрыве от общей энергетики данного района. Решение по электроснабжению должны приниматься с учетом перспективного плана электрификации района, что обеспечивает кооперирование электроснабжения всех отраслей. Даже самые рациональные в масштабе данного предприятия, не всегда являются эффективными и экономичными с точки зрения электрификации района в целом.

Основными источниками питания (ИП) большинства предприятий являются электростанции (в том числе шины генераторного напряжения), собственные ТЭЦ и районные подстанции энергосистем. Выбор независимых источников питания осуществляет энергоснабжающая организация, которая в технических условиях на присоединение указывает их характеристики.

С начала 90-х годов в энергосистемах наметилась тенденция питания потребителей с шин районных подстанций на напряжениях 110-220 кВ, что диктуется стремлением гальванически развязать сети генераторов и потребителей для исключения влияния различного рода повреждений в сети потребителя на работу генераторов. На многих строящихся электростанциях не предусматриваются распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ, предназначенные для потребителей электроэнергии, вся мощность продается на напряжениях 110 и 220 кВ к ближайшим районным подстанциям. Строительство собственных ТЭЦ на предприятиях также считается невыгодным. Такие решения экономически оправданы для энергокомпаний, но могут существенно снизить надежность электроснабжения потребителей.

Разработчику проекта электроснабжения следует обратить особое внимание на следующие факторы, определяющие бесперебойность питания электроприемников при аварийном отключении одного из независимых ИП:

— установившееся значение напряжения на оставшемся источнике питания в послеаварийном режиме должно быть не менее 0,9 номинального напряжения;

— при аварийном отключении одного из источников питания и действии релейной защиты и автоматики на оставшемся ИП может иметь место кратковременное снижение напряжения. Если значение провала напряжения и его продолжительность таковы, что вызывают отключение электроприемников на оставшемся ИП, то эти ИП не могут считаться независимыми. Значение оставшегося напряжения на резервирующем ИП должно быть не менее 0,7 номинального напряжения.

Сооружение собственных электростанций (ТЭЦ, ГЭС) целесообразно при следующих обстоятельствах:

— при значительной потребности предприятия в паре и горячей воде;

— при наличии на предприятии отходного топлива (газа и т.п.) и возможности его использования для электростанции;

— при значительной удаленности или недостаточной мощности энергосистемы;

— при наличии особых групп электроприемников с повышенными требованиями к бесперебойности питания, когда собственный ИП необходим для резервирования электроснабжения.

Электростанция, используемая в качестве собственного ИП, должна быть электрически связана с ближайшими электрическими сетями энергосистемы. Связь может осуществляться либо непосредственно на генераторном напряжении, либо на повышенном напряжении через трансформаторы связи.

На промышленных предприятиях пунктами приема электроэнергии могут быть:

— узловые распределительные подстанции напряжением 110 кВ и выше, предназначенные для распределения электроэнергии на крупных предприятиях между подстанциями глубокого ввода;

— главные понизительные подстанции напряжением 35 кВ и вше (одна или несколько);

— подстанции глубокого ввода 35 кВ и выше в случаях, когда их питание осуществляется от подстанций энергосистемы;

— центральные распределительные подстанции или распределительные подстанции при одинаковом напряжении питающей и распределительной сетей предприятия;

— трансформаторные подстанции (ТП) напряжением 6-20 кВ на предприятиях с небольшой электрической нагрузкой.

Для крупных энергоемких предприятий с электрической нагрузкой порядка 100-150 МВт и выше в качестве пунктов приема электроэнергии могут быть использованы узловые распределительные подстанции напряжением 110-500 кВ. УРП чаще всего находятся в ведении энергоснабжающей организации, поэтому они размещаются, как правило, вне площадки промышленного предприятия, но в непосредственной близости от него. Если УРП предназначены для питания нескольких подстанций глубокого ввода одного предприятия, то они могут размещаться на территории предприятия и обслуживаться персоналом промышленного предприятия.

Для предприятий с нагрузкой в несколько десятков МВт пунктами приема электроэнергии могут быть ГПП, ПГВ, РП 6-10 кВ. Число пунктов приема электроэнергии на предприятии определяется рядом факторов: требованиями к надежности питания; поэтапным развитием предприятия; экономической целесообразностью.

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Общие требования к системам электроснабжения

Система электроснабжения представляет собой совокупность электроустановок, состоящих из подстанций, распределительных устройств, токопро- водов, воздушных и кабельных линий электропередачи, приемников электроэнергии. Требования к системам электроснабжения:

  • • экономичность;
  • • надежность электроснабжения;
  • • безопасность и удобство эксплуатации;
  • • обеспечение надлежащего качества электрической энергии;
  • • гибкость системы, дающая возможность дальнейшего развития;
  • • максимальное приближение источников питания к электроустановкам потребителей и др.

Система электроснабжения промышленного предприятия должна выбираться на основе технико-экономического сравнения сопоставимых вариантов по критерию минимума дисконтируемых затрат или другим экономическим критериям.

При построении системы электроснабжения следует учитывать требуемую надежность электроснабжения электроприемников, требуемое качество электрической энергии в соответствии с ГОСТ Р 54149—2010 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Трансформаторные и распределительные подстанции следует максимально приближать к электроустановкам потребителей электроэнергии, сокращая число ступеней трансформации за счет внедрения глубоких вводов, повышенных напряжений питающих и распределительных сетей, дальнейшего развития принципа «разукрупнения» подстанций, внедрения магистральных токопроводов.

Схемы электроснабжения промышленных предприятий

Основные принципы построения схем

Схема электроснабжения объекта — это графическое изображение системы электроснабжения в виде условных обозначений.

Схемы электроснабжения строятся таким образом, чтобы все элементы электрической сети в нормальном режиме работы находились под нагрузкой. При отключении одного из источников питания (ИП) автоматически или вручную должно происходить переключение потребителей на оставшийся в работе ИП. Такие схемы относят к схемам горячего резерва. При этом используется перегрузочная способность оставшихся в работе элементов сети. В необходимых случаях производят отключение потребителей третьей категории. Наличие резервных неработающих элементов сети должно быть обосновано.

Читайте также  Ввод кабеля в здание через фундамент

Применяется раздельная работа элементов системы электроснабжения: источников питания; линий электропередачи, трансформаторов. Это означает, что в нормальном режиме все ЭП независимо от категории получают питание от одного источника питания и путь от источника питания до электроприемника только один. Схемы, отвечающие этому условию, называются разомкнутыми. В обоснованных случаях, по согласованию с энергоснабжающей организацией, допускается параллельная работа, например при питании ударных резкопеременных нагрузок, если автоматическое включение резервного питания не обеспечивает необходимое быстродействие восстановления питания с точки зрения самозапуска электродвигателей.

Следует выделять схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. К схемам внешнего электроснабжения относят электрические сети, связывающие источники питания с пунктами приема электроэнергии потребителей. К схемам внутреннего электроснабжения относят электрические сети от пунктов приема электроэнергии до электроприемников высокого и низкого напряжений.

Схема строится по блочному принципу с учетом технологической схемы предприятия. Взаимосвязанные технологические агрегаты должны питаться от одной секции шин. Питание ЭП параллельных технологических линий следует осуществлять от разных источников питания.

Используется ступенчатый принцип распределения электроэнергии. Число ступеней распределения электроэнергии определяется мощностью и расположением электрических нагрузок на территории проектируемого объекта. Обычно применяется две ступени распределения электроэнергии на одном напряжении. При большем числе ступеней распределения ухудшаются технико-экономические показатели системы электроснабжения и усложняются условия эксплуатации. Схемы распределения электроэнергии на напряжениях до 1 кВ часто имеют большее число ступеней распределения электроэнергии, что связано с большим количеством ЭП и их расположением.

Распределение электроэнергии выполняется по радиальным, магистральным или смешанным схемам.

Радиальная схема — это схема, в которой линия электропередачи соединяет подстанцию (или устройство распределения электроэнергии) верхнего уровня с подстанцией нижнего уровня (или устройством распределения электроэнергии, приемником электроэнергии) без промежуточных отборов мощности (рис. 3.1, а). Радиальные схемы просты, надежны, в большинстве случаев позволяют использовать упрощенные схемы первичной коммутации подстанции нижнего уровня. Аварийное отключение радиальной линии не отражается на потребителях электроэнергии, подключенных к другим ли-

Рис. 3.1. Схемы распределения электроэнергии:

а — радиальная; б — одиночная магистраль с односторонним питанием; в — одиночная магистраль с двухсторонним питанием; г — двойная магистраль с односторонним питанием; д — встречные магистрали; е — двойная магистраль с двухсторонним питанием; 1 — подстанция или устройство распределения электроэнергии верхнего уровня; 2 — подстанция или устройство распределения электроэнергии нижнего уровня ниям. К недостаткам радиальных схем можно отнести более высокую стоимость по сравнению с магистральными схемами, больший расход коммутационной аппаратуры и цветных металлов. Радиальные схемы следует применять при повышенных требованиях к надежности электроснабжения, при сосредоточенных нагрузках, для питания мощных ЭП с нелинейными, резко переменными, ударными нагрузками, отрицательно влияющими на качество электрической энергии.

При магистральной схеме от подстанции верхнего уровня питаются по одной линии электропередачи (магистрали) несколько подстанций или устройств распределения электроэнергии нижнего уровня. Преимущества магистральных схем состоят в том, что они позволяют лучше загрузить магистральные линии по току, уменьшить количество коммутационной аппаратуры, расход цветных металлов и затрат на выполнение электрической схемы. К недостаткам можно отнести усложнение схем первичной коммутации подстанций нижнего уровня и схем релейной защиты, более низкую надежность электроснабжения.

Магистральные схемы распределения электроэнергии следует применять при распределенных нагрузках и при таком взаимном расположении подстанций на территории проектируемого объекта, когда магистрали могут быть проложены без значительных обратных направлений. Магистральные схемы можно разделить:

  • • на одиночные магистрали с односторонним питанием (рис. 3.1,#);
  • • одиночные магистрали с двухсторонним питанием (рис. 3.1, в);
  • • двойные магистрали с односторонним питанием (рис. 3.1, г);
  • • схемы встречных магистралей (рис. 3.1,#);
  • • двойные магистрали с двухсторонним питанием (рис. 3.1, е);

В городских сетях схема рис. ЗА, б получила название «однолучевой», схема рис. 3.1, в — «петлевой» и схема рис. 3.1, г — двухлучевой. Отличие двухлучевой схемы от схемы двойной магистрали состоит в том, что «лучи» прокладываются по разным направлениям от источника питания.

Выбор схемы зависит от территориального размещения нагрузок, их значения, требуемой степени надежности электроснабжения и других характерных особенностей проектируемого объекта.

Промышленные системы электроснабжения

Система электроснабжения (СЭС) объединяет источники, системы преобразования, передачи, распределения электроэнергии. Приемники электроэнергии (потребители) не включаются в СЭС. Системы электроснабжения промышленных предприятий основываются на электроустановках, которые нужны для обеспечения потребителей электрической энергией. Потребителем может быть электроприемник или другой агрегат, который преобразовывает электрическую энергию в иной вид энергии. Также этих механизмов может иметься несколько. В таком случае их объединяют в одну технологическую группу и размещают на отдельном пространстве.

Электроснабжение промышленных предприятий строится на основе питающих, распределительных, трансформаторных, преобразовательных подстанций, а также на связывающих их кабельных, воздушных сетей, токопроводов (низкого и высокого напряжения). Проектирование электроснабжения промышленных предприятий должно происходить с учетом важнейших требований, определяющих:

  • надежность;
  • удобство;
  • безопасность;
  • обеспечение необходимого количества/качества энергии;
  • бесперебойность снабжения электрической энергии в обычном режиме и послеаварийном;
  • экономичность по затратам энергии, материалов и оборудования.

Соблюдать вышеперечисленные требования возможно при использовании взаимного резервирования путей предприятия и сплочения питания промышленных и коммунальных (а также сельских) потребителей. В момент сооружения на предприятии собственной электрической станции необходимо учесть близлежащие потребители энергии (внезаводские).

Приемники, обеспечивающие электроснабжение промышленных объектов

Так как электросети и подстанции являются элементами общей структуры предприятия, они должны координироваться с технологическими, строительными частями, а также с планом здания. К примеру, высокие требования к надежному и качественному электроснабжению предъявляются крупными предприятиями цветной и черной металлургии. Они отличаются высокими значениями суммарных установленных мощностей электрических приемников, которые могут достигать 1700-2000 МВт.

Электроприемники можно разделить на 3 категории:

1. Электроприемники, которые вследствие перерывов в электроснабжении могут проявить опасность для людей, нанести ущерб оборудованию, продукции и т. д. Такие приемники должны питаться от двух отдельных источников. Перерыв электроснабжения возможен только на период автоматического включения резерва. Примеры: котельные производственного пара, доменные цехи, приводы вагранок, ответственные насосные, разливочные краны и др.

2. Электроприемники, перерыв в работе которых связан с недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов, транспорта. Допустимы перерывы питания на время, которое необходимо для ручного включения резерва.

3. Прочие электроприемники, которым позволен перерыв электроснабжения на время ремонта (не более одних суток). Например, вспомогательные цеха, неответственные склады, цеха несерийного производства и др.

Для того чтобы правильно решать вопросы надежности, нужно точно установить режимы, которые возникают при аварии и после нее. Аварийный режим – временный режим, возникающий из-за нарушения приемлемой работы системы электроснабжения или ее отдельных элементов. Послеаварийный режим – режим после ликвидации аварии, который длится до полного восстановления нормальной работы.

Очевидно, что система электроснабжения должна строиться так, чтобы при послеаварийном режиме она смогла обеспечить функционирование главных производств промышленного предприятия (после необходимых пересоединений). При послеаварийном режиме допускаются перебои в подаче электроэнергии приемниками третьей и отчасти второй категорий на небольшое время.

Электроснабжение промышленных зданий. Напряжение

Напряжение, подходящее для того или иного предприятия, зависит от:

  • потребляемой мощности предприятием;
  • промежутком от предприятия до источника;
  • значения номинального напряжения, при котором может производиться питание.

Для крупных предприятий применяется напряжение в промежутке 6-220 кВ. В некоторых случаях напряжение может достигать 330-500 кВ.

Средние предприятия применяют напряжение 35 кВ. Для крупных предприятий такое напряжение является недостаточным. Напряжение 20 кВ также недостаточно для таких зданий, но у такого показателя есть преимущества. К примеру, для напряжения 20 кВт применяются более легкие, экономичные аппараты, чем для 35 кВт. Годовые расходы при использовании такого напряжения значительно уменьшаются. Но, как уже было сказано выше, напряжение 20 кВт не подойдет для большого промышленного предприятия.

Читайте также  Как рассчитать вместимость здания?

На второй и следующих ступенях распределения электроэнергии на больших и средних заводах может применяться напряжение 10 (6) кВ. Что касается первой ступени, то на крупных предприятиях такое напряжение возможно при использовании токопроводов.

Напряжение 6 кВ может быть применено при напряжении генераторов собственной ТЭЦ, равняющемся 6кВ. Также такое напряжение допустимо при преимуществе электрических приемников на напряжение 6 кВ (электродвигатели).

Напряжение 3 кВ не применяется в качестве основного напряжения распределительной сети. Его использование может быть задействовано для действующих электрических установок до реконструкции.

Другие напряжения применяются:

  • для электроустановок до 1000 В – напряжение 380-220 В;
  • на реконструируемых промышленных предприятиях – напряжение 220-127 В (довольно редко);
  • в помещении с высокой опасностью – 36 В;
  • для питания переносных ламп – напряжение до 12 В;
  • на химических, нефтехимических промышленных предприятиях – 660 В (довольно редко).

Схемы электроснабжения промышленных предприятий

Самая надежная, экономичная система электроснабжения – та, при которой источники наивысшего напряжения приближены к потребителям максимально, а прием электрической энергии распределяется по всем пунктам. При строительстве системы все ее элементы формируются под нагрузкой. При этом, «холодный» резерв не применяется. Таким образом, потери электрической энергии снижаются, а надежность – возрастает. Почему это происходит? Резервные элементы, которые продолжительное время находились в бездействии, могут при включении не заработать из-за неисправного состояния. Для того чтобы избежать последствий данной ситуации, в схеме предусматривается «скрытый» резерв, который в послеаварийном состоянии сможет взять на себя основную нагрузку нерабочего элемента.

Возобновление питания потребителей происходит автоматически на переменном оперативном токе. В этом случае производится автоматическое отключение неисправных потребителей на послеаварийный период. Кстати, зачастую с успехом используется раздельная работа элементов. В таком случае ток короткого замыкания понижается и коммутация упрощается.

Автоматика обеспечивает надежность электроснабжения в раздельной работе. Качество питания получается не хуже, чем при параллельной работе. Применяется секционирование всех элементов со схемами АВР (автоматическое включение резерва). Такой метод способствует увеличению надежности электроснабжения. К сожалению, не во всех случаях раздельная работа с АВР показывает необходимый результат. Добиться быстрого восстановления системы удается не всегда.

Схемы электрического снабжения формируются по ступеням, которые обозначают мощность предприятия и расположение электрических нагрузок. Чаще всего используются 2-3 ступени. Если их больше, то усложняются защита, эксплуатация, коммутация. Такие схемы применимы на периферийных участках, на отдельных трансформаторах.

Схемы с одной ступенью используются на малых и средних предприятиях, применяясь на:

  • магистральных, радиальных линиях глубоких проводов 110-220 кВ – мощность более 50 МВ-А;
  • магистральных, радиальных токопроводах 6-10 кВ – мощность более 15-80 МВ-А;
  • магистральных, радиальных кабельных сетях 6-10 кВ – мощность 15-20 МВ-А.

Схемы с более глубокими вводами, магистральными токопроводами требуют соблюдения некоторых моментов. Например, если есть возможность без труда реализовать принцип дробления подстанций и глубокие вводы 110 кВ, то нет нужды использовать токопроводы. В том случае, если расположение немалого числа подстанций 35-220 кВ, а прохождение воздушных линий глубоких вводов затруднено, то используются токопроводы. Исходя из этих подсчетов, можно принять окончательное решение построения схемы.

Электроснабжение промышленных предприятий и установок в неблагоприятных климатических условиях

Большинство предприятий имеют загрязненные области, которые возникают из-за образования вредных веществ. Они отрицательно влияют на токоведущие элементы электрических установок. Источники загрязнения – химические, ферросплавные производства, а также производства стали, магния и др. Такие загрязнения имеют пять степеней (первая степень – самая мощная).

Для загрязненных областей устанавливаются специальные нормативы для определения типа изоляции, подстанций, линий электропередач. Также рассчитываются минимальные промежутки от источников загрязнения. Расстояние зависит от класса производства. К примеру, для пятой степени – от пятидесяти метров, для первой – до 1500 метров.

Проблема загрязнения требует особого внимания и принятия необходимых мер.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность взаимосвязанных электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. Потребители электроэнергии по ГОСТ 13109-97, где изложены термины и определения энергетики и электрификации, — предприятия, организации, территориально обособленные цеха, строительные площадки, квартиры, у которых приемники ЭЭ присоединены и используют ЭЭ. По ПУЭ потребителем ЭЭ называется электроприемник или их группа, объединенные технологическим процессом и размещающиеся на определенной территории.

Рис. 2.1. Подсистемы схемы электроснабжения промышленного предприятия

Систему электроснабжения промышленных предприятий (ЭСПП) условно разделяют на три подсистемы (рис. 2.1):

  • • внешнее электроснабжение — это электрические сети и питающие линии напряжением 35-220 кВ, соединяющие ТП энергосистемы с приемными подстанциями предприятия (например, ГПП);
  • • внутризаводское электроснабжение — это приемная подстанция предприятия, собственная ТЭЦ и комплекс элекгрических распределительных сетей, расположенных на территории предприятия и осуществляющих прием, распределение и передачу ЭЭ к пунктам питания (РП, ТП) на низшем напряжении приемных подстанций предприятия — 6-10 кВ;
  • • внутрицеховое электроснабжение — эго комплекс внутрицеховых ТП, распределительных сетей, пунктов питания (РП или I IIP) и сетей непосредственного питания ЭП напряжением до 1000 В.

Особенности и основные требования к системам электроснабжения промышленных предприятий

Система ЭСПП, как часть энергосистемы, в энергетическом плане более простая (более низкие напряжения, меньшая мощность и протяженность линий, отсутствие замкнутых контуров и др.) и более сложная в плане использования и преобразования ЭЭ в технологических целях промышленного производства. Электроприемники как электрическая часть технологических агрегатов входят неотъемлемыми элементами в систему ЭСПП и во многом определяют работу этой системы и ее параметры.

Электроэнергетика как жизнеобеспечивающая отрасль промышленности обладает рядом особенностей, выделяющих ее из других отраслей промышленности.

Первая особенность электроэнергетики — неразрывность и практически полное совпадение во времени процессов производства, распределения и потребления, т. с. выполняется баланс:

где Рр, Q — вырабатываемая источником питания (ИП) активная и реактивная мощности; РПотр> ??потр — потребленная активная и реактивная мощности; Рс.ш Qc. н — потребленная активная и реактивная мощность на собственные нужды ИП; АР, AQ — потери активной и реактивной мощности во всех звеньях энергосистемы.

Вторая особенность — это относительная быстрота протекания переходных процессов в ней. Волновые процессы совершаются в тысячные доли секунды. Это процессы, связанные с короткими замыканиями (КЗ), включениями и отключениями, изменениями нагрузки, нарушениями устойчивости в системе.

Третья особенность — обеспечение ЭЭ всех отраслей промышленности, отличающихся технологией производства, способами преобразования ЭЭ в другие виды энергии, многообразием ЭП.

Особенности энергетики обусловливают особые требования к системе ЭСПП:

  • 1. быстрота протекания переходных процессов требует обязательного применения в системе ЭСПП специальных автоматических устройств, основное назначение которых — обеспечение функционирования системы ЭСПП, заключающееся в передаче ЭЭ от ИП к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества;
  • 2. технологические особенности промышленных предприятий различных отраслей промышленности обусловливают различия в применении проектных решений по системе ЭСПП;
  • 3. современные промышленные предприятия, особенно машиностроительные, характеризуются динамичностью технологического процесса, связанной с непрерывным введением новых методов обработки, нового оборудования, переналадкой производства в связи с непрерывным изменением и усовершенствованием выпускаемой продукции. Это предъявляет требования к системе ЭСПП — высокая ее гибкость.

Рационально выполненная современная система ЭСПП должна удовлетворять техническим и экономическим требованиям, а именно:

  • • обеспечение безопасности работ как для электротехнического персонала, так и для неэлектротехнического;
  • • надежность электроснабжения;
  • • качество ЭЭ, удовлетворяющее требованиям ГОСТ 13109-97;
  • • экономичность;
  • • возможность частых перестроек технологии производства и развития предприятия;
  • • отсутствие вредного влияния на окружающую среду.

Эти требования должны обеспечиваться при проектировании и эксплуатации систем ЭСПП.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: