Промышленного предприятия

Сети внутризаводского распределения энергии могут быть радиальные, магистральные и смешанные – радиально-магистральные. Выбор схемы сетей зависит от требований, предъявляемых к степени надежности электроснабжения, а также от взаимного расположения главной понизительной подстанции и цеховых понизительных подстанций предприятия.

Радиальными схемами называют такие, в которых электроэнергия от источника питания передается непосредственно к приемному пункту. Чаще применяют радиальные схемы с числом ступеней не более двух.

Простейшие радиальные схемы показаны на рис. 2.2. Схему питания однотрансформаторной подстанции без резервирования (рис. 2.2, а) применяют для потребителей III категории надежности. Схема на рис. 2.2, б допустима для потребителей II категории надежности при условии, что имеется складской резервный трансформатор. Схема питания подстанции по двум радиальным линиям (рис. 2.2, в) обеспечивает I категорию надежности электроснабжения. На рис. 2.2, г показан вариант схемы для I категории надежности без распределительного устройства (РУ) 6–10 кВ в понизительной подстанции.

а	б	в	г
Рис. 2.2. Простейшие радиальные схемы распределения энергии между цеховыми подстанциями: а − питание однотрансформаторной ТП одной линией; б − то же двумя линиями под одним выключателем; в − двумя радиальными линиями от двух источников питания; г − двумя радиальными линиями; Л1, Л2 − линии электропередачи

Одноступенчатые радиальные схемы (рис. 2.3) применяют на небольших и средних по мощности предприятиях для питания сосредоточенных потребителей (насосные станции, печи, преобразовательные установки, цеховые подстанции), расположенных в различных направлениях от пункта питания. Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы электроснабжения начиная от источников питания и кончая сборными шинами до 1000 В цеховых подстанций.

Наличие устройства автоматического включения резерва (УАРВ) на распределительном щите 0,4 кВ обеспечивает I категорию надежности при условии, что мощность каждого из двух трансформаторов достаточна для покрытия общей нагрузки, отнесенной к I категории надежности.

Двухступенчатые радиальные схемы (рис. 2.4) [4] с промежуточными РП применяют на больших и средних по мощности предприятиях для питания через РП крупных пунктов потребления электроэнергии, так как нецелесообразно загружать основной центр питания предприятия с дорогими ячейками РУ большим количеством мелких отходящих линий. От вторичных РП питание подается на цеховые подстанции без сборных шин на стороне высшего напряжения. В этом случае используют глухое присоединение трансформаторов или предусматривают выключатель нагрузки, реже – разъединитель. Коммутационно-защитную аппаратуру при этом устанавливают на РП.

При числе отходящих линий от вторичного распределительного пункта
6−10 кВ менее 8 целесообразность сооружения РП должна быть обоснована [5].

Рис. 2.3. Одноступенчатая радиальная схема распределения электроэнергии

Рис. 2.4. Двухступенчатая радиальная схема распределения энергии: УАВР − устройство автоматического включения резерва

Магистральные схемы распределения электроэнергии применяют в том случае, когда потребителей много и радиальные схемы нецелесообразны. Основное преимущество магистральной схемы заключается в сокращении звеньев коммутации. Магистральные схемы целесообразно применять при расположении подстанций на территории предприятия, близком к линейному, что способствует прямому прохождению магистралей от источника питания до потребителей и тем самым сокращению длины магистрали.

Недостатком магистральных схем является более низкая надежность по сравнению с радиальными схемами, так как исключается возможность резервирования на низшем напряжении однотрансформаторных подстанций при питании их от одной магистрали.

К одной магистрали могут быть подключены до трех трансформаторов мощностью до 1000 кВА или два трансформатора мощностью 1600, 2500 кВА [5].

Существует много разновидностей и модификаций магистральных схем, которые с учетом надежности делят на две группы: одиночные магистрали и схемы с двумя и более сквозными магистралями.

Наиболее распространенные виды магистральных схем приведены на рис. 2.5.

Схема на рис. 2.5, а представляет магистральное одностороннее питание ТП и применима для III категории надежности электроснабжения.

Схема на рис. 2.5, б обеспечивает I категорию надежности при наличии УАРВ на стороне 0,4 кВ.

Кольцевые магистрали (рис. 2.5, в) допускается применять для питания потребителей III категории и частично II категории при соответствующем расположении питаемых ими групп подстанций и при единичной мощности трансформаторов не более 630 кВА [5]. В нормальном режиме три группы подстанций получают питание по двум магистральнымлиниям. В аварийном режиме после отключения аварийного участка сети восстанавливается электропитание потребителей на всех подстанциях, включенных в кольцевую схему.

Не рекомендуется включать в одно кольцо более пяти ТП, чтобы не создавать при авариях возможного отключения отдельных участков сети на длительное время.

Схему с двойными магистралями (рис. 2.5, г) применяют для потребителей I категории надежности. Эта же схема, но без распределительных устройств 6–10 кВ на ТП приведена на рис. 2.5, д. При этом для обеспечения I категории надежности требуется наличие секционного автомата на стороне низшего напряжения, работающего по схеме АВР.

Магистральные схемы с двухсторонним питанием (рис. 2.5, е) применяют при необходимости питания потребителя от двух независимых источников энергии. В схеме на рис. 2.5, д в нормальном режиме магистраль разомкнута на одной из ТП; в схеме на рис. 2.5, е обязательно наличие на низшей стороне подстанций секционных автоматов, обеспечивающих АВР.

Рис. 2.5. Магистральные схемы внутреннего электроснабжения предприятия: а − одиночная − III категория надежности; б − двойная − I и II категории надежности; в − кольцевая, разомкнутая − II категория надежности; г − двойная сквозная − I категория надежности; д − одиночная от двух источников питания; е − двойная от двух источников питания при отсутствии сборных шин на подстанции

При магистральных схемах питания цеховых подстанций на вводе к трансформатору устанавливают более дешевую коммутационную аппаратуру в виде выключателя нагрузки или разъединителя. Если требуется обеспечить избирательное отключение трансформатора при его повреждении или если защита на головном выключателе не чувствительна при повреждении трансформатора, то последовательно с выключателем нагрузки или разъединителем устанавливают предохранитель типа ПК, предназначенный для отключения поврежденного трансформатора без нарушения работы остальных (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Двойная магистральная схема с подключением трансформаторов через разъединители и предохранители

При проектировании и в эксплуатации редко применяют схемы внутризаводской распределительной сети, построенные только по радиальному или только по магистральному принципу.

Во многих случаях применяют смешанные радиально-магистральные схемы, конструкция которых зависит от конфигурации расположения подстанций, их удаленности от ГПП или ЦРП и требований надежности для электроприемников, подключенных к ТП. Подстанции, расположенные на близком расстоянии от ГПП или ЦРП, как правило, подключают по радиальной схеме, а более удаленные – по магистральной.

Как радиальные, так и магистральные схемы имеют множество модификаций.

Окончательное решение о выборе схемы внутреннего электроснабжения принимают в результате технико-экономического сравнения вариантов схем.