Схема внутреннего электроснабжения предприятия разрабатывается с учетом размещения источников питания и потребителей, величин их напряжений и мощностей, требуемой надежности, расположения и конструктивного исполнения линий, РП и цеховых ТП, а также требований к системе электроснабжения.
Надежность или экономичность схемы повышаются, если удовлетворяются следующие условия:
а) сокращается число ступеней трансформации и приближается источник высшего напряжения к потребителю,
б) не предусматриваются специальные резервные (нормально не работающие) 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, предусмотренной ПУЭ, и с отключением части неответственных потребителей.
в) во всех звеньях системы распределения энергии, начиная от шин ГПП и кончая шинами на напряжения до 1000 В цеховых ТП, а иногда и цеховых силовых РП, осуществляется секционирование шин, а при преобладании нагрузок первой и второй категории предусматривается устройство автоматического ввода резерва (АВР),
г) параллельная работа линий и трансформаторов предусматривается при ударных резкопеременных нагрузках (прокатные станы, мощные сварочные агрегаты, электропечи) или когда АВР не обеспечивает необходимое быстродействие восстановления питания, определяемое режимом электроприемников. Вариант параллельной работы принимается только при технико-экономическом обосновании его целесообразности.
Электроэнергия на напряжениях 6—10 кВ распределяется по радиальным и магистральным схемам.
Радиальные схемы (одно- и двухступенчатые) применяются при размещении потребителей в различных направлениях от источника питания.
На небольших предприятиях и для питания крупных сосредоточенных нагрузок используются одноступенчатые схемы. Двухступенчатые схемы с промежуточными РП выполняются для крупных и средних предприятий с цехами, расположенными на большой территории. От промежуточного РП питаются трансформаторы цеховых ТП и крупные электроприемники. Трансформаторы цеховых ТП подключаются к линиям наглухо, и вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП. Обычно к одному РП подключают четыре-пять ТП.
Радиальные схемы более двух ступеней утяжеляют линию головных участков, усложняют защиту и коммутацию.
При наличии электроприемников первой и второй категорий РП и подстанции питаются не менее чем по двум раздельно работающим линиям. Если в цехе преобладают приемники третьей категории, то он питается от однотрансформаторной подстанции, а питание отдельных ответственных нагрузок резервируется перемычками между подстанциями.
Радиальная схема с промежуточным РП, в которой выполнены указанные выше условия, приведена на рис. 1.
Рис. 1. Радиальная схема электроснабжения предприятия
По радиальным линиям первой ступени питаются РП, ТП1, ТП4, ТП5 и ТП6. По линиям второй ступени получают питание ТП2 и ТП3. Все коммутационные аппараты размещены на ГПП и РП. На ТП1, ТП2 и ТПЗ установлено по два трансформатора с глухим присоединением к питающим линиям. Каждая линия и трансформатор рассчитаны на покрытие всех нагрузок первой категории и основных нагрузок второй категории. При отсутствии данных о характере нагрузок каждая линия и трансформатор двухтрансформаторных подстанций выбираются исходя из 60—70 % от суммарной нагрузки подстанции.
Шины ГПП, РП, ТП1, ТП2 и ТПЗ секционированы (принцип глубокого секционирования). Секционные аппараты нормально разомкнуты и на них предусмотрено устройство АВР. При аварии любого элемента (линии или трансформатора) он отключается, срабатывает устройство АВР на секционном аппарате, который, включаясь, обеспечивает питание потребителей по параллельному элементу схемы, используя ее перегрузочную способность.
На ТП4, ТП5 и ТП6 установлено по одному трансформатору. Для питания приемников второй категории между ТП4 и ТП5 на стороне 0,4 кВ выполнена перемычка. Пропускная способность низковольтных перемычек, кабельных или шинных (при схеме блока трансформатор — магистраль), между подстанциями, если необходимо по условиям надежности, принимается 15—30 % от мощности трансформатора.
Электроприемники второй категории не требуют специального резервирования, а потому они могут питаться от одного источника. Однако перерыв в электроснабжении приводит к убыткам производства или ущербу, определяемому стоимостью простоя рабочей силы, расстройством технологического процесса, недоотпуском продукции и т. п.
На промышленных предприятиях приемников второй категории большинство, причем некоторые из них по своим характеристикам приближаются к электроприемникам первой категории, а некоторые — третьей. Учитывая степень надежности отдельных элементов системы электроснабжения, ПУЭ предусматривает питание приемников второй категории либо по одной воздушной линии или токопроводу, либо по кабельной линии, расщепленной на два кабеля.
При повреждении одного из кабелей выключатель отключает всю линию, персонал отсоединяет разъединителем поврежденный кабель с двух сторон и включает выключатель. Вся нагрузка переводится на исправный кабель.
Радиальные схемы применяются при кабельной или воздушной прокладке линий. Магистральные схемы используются при линейном («упорядоченном») размещении подстанций на территории предприятия и выполняются в виде одиночных и двойных магистралей с одно- или двусторонним питанием.
Одиночные магистрали без резервирования (рис. 2, а) служат для питания неответственных потребителей. Схема одиночной магистрали с двусторонним питанием (рис. 2, б) более надежна. В нормальном режиме .подстанции могут питаться только от одного источника (при втором — резервном) .или от двух источников одновременно, при этом магистраль разомкнута на одной из подстанций. Частным случаем одиночной магистрали с двухсторонним питанием является кольцевая схема (рис. 2, в).
Рис. 2. Схемы одиночных магистралей: а - питание от одного источника, б - с двухсторонним питанием, в - кольцевая
Схемы двойных магистралей высоконадежны и применяются при наличии нагрузок первой и второй категорий на подстанциях с двумя секциями сборных шин (рис. 3, а) или на двухтрансформаторных подстанциях без сборных шин высшего напряжения. Каждая магистраль рассчитана на покрытие нагрузок ответственных потребителей всех подстанций. Секционные выключатели нормально разомкнуты и оборудованы устройством АВР. Магистрали могут получать питание от второго источника. Схема войной магистрали с двусторонним питанием («встречная» магистраль) применяется при наличии двух независимых источников (рис. 3,б).
Рис. 3. Схемы сквозных магистралей: а — двойная сквозная магистраль при наличии сборных шин высокого напряжения на цеховых подстанциях, б — с двусторонним питанием при отсутствии сборных шин высокого напряжения на цеховых подстанциях
Конструктивно магистральные схемы выполняются кабелями, токопроводами и воздушными линиями. При кабельных линиях 6—10 кВ рекомендуется присоединять к одной магистрали не более четырех-пяти трансформаторов мощностью и 1000 кВА. Магистральные схемы с токопроводами целесообразны при концентрированных мощных потребителях и передаче меньших потоков энергии.
Магистральные воздушные линии связывают на напряжениях 35—220 кВ отдельные ГПП и подают питание на ПГВ. Глубокие вводы осуществляются в виде магистральных воздушных линий с отпайками-ответвлениями к подстанциям 35— 220 кВ или в виде радиальных кабельных и воздушных линий. Система глубоких вводов позволяет распределять энергию при повышенном напряжении, сокращает протяженность кабельных линий 6—10 кВ, дает возможность обходиться без промежуточных РП 6—10 кВ, разукрупняет мощные ГПП, облегчает регулирование напряжения и упрощает развитие системы электроснабжения.
Схемы внутреннего электроснабжения электроприемников первой категории
Для приемников первой категории надежности перерыв в электроснабжении допустим лишь на время автоматического ввода резервного питания, причем электроснабжение должно осуществляться от двух независимых источников питания. Независимым источником питания ПУЭ считают источник, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках.
К независимым источникам относятся распределительные устройства двух электростанций или подстанций, а также две секции сборных шин распределительных устройств (РУ), электрически не связанные между собой ни на приемном пункте, ни по питающей сети (рис. 4).
Рис. 4. Питание крупного предприятия от двух независимых источников
Глубокое секционирование всех звеньев системы с устройствами АВР на секционных выключателях обеспечивает надежность и бесперебойность питания потребителей первой категории.
Электроприемники особой группы первой категории требуют повышенной надежности питания. Их электроснабжение должно осуществляться от трех независимых источников так, чтобы при ремонте одного из них питание поступало от оставшихся двух. В схемах электроснабжения это условие выполняется по резервным кабельным перемычкам от соседних подстанций (рис. 5) или от специальных дизель-генераторных установок.
Рис. 5. Пример схемы электроснабжения при питании особой группы электроприемников
Кабельные перемычки (и мощность третьего аварийного источника) выбираются исходя из нагрузки приемников особой группы, предназначенных только для безаварийного останова производства.
При небольшой мощности приемников особой группы можно предусматривать агрегаты бесперебойного питания (АБП) мощностью 16—260 кВ.А с аккумуляторными батареями.
Смотрите также по этой теме (схемы в хорошем качестве):