Понятие о системах электроснабжения

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии.

Системы электроснабжения создают для обеспечения литания приемников электроэнергии, к которым относят: электродвига­тели различных механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осве­тительные установки и др.

Энергетической системой называют совокупность электростан­ций, подстанций и приемников электроэнергии, связанных меж­ду собой линиями электрической сети.

Электрической системой называют часть энергетической систе­мы, состоящую из генераторов, распределительных устройств, повысительных и понизительных подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии (рис. 1.1).

Различие между энергетической и электрической системами заключается в том, что в электрическую систему не входит тепло­вая или гидравлическая часть энергетической системы, т.е. часть, относящаяся к первичнымдвигателям и устройствам, которые обеспечивают их питание.

Электрическими сетями называют части электрической систе­мы, состоящие из подстанций и линий различных напряжений. Электрические сети подразделяют по напряжению (табл. 1.1 и 1.2).

Электрическая сеть служит для передачи электроэнергии от мест ее производства к местам потребления и распределения между потребителями.

Электрическая сеть состоит из системы проводов, надлежащим образом изолированной и снабженной соответствующими аппа­ратами и приборами для переключений, измерений, трансфор­маций и регулирования напряжений и т.п.

Линии, связывающие электростанцию с понизительной под­станцией, называют линиями электропередачи.

Рис. 1.1. Схема электрической системы

Электрическую часть всех вновь сооружаемых, реконструиру­емых, технически перевооружаемых промышленных предприятий и гражданских зданий выполняют в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

К промышленным предприятиям относят заводы (в том числе опытные заводы научно-исследовательских институтов), комби­наты, фабрики, шахты, карьеры, производственные и ремонт­ные базы, типографии, предприятия железнодорожного, водного, воздушного, трубопроводного и городского транспорта и др. К гражданским зданиям относят жилые и общественные объекты. Действующими считают электроустановки, которые имеют источники электроэнергии (в том числе химические, гальванические и др.) и находятся под напряжением полностью либо частично, или такие, на которые в любой момент времени может быть пода­но напряжение включением коммутационной аппаратуры.

Электроснабжение предприятий разделяют на внешнее и внут­реннее.

Под внешним электроснабжением понимают комплекс со­оружений, обеспечивающих передачу электроэнергии от выбран­ной точки присоединения к энергосистеме до приемных подстанций предприятий или гражданских зданий.

Внутреннее электроснабжение — это комплекс сетей и подстанций, расположенных, как правило, на территории предпри­ятия и в его цехах.

Проектированию внешнего электроснабжения отдельного пред­приятия или комплекса гражданских зданий предшествует разработка перспективного плана развития производительных

сил рай­она на ближайшие 10... 15 лет.

Таблица 1.1. Номинальные напряжения электрических сетей общего назначения до 1000 В, источников и приемников электроэнергии (ГОСТ 721-97)

Примечание. Значения, указанные в скобках, не рекомендуются для вновь проектируемых сетей.

Таблица 1.2. Номинальные междуфазные напряжения трехфазного тока свыше 1000 В электрических сетей, источников и приемников электрической энергии (ГОСТ 721 — 97)

Примечания: 1. РПН — регулирование напряжения под нагрузкой. 2. Значения, указанные в скобках, не рекомендуются для вновь проектиру­емых сетей.

На основе этого плана разрабатывается проект развития энергетической системы, в том числе сетевых устройств. В проекте развития энергосистемы намечают источни­ки электроэнергии для данного района, их мощность и очередность строительства, определяют места расположения и схемы основных подстанций энергосистемы, от которых предполагается осуществлять питание промышленных предприятий, городов и по­селков.

Разработку проекта электроснабжения промышленного пред­приятия начинают с изучения технологического процесса и его особенностей. На первой стадии анализируют взаимосвязь отдель­ных технологических процессов и агрегатов, возможные послед­ствия перерывов в электроснабжении всего предприятия, а также отдельных агрегатов или цехов. Рассчитывают ожидаемые элект­рические нагрузки цехов и отдельных крупных технологических агрегатов, а также ожидаемую расчетную нагрузку предприятия в целом. Для крупных предприятий, строящихся очередями, опре­деляют рост нагрузок по годам.

Электроэнергия на пути от источника питания до электропри­емника на современных промышленных предприятиях (независи­мо от их энергоемкости и характера производства), как правило, преобразуется один или несколько раз (по напряжению и току), а потоки ее, по мере приближения к потребителям, дробятся на более мелкие и разветвляются.

Преобразования электроэнергии по напряжению производят на трансформаторных подстанциях, которые (в зависимости от места расположения в схеме электроснабжения) называют глав­ными понизительными подстанциями (ГПП) и цеховыми транс­форматорными подстанциями (ТП).

Коммутационные устройства, служащие для разделения пото­ков электроэнергии без их преобразования по напряжению или дру­гим электрическим параметрам, называют распределительными пунк­тами (РП). Последние могут являться элементом как сети высокого напряжения 6(10) кВ, так и сети низкого напряжения 380/220 В. Для внутреннего электроснабжения промышленных предприя­тий применяют радиальные, магистральные и смешанные схемы. Радиальные схемы получили наибольшее распространение. Маги­стральные схемы применяют реже, в основном в тех случаях, ког­да электроприемники имеют большую мощность и расположены вблизи трасс, удобных для прокладки магистралей. Чаще их при­меняют в сочетании с радиальными.

Принятый способ передачи электроэнергии в значительной мере определяет схему электроснабжения предприятия. На выбор схе­мы оказывают влияние взаимное расположение потребителей, требование к бесперебойности питания, число, мощность и на­пряжение источников питания, принятое напряжение сетей, зна­чения токов короткого замыкания, условия генерального плана предприятия, конструктивные особенности и технико-эконо­мические характеристики электротехнического оборудования. На­пряжение сети, число, мощность и расположение распредели­тельных и трансформаторных подстанций выбирают на основе технико-экономических расчетов.

Таблица 1.3. Двухбуквенные коды элементов

Внутризаводские питающие сети напряжением 6 (10) кВ от ГПП (или ТЭЦ) до РП 6 (10) кВ выполняют в виде радиальных кабель­ных линий или мощных магистральных токопроводов различных конструкций. Внутриплощадочные РП 6 (10) кВ в соответствии с СН 174 — 75 конструируют двухсекционными с одной системой сборных шин. К РП подключается распределительная кабельная сеть напряжением 6... 10 кВ цеховых ТП 6 (10)/0,4 (0,66) кВ и вы­соковольтных электродвигателей.

В схемах и чертежах электротехнической части проектов про­мышленных предприятий и гражданских зданий трансформато­ры, электрические машины, аппараты, светильники, выключа­тели, штепсельные розетки, щитки, электрические провода изоб­ражают соответствующими условными знаками. Обозначать эле­менты, входящие в электрическую схему, рекомендуется латин­скими буквами. В соответствии с ГОСТ 2.710 — 81 элементы разби­ты по видам на группы, которым присвоены обозначения одной буквой. Для уточнения вида элементов допускается применять двухбуквенные и многобуквенные коды. Примеры двухбуквенных ко­дов приведены в табл. 1.3.