+7 (812) 448-30-88
+7 (812) 910-22-50
Заказать звонок →
Мы перезвоним вам

Характерные схемы электроснабжения промышленных предприятий

Содержание:
  1. Внешнее электроснабжение
  2. Внутреннее электроснабжение
  3. Шины и шинопроводы в системах электроснабжения

Внешнее электроснабжение.

а) Питание от энергосистемы без собственных электростанций. На рисунке 1 приведены основные характерные схемы электроснабжения промышленных предприятий, питание которых производится только от энергосистем.

4be87-clip-47kb

Рис. 1. Характерные схемы электроснабжения промышленных предприятий при питании их только от энергосистемы

На рисунке 1 (а) представлена схема радиального питания. Здесь напряжение сети внешнего электроснабжения совпадает с высшим напряжением сети на территории внутри предприятия (система внутреннего электроснабжения), благодаря чему не требуется трансформация для предприятия в целом. Такие схемы электроснабжения характерны при питании, прежде всего, на напряжениях 6, 10 и 20 кВ.

На рисунке 1 (б) приведена схема так называемого «глубокого ввода» 20-110 кВ и редко 220 кВ, когда напряжение от энергосистемы без трансформации вводится по схеме двойной транзитной сквозней магистрали на внутреннюю территорию предприятия. В этой схеме при напряжении 35 кВ понижающие трансформаторы устанавливаются непосредственно у зданий цехов и имеют низшее напряжение 0,69-0,4 кВ. Однако при напряжениях энергосистемы 110-220 кВ непосредственная трансформация на 0,69-0,4 кВ для цеховых сетей оказывается обычно нецелесообразной из-за сравнительно малой суммарной мощности потребителей отдельного цеха. В таких случаях может оказаться целесообразной промежуточная трансформация на напряжение 6-10 кВ на нескольких промежуточных понизительных подстанциях, каждая из которых должна питать свою группу цехов. В случаях крупных печных или специальных преобразовательных установках большой мощности может оказаться целесообразным трансформировать напряжение 110 или 220 кВ непосредственно на технологическое напряжение (обычно отличное от 0,69 или 0,4), устанавливая специальные для этого назначения понижающие трансформаторы непосредственно у зданий цехов.

На рисунке 1 (в) приведена возможная схема электроснабжения промышленного предприятия с наличием трансформации, осуществляемой в месте перехода от схемы внешнего к схеме внутреннего электроснабжения, которая характерна для предприятий значительной мощности и большой территории.

На рисунке 1 (г) дана схема при условии трансформации на два напряжения, что характерно для мощных предприятий, находящихся на значительном расстоянии друг от друга.

б) Питание от энергосистемы при наличии на промышленном предприятии собственной электростанции. На рисунке 2 приведены характерные схемы электроснабжения промышленных предприятий при наличии на предприятии собственной электростанции.

8f493-clip-17kb

Рис. 2 . Характерные схемы электроснабжения предприятий, питающихся от энергосистемы и собственных электростанций

 

На рисунке 2 (а) дана схема для случая, когда место расположения электростанции совпадает с центром электрических нагрузок предприятия и питание предприятия от энергосистемы осуществляется на генераторном напряжении.

На рисунке 2 (б) приведена схема для случая, когда электростанция находится в удалении от центра его электрических нагрузок, но питание от системы происходит на генераторном напряжении.

На рисунке 2 (в) представлена схема для случая, когда питание от системы осуществляется на повышенном напряжении и распределение электроэнергии по территории предприятия происходит на генераторном напряжении. Электростанция предприятия помещена вне центра электрических нагрузок.

На рисунке 2 (г) изображена схема, условия которой аналогичны схеме, представленной на рисунке 2 (б), но трансформация производится на два напряжения.

В схемах на рисунках 1 (б, г) и 2 (в, г) для питания от системы на напряжениях 35-220 кВ могут применяться варианты, приведенные на рисунке 3.

Схема на рисунке 3 (а) (без выключателей на стороне высшего напряжения) рекомендуется как более дешевая в исполнении и не менее надежная в эксплуатации, чем схема на рисунке 3 (б). Однако применение схемы на рисунке 3 (а) возможно только для тех случаев, когда операция по включению и отключению трансформаторов не производится ежедневно по причине соблюдения экономически целесообразного режима работы. Если отключение и включение трансформаторов происходит ежедневно, следует выбрать схему, представленную на рисунке 3 (б).

f0a73-clip-25kb

Рис. 3. Схемы присоединения трансформаторов ГПП к сети энергосистемы напряжением 35-220 кВ

в) Питание только от собственной электростанции (см. рис. 4). Это имеет место весьма часто для предприятий, удаленных от сетей энергосистем, но по мере развития электрификации количество таких случаев будет все время уменьшаться.

 

dbacb-clip-17kb

Рис. 4. Характерная схема электроснабжения при питании промышленного предприятия только от собственной электростанции, расположенной на его территории

Внутреннее электроснабжение. Схемы электроснабжения, обеспечивающие питание предприятия на его территории, ввиду большой разветвленности, большого количества аппаратов должны обладать в значительно большей степени, чем схемы внешнего электроснабжения, дешевизной и надежностью одновременно. Это положение обеспечивается тем, что в зависимости от конкретных требований обеспечения приемников и потребителей применяются различные схемы питания.

а) Схемы радиального питания. Радиальными являются такие схемы, в которых электрическая энергия от центра питания (электростанция предприятия, подстанция или распределительный пункт) передается прямо к цеховой подстанции, без ответвлений на пути для питания других потребителей. Из сказанного видно, что такие схемы должны обладать большим количеством отключающей аппаратуры и иметь значительное число питающих линий. Исходя из этого основного положения, характеризующего схемы радиального питания, можно сделать вывод, что применять их следует только для питания достаточно мощных потребителей. На рисунке 5 приведены характерные схемы радиального питания для систем как внешнего, так и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий.

98574-clip-5kb

Рис. 5. Характерные радиальные схемы питания промышленного предприятия (схемы внутреннего электроснабжения)

Схема на рисунке 5 (а) предназначается для питания потребителей 3-й категории или потребителей 2-й категории с пониженной ответственностью, где допустим перерыв в электроснабжении на срок до 1-2 сут. Схема на рисунке 5 (б) предназначается для потребителей 2-й категории, перерыв питания у которых может быть допущен в пределах не более 1-2 ч. Схема на рисунке 5 (в) предназначается для электроснабжения потребителей 1-й категории, но часто используется и для питания потребителей 2-й категории, перерыв в питании которых влечет за собой недоотпуск продукции, имеющих народнохозяйственное значение в масштабе страны, например, выпуск подшипников.

б) Схемы магистрального питания. Магистральные схемы применяются в системе внутреннего электроснабжения предприятий в том случае, когда потребителей достаточно много и радиальные схемы питания явно нецелесообразны. Обычно магистральные схемы обеспечивают присоединение пяти-шести подстанций с общей мощностью потребителей не более 5000-6000 кВ×А. На рисунке 6 приведена типичная схема магистрального питания. Эти схемы характеризуются пониженной надежностью питания, но дают возможность уменьшить число отключающих аппаратов высокого напряжения и более удачно скомпоновать потребителей для питания в группе по пять-шесть подстанций

426bb-clip-4kb (1)

Рис. 6. Характерная магистральная схема питания промышленного предприятия в системе внутреннего электроснабжения

В тех случаях, когда необходимо сохранить преимущества магистральных схем и обеспечить высокую надежность питания, следует прибегать к так называемой системе двойных транзитных (сквозных) магистралей (см. рис. 7).

2e44c-clip-9kb

Рис. 7. Характерная схема питания сквозными двойными магистралями в системе внутреннего электроснабжения предприятия

 

В этой схеме при повреждении любой из питающих магистралей высшего напряжения питание надежно обеспечивается по второй магистрали путем автоматического переключения потребителей на секцию шин низшего напряжения трансформатора, оставшегося в работе. Это переключение происходит со временем не более 0,1-0,2 с, что практически не успевает отразиться на электроснабжении потребителей.

в) Схемы смешанного питания. В практике проектирования и эксплуатации промышленных предприятий редко встречаются схемы, построенные только по радиальному или только по магистральному принципу питания. Обычно крупные и ответственные потребители или приемники питаются по радиальной схеме. Средние и мелкие потребители группируются, их питание проектируется по магистральному принципу. Такое решение позволяет создать схему внутреннего электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями. На рисунке 8 приведена такая комбинированная схема.

fba31-clip-6kb

Рис. 8. Схема смешанного питания потребителей в системе внутреннего электроснабжения промышленного предприятия

Шины и шинопроводы в системах электроснабжения. В промышленных предприятиях черной, цветной металлургии, химических и других энергоемких производствах в связи с увеличением их мощности и ростом плотности электрических нагрузок появилась необходимость передавать в одном направлении токи 2000-5000 А и более при напряжениях 6-20 кВ. В этих случаях целесообразно применять специальные мощные шинопроводы, которые имеют преимущества перед линиями, выполненными из большого числа параллельно проложенных кабелей. Эти преимущества следующие: большая надежность, возможность индустриализации электромонтажных работ, а также доступность наблюдения и осмотра шинопроводов в условиях эксплуатации.

При сравнении шинопроводов и кабельных линий решающими факторами являются: расчетные годовые затраты и обеспечение необходимого уровня напряжения и пределов его колебания у приемников электрической энергии. На решение вопроса о применении мощных токопроводов может оказать влияние также характер генплана предприятия.

Капитальные вложения для шинопроводов зависят от передаваемой мощности, принятого варианта размещения, токов КЗ, а также от необходимости иметь устройства грозозащиты. Для кабельных линий капитальные затраты зависят в значительной мере от напряжения сети и выбранного способа прокладки.

Прежде чем определять и сравнивать годовые затраты по вариантам, необходимо убедиться в их технической осуществимости и для каждого варианта найти наиболее экономичное решение. Например, шинопроводы, как правило, следует размещать над землей на открытом воздухе, т.к. размещение в туннеле или подземной галерее приводит к значительному удорожанию строительной части и увеличению потерь в железобетонных конструкциях. Если расчетные годовые затраты по шинопроводам и кабельным линиям примерно одинаковы, то предпочтение следует отдавать шинопроводам, т.к. они обладают большей надежностью.