Радиальные схемы электроснабжения в сетях до 1000 В


Схемы распределительных сетей напряжением выше 1000 В.

Принцип глубокого вводазаключается в максимальном приближении понижающих подстанций 35/0,4, 35/6-10 или 110/6-20 кВ к потребителям, что позволяет снизить на 20 – 40% затраты на распределительные сети 6-20 кВ.

На рис.9.3 приведена схема с цеховыми подстанциями глубокого ввода 35/0,4 кв, питающимися отпайками от воздушных ЛЭП 35 кВ. Распределение электро­энер­гии по территории предприятия производится двумя параллельными магист­ральными ЛЭП 35 кВ, сеть 6-10 кВ отсутствует. Недостатком этой схемы является необходимость выделения коридора для ЛЭП на стесненной территории предприятия.

На рис.9.4 изображена радиальная схема питания подстанций глубокого ввода (ПГВ) 110-220/6-10 кВ, максимально приближенных к цехам. ПГВ питаются кабельными линиями от шин 110-220 кВ подстанции энергосистемы или заводской

Рис.9.3. Схема глубокого ввода с п/ст 35/0,4 кВ

ТЭЦ, которые наглухо (без защитной и коммутационной аппаратуры) присоединены к первичным обмоткам трансформаторов. В случае внутреннего повреждения трансформатора релейная защита посылает по контрольному кабелю команду на отключение («отключающий импульс») на выключатель в голове линии.

Рис. 9.4. Радиальная схема питания ПГВ.

На рис.9.5 приведена схема питания ПГВ от магистральных воздушных ЛЭП 110-220 кВ. ПГВ выполнены по упрощенной схеме- без выключателей на стороне высшего напряжения, с короткозамыкателями (КЗ) и отделителями (ОД). В нормальном режиме трансформаторы ПГВ работают раздельно, секционный выключатель Q5 отключен. При повреждении внутри трансформатора Т1 защита, установленная на выключателе Q1 может не сработать, но защита трансформатора подает команду на включение короткозамыкателя и Q1 отключается. Во время паузы АПВ отключается отделитель, затем АПВ включает выключатель Q1 и питание первой ЛЭП восстанавливается. АВР на стороне 6-10 кВ, обнаружив исчезновение питания первой секции, отключает Q3 и затем включает Q5, подавая на нее питание от трансформатора Т2.

Рис.9.5. Магистральная схема питания ПГВ.

Принцип построения распределительных сетей 6-10 кВ выбирается применительно к основной массе ЭП с учетом требуемого уровня надежности электроснабжения. Пример схемы электроснабжения города приведен на рис.9.6. Источником питания города является главная понизительная подстанция с двумя трансформаторами 110(220)/10(6) кВ.

Целесообразность сооружения РП (распределительный пункт) 10(6) кВ, (на рис 9.6 – РП1), должна обосновываться технико-экономическим расчетом. Нагрузка РП на расчетный срок должна составлять на шинах 10 кВ не менее 7 МВт, на шинах 6 кВ – не менее 4 МВт.

Распределительные пункты 10(6) кВ, как правило, выполняют с одной секцио­нированной системой сборных шин с питанием по взаиморезервируемым линиям, подключенным к разным секциям (в данном примере РП1 питается двумя ради­альными линиями с шин10(6) кВ центра питания ЦП. На секционном выключателе обычно предусматривается устройство АВР.

Двухтрансформаторная подстанция 10(6)/0,4 кВ небольшого промышленного предприятия (рис.9.6) питается также двумя радиальными линиями. шин ЦП. Со стороны 10(6) кВ трансформаторы могут иметь «глухое присоединение» (что не позволит питать два трансформатора по одной линии) или там можно предусмот­реть распредустройство 10(6) кВ (что потребует определенных затрат).

Однотрансформаторные подстанции ТП1 – ТП5 и ТП15 – ТП18 питаются по схеме, называемой «одиночная магистраль с двусторонним питанием» или «петлевая схема», которые в нормальном режиме работают разомкнутыми в точке токораздела. Такие схемы применяются лишь для питания потребителей третьей и (редко) – второй категории.

Основным принципом построения распределительной сети 10(6) кВ для электроснабжения ЭП первой категории является радиальная двухлучевая схема и схема «двойной магистрали» с односторонним (ТП9 -ТП11) или с двухсторонним питанием (ТП12 – ТП14, питающиеся от РП1 и РП2) при условии подключения взаимно резервирующих линий 10(6) кВ к разным независимым источникам питания. При этом на шинах 0,38 кВ двухтрансформаторных ТП предусматривается АВР.

Пример схемы электроснабжения города.

Глухозаземленная нейтраль

в отечественных сетях 6-35 кВ не используется. Этот режим заземления нейтрали широко распространен в США, Канаде, Австралии, Великобритании и связанных с ними странах. Он находит применение в четырехпроводных воздушных сетях среднего напряжения 4-25 кВ. В качестве примера на рис.1 приведен участок сети 13,8 кВ в США. Как видно из рис.5, воздушная линия на всем своем протяжении и ответвлениях снабжена четвертым нулевым проводом. Концепция построения сети заключается в том, чтобы максимально сократить протяженность низковольтных сетей напряжением 120 В. Каждый частный дом питается от собственного понижающего трансформатора 13,8/0,12 кВ, включенного на фазное напряжение. На рис.2 показан такой однофазный трансформатор потребителя с заземленной средней точкой обмотки НН. Основная воздушная линия делится на участки секционирующими аппаратами – реклоузерами. Трансформаторы каждого отдельного потребителя и ответвления от линии защищаются предохранителями. На отпайках от линии используются отделители, обеспечивающие отключение в бестоковую паузу.

Этот способ заземления нейтрали не используется в сетях, содержащих высоковольтные электродвигатели. Токи однофазного замыкания в этом случае достигают нескольких килоампер, что недопустимо с позиций повреждения статора электродвигателя (выплавление стали при однофазном замыкании).

Список литературы

1. Идельчик В.И. «Электрические системы и сети» ЭАИ 1989 г.

2. Боровиков В.А. «Электрические сети энергосистем» Энергия 1977 г.

3. Петренко Л.И. «Электрические сети и системы» ВШ, Киев 1981 г.

4. Кудрин Б.И. «Электроснабжение пром. предприятий», учебник для студентов

ВУЗов, «Интермет инжиниринг», М. 2005. (621.3(075.8), К-888).

5. Кудрин Б.И., Чиндяскин В. И. Абрамова Е.А. «Электроснабжение пром. пред

приятий», Метод. Пособие к курсовому проекту, Оренбургск ГУ, Оренбург 2000.

6. Кудрин Б.М., Минеев А.Р. Эл.оборудование промышленности, Аcadema, М,

2008 (621.31(075.8) К888).

7. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промпредприятий и установок» ВШ, М. 1990 г.

8. Ристхейн Э.М. «ЭС промышленных установок» Энергоиздат., 1991 г.

9. Лыков Ю.Ф. «Режимы нейтрали и электробезопасность в электроустановках

напряжением ниже 1000 В» СамГТУ 2002.

10. Лыков Ю.Ф. «Регулирование напряжения и реактивной мощности в системах электроснабжения», методические указания к лабораторным работам, СамГТУ, 2005 г.

11. О проверке кабелей на невозгорание при воздействии тока короткого замы

кания: циркуляр № Ц-02-98(Э) от 16.03.98г., Москва: РАО «ЕЭС России», 1998, 12 с.

12. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору

электрооборудования: РД 153-34.0-20.527-98, Москва: РАО «ЕЭС России»,

13. Правила устройства электроустановок, НЦ ЭНАС, М., 2004.

14. Карпов Ф.Ф. Как проверить возможность подключения к эл. сети двигателей

с короткозамкнутым ротором. Энергия, М. 1971.

15. ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения».

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.


Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Сети напряжением до 1000 В выполняются только с заземленной или изолированной нейтралью. Электроустановки напряжением до 1000 В жилых, общественных и промышленных зданий и открытых распределительных устройств должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью (рис. 1.26).

Кроме того, во многих случаях корпуса электрооборудования, присоединенного к четырехпроводной сети, и другие части электроустановок должны иметь металлическую связь с заземленной нейтралью установки. Эта связь осуществляется через нулевой провод, прокладываемый на тех же опорах ВЛ, что и фазные провода. В этом случае замыкание на корпус любой фазы линии приведет к короткому замыканию с достаточно большим током, предохранитель поврежденной фазы перегорит и сеть будет продолжать работать в неполнофазном режиме. Напряжение по отношению к земле двух других фаз, оставшихся в работе, не превысит фазного напряжения.

Рис. 1.26. Схема сети 380/220 В с глухозаземленной нейтралью

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ переменного тока от источника с изолированной нейтралью следует выполнять, если недопустим перерыв питания при первом замыкании на землю. Это необходимо при повышенных требованиях по безопасности — в системах электроснабжения электроустановок медицинских учреждений, предприятий горной, нефге- и газодобывающей, металлургической и химической промышленности и некоторых других отраслей, при условии, что в этом случае обеспечиваются контроль изоляции сети и быстрое обнаружение персоналом замыканий на землю и быстрая ликвидация их, либо автоматическое отключение участков с замыканием на землю.

В сетях с изолированной нейтралью (рис. 1.27) замыкание фазы на землю не вызывает короткого замыкания и не приводит к отключению поврежденной фазы. Сеть будет продолжать работать в полнофазном режиме, по при этом напряжения двух неповрежденных фаз по отношению к земле увеличатся до линейных значений (рис. 1.28). Это создаст опасность для персонала, и поэтому во всех электроустановках с изолированной нейтралью должны быть обеспечены быстрое обнаружение персоналом сети замыканий на землю и их ликвидация.

Рис. 1.27. Сеть 660 В с изолированной ней тралью

Рис. 1.28. Векторная диаграмма напряжений при замыкании фазы на землю

Радиальные схемы электроснабжения в сетях до 1000 В

Схемы построения питающих и распределительных сетей различны по степени обеспечения надежности электроснабжения электроприемников. В соответствии с Правилами устройства электроустановок электроприемники по степени надежности электроснабжения делятся на три категории:

первая категория — электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение особо важных объектов городского хозяйства. К ним относят сооружения с массовым скоплением людей (театры, стадионы, универмаги), электрифицированный транспорт (метрополитен, железные дороги), больницы, предприятия связи, высотные здания, группы городских потребителей с суммарной нагрузкой выше 10000 кВА, некоторые силовые установки (вращающиеся печи с дутьем). Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, причем перерыв в электроснабжении допускается только на время автоматического ввода резервного питания;

вторая категория — электроприемники, допускающие перерыв в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом предприятия или выездной бригадой электроснабжающей организации. К ним относят жилые дома с электроплитами или жилые дома высотой более 4 этажей с газовыми плитами, школы и учебные заведения, лечебные и детские учреждения, силовые установки, допускающие перерывы в электроснабжении без повреждения основного оборудования, группы городских потребителей с общей нагрузкой от 400 до 10000 кВА;

третья категория — все остальные электроприемники, для которых допустимы перерывы в электроснабжении на время ремонта поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более одних суток.

Наиболее дешевой и простой схемой электроснабжения электроприемников третьей категории является радиальная тупиковая схема электроснабжения (смотри рисунок ниже), однако она ненадежна, так как при повреждении любого элемента системы электроснабжения (линии, оборудования) электроприемники будут оставаться без электроэнергии на период ремонта или замены этого элемента.

В настоящее время тупиковую схему электроснабжения городских электроприемников применять не рекомендуется.

Для электроприемников второй и третьей категорий может быть применена кольцевая схема электроснабжения, показанная на рисунке ниже. При повреждении любой из распределительных линий электроснабжение электроприемников восстанавливают ручным отключением поврежденной линии и включением резервной.

В кольцевой схеме электроснабжения имеются места деления (разрывы) сети, в которых постоянно отключены разъединители или выключатели.

Разъединители или выключатели в месте деления сети включают при необходимости подачи электроэнергии от резервной линии в случае повреждения основной линии или отключения ее для производства на ней работ.

Перерыв в электроснабжении при этой схеме допускается на время, необходимое для отключения поврежденного участка и производства переключений (примерно 2 ч).

Более надежными схемами электроснабжения электроприемников являются схемы, в которых предусматривается параллельная работа питающих линий или автоматическое включение резервного питания (АВР).

На рисунке ниже показаны схемы электроснабжения распределительных пунктов с двумя параллельно работающими питающими линиями и направленной максимальной токовой защитой. Поврежденная линия отключается с двух сторон выключателями, а питание электроприемников продолжается бесперебойно по другой питающей линии. Такую схему применяют для электроснабжения электроприемников второй категории, так как при выходе из строя питающего центра электроснабжение будет нарушено.

Для потребителей первой категории используют схемы, в которых электроприемники получают электроэнергию от двух различных центров питания. На рисунке ниже показаны схемы электроснабжения электроприемников от двух центров питания с одним и двумя РП и АВР. При повреждении одной из питающих линий она от действия защиты и автоматики отключается с двух сторон выключателями, после чего включается выключатель резерва и восстанавливается питание электроприемников.

Схемы, показанные на двух предыдущих рисунках, применяют для электроснабжения электрориемников второй категории, если капитальные затраты для их осуществления не увеличиваются более чем на 5% по сравнению затратами для осуществления схем ручного ввода резерва. Нагрузка каждой питающей линии в этих схемах должна быть в таких пределах, чтобы при выходе из строя одной из них другая линия могла принять на себя с учетом кратковременной перегрузки нагрузку поврежденной. Эти нагрузки определяются расчетом и составляют примерно 65% длительно допустимых.

При построении схем распределительных сетей для электроснабжения электроприемников первой и второй категорий применяют схемы трансформаторной подстанции с АВР на стороне высшего напряжения и двухлучевые схемы с АВР на стороне низшего напряжения.

На рисунке выше показаны схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне высшего напряжения. Если повреждается линия, отходящая от РП2, то от действия защиты и автоматики она отключается с двух сторон выключателями, после чего автоматически включается выключатель АВР. Такую схему чаще всего используют для электроснабжения промышленных предприятий.

Каждый электрик должен знать:  Материалы и элементы электронной техники

Двухлучевая схема (смотри рисунок выше) предусматривает питание одной трансформаторной подстанции двумя линиями. Каждая из них питает свой трансформатор (лучи Л и Б), на котором со стороны низшего напряжения установлены контакторы, автоматически переключающие нагрузку с одного трансформатора на другой при исчезновении напряжения на каком-либо из них.

Двухлучевая схема широко применяется для электроснабжения жилых кварталов сплошной застройки в крупных городах ипользуется также в сочетании со схемой АВР в автоматизированной распределительной сети (смотри рисунок ниже).

Схемы сетей напряжением до 1000 В выполняют тупиковыми, петлевыми (кольцевыми) или замкнутыми. Наиболее распространенными являются петлевые схемы. В этом случае к вводному устройству подходят две линии, каждая из которых обеспечивает снабжение электроэнергией электроприемников при повреждении одной из них.

Для электроприемников первой категории выполняют автоматику АВР на вводно-распределительных устройствах или в распределительных сетях, отходящих от вводно-распределительных устройств, и в этом случае электроснабжение осуществляется несколькими (не менее двух) линиями напряжением до 1 кВ от различных трансформаторов.

В замкнутых кабельных сетях все кабельные линии напряжением до 1000 В включены параллельно (замкнуты), а в трансформаторных подстанциях на силовых трансформаторах со стороны низшего напряжения установлены автоматы обратной мощности, отключающие трансформаторы от сети при повреждении распределительных кабелей напряжением выше 1000 В, или специальные предохранители, обеспечивающие селективное отключение поврежденного участка. Замкнутые сети напряжением до 1000 В предусматривают питание от нескольких трансформаторных подстанций, получающих электроэнергию от различных источников электроснабжения, и наличие разветвленной кабельной сети с кабелями достаточного сечения. Эти сети обеспечивают надежное электроснабжение потребителей, так как при отключении участка сети 6 — 10 кВ напряжение у потребителей сохраняется, но из-за сложности защиты от коротких замыканий в нашей стране применяются редко.

В настоящее время автоматизированные схемы электроснабжения широко используют в городских электросетях, что приводит их к полной автоматизации. В этом случае любое повреждение в сети 6 — 10 кВ и самих трансформаторов не приводит к прекращению электроснабжения потребителей и может быть длительное время оставаться незамеченным для персонала электросети. Поэтому в городских электросетях применяют устройства телемеханики, подающие сигнал на соответствующий диспетчерский пункт об изменении положения в РП указателей сигнализации замыканий на землю, положения выключателей, и позволяющие производить измерения нагрузки и напряжения контролируемых объектов, а также телеуправление выключателями. Такие устройства устанавливают в ЦП, РП и ТП. При использовании установок телемеханики улучшаются технико-экономические показатели электросети, поскольку можно отказаться от постоянного дежурного персонала на телемеханизированных объектах, сократить время ликвидации повреждений и т. п.

Цеховые подстанции системы электроснабжения

Цеховые трансформаторные подстанции напряжением 6—10/ (0,4—0,69) кВ выполняются, как правило, без сборных шин первичного напряжения как при радиальном, так и при магистральном питании. При радиальной схеме питания цеховой трансформатор обычно имеет глухое присоединение к линии 6 —10 кВ (рис. 4.1, а), идущей от распределительной подстанции 4УР (к глухим присоединениям относится и применение штепсельного кабельного разъема):

а радиальная схема питания; б — магистральная схема с предохранителем и выключателем нагрузки; в — магистральная схема с разъединителем и предохранителем.

Коммутационный аппарат (разъединитель или выключатель нагрузки в сочетании с предохранителем) перед цеховым трансформатором применяется в следующих случаях: источник питания находится в ведении другой эксплуатирующей организации, установка отключающего аппарата необходима по условиям защиты, подстанция значительно (более чем на 3 км)она питается по воздушной линии, на стороне низкого напряжения не установлен отключающий аппарат.

На стороне 6 —10 кВ коммутационный аппарат устанавливается и для создания видимого разрыва (при осмотрах и ремонтных работах). Встречается и присоединение трансформатора через высоковольтный предохранитель.

Наиболее дешевым вариантом защиты трансформатора ЗУР (по сравнению с отдельным выключателем на подстанции 4УР) является подключение через разъединитель с плавкими предохранителями. Эта схема применяется, когда ток нагрузки трансформатора отключается аппаратами НН, разъединитель ВН способен отключить ток холостого хода трансформатора, номенклатура плавких предохранителей позволяет выбрать подходящие по номинальному току трансформатора предохранители с требуемой отключающей способностью токов короткого замыкания, включение и отключение трансформатора производится редко (например, не более нескольких раз в месяц), не требуется дистанционное управление или телеуправление подстанцией, у трансформатора не применяются защиты, требующие в цепи ВН выключателя. Когда требуется отключение тока нагрузки со стороны ВН, вместо разъединителя применяют выключатель нагрузки. Это необходимо в случае частых (например, ежедневных) коммутаций в цепи трансформатора и при применении сложных защит со стороны ВН трансформатора.

При магистральном (кольцевом, петлевом) питании, особенно распространенном в городских и сельских сетях и используемом в промышленности для питания по магистрали трансформаторов одной технологической цепочки (процесса) и для вспомогательных или относительно удаленных производств, на вводе трансформатора с номинальной мощностью 5*ном устанавливаются: при Sном> 630 кВА — предохранитель и выключатель нагрузки (рис. 4.1, б); при Sном

Магистральные схемы (рис. 4.2, Б) обладают меньшей надежностью электроснабжения и большим числом отключенных потреби

телей, экономичнее за счет меньшего количества используемых ячеек и меньшей длины кабельных линий. Что касается сечения питающих кабелей (и проводов воздушных ЛЭП), то ограничения по механической прочности и термической стойкости определяют одно сечение (обычно 95 мм2). Хотя подобные решения об унификации принимались неоднократно, ценологические свойства электрического хозяйства не дали им осуществиться.

В последнее десятилетие ЗУР оснащается преимущественно комплектными ТП. Возможна отдельная установка трансформатора в цехе для непосредственного питания технологического агрегата: в отдельной камере (со щитом низкого напряжения или без), открыто у стены цеха, что обусловлено требованиями собственников или условиями эксплуатации.

Широко применяемые КТП не имеют сборных шин первичного напряжения и отличаются только конструкцией (в зависимости от заводаизготовителя). Они комплектуются из следующих основных элементов (рис. 4.3): устройство высокого напряжения — шкаф ВН; трансформатор; распределительное устройство низкого напряжения — шкаф НН с вводным автоматическим выключателем; низковольтные шкафы отходящих линий и шкаф секционного низкого напряжения, обычно осуществляющий АВР. Шкаф ВН представляет собой блок высоковольтного ввода трех типов: ВВ1 — с глухим присоединением кабеля; ВВ2 — с присоединением кабеля через разъединитель; ВВ3 — с присоединением кабеля через разъединитель и предохранитель. В шкафу находится коммутационнозащитный аппарат КТП, тип которого зависит от мощности трансформатора. Выбор в качестве коммутационного аппарата выключателя нагрузки или разъединителя определяется необходимостью отключения холостого хода трансформатора.


Комплектные ТП 6—10 кВ общего назначения для внутренней установки выпускаются одно и двухтрансформаторными с трансформаторами ТМФ, ТМЗ, ТСЗ, НТЗ. Шкала трансформаторов стандартная: 250, 400, 630, 1000, 1600, 2 500 кВ • А. Все КТП выпускаются с вторичным напряжением 0,4 кВ; модифицированные 2КТПМ10006 и 2КТПМ250010 выпускаются на 0,69 кВ. Шкафы низкого напряжения КТП комплектуются шкафами типа КРП, КН, ШНВ, ШНЛ, ШНС, ШН и др.

Подстанции с трансформаторами 630 и 1000 кВ • А комплектуются шкафами типа КН, КРН, ШРН с универсальными втычными (выкатными) автоматическими выключателями с моторным приводом или без него со следующими схемами заполнения: шкафы ввода — с выводами шин вверх на магистраль и двумя отходящими линиями; шкафы ввода и секционный — с двумя выключателями на отходящих линиях; шкаф отходящих линий — с тремя выключателями. Подстанции с трансформаторами 1 600 и 2 500 кВ • А комплектуются выключателями на вводе, которые отключают соответствующие номинальные токи и токи КЗ. На отходящих линиях могут устанавливаться выключатели, как и для 1000 кВ*А.

Маркировка означает: Т — трехфазный, М — естественная циркуляция воздуха и масла, З — без расширителя, зазищенный азотной

подушкой, герметичный; СЗ и СГ — сухой трансформатор при открытом соответственно защищенном и герметичном исполнениях; Ф — фланцевый вывод; Л — исполнение с литой изоляцией; Н — естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком. Выпускавшиеся ранее и эксплуатируемые трансформаторы с негорючей жидкостью типа «совтол» запрещено устанавливать изза высокойэкологической опасности и опасности для здоровья человека; они подлежат высокотермическому уничтожению.

В настоящее время получили развитие трансформаторы с заливкой экологически нейтральными негорючими синтетическими и кремнийорганическими жидкостями. (В частности, в России выпускаются трансформаторы с негорючим диэлектриком «Midel 7131», биологически расщепляемым, низкой токсичностью, безпроблемной утилизацией). Так, ТМ1000/1078У1 — трехфазный двухобмоточный трансформатор с охлаждением М, номинальной мощностью 1000 кВ А, класса напряжения 10 кВ, конструкция 1978 г., исполнение У, категория I; ТНЭЗ1000/10 — трехфазный трансформатор с естественным охлаждением негорючим (Н), экологически чистым (Э) диэлектриком, герметизированный (3), 1 000 кВА, 10 кВ.

На вторичном напряжении трансформаторов 0,4—0,69 кВ применяется схема с одной системой шин или схема блока трансформатор—магистраль и устанавливаются автоматические выключатели, рубильники или разъединители. Рекомендуется применять автоматические выключатели в тех случаях, когда их параметры достаточны по нормальному режиму и режиму КЗ. При больших токах КЗ, в частности при установке трансформаторов единой мощностью 1600 и 2 500 кВ * А, применяются специальные автоматические выключатели.

Автоматические выключатели в цепи вторичного напряжения трансформаторов и между секциями шин устанавливаются при устройстве АВР. Рубильники применяются редко (при кабельных вводах от небольших трансформаторов к распределительному щиту низкого напряжения или при секционировании магистралей). Чаще применяются блоки рубильник—предохранитель. Для отходящих линий от трансформаторов мощностью до 1000 кВА на ток менее 600 А, как правило, применяют автоматические выключатели или блоки рубильник—предохранитель.

Схема распределения низковольтной электрической энергии (рис. 4.4) может быть радиальной, магистральной или смешанной. Принятая схема диктует особенности второго уровня системы электроснабжения 2УР.

Сети внутризаводского электроснабжения

Схема внутреннего электроснабжения объекта зависит от расположения источников питания и потребителей, величин их напряжения и мощностей, требуемой надежности, расположения и конструктивного исполнения линий, РУ, КТП.

Надежность и экономичность схемы повышается, если соблюдаются следующие условия:

  • • сокращение числа ступеней трансформации и приближение источника высшего напряжения к потребителям;
  • • не предусматривать специальные резервные (нормально неработающие) 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 и с отключением неответственных потребителей;
  • • во всех звеньях системы распределения электроэнергии, начиная с шин ГПП и кончая шинами напряжением до 1000 В осуществлять секционирование шин, а при наличии потребителей, относящихся к I категории по надежности электроснабжения, предусматривать АВР на секционных выключателях.

Принципы построения распределительных сетей 6—10 кВ

Распределение электроэнергии может осуществляться по радиальной, магистральной или смешанной схемам. При выборе конкретной схемы необходимо учитывать конструктивное выполнение сетевых узлов, способы канализации электроэнергии по территории объекта, необходимо учитывать также значение токов КЗ

Радиальные схемы применяются при размещении нагрузок в различных направлениях от источника питания. В таких схемах распределения выделяют две ступени: РУ 6—10 кВ — первая; КТП — вторая.

Двухступенчатые схемы с промежуточными РУ целесообразны на больших предприятиях для питания через РУ крупных потребителей электроэнергии. От промежуточных РУ питаются одно- и двухтрансформаторные КТП без шин на высшем напряжении и отдельные электроприемники напряжением 6—10 кВ ( электродвигатели, электропечи и др.).

На рис. 6.10 показана двухступенчатая схема распределения электроэнергии.

Рис. 6.10. Двухступенчатая схема распределения электроэнергии

Суммарная мощность нагрузок, подключаемых к каждой секции РУ, определяется из соображений более полного использования линий между источником питания и РУ. Как правило, к каждой секции РУ подключается четыре—пять КТП и другие нагрузки напряжением 6-10 кВ.

На небольших по мощности промышленных и непромышленных объектах применяются одноступенчатые схемы распределения электроэнергии, когда КТП подключаются непосредственно к источнику питания напряжением 6—10 кВ. Радиальные схемы распределения электроэнергии позволяют осуществить секционирование всей системы электроснабжения, начиная от высших уровней системы и заканчивая стороной до 1000В цеховых КТП, а иногда и силовых распределительных шкафов в цеховой сети. На секционных коммутационных аппаратах применяются несложные схемы и устройства АВР.

Для повышения надежности электроснабжения радиальное питание двухтрансформаторных КТП выполняется от разных секций РУ 6—10 кВ. Сечение питающих линий (от РУ до КТП) выбирается из условия питания всех нагрузок при нормальном режиме работы и по току в послеаварийном режиме.

Магистральные схемы применяются в распределительных сетях 6—10 кВ в тех случаях, когда потребителей много и радиальные схемы нецелесообразны из-за большого числа звеньев коммутации. Число трансформаторов, питающихся от одной магистрали, зависит от их мощности и требований к надежности электроснабжения. Как правило, магистральные схемы используются для питания от одной магистрали до пяти-шести подстанций с общей мощностью не более 5000—6000 кВ А. Магистральные схемы по сравнению с радиальными обладают меньшей надежностью, но дают возможность уменьшить число коммутационных аппаратов высокого напряжения.

Разновидностью магистральных схем являются схемы двойных сквозных магистралей, которые могут использоваться для питания потребителей любой категории по надежности электроснабжения. На рис. 6.11 показана такая схема подключения КТП.

Повышение надежности достигается тем, что все первые трансформаторы каждой КТП подключаются к первой секции РУ 6—10 кВ, а вторые — ко второй секции. Таким образом, при выходе из строя любой из питающих магистралей высшего напряжения электроэнергия подается потребителям по второй магистрали путем автоматических переключений на секциях 0,4 кВ всех КТП. Эти переключения осуществляются с помощью устройства АВР в течение 0,1—0,2 с, что практи-

Рис. 6.11. Схема двойных сквозных магистралей

чески не отражается на работе электроприемников. Существенным преимуществом схем двойных сквозных магистралей является значительное уменьшение количества коммутационных аппаратов в РУ напряжением 6—10 кВ и числа питающих кабелей, что уменьшает стоимость и упрощает схемы распределительной сети. Такие схемы высоко надежны и применяются при наличии нагрузок первой и второй категории по надежности электроснабжения на двухтрансформаторных подстанциях, имеющих две секции на низшем уровне напряжения.

Каждый электрик должен знать:  Комната для беспроводной зарядки устройств Disney - как это работает

Схемы смешанного питания.

На промышленных и непромышленных объектах редко встречаются в чистом виде схемы, построенные только по радиальному или только по магистральному принципу. Обычно на одном и том же объекте крупные и ответственные потребители и электроприемники питаются по радиальной схеме и схемам двойных сквозных магистралей. Неответственные потребители и потребители небольшой мощности могут подключаться по магистральным схемам. Комплексное использование радиальных и магистральных схем позволяет создать схему распределительной сети с наилучшими технико-экономическими параметрами.

Схемы электроснабжения напряжением выше 1 кВ

Рассмотрение схем электроснабжения напряжением выше 1 кВ целесообразно начать с изучения главных понизительных трансформаторных подстанций.

Главные понизительные подстанции включают в себя, кроме трансформаторов (Т), выключатели напряжением выше 1 кВ (Q), предохранители (F), отделители (QR), разъединители (QS), короткозамыкатели (QK), которые относятся к коммутационному оборудованию.

Выключатели — аппараты, с помощью которых электрические цепи включаются или отключаются при любых режимах работы.

Выключатели нагрузки — аппараты, с помощью которых можно включать и отключать только нагрузочные токи цепей, вплоть до номинального тока аппарата. Они не рассчитаны на отключение токов короткого замыкания.

Предохранители — аппараты, защищающие электрические цепи от превышающих, допустимых для данной электроустановки токов. Это аппараты одноразового действия, имеют пофазное исполнение.

Разъединители — аппараты, посредством которых создаются видимые разрывы в цепях при выводе оборудования в ремонт или снимается напряжение с обесточенных частей электроустановки. Разъединители отключают при незначительном токе в цепи или его отсутствии.

Отделители — аппараты, выполняющие автоматическое включение или отключение только обесточенных цепей. По существу это разъединители с дистанционным автоматическим управлением.

Короткозамыкатели — аппараты, предназначенные для создания искусственного короткого замыкания, когда последнее используется как сигнал к действию релейной защиты.

На рис. 13.2, а приведена схема однотрансформаторной ГПП с выключателями на стороне напряжения выше 1 кВ (ВН). На стороне напряжения до 1 кВ (НН) ГПП на вводе трансформатора установлен выключатель в составе комплектного распределительного устройства (КРУ). Особенностью КРУ является то, что выключатель смонтирован на тележке, при выкатывании которой из ячейки выключателя размыкаются штепсельные разъемы, образуя видимый разрыв цепи, т. е. КРУ выполняет роль разъединителя. Для вывода в ремонт выключателя линии Q1 предусмотрены два разъединителя: QS1 и QS2.

При выводе в ремонт любая электроустановка должна быть отключена и со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, обязательно заземлена. Для вывода в ремонт выключателя Q1 предусмотрены два стационарных заземления QSG1 и QSG2, выполненных в виде разъединителей. Для упрощения другие заземляющие разъединители в схеме не показаны.

Подстанций в электросистеме очень много. Основную стоимость коммутационных аппаратов составляют выключатели. Для удешевления схем ГПП на стороне напряжения выше 1 кВ вместо выключателя используют схему с отделителями и короткозамыкателями (рис. 13.2, б), что значительно удешевляет подстанцию.

Рассмотрим кратко работу коммутационного оборудования упрощенной подстанции при повреждении в трансформаторе.


В схемы с выключателями (см. рис. 13.2, а) устройство релейной защиты РЗ подаст сигналы на отключение Q1 и Q2 и трансформатор отключится со всех сторон.

В схеме с короткозамыкателями и отделителями (см. рис. 13.2, б) устройство РЗ подаст сигнал на включение короткозамыкателя QK, создастся искусственное короткое замыкание, ток которого протекает по трансформаторам тока ТАI и ТА2. Релейная защита выключателя 02 под действием тока короткого замыкания отключит этот выключатель, т. е. отключит цепь W1—Т от источника питания. При этом исчезнет ток и в ТА 1, что явится разрешающим сигналом на отключение отделителя QR, т. е. произойдет отключение трансформатора Т. После этого при необходимости линия W1 может быть вновь включена в работу выключателя Q2. Такая необходимость возникает, если отданной линии W1 питаются и другие подстанции.

Если других подстанций, питающихся от данной линии, нет, то в схеме ГПП можно исключить отделитель QR, но оставить короткозамы- катель QK (рис. 13.2, в). В этом случае при повреждении трансформатора под действием сигнала Р31 отключится выключатель Q1, включится короткозамыкатель QK и создаст ток короткого замыкания, под действием которого отключится с помощью Р32 выключатель Q2.

При длине линии 1—2 км сигнал на отключение Q2 можно подавать по телемеханической линии (рис. 13.2, г).

Однотрансформаторные подстанции имеют невысокую надежность, так как выход из строя любого элемента схемы вызывает перерыв электроснабжения. Для достижения приемлемой надежности в основном применяются двухтрансформаторные ГПП (рис. 13.3, а). Их схема, как правило, упрощенная с короткозамыкателями, отделителями и рабочей перемычкой на стороне ВН. При мощностях подстанции более 32 MBA используют трансформаторы с расщепленными обмотками (рис. 13.3, б), что позволяет в 2 раза снизить токи короткого замыкания на шинах РУ 6—10 кВ по сравнению со схемами с двухобмоточными трансформаторами.

Ремонтная перемычка дает возможность при выводе в ремонт одной из линий (Wl, W2) сохранить в работе два трансформатора, а при ремонте одного из трансформаторов — оставить в работе обе линии, что повышает надежность электроснабжения. Включение ремонтной перемычки может происходить автоматически отделителем с автоматическим приводом на включение. Это позволяет в процессе эксплуатации резервировать любые из двух линий или трансформаторов.

Подстанции с выключателями на ВН используются редко и там, где перерыв в электроснабжении по технологическим условиям должен быть минимальным.

Распределительный пункт (РП) служит для приема и распределения электрической энергии на том же напряжении (рис. 13.4), позволяет уменьшить число питающих линий, площадь их сечения и расходы на сооружение электрической сети. Изготовляют РП с одной секционированной системой шин. Секционирование может быть выполнено выключателем или, при пониженной надежности, разъединителем. Распределительные пункты предусматривают при числе отходящих линий не менее 8—10.

-Трансформаторные подстанции 6—10/0,4 кВ состоят из следующих обязательных частей: ввода ВН, трансформаторов и распределительных устройств НН.

При питании от радиальной линии ввод ВН трансформатора может присоединяться «глухо» (рис. 13.5, о). Схема называется блок «линия— трансформатор», а все коммутационные аппараты и защитные устройства устанавливаются в начале линии.

Для удобства проведения ремонтных работ на линии на вводе ВН могут устанавливаться разъединители QS (рис. 13.5, б). Часто разъединители заменяют штепсельными разъемами (рис. 13.5, в).

Если подстанция питается от магистральных линий, необходимо устанавливать защитную и коммутационную аппаратуру на вводах ВН на самой ТП (рис. 13.6). При этом, когда требуется включение тока нагрузки со стороны ВН вместо разъединителя QS (рис. 13.6, а) применяют выключатели нагрузки QW (рис. 13.6, б и в) и реже высоковольтные выключатели Q (рис. 13.6, г).

Схемы распределительных сетей 6—10 кВ. На небольших и средних судоремонтных заводах, а также на крупных судостроительных заводах второй ступени электроснабжения сети выполняют кабельными. Воздушные линии сооружаются на малозагруженных участках территории, обычно на периферии.

Радиальные схемы распределения электроэнергии применяются главным образом в случае расположения электропотребителей в разных направлениях от ГПП (ЦП).

На небольших предприятиях получили распространение одноступенчатые (рис. 13.7, а), на крупных — двухступенчатые (рис. 13.7, б) схемы электроснабжения, когда РП удешевляют систему электроснабжения в целом. При этом, как правило, для надежности используют секционирование всех звеньев электроснабжения применением двух и более секций ГПП, двух секций РП и т. д.

Для питания ЭП категории I обязательно, а для категории II желательно предусматривать двухтрансформаторные ТП (см. рис. 13.7, б) и каждый трансформатор должен питаться отдельной линией. Если преобладают ЭП II и III категорий, то нужно применять однотрансформаторные ТП и резерв питания осуществлять перемычкой с автоматическим или ручным управлением (см. рис. 13.7, а).

Магистральные схемы целесообразно использовать при распределенной нагрузке и упорядоченном расположении ТП. Такие схемы удобны при необходимости резервирования питания Пс и позволяют лучше загрузить кабели в нормальном режиме работы. На рис. 13.8, аиб приведены примеры магистральных сетей. К сдвоенной магистрали обычно подключают Пс общей мощностью до БМВ-А. Сдвоенная магистраль с двусторонним питанием характеризуется повышенной надежностью.

Территория электротехнической информации WEBSOR

Распределение электроэнергии

Электроснабжение > Понятие электроснабжения

Особенностью процесса производства, передачи и потребления электроэнергии является его непрерывность. Процесс производства электроэнергии совпадает по времени с процессом ее потребления, поэтому электростанции, электрические сети и электроприемники потребителей связаны общностью режима. Общность режима вызывает необходимость организации энергетических систем.
Энергетическая система (энергосистема) представляет собой совокупность электростанций, линий электропередачи, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства, преобразования и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом. Частью энергетической системы является электрическая система, представляющая собой совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.
Электрическая сеть — это совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.
Электроприемник — аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Потребитель электроэнергии — один или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.
Электроустановки , в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия, делятся в зависимости от рабочего напряжения на электроустановки напряжением до 1000 и выше 1000 В.
Распределительным устройством (РУ) является электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, устройства защиты, автоматики и телемеханики, измерительные приборы и вспомогательные устройства. Распределительные устройства подразделяются на открытые (расположенные на открытом воздухе) и закрытые (в здании). В городских условиях в большинстве случаев применяют закрытые РУ.
Подстанция — это электроустановка, служащая для преобразования и распределения электрической энергии и состоящая из РУ до и выше 1000 В, силовых трансформаторов или других преобразователей электроэнергии и вспомогательных сооружений.
Структурная схема электроснабжения города показана на рис. 1. Генераторы ГРЭС вырабатывают электроэнергию напряжением 6, 10 или 20 кВ. При таком напряжении передавать электроэнергию на большое расстояние (более 4 — 6 км) неэкономично. Поэтому в целях уменьшения потерь мощности в линиях передачу электроэнергии на большие расстояния производят при повышенном напряжении, для чего на электростанциях имеются повышающие силовые трансформаторы, которые повышают напряжение до расчетного (35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ). На электрических понижающих подстанциях, расположенных в черте города, напряжение понижается до 6-10 кВ. Понижающая подстанция обычно состоит из открытой части напряжением 110 — 220 кВ и закрытой части, в которой имеется распределительное устройство напряжением 6-10 кВ.

Рис. 1. Структурная схема электроснабжения города

ЭС — государственная районная электростанция (ГРЭС), Т1 — повышающий трансформатор при ГРЭС, Т2 — понижающий трансформатор центра питания, ТЗ — понижающий трансформатор в ТП, ВЛ — воздушная линия напряжением 35 — 750 кВ, РУ — распределительное устройство 6-10 кВ понижающей подстанции (центра питания), ПКЛ — питающая кабельная линия, РП — распределительный пункт, РКЛ — распределительная кабельная линия, КЛ — кабельная линия напряжением 0,4 кВ, ВРУ — вводно-распределительное устройство в жилом доме, ГПП — главная понижающая подстанция завода, ЩУ — щитовое устройство напряжением 0,4 кВ в цехе завода

Центр питания (ЦП) представляет собой распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы, имеющей устройство для регулирования напряжения, к которому присоединены электрические сети данного района.
Как видно из рис. 1, кабельная линия от ЦП проложена в распределительный пункт РП. Эта линия, не имеющая распределения электроэнергии по ее длине от ЦП до РП, называется питающей кабельной линией.
Распределительный пункт — это распредели-тельное устройство 6 — 20 кВ, предназначенное для приема по питающим линиям электроэнергии от ЦП и передачи ее в распределительную сеть. В распределительный пункт входят сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, устройства защиты, автоматики и телемеханики, а также измерительные приборы. Распределительный пункт может быть совмещен с трансформаторной подстанцией, обслуживающей расположенных вблизи потребителей. Из распределительного пункта по разным направлениям отходят кабельные линии РКЛ, питающие ряд трансформаторных подстанций ТП и называемые распределительными .
Трансформаторная подстанция , представляющая собой электроустановку, в которой электроэнергия трансформируется с напряжения 6 — 20 кВ на напряжение до 1000 В и распределяется на этом напряжении, состоит из силовых трансформаторов, распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В, устройств управления и вспомогательных сооружений.
Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) состоит из трансформаторов, распределительного (или вводного) устройства 6 — 10 кВ, распределительного устройства 0,4 кВ, токопроводов между ними, поставляемых в собранном или подготовленном для сбора виде. Открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на высоких конструкциях или опорах линий электропередачи, называется столбовой или мачтовой (МТП).
От трансформаторных подстанций непосредственно к потребителям отходят воздушные линии или распределительные кабели КЛ напряжением до 1000 В, проложенные к вводно-распределительным устройствам (вводам) ВРУ или распределительным щитам, находящимся в зданиях потребителей. От вводов или распределительных щитов в домах проложены магистрали (стояки), от которых, в свою очередь, отходят линии распределительной сети по квартирам.
Питающие кабельные линии могут быть проложены от ЦП не только в РП, где нет трансформаторов, но и в главные понижающие подстанции заводов ГПП, где электроэнергия распределяется по распределительным кабельным линиям и преобразуется с помощью силовых трансформаторов в электроэнергию напряжением до 1000 В. В этом случае на ГПП устанавливают силовые трансформаторы и распределительный щит напряжением до 1000 В, от которого электроэнергия шино-проводами или проводами, проложенными на эстакадах или лотках, либо по кабельным линиям передается непосредственно в цехи и далее к электроприемникам.
Городская электрическая сеть включает расположенные на территории данного города электроустановки, служащие для электроснабжения токоприемников и представляющие собой совокупность питающих линий от ЦП, РП и ТП, распределительных линий напряжением 6-10 кВ и до 1000В, вводных устройств у потребителей.

Каждый электрик должен знать:  Внешние характеристики преобразователя  в области прерывистых токов

Категории электроприемников по степени надежности электроснабжения

Схемы построения питающих и распределительных сетей различны по степени обеспечения надежности электроснабжения электроприемников. В соответствии с Правилами устройства электроустановок электроприемники по степени надежности электроснабжения делятся на три категории.
Первая категория — это электроприемники, нарушение 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 ним относятся сооружения с массовым скоплением людей (театры, стадионы, универмаги, универсамы), электрифицированный транспорт (метрополитен, железные дороги, троллейбусы, трамваи), больницы, предприятия связи, жилые здания высотой более 16 этажей, в которых имеются электродвигатели пожарных насосов, аварийное освещение и системы обеспечения незадымляемости, группы городских потребителей с суммарной нагрузкой выше 10000 кВ-А, некоторые силовые установки (вращающиеся печи с дутьем).
Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв их электроснабжения допускается только на время автоматического ввода резервного питания. Независимым считается такой источник питания электроприемников, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках питания этих электроприемников.
Из электроприемников первой категории выделяется особая группа, бесперебойная работа которой необходима для безаварийного останова производства во избежание угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для электроснабжения этой группы электроприемников должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника питания.
Вторая категория — это электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. К ним относятся жилые дома с электроплитами, жилые дома высотой более 4 этажей с газовыми плитами, школы и учебные заведения, лечебные и детские учреждения, силовые установки, допускающие перерывы в электроснабжении без повреждения основного оборудования, группы городских потребителей с общей нагрузкой от 400 до 10000 кВА.
Электроприемники второй категории рекомендуется
обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания; для них допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом предприятия или выездной оперативной бригадой электроснабжающей организации.
Третья категория — все остальные электроприемники, электроснабжение которых может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы в электроснабжении на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превысят одних суток.

Принципиальные схемы электроснабжения города

Наиболее дешевой и простой схемой электроснабжения электроприемников третьей категории является радиальная тупиковая (рис. 2), однако она ненадежна, так как при повреждении любого элемента системы электроснабжения (линии, оборудования) электроприемники будут оставаться без электроэнергии при ремонте или замене этого элемента. Эту схему электроснабжения городских электроприемников применять не рекомендуется. Для электроприемников второй и третьей категории может быть использована кольцевая схема электроснабжения. показанная на рис. 3. При повреждении люоои из распределительных линий электроснабжение электроприемников восстанавливают ручным отключением поврежденной линии и включением резервной. В кольцевой схеме электроснабжения имеются места деления (разрывы) сети, в которых постоянно отключены разъединители или выключатели. Их включают при необходимости тго-дачи электроэнергии от резервной линии в случае повреждения основной линии или отключения ее для производства на ней работ. Перерыв в электроснабжении при этой схеме допускается на время, необходимое для отключения поврежденного участка и производства переключений (примерно 2 ч).
Более надежными являются схемы электроснабжения электроприемников, в которых предусматривается параллельная работа питающих линий или автоматическое включение резервного питания (АВР). На рис. 4, а, б показаны схемы электроснабжения распределительных пунктов с двумя параллельно работающими питающими линиями и направленной максимальной токовой защитой. Поврежденная линия отключается с двух сторон выключателями, а питание электроприемников продолжатся бесперебойно по другой питающей линии. Такую схему применяют для электроснабжения электро приемников второй категории, так как при выходе из строя питающего центра электроснабжение будет нарушено.
Для потребителей первой категории используют схемы, в которых электроприемники получают электроэнергию от двух различных центров питания. На рис. 5, а, б показаны схемы электроснабжения электроприемников от двух центров питания с одним или двумя РП и с применением АВР. При повреждении одной из питающих линий она от действия защиты и автоматики отключается с двух сторон выключателями, после чего включается выключатель резерва и восстанавливается питание электроприемников.
Схемы, показанные на рис. 4 и 5, применяют для электроснабжения электроприемников второй категории, если капитальные затраты для их осуществления не увеличиваются более чем на 5 % по сравнению с затратами для осуществления схем ручного ввода резерва. Нагрузка каждой питающей линии в этих схемах должна быть в таких пределах, чтобы при выходе из строя одной из них другая линия могла принять на себя с учетом кратковременной перегрузки нагрузку поврежденной. Эти нагрузки определяются расчетом и составляют примерно 65 % длительно допустимых.
При построении схем распределительных сетей для электроснабжения электроприемников первой и второй категорий применяют схемы трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6-10 кВ и двухлучевые схемы с АВР на стороне напряжения до 1000 В.
Схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6 — 10 кВ показаны на рис. 6, а, б. Если повреждается линия, отходящая от РП2, то от действия защиты и автоматики она отключается с двух сторон выключателями, после чего автоматически включается выключатель АВР. Такую схему чаще всего используют для электроснабжения промышленных предприятий.
Двухлучевая схема (рис. 7) предусматривает питание одной ТП двумя линиями. Каждая из них питает свой трансформатор (лучи А и Б), на котором со стороны напряжения до 1000 В установлены контакторы, автоматически переключающие нагрузку с одного трансформатора на другой при исчезновении напряжения на каком-либо из них.

Справочник строителя | Построение электрических сетей

  • Основы электротехники (12 записей)
  • Единицы измерения (18 записей)

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

СХЕМЫ ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ГРС

2007-2020 © baurum.ru
All rights reserved.

Строительство и ремонт

О строительстве — для строителей, застройщиков,
заказчиков, проектировщиков, архитекторов

Выбор схемы электроснабжения.


Выбор рациональной схемы электроснабжения наряду с выбором напряжения

является одним из главных вопросов, решаемых при разработке проекта реконструкции системы электроснабжения. Оба данных вопроса рассматриваются в неразрывной связи друг с другом.

Проектируемая схема должна включать в себя элементы существующей при соответствии их пропускной способности новым расчетным условиям. Равным образом это касается ТП, РУ высокого напряжения, кабельных линий, токопроводов и других элементов. При необходимости замены кабельных или воздушных линий, их сечения выбираются на основании ТЭР /9/.

Схема распределения электроэнергии строится с соблюдением принципов приближения высокого напряжения к потребителям, отказа от холодного резерва, раздельной работы линии и трансформаторов, глубокого секционирования. Схема

должна быть простой, удобной в эксплуатации, ремонто-пригодной, предусматривать применение комплектного электрооборудования и индустриальных способов монтажа. При выборе схемы обязательно учитывается перспектива развития предприятия на 8-10 лет. Существующая схема внешнего электроснабжения анализируется с точки зрения обеспечения требуемой степени бесперебойности питания. При необходимости добавляются новые линии и трансформаторы.

Факторы влияющие на выбор схемы:

1) Категория потребителя по надежности эл.снабжения

2) Расположение цехов относит. Друг друга и источника питания

3) Режим работы эл. Оборудования в цехе, который определяет график нагрузки цеха

Радиальная схема — электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам (рис. 1, а). Такие линии называют радиальными. В электроснабжении городов радиальные линии называют питающими. Линии W1—W4 на рис. 1, а — радиальные. Питание потребителя П1 на рис. 1, а производится двумя линиями W1 и W2. Такая схема называется радиальной с резервированием. С целью повышения надежности, линии W1 и W2 приемников I категории подключают к разным НИП.

Рис.1. Схемы электроснабжения: а— радиальная; б— магистральная; в— смешанная

Магистральная схема — линии, питающие потребителей (приемники), имеют распределение энергии по длине (рис.1 б). Такие линии называют магистральными (линия W). При магистральном подключении ТП (на проходной ТП) целесообразно на некоторых из них на питающих или отходящих линиях использовать силовые выключатели с защитами, с целью локализации поврежденного участка сети и ограничения числа отключенных при этом ТП.

Смешанная схема — электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями. На рис.1в линия W1 — радиальная, W2 — магистральная, т. е. схема является смешанной.

Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.

Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

Магистральные схемы имеют следующие достоинства:

— лучшая загрузка линий, т. к. к каждой линии подключена не одна, а группа ТП;

— меньший расход кабелей;

— на ЦП и РП нужно устанавливать меньшее количество выключателей.

Недостатки одиночных магистралей заключаются в трудностях при отыскании места повреждения магистрали и в более низкой надежности электроснабжения по сравнению с радиальной схемой. Последнее объясняется тем, что на надежность работы магистрали влияют показатели надежности стороны ВН ТП, включая силовые трансформаторы. Применение двухстороннего питания одиночных магистралей (петлевая схема) не решает проблемы обеспечения надежности и решения трудностей при отыскании места повреждения. Двойные магистрали с двухсторонним питанием (двухлучевые схемы) могут обеспечить достаточную надежность электроснабжения всех категорий электроприемников. Это обусловило их широкое распространение в электроснабжении городов.

Сопоставив перечисленные схемы электроснабжения, можно сделать следующие выводы.

1. Наиболее простыми и отвечающими требованиям III категории надежности являются сети, выполненные по радиальной схеме без резервирования и с одиночными магистралями.

2. Требованиям II категории надежности отвечают широко распространенные магистральные многолучевые схемы, чаще всего двухлучевые.

3. Электроснабжение приемников I категории удобно производить с помощью радиальных схем с резервированием, а также двухлучевых схем. Во всех случаях питания приемников I категории должен применяться АВР.

Выбор напряжения

На выбор уровня U влияет:

1) Категория помещения по опасности поражения эл. Током

2) Класс электротехнического оборудования по способу защиты

А) класс 0- оборудование в котором защита от поражения эл. Током

обеспечивается основной изоляцией, при этом отсутствует эл. соединение открытых проводящих частей, если такие имеются. При пробое основной изоляции защита должна обеспечиваться окружающей средой.
Б) класс1-оборудование, в котором защита от поражения эл. током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых проводящих частей доступных к прикосновению с защитным проводником стационарной установки.

В) класс2- оборудование, в котором защита обеспечивается применением двойной или усиленной изоляцией. В оборудовании этого класса нет ср-в защитного заземления и защитные св-ва окр. Среды не используют в качестве меры защиты.

Г) класс3- оборудование, в котором защита основана на питании от источника безопасного сверхнизкого U и в котором не возникает U выше безопасного сверхнизкого значения.

Электрическая часть

Выбор рода тока и напряжения, схемы электроснабжения

Электрические сети служат для передачи и распределения электрической энергии к цеховым потребителям промышленных предприятий. Потребители энергии присоединяются через внутрицеховые подстанции и распределительные устройства при помощи защитных и пусковых аппаратов.

Электрические сети промышленных предприятий выполняются внутренними (цеховыми) и наружными. Наружные сети напряжения до 1 кВ имеют весьма ограниченное распространение, т. к. на современных промышленных предприятиях электропитание цеховых нагрузок производится от внутрицеховых или пристроенных трансформаторных подстанций [7].

Выбор электрических сетей радиальные схемы питания характеризуются тем, что от источника питания, например от трансформаторной подстанции, отходят линии, питающих непосредственно мощные электроприёмники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприёмники.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, т. к. аварии локализуются отключением автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах КТП, что мало вероятно. В следствии достаточно надёжной конструкции шкафов этих КТП.

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприёмников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнения мелких приёмников, не связанных единым технологическим процессом.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надёжность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенного монтажа электрических сетей.

С учетом количества и мощностей станков и установок применяем для участка радиальную схему электроснабжения.

Трёхфазные сети выполняются трёхпроводными на напряжение свыше 1000 В и четырёхпроводными — до 1000 В. Нулевой провод в четырёхпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электроприёмников [7].

Трёхфазные сети на напряжение 380/220 В (в числители — линейное, в знаменатели — фазное) позволяют питать от одного трансформатора трёх — и однофазные установки.

Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. При большом количестве однофазных электроприёмников от трёхфазных сетей осуществляются однофазные ответвления. [7, с.9]

Для инструментального цеха принимается радиальная схема электроснабжения. Данная схема обладает следующими преимуществами: высокая надёжность электроснабжения, удобство эксплуатации, возможность применения простых устройств автоматизации.

Рисунок 1 — Схема инструментального цеха

Добавить комментарий