Выбор основных параметров и элементов системы электроснабжения промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий

Содержание:

Современная экономика постоянно развивается на основе промышленного производства. Нормальная работа в этой области зависит от многих факторов, однако ключевую роль здесь играет электроснабжение промышленных предприятий.

Данная система включает в себя питающие, распределительные, трансформаторные и преобразовательные подстанции, а также связывающие их воздушные и кабельные линии, токопроводы высокого и низкого напряжения.

Все участки электроснабжения организованы с учетом безопасной эксплуатации обеспечения качества производимой электроэнергии, бесперебойной работы системы в обычном и послеаварийном режимах.

Требования к энергоснабжению предприятия

Основным требованием к системе энергоснабжения предприятия считается ее экономичность, связанная с затратами и ежегодными расходами. Сюда же включаются и возможные потери электроэнергии, незапланированной расходование дорогостоящих материалов и оборудования.

Для обеспечения экономичной и надежной работы системы электроснабжения используется взаимное резервирование имеющихся сетей, а также объединение питания, поступающего к промышленным, сельскохозяйственным и коммунальным объектам.

Если же на промышленном предприятии сооружается собственная электростанция, главная понижающая подстанция и прочие источники питания, необходимо учитывать и других, внезаводских потребителей электроэнергии.

Это особенно актуально, когда энергосистема не в состоянии полностью охватить все районы, в результате, здесь нередко бывают проблемы с электричеством. Подключение к сети промышленного предприятия дает возможность полностью или частично решить эти вопросы.

Все подстанции и электрические сети должны быть включены в состав общего комплекса предприятия, наряду с другими коммуникациями и производственными сооружениями. В связи с этим, при составлении проекта, энергетическая область обязательно увязывается с его строительными и технологическими частями, общим генеральным планом и очередностью строительства.

Особенно высокие требования в вопросах надежного и экономичного электроснабжения предъявляются крупными энергоемкими металлургическими, химическими и другими предприятиями.

Как правило, они имеют высокие суммарные мощности установленных потребителей и электроприемников. Существенно возрастают и единичные мощности оборудования.

В процессе развития предприятий их суммарные мощности могут достигать 1,5-2 тыс. МВт.

Категории электроснабжения предприятий

Надежность электроснабжения имеет решающее значение для нормальной работы всех промышленных предприятий. В зависимости от степени важности объекта, сложности технологических процессов, существует несколько категорий, определяющих критерии подачи электричества в каждом конкретном случае.

Первая категория. Электроснабжение оборудования, входящего в данную категорию не должно прерываться. Нарушение этого требования приводит к возникновению опасных ситуаций для работающих, повреждению оборудования, нанесению значительного ущерба, выпуску бракованной продукции, расстройствам сложных технологических процессов.

В связи с этим для данной категории электроприемников предусматриваются два независимых источника питания. Перерыв в электроснабжении допускается только на момент включения автоматического ввода резерва. Наиболее яркими примерами служит сталелитейное производство, насосные станции, разливочные краны, котельные производственного пара и другие аналогичные объекты.

В первую категорию входит еще одна группа электроприемников, от бесперебойной работы которых зависит возможность безаварийной остановки производства.

Например, в некоторых производственных процессах остановка вентиляции может привести к опасной концентрации газов, обладающих горючестью или токсичностью, прекращение работы насосов – к пожару или взрыву.

Подобные электродвигатели устанавливаются на задвижках и запорной арматуре, приводах вентиляторов и компрессоров в центробежных насосах. К особой группе относятся и некоторые виды аварийного освещения.

Вторая категория. Считается наиболее многочисленной и включает в себя потребителей, также выполняющих важные функции, однако перерыв их электроснабжения вызывает лишь массовое недополучение продукции заказчиками, простои рабочих, машин, механизмов, оборудования и транспорта.

Требования к резервному питанию таких потребителей не столь строгие, как у первой категории. Во время перерыва электроснабжения дежурный персонал вручную включает резервные источники питания. При отсутствии постоянного персонала, эту процедуру выполняет выездная бригада.

У электроприемников второй категории не существует каких-то постоянных критериев по предъявляемым требованиям. Одни группы больше напоминают 1-ю категории, а другие – третью.

Поэтому следует осторожно подходить к вопросам резервирования именно этой категории потребителей, не допускать необоснованных действий по устройству резерва, во избежание удорожания всей системы электроснабжения.

Третья категория. Включает в себя все остальные потребители, не относящиеся к 1-й и 2-й категориям. Они используются в основном в цехах и на участках вспомогательного назначения. В отношении третий категории допускаются перерывы в питании на период ремонтных или профилактических работ. Отсутствие электроснабжения допускается на срок, не превышающий одних суток.

Электроснабжение в послеаварийном режиме

Для того чтобы правильно решать вопросы резервирования, нужно установить режимы и ситуации, которые возникают при авариях и в послеаварийный период.

Сам аварийный режим представляет собой кратковременную ситуацию переходного характера, возникающую при нарушении нормальной работы электроснабжения или отдельных участков и звеньев системы.

Аварийный период продолжается до того момента, пока не будет отключен поврежденный элемент или целое звено.

Аварийный режим продолжается в соответствии с периодом, в течение которого действует релейная защита, автоматика и телеуправление.

После этого наступает так называемый послеаварийный режим, после того как будут отключены все поврежденные элементы. Его продолжительность значительно больше, чем у аварийного режима.

Данный период растягивается до полного восстановления нормальной работы всей системы электроснабжения.

Следовательно, данная система должна быть построена так, чтобы при наступлении послеаварийного режима основные производственные мощности предприятия могли нормально функционировать после выполнения всех действий по переключениям и переподключениям. Энергоснабжение налаживается с использованием всех резервных и дополнительных источников питания, даже тех, которые совершенно нерентабельны в нормальных условиях эксплуатации.

Послеаварийный режим допускает частичное ограничение подаваемых мощностей и перерывы в подаче питания на короткое время для всех потребителей третьей категории, и выборочно – для второй категории. Кроме того, допускаются отклонения от нормальных уровней напряжения и частоты в рамках допустимых пределов.

При невозможности полного сохранения в рабочем состоянии всех основных производственных мощностей, необходимо обеспечить сокращенный рабочий режим предприятия, во время которого поддерживается состояние горячего резерва. В этом случае после полного восстановления штатного энергоснабжения, предприятие сможет быстро возобновить свою производственную деятельность в соответствии с заданной программой.

Энергоснабжение и потребляемая мощность

Энергоснабжение предприятий во многом зависит от потребляемой мощности. В связи с этим все предприятия могут быть крупными, средними и малыми.

Значения номинальных напряжений, принятых в ГОСТ для разных сетей, будут следующими:

  • До 1000 вольт – 36, 220/127, 380/220, 660/380В.
  • Свыше 1000 вольт – 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ.

Напряжение, наиболее оптимальное для конкретного предприятия, зависит от ряда факторов.

Среди них наиболее важными считаются потребляемая мощность, удаленность предприятия от источника питания, а также значение питающего напряжения.

Как правило, промышленные предприятия получают напряжение в пределах 6-220 кВ. К предприятиям с высокой энергетической емкостью подводятся напряжения, величиной 330, а в некоторых случаях и 500 кВ.

На средних предприятиях используется напряжение величиной 35 кВ, подводимое на территорию в виде глубокого магистрального ввода. Сюда же в сеть подключаются трансформаторы 35/0,4 кВ, без промежуточного напряжения 6-10 киловольт.

Внутри цехов применяется напряжение 20 кВ, подводимое с помощью недорогой аппаратуры и кабелей. Использование такого напряжения позволяет снизить годовые расходы и снизить потери электроэнергии в сетях, трансформаторах и прочем оборудовании.

Тем не менее, 20 кВ не является единым напряжением на предприятиях, поскольку оно не обеспечивает всех потребностей на первых ступенях электроснабжения.

Электроустановки до 1000 В

Данный тип электроустановок эксплуатируется при напряжении 380/220В. Они обеспечивают питанием силовые и осветительные электроприемники через общие трансформаторы, но отдельные сети. На предприятиях, где проводится расширение или реконструкция очень редко используется напряжение 220/127В, хотя здесь и есть электроустановки, рассчитанные на такое напряжение.

Более низкое напряжение в 36 В применяется для освещения помещений с повышенной опасностью, где невозможно использование стационарного освещения и переносных ламп.

В особенно неблагоприятных условиях для питания источников освещения требуется напряжение не более 12 вольт.

Напряжение 660 вольт используется очень редко, в основном при большой удельной плотности нагрузок и высокой концентрации мощностей.

Источник: https://electric-220.ru/news/ehlektrosnabzhenie_promyshlennykh_predprijatij/2017-06-16-1297

Электроснабжение промышленных предприятий

Система электроснабжения предприятия состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения.

Система электроснабжения строится таким образом, чтобы она была надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество энергии и бесперебойность электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах.

В то же время система электроснабжения должна быть экономичной по затратам, ежегодным расходам, потерям энергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность системы электроснабжения достигается путем применения взаимного резервирования сетей предприятий и объединения питания промышленных, коммунальных и сельских потребителей.

При сооружении на предприятиях собственных электростанций, главных понизительных подстанций и других источников питания учитываются близлежащие внезаводские потребители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охваченных энергосистемами.

Электрические сети и подстанции органически входят в общий комплекс предприятия, как и другие производственные сооружения и коммуникации. Поэтому они должны увязываться со строительной и технологической частями, очередностью строительства и общим генеральным планом предприятия.

Крупные энергоемкие предприятия черной и цветной металлургии, химии и другие, предъявляют высокие требования к их надежному и экономичному электроснабжению. Они характеризуются большими значениями суммарных установленных мощностей электроприемников, которые при дальнейшем развитии крупных комбинатов достигнут 1500—2000 МВт. Сильно возросли единичные мощности агрегатов.

Очень серьезные дополнительные требования к электроснабжению предъявляют электроприемники с резкопеременной циклически повторяющейся ударной нагрузкой и потребители, требующие особой бесперебойности питания при всех режимах системы электроснабжения.

В отношении требуемой надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

К 1-й категории относятся лишь те электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса.

Эти электроприемники должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников, и перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического включения резерва.

Примерами электрических нагрузок 1-й категории могут служить доменные цехи, котельные производственного пара, ответственные насосные, приводы вагранок, разливочные краны, водоотливные и подъемные установки горнорудных предприятий и др.

Удельный вес нагрузок 1-й категории в большинстве отраслей не очень велик, за исключением химической и металлургической промышленности. На некоторых заводах этих отраслей он достигает 40—80%. На машиностроительных заводах нагрузка 1-й категории незначительна.

Читайте также:  Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Из электрических нагрузок 1-й категории выделяются электроприемники так называемой «особой» группы, бесперебойная работа которых необходима для обеспечения возможности безаварийного останова производства.

В некоторых производствах прекращение вентиляции может вызвать опасную концентрацию горючих или токсических газов, а остановка насосов — пожар или взрыв.

Примерами таких электроприемников являются электродвигатели задвижек и запорной арматуры, приводы вентиляторов, компрессоров центробежных насосов, а также аварийное освещение некоторых помещений.

Для уменьшения затрат на резервирование отнесение электроприемников к особой группе должно делаться очень осмотрительно, сообразуясь с их ролью в технологическом процессе.

Ко 2-й категории (наиболее многочисленной) относятся электроприемники, которые также очень важны, но перерыв их питания связан только с массовым недоотпуском продукции, простоем людей, механизмов и промышленного транспорта. Требования к резервированию их питания менее строгие, чем к электроприемникам 1-й категории.

Допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для ручного включения резерва дежурным персоналом и даже выездной бригадой, если подстанция не имеет постоянного дежурства. Некоторые группы электроприемников 2-й категории по предъявляемым ими требованиям к питанию ближе к 1-й категории, а другие, наоборот, ближе к 3-й категории.

Поэтому к вопросам питания нагрузок этой категории нужно относиться очень осторожно и безусловно не применять огульное их резервирование в той степени, как это необходимо для нагрузок 1-й категории.

Это обстоятельство нашло отражение и в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ), которые при определенных условиях допускают не предусматривать специального резервирования электроприемников 2-й категории.

К 3-й категории относятся все прочие электроприемники, например во вспомогательных цехах, цехах несерийного производства, на неответственных складах и т.п. Они допускают перерыв питания на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но продолжительностью не более одних суток.

Для правильного решения вопросов надежности электроснабжения и степени резервирования необходимо четко определить режимы, возникающие во время аварии и в периоды, непосредственно следующие после аварии.

Под аварийным режимом подразумевается кратковременный переходный режим, вызванный нарушением нормального режима работы системы электроснабжения или ее отдельных звеньев и продолжающийся до отключения поврежденного звена или элемента.

Продолжительность аварийного режима определяется в основном временем действия релейной защиты, автоматики и телеуправления. Под послеаварийным режимом следует понимать режим, возникающий после отключения упомянутых поврежденных элементов системы электроснабжения, т. е.

после ликвидации аварийного режима. Он гораздо более длителен, чем аварийный режим, и продолжается до восстановления нормальных условий работы, т. е. нормального режима.

Систему электроснабжения в целом нужно строить таким образом, чтобы она при послеаварийном режиме обеспечивала функционирование основных производств предприятия после необходимых переключений и пересоединений.

При этом используются все дополнительные источники и возможности резервирования, в том числе и те, которые в нормальном режиме нерентабельны (различные перемычки, связи на вторичных напряжениях и др.).

При послеаварийном режиме допустимо частичное ограничение подаваемой мощности, возможны кратковременные перерывы питания электроприемников 3-й и частично 2-й категорий на время вышеупомянутых переключений и пересоединений, а также позволены отступления от нормальных уровней отклонений и колебаний напряжения и частоты в пределах установленных допусков.

Если же невозможно полное сохранение в работе всех основных производств в течение послеаварийного периода, то нужно обеспечить хотя бы сокращенную работу предприятия с ограничением мощности или в крайнем случае поддержание производства в состоянии горячего резерва с тем, чтобы после восстановления нормального электроснабжения предприятие могло быстро возобновить свою работу по заданной производственной программе.

В период послеаварийного режима элементы сети могут быть перегружены в пределах, допускаемых нормативными документами.

Надежность электроснабжения предприятий, как правило, следует повышать при приближении к источникам питания (ТЭЦ, ГПП и т. д.) и по мере увеличения мощности соответствующих звеньев системы, так как аварий в мощных звеньях приводят к более тяжелым последствиям, чем в мелких, и охватывают большую зону предприятия.

Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий, зависят также от потребляемой ими мощности. С этой точки зрения предприятия условно подразделены на крупные, средние и малые.

В ГОСТ приняты следующие номинальные напряжения:

— в сетях до 1000 В: 36; 220/127; 380/220; 660/380 В;

— в сетях выше 1000 В: (3); 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750 кВ.

Наивыгоднейшее для данного предприятия напряжение зависит от многих факторов, основными из которых являются мощность, потребляемая предприятием, его удаленность от источника питания и напряжение, на котором может производиться питание.

Для питания промышленных предприятий применяются напряжения от 6 до 220 кВ в зависимости от упомянутых факторов. К очень крупным энергоемким предприятиям подводятся напряжения 330 и даже 500 кВ.

Распределение электроэнергии на первой ступени крупных предприятий производится на напряжении внешней питающей сети 110 кВ, а иногда 220 кВ с применением глубоких вводов питающих линий 110—220 кВ. Преимущественно применяются глубокие вводы 110 кВ.

Глубокие вводы 220 кВ целесообразны в тех случаях, когда это напряжение является питающим и, следовательно, не потребуется промежуточной трансформации. Если же напряжение питающей сети выше 220 кВ, т. е. 330 или 500 кВ и на границе предприятия сооружается приемная трансформаторная подстанция, то выгоднее применить глубокие вводы на напряжение 110 кВ.

Напряжение 35 кВ может применяться для средних предприятий. Рекомендуются глубокие вводы 35 кВ на территорию предприятия в виде магистралей, к которым присоединяются трансформаторы 35/0,4 кВ без применения промежуточного напряжения 6 или 10 кВ.

На крупных предприятиях напряжение 35 кВ в качестве основного недостаточно и может применяться лишь для питания крупных электроприемников, с номинальным напряжением 35 кВ (сталеплавильные печи, ртутно-выпрямительные установки) или же для питания отдельных удаленных нагрузок.

Напряжение 20 кВ имеет некоторые принципиальные преимущества перед 10 и 35 кВ. Его легче применить во внутрицеховых сетях, чем напряжение 35 кВ, для этого потребуются более легкие и дешевые аппараты и кабели, чем при 35 кВ.

При использовании напряжения 20 кВ снижаются годовые расходы по сравнению с применением напряжения 10 кВ за счет уменьшения потерь электроэнергии в сетях, трансформаторах и другом электрооборудовании, уменьшаются токи короткого замыкания, несколько облегчается питание отдельных удаленных потребителей как самого предприятия, так и ближайшего района. Однако несмотря на это, напряжение 20 кВ не находит применения на промышленных предприятиях, так как оно является недостаточным для современных крупных предприятий в качестве единого напряжения и на первых ступенях электроснабжения приходится применять более высокие напряжения.

Напряжения 10 (6) кВ применяются, в основном, на второй и последующих ступенях распределения энергии на крупных предприятиях и в распределительных сетях небольших и средних предприятий. На первой ступени электроснабжения крупных предприятий напряжения 10 (6) кВ целесообразны при применении токопроводов.

Из сравнения напряжений 10 и 6 кВ можно сделать вывод, что для внутризаводских распределительных сетей в качестве основного в большинстве случаев целесообразно напряжение 10 кВ.

При этом питание электродвигателей средней мощности, которые пока еще не изготовляются, на напряжение 10 кВ можно осуществлять при напряжении 6 кВ по одному из следующих способов:

— от установленных на главной понизительной подстанции (ГПП) или подстанции глубокого ввода (ПГВ) трансформаторов с расщепленными вторичными обмотками, одна из которых имеет напряжения 10 кВ, а другая 6 кВ, если суммарная нагрузка электроприемников на напряжение 6 кВ приближается к половине мощности трансформатора;

— от отдельных промежуточных подстанций 10/6 кВ в тех случаях, когда суммарная мощность двигателей 6 кВ значительна, но недостаточна для рациональной загрузки ветви 6 кВ расщепленной обмотки трансформатора и в то же время число электродвигателей велико, а их единичные мощности относительно небольшие;

— по схеме блока трансформатор — двигатель, если число двигателей 6 кВ невелико, мощности их значительны и они расположены обособленно друг от друга.

Применение напряжения 6 кВ может оказаться целесообразным:

— при напряжении генераторов собственной ТЭЦ, равном 6 кВ, особенно в тех случаях, когда от последней питается значительная часть предприятия;

— при преобладании электроприемников на напряжение 6 кВ. (в частности, электродвигателей);

— при поставке электродвигателей на напряжение 6 кВ комплектно с производственным оборудованием.

Напряжение 3 кВ в качестве основного напряжения распределительной сети не применяется. В ГОСТ оно сохранено только для применения на действующих электроустановках до их реконструкции.

В электроустановках до 1000 В применяется напряжение 380/220 В с питанием силовых и осветительных электроприемников от общих трансформаторов, но, как правило, от отдельных сетей.

Напряжение 220/127 В применяется очень редко на реконструируемых или расширяемых предприятиях, на которых остается много электроустановок с вышеуказанным напряжением, или же в тех случаях, когда для освещения целесообразно применение отдельных трансформаторов или специальных промежуточных трансформаторов 660/230/133 и 380/230/133 В.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для стационарного местного освещения и ручных переносных ламп обычно применяется напряжение 36 В и только при особо неблагоприятных условиях в отношении опасности поражения электрическим током (например, при работе в котлах или других металлических резервуарах) для питания ручных переносных ламп применяется напряжение не выше 12 В.

Напряжение 660 В пока применяется очень мало. Электрооборудование на это напряжение выпускается еще в очень ограниченном количестве и ассортименте. Целесообразность применения этого напряжения неодинакова для разных отраслей промышленности.

Наиболее целесообразно оно на тех предприятиях, на которых по условиям генплана, технологии и окружающей среды нельзя широко применить приближение цеховых трансформаторов к центрам питаемых ими нагрузок.

На этих предприятиях (например, в угольных шахтах, карьерах) приходится прокладывать протяженные и разветвленные кабельные сети до 1000 В большого сечения.

Напряжение 660 В может оказаться целесообразным также на предприятиях с очень большой удельной плотностью электрических нагрузок и концентрацией мощностей, например на химических, нефтехимических, шинных и т. п. предприятиях. Наиболее целесообразно напряжение 660 Вв сочетании с первичным напряжением 10 кВ.

Источник: https://megaobuchalka.ru/6/35307.html

Общая характеристика систем электроснабжения объектов характеристика системы электроснабжения

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

1.1. Характеристика системы электроснабжения

Предприятие является потребителем электроэнергии (абонентом), а система электроснабжения – это совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения его электрической энергией. Основными характеристиками СЭС являются: — качественные характеристики; — количественные характеристики; — условия функционирования.

Читайте также:  Программа dialux для расчёта и проектирования освещения

При проектировании на основании исходных данных – количественных характеристик и условий эксплуатации – необходимо обеспечить качественные характеристики СЭС.

^ определяют работоспособность системы и характеризуются структурой и свойствами СЭС, а также условиями ее эксплуатации.

Качественные характеристики в основном определяются требованиями к СЭС.

^ определяются количественными характеристиками ЭП их территориальным размещением и, как следствие, структурой СЭС.

Условия функционирования СЭС определяются влиянием условий окружающей природной среды, технико-технологическими и организационно-экономическими условиями.

В процессе эксплуатации СЭС необходимо рассматривать три возможных режима ее работы.

^ – установившийся режим работы системы, при котором обеспечивается бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве, установленного качества и который продолжается как угодно долго.

^ – кратковременный переходный режим, связанный с нарушением нормального режима и продолжающийся до отключения поврежденного элемента системы.

^ – режим, в котором находится система в результате нарушения, длящийся до восстановления нормального режима после локализации отказа.

^

Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией. Система электроснабжения (СЭС) – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией [1]. Границы СЭС определены вниз от границы раздела потребитель – энергоснабжающая организация (граница балансовой принадлежности) до индивидуального электроприемника.

Упрощенная схема электроснабжения объекта включает: источник питания (ИП); линии электропередачи (ЛЭП), осуществляющие транспорт электрической энергии от ИП к предприятию; пункт приема электрической энергии (ППЭ); распределительные сети; приемники электрической энергии (ЭП). На рис. 1.1 представлена упрощенная структура электроснабжения объекта.Рис. 1.1.

Структура электроснабжения объекта Систему электроснабжения предприятия можно условно разбить на три части: систему питания, систему распределения и систему потребления. В качестве ИП могут быть: — электрическая станция или подстанция энергосистемы; — электрическая станция предприятия.

Собственная электростанция на предприятии строится в следующих случаях: — при большом потреблении тепла; — при размещении предприятия в районах, имеющих слабые электрические связи с энергосистемой; — при наличии специальных требований к надежности электроснабжения.

При выборе ИП необходимо учитывать следующие факторы: — признаки качества электроснабжения (надежность, напряжение, частота и допустимые пределы их отклонения); — величину мощности и напряжения питания потребителей.

В качестве ППЭ может быть: — подстанция глубокого ввода (ПГВ) – служит, как правило, для питания локального объекта или мощного обособленного производства предприятия и находится в центре электрических нагрузок объекта (производства); — главная понизительная подстанция (ГПП) – служит для питания нескольких потребителей (объектов).

Схемы с одним ППЭ следует применять при отсутствии специальных требований к надежности питания ЭП и компактном их расположении на территории предприятия.

Схемы с двумя и более ППЭ следует применять: — при наличии специальных требований к надежности электроснабжения; — при наличии на предприятиях двух и более относительно мощных обособленных групп потребителей; — во всех случаях, когда применение нескольких ППЭ целесообразно по экономическим соображениям; — при поэтапном развитии предприятия, когда для питания вновь вводимых мощных узлов нагрузок в будущем целесообразно сооружение отдельного ППЭ. Питание ППЭ при наличии ЭП первой категории осуществляется от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При этом питание ППЭ осуществляется по двум одноцепным воздушным линиям или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам [2]. При выходе из строя одной линии оставшаяся в работе должна обеспечить питание всех ЭП первой категории, а также ЭП второй и третьей категорий, работа которых необходима для безаварийного функционирования основных производств технологического процесса предприятия.

^

Требования, предъявляемые к системе электроснабжения предприятий, в основном зависят от характера электрических нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов.

Экономичность систем электроснабжения

Система электроснабжения удовлетворяет требованиям экономичности, если затраты на ее создание, эксплуатацию и развитие должны быть минимальны или должен быть минимальный срок окупаемости.

Технико-экономические расчеты (ТЭР) выполняются по предприятию в целом, так как основные доходы поступают от реализации продукции основного производства. При выполнении учебных проектов экономические расчеты при проектировании СЭС предприятия ограничиваются сравнением технических решений.

При сравнении вариантов необходимо, чтобы они были технически равноценны и экономически сопоставимы.

При равенстве показателей вариантов или незначительной разнице (5– 10 %) следует отдавать предпочтение тому варианту, у которого лучше качественные показатели, который более перспективен с точки зрения развития предприятия (например, с более гибкой и удобной в эксплуатации схемой, новейшим оборудованием и т.п.).

Надежность электроснабжения потребителей

Надежность любой системы – это ее свойство выполнять заданные функции в заданном объеме и требуемого качества при определенных условиях функционирования. Применительно к СЭС одной из основных функций является бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве и установленного качества.

Надежность является сложным комплексным свойством и в зависимости от назначения объекта и условий функционирования может включать ряд единичных свойств (отдельно или в сочетании), основными из которых являются: сохраняемость, долговечность, безотказность, ремонтопригодность, режимная управляемость, устойчивость и живучесть.

Для характеристики надежности объектов энергетики определяются основные показатели надежности: параметр потока отказов, время восстановления и вспомогательные – частота ремонтов и их продолжительность. Показатели надежности определяются для узла нагрузки главной схемы СЭС с учетом режима работы СЭС (нормальный, аварийный, послеаварийный).

Для определения оптимального уровня надежности электроснабжения потребителей необходимо знать величину ожидаемого годового ущерба при перерывах электроснабжения, который определяется особенностями технологического процесса с учетом частоты и длительности перерывов электроснабжения.

Основные способы повышения надежности СЭС: — повышение надежности источников питания; — повышение надежности отдельных элементов СЭС; — уменьшение числа последовательно включенных элементов в СЭС; — усовершенствование релейной защиты и автоматики СЭС; — совершенствование системы технического обслуживания и ремонта электроустановок; — повышение квалификации обслуживающего персонала. Таким образом, повышение надежности СЭС является комплексной задачей, которая может быть решена на основе технологического и экономического анализа режимов СЭС, условий ее функционирования.

Выполнение своих функций при определенных условиях

Одним из основных условий функционирования электроустановок и СЭС в целом является надежная работа при воздействии условий окружающей природной среды (погодно-климатические условия) и технико-технологических условий.

Поэтому при выборе элементов СЭС необходимо учитывать как климатические условия эксплуатации (макроклимат, включая загрязнение окружающей среды), так и технико-технологические условия эксплуатации (микроклимат: температуру, влажность, запыленность, агрессивная среда и пожаро- и взрывоопасные зоны).

Безопасность и удобство эксплуатации

Безопасность СЭС – это свойство СЭС сохранять с некоторой вероятностью безопасное состояние при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно-технической документацией (монтаж, эксплуатация и проведение ремонтных работ).

Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия электрического тока, электромагнитного поля и статического электричества.

Возможность дальнейшего развития

На этапе проектирования СЭС предусматривается возможность ее реконструкции при развитии производства предприятия, без значительных капитальных затратах.

^

Для правильного решения всех задач проектирования СЭС необходимо строго соблюдать как требования к СЭС (экономичность, надежность, безопасность), так и условия ее функционирования, особенно технико-технологические условия, и режимы работы ЭП.

При проектировании и построении систем электроснабжения промышленных предприятий следует предусмотреть [1]: — гибкость системы и оптимизацию параметров путем выбора номинальных напряжений; — требования к надежности и качеству электроснабжения с учетом возможных режимов работы СЭС; — рациональное число и мощность трансформаторов; — требования к схемам и конструкциям РУ; — ограничение токов короткого замыкания; — средства компенсации реактивной мощности и регулирование напряжения; — мероприятия по снижению потерь электроэнергии; — системы обслуживания и ремонта электрооборудования и т.д.

Основные этапы разработки и построения СЭС

— Определение условий получения электроэнергии от энергосистемы и необходимости строительства собственной электростанции; — Анализ потребителей электрической энергии по следующим признакам: технологическим, территориальным, напряжению и роду тока, надежности, характеру нагрузки. По каждой группе определяется величина расчетной нагрузки. — Определение типа ППЭ, РП, ТП, числа секций (систем) шин и питающих вводов и их размещение на генеральном плане предприятия; — Выбор и обоснование связей между ИП и ППЭ, между ППЭ и РП, ТП, ПП; — Формирование окончательного варианта структуры СЭС.

Основные принципы проектирования и построения схемы СЭС

— Максимальное приближение высокого напряжения к потребителям; — Отказ от «холодного резервирования» в схемах; — Секционирование на всех уровнях СЭС; — Выбор оптимального режима работы элементов СЭС. В большинстве случаев для СЭС предприятий в нормальном режиме применяются разомкнутые схемы работы элементов.

Основные задачи, решаемые при проектировании СЭС

— Определение электрических нагрузок характерных групп ЭП и узлов нагрузок, а также проектируемого объекта в целом; — Определение структуры СЭС: числа и места размещения ППЭ, РП, ТП, числа и мощности силовых трансформаторов, средств компенсации реактивной мощности, схем электрических соединений элементов СЭС; — Расчет рационального напряжения системы питания и системы распределения электрической энергии; — Выбор способа транспорта электрической энергии как системы питания, так и системы распределения; — Выбор конструктивного исполнения ЭУ и типов электрооборудования с учетом условий их функционирования, требований надежности, экономичности и безопасности; — Определение технических средств для обеспечения электробезопасности при эксплуатации СЭС. Решение задач проектирования и эксплуатации СЭС постоянно усложняется, т.к. совершенствуются и внедряются новые энергосберегающие технологии, обновляется электрооборудование, повышаются требования к качеству электрической энергии и надежности электроснабжения. Таким образом, проектирование системы электроснабжения является трудоемкой и многофункциональной задачей, для решения которой необходимо применение вычислительной техники при расчете нагрузок и оптимизации распределения электроэнергии как внутри предприятия, так и по его подразделениям.

Источник: http://dogend.ru/docs/index-396648.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Выбор схем электроснабжения зависит от категории электроприемников.  [1]

Выбор схемы электроснабжения промышленных предприятий определяется требованиями надежности и бесперебойности электроснабжения потребителей электроэнергией, наличием электростанции на предприятии, возможностью присоединения этой электростанции к энергетической системе и расположением объекта электроснабжения по отношению к источнику питания и электрическим сетям энергетической системы.  [2]

Послевыбора схемы электроснабжения, определения местоположения подстанций, количества и мощности трансформаторов выбираются тип и конструктивное выполнение цеховых и заводских подстанций и распределительных пунктов.  [3]

Читайте также:  Правила безопасности вблизи оборванного провода воздушной линии электропередач

Дляокончагельного выбора схемы электроснабжения цеха или группы цехов необходимо выявить технико-экономические показатели каждого из намеченных вариантов.  [4]

Привыборе схемы электроснабжения надо учитывать, что силовые трансформаторы в процессе эксплуатации способны допускать значительные перегрузки, Так как в течение суток на протяжении довольно большого времени они работают с недогрузкой.  [5]

Привыборе схемы электроснабжения предприятия требуется рациональное применение средств ограничения токов КЗ, так как существует оптимальный уровень токов КЗ с учетом задачи повышения качества электроэнергии в системе электроснабжения.

Но в числителе при расчете всех вышеуказанных показателей качества электроэнергии стоит мощность приемников, вызывающих ухудшение качества.

Причем мощность дуговых сталеплавильных печей, сварки, прокатных станов с питанием через преобразовательные агрегаты, создающих несинусоидальность, несимметрию и нестабильность нагрузки, растет быстрее, чем мощность других электропотребителей. Поэтому возможности ограничения влияния специфических нагрузок повышением токов КЗ недостаточны.  [6]

Привыборе схемы электроснабжения предприятия учитывают его технологическое назначение и электрическую мощность, величину потребления электроэнергии, напряжение, генеральный план и условия на присоединение предприятия как потребителя.

По получении заявки от предприятия ( инвестора) или по его поручению от проектной организации энергоснабжающая организация ( энергосистема) выдает технические условия на технологическое присоединение электроустановок потребителей.

 [7]

Привыборе схемы электроснабжения промышленных предприятий существенную помощь может оказать картограмма нагрузок, которая помогает контролировать выбор места положения питающих подстанций, как главной, так и цеховых. Центр электрических нагрузок может быть определен математически.  [9]

Привыборе схемы электроснабжения промышленного предприятия существенную помощь оказывает картограмма нагрузок. По картограмме легко определить, требуется ли искать один центр нагрузок или несколько.  [10]

Привыборе схемы электроснабжения собственных нужд агрегатов в системе TVA особое значение придается эксплуатационным качествам, надежности и гибкости схемы, а также экономическим соображениям.

На гидростанциях электроснабжение вспомогательного оборудования производится минимум от двух трансформаторов собственных нужд, присоединенных к шинам генераторного напряжения данного генератора.

Когда генератор выведен из работы, он может быть отключен от этих шин с помощью выключателя, установленного между генератором и повышающим трансформатором.

Этим обеспечивается возможность резервного питания собственных нужд от сети через главные повышающие трансформаторы и трансформаторы собственных нужд. Предусматривается автоматическое переключение потребителей собственных нужд с одного трансформатора на другой при потере питания одним из них.  [11]

В основувыбора схемы электроснабжения должны быть приняты следующие факторы: 1) потребляемая предприятием мощность; 2) характер размещения электрических нагрузок на территории предприятия, число и мощность подстанций и пунктов потребления энергии; 3) намеченное напряжение токоприемников и напряжение источников питания; 4) требуемая степень бесперебойности отдельных элементов; 5) гибкость в эксплуатации и при реконструкции г. редприятия или цеха.  [12]

Окончательное решение повыбору схемы электроснабжения, как правило, принимается после сравнения вариантов по их технико-экономическим показателям ( капитальным затратам, расходу цветного металла, потерям электроэнергии и эксплуатационным расходам) с учетом способа выполнения сети.  [13]

Прежде чем перейти квыбору схем электроснабжения, рассмотрим несколько положений, определяющих этот выбор. Число источников питания связано с категорией потребителей и приемников.  [15]

Страницы:      1    2    3

Источник: http://www.ngpedia.ru/id620042p1.html

Проектирование электроснабжения промышленных предприятий

16.08.2017

Проектирование систем электроснабжения в сфере промышленности

Электричество на сегодняшний день является неотъемлемой частью любой сферы деятельности. Огромную и важнейшую роль оно выполняет на промышленных предприятиях.

Перебои в подаче электроэнергии неудобны  не только тем, что наступает темнота и приостанавливаются технологические процессы, но также чреваты серьезными последствиями для здоровья и жизни человечества.

Крайне недопустимы неполадки в электроснабжении при производстве каких-либо химический взрывоопасных веществ.

Во избежание возникновения подобных ситуаций важно с самого начала заботиться о надежности электричества на объекте, а именно – осуществлять правильное и профессиональное проектирование электроснабжения на предприятии.

Проектирование электроснабжения в руках профессиональных проектировщиков

Проектировщик – это высококвалифицированный специалист узкого профиля с высшим образованием, который до мелочей знает правильное проектирование систем электроснабжения.

Число проектировщиков в проектных организациях и отделах напрямую зависит от объема, степени сложности и сроков проектирования систем электроснабжения. Безусловно, очень важным критерием является и опыт работы специалистов, их продолжительность труда на промышленных предприятиях. Всем известно, что никакие знания теоретических аспектов не заменят практически навыков любого специалиста. 

Проектировщик допускается к проектированию электроснабжения только в том случае, если имеет определенную лицензию. Также, существует специальный «Допуск СРО», который необходим для работы со сложными и опасными объектами.

Проектирование электроснабжения: начальный этап

Началом любого проекта является получение технического задания (ТЗ) на проектирование, которое выдается заказчиком. Происходит это еще на этапе строительства объекта. Очень важно в данный момент скоординировать работу всех служб, которые относятся к строительству предприятия.

Техническое задание для проектирования электроснабжения не может быть составлено без участия специалистов-технологов, поскольку число насосов напрямую влияет на число электрических двигателей. Следовательно, составление ТЗ на проектирование электроснабжения промышленного предприятия происходит на основе технологической схемы цеха.

По итогу согласования со всеми службами, участвующими в строительстве, и ответственными лицами, объект осматривает директор. После его одобрения предприятие передается в проектное бюро.  

Что входит в проектирование электроснабжения промышленных предприятий?

При строительстве предприятия собирается единый пакет документов, в котором проект электроснабжения является важной составляющей. В данный проект включены те аспекты, которые относятся непосредственно к электричеству, а именно:

Для быстрого ориентирования в проекте к нему обязательно прикладывается список чертежей в виде оглавления. Пояснительная записка – отдельно оформленная часть проекта. Стоит отметить, что перечисленное содержимое – далеко не все, поскольку проекты бывают совершенно разными.

Проектирование электроснабжения включает в себя очень широкий круг вопросов, что требует участия большого числа разработчиков. Ведь для каждой сферы электроснабжения необходим узкой квалификации специалист.

Пояснительная записка – важная составляющая проектирования электроснабжения

Пояснительная записка – это документ, который содержит в себе описания и пояснения относительно всего процесса проектирования электроснабжения промышленных предприятий.

Не стоит думать, что пояснительная записка выполняет роль непосредственного руководства при строительстве. Но при этом в данном документе объясняются такие моменты, как выбор тех или иных электроаппаратов, кабелей и др.  

Проектирование систем электроснабжения и выбор оборудования для них

Выбор электрического оборудования для электроснабжения предприятия – очень ответственный и важный процесс, поскольку используемых устройств довольно много и каждое должно быть высокого качества. Рассмотрим выбор оборудования на примере электрического двигателя, вращающего вентилятор.

Перед вентилятором стоит очень важная задача – производство необходимой величины воздушного потока, которая характеризуется объемом перемещаемого лопастями воздуха за единицу времени. Именно опираясь на этот показатель и выбирается готовый вентилятор.

Электрический двигатель – это устройство, которое непосредственно приводит в действие вентилятор.

Первоначально проектировщик должен определить мощность двигателя, исходя из характеристик вентилятора. Также необходимо учитывать правильный запуск электродвигателя с учетом его степени нагрузки на валу.

То есть, недостаточность пускового момента чревата сгоранием двигателя после тяжелого старта.  

Корпус электрического двигателя отличается защитой от влияния внешних факторов. Именно поэтому, выбирая двигатель необходимо учитывать условия его эксплуатации и, соответственно, степень защиты оборудования (IP).

Важным этапом является подключение двигателя к электросети. Для этой цели специально осуществляется конструирование электрощитовой и распределительного пункта. При этом учитывается число моторов в цехе, а также расстояние между ними и до них.

В процессе создания проекта щитовой во внимание берется общий объем нагрузки, которая в ней концентрируется.

Выбор кабельно-проводниковой продукции при проектировании электроснабжения не менее важный момент. Например, кабель соединения электрического двигателя и щитовой выбирается с учетом номинального тока электродвигателя.

Показатель сечения должен выдерживать номинальный и кратковременно-пусковой токи длительное время. Сечение может быть увеличено, если по итогам расчетов понижение напряжения повлечет за собой ухудшение показателей функционирования двигателя (ведь кабель является дополнительным сопротивлением цепи питания).

Электрическому двигателю необходимо обеспечить индивидуальную защиту для более продуктивной и бесперебойной работы. Для этой цели используются автоматы (автоматические выключатели) и тепловые реле. Их главная роль состоит в отключении электролинии двигателя при возникновении перегрузок и коротких замыканий (КЗ).

Магнитные пускатели и контакторы выбираются с целью управления работой.

Частотный преобразователь устанавливается вместо пускателя в ситуации, когда необходимо регулировать обороты вентилятора в период работы.

В заключении стоит отметить, что необходимо произвести расчет тока короткого замыкания в ситуации его возникновения в отдаленной точке – барно двигателя.

Рассчитанное значение помогает убедиться в следующем:

  • аппарат защиты точно предотвратит замыкание в нужное время;
  • во время работы аппараты коммутации и изоляторы распред.устройств не повредятся динамическими силами из-за КЗ;
  • кабельно-проводниковая продукция, шины, обмотки электрического двигатели и иные элементы коммутационных устройств не расплавятся от повышения температуры при КЗ.

Если прогнозы по итогам расчетов пагубные, то по параметрам проводятся корректировки относительно сечения используемых кабелей, показателей номинального тока и характеристик аппаратов защиты.

Системы управления в проектировании систем электроснабжения

Техническое задание на проектирование электроснабжения подразумевает под собой пояснение управления электродвигателем. То есть, в данном документе должно указываться каким образом может осуществляться управление двигателем.<\p>

Самый простой и классический способ – это кнопочная станция.

Она устанавливается непосредственно рядом с вентилятором и соединяется с щитовой посредством контрольного кабеля. Кнопки станции подключены к катушке магнитного пускателя.<\p>

На сегодняшний день наиболее удобным способом является управление всеми процессами из одного места.

Электродвигателей достаточно много, что требует обходить все установки. Именно поэтому сегодня помимо местного типа запуска в проекте предусматривается дистанционный способ, который происходит в специально оборудованной операторской.

<\p>

Проектирование электроснабжения на сегодняшний день предусматривает использование современных компьютерных технологий. Таким образом, необходимо промежуточное звено между операторской и электрощитовой для преобразования сигналов управления в специальный код, понятный компьютеру.

<\p>

Технологические процессы невозможны без управления шиберами. Для этого вблизи с пускателем вентиляторов монтируются реверсивные пускатели, которые открывают и закрывают его шиберы при входе/выходе. Специально для это цели существуют кнопки местного управления и переключатель режимов.

При необходимости неполного открытия шибера монтируется специальная система контроля угла.<\p>

Итак, функционирование промышленного предприятия в основном зависит от правильного проектирования систем электроснабжения, а также всех элементов, из которых они состоят.

Источник: https://www.elektro.ru/articles/detail/proektirovanie-elektrosnabzheniya-promyshlennykh-predpriyatiy

Ссылка на основную публикацию