Лекция 22. Основные этапы проектирования систем электроснабжения

Принцип построения систем электроснабжения

Построение систем электроснабжения осуществляется по ряду основных принципов. Эти принципы можно сгруппировать, или сформулировать следующим образом:

1. Максимальное приближение источника питания к потребителю, это следует понимать следующим образом: наиболее высокое напряжение необходимо максимально близко подводить, к так называемому, центру электрической нагрузки объекта, то есть использовать систему «глубокого ввода».

2. Раздельная работа сетей и трансформаторов. Поскольку в большинстве случаев линии двухцепные (то есть состоят из двух проводов), а трансформаторные подстанции двухтрансформаторные, нагрузка должна делиться на две части и так работать в нормальном режиме. В случае вывода одного трансформатора из строя, или выхода из строя одной цепи, вся нагрузка переводится на другой трансформатор. Такой режим называется послеаварийным, поэтому при проектировании выбор линии и трансформаторов делают с учетом допустимой по стандарту перегрузки в послеаварийном режиме.

3. Глубокое секционирование всех звеньев системы, это означает: что число секций может быть более двух.

4. Выбор правильного режима работы, то есть имеется в виду регулирование показателей качества электрической энергии на местах, компенсация реактивной мощности, параллельная работа трансформаторов и так далее.

Создание любого объекта начинается с проектной документации. Системы элетроснабжения не являются исключением. Началом проектирования является получение технического задания от заказчика и технических условий (ТУ) электроснабжающей организации на подключение системы электроснабжения. В этих технических условиях оговорены питающие напряжения, подстанция или электростанция, к которой планируется подключение к питающей сети, рекомендуемая аппаратура коммутации на пункте приема электрической энергии (ППЭ), а также необходимые параметры для расчетов токов короткого замыкания. В целом проектирование систем электроснабжения состоит из трех основных частей:

1. Пояснительной записки, в которой приводятся все расчеты, пояснения и инструкции;

2. Графической части: чертежи, схемы;

3. Сметнофинансовой части: сметы расходов по отдельным статьям и итоговым данным.

Проектирование начинается с конца схемы, т.е. от электроприемников. Предварительно определяют расчетные электрические нагрузки, рассчитывая все электрические приемники до 1000В и выше. Затем, по полученным данным, выбирают цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства, после чего выбирают линии распределительной сети и все нагрузки сводят к шинам 6-10 кВ пункта приема электроэнергии, т.е. определяют нагрузки по заводу (предприятию) в целом, причем учитывают нагрузки освещения (цехов и территории предприятия), потери в цеховых трансформаторах и сети, компенсацию реактивной мощности. По этой нагрузке выбирают трансформаторы пункта приема электрической энергии, затем линии электропередач питающей сети. После этого «сверху» (от источника питания) спускаются «вниз», выбирая аппаратуру, рассчитывая токи короткого замыкания в нужных точках сети и проверяя выбранную аппаратуру и другие элементы сети в ненормальных режимах.

Понятие надежности. Категории потребителей электрической энергии.

Под надежностью электроснабжения понимают способность электросистемы в любое время снабжать электрической энергией, присоединенных к ней потребителей.

Отключения в электрических сетях вызываются разными причинами и могут быть случайными или преднамеренными. Нарушения электроснабжения влекут за собой нежелательные последствия: внезапные погасания света в цехах промышленного предприятия приводит к браку и не отпуску продукции, кроме того в это время возможны соприкосновения работающих с движущимися механизмами, либо с токоведущими частями оборудования, что может привести к несчастным случаям. Степень опасности и уровень ущерба, связанные с прекращением электроснабжения определяется условиями производства и характером потребителей.

При проектировании систем электроснабжения необходимо принимать во внимание категорию потребителей электрической энергии по степени их ответственности.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения, электроприемники подразделяются на три категории:

1. Электроприемники первой категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. К таким потребителям относятся: химическое производство, ряд металлических производств, зрелищные предприятия, вмещающие большие массы людей. Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования (основного).

2. Электроприемники второй категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому не отпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

3. Электропериемники третьей категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения первой и второй категорий: вспомогательные цеха, небольшие поселки, небольшие односменные кустарные предприятия и т.д.

Электроснабжение электроприемников первой категории наиболее ответственно. Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электрической энергией от двух независимых взаиморезервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаиморезервирующего источника питания. В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.д.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимой непрерывности технологического процесса, или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, то должно быть осуществленно технологическое резервирование.

Например: путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии техникоэкономического обоснования. Рекомендуется осуществлять от двух независимых взаиморезервирующих источников питания, которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаиморезервирующих источников питания. Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания, действиями дежурного персонала или же выездной оперативной бригадой.

Допускается питание электроприемников второй категории по одной высоковольтной линии, в том числе и с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии на время не более одних суток.

Кабельные вставки этой линии должны выполнятся двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току высоковольтной линии. Допускается питание электроприемников второй категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников второй категории от одного трансформатора.

Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания, при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышает одних суток.

Дата добавления: 2014-10-23