Типы потребителей. Схемы электроснабжения промышленных предприятий и жилых зданий. КРУ
Электрические сети, к которым непосредственно присоединены электроприемники, называют распределительными.
Распределение электрической энергии может осуществляться по радиальной, магистральной или смешанной схеме.
При радиальной схеме каждый электроприемник присоединен непосредственно к шинам трансформаторной подстанции при помощи отдельной линии (рис.).
Достоинства радиальных схем:
- радиальные схемы обеспечивают высокую надежность (выход из строя одной линии не влияет на работу других);
- в них легко могут быть применены элементы автоматики.
Недостатки радиальных схем:
- требуют больших затрат на установку распределительных устройств (РУ), прокладку кабелей и проводов.
При магистральной схеме одна и та же линия (магистраль) питает ряд приемников, расположенных вдоль линии (рис.).
Достоинства магистральных схем:
- магистральная схема намного дешевле радиальной.
Недостатки магистральных схем:
- имеет более низкую надежность (для повышения надежности электроснабжения устанавливают перемычки между отдельными магистральными линиями).
Потребители (приемники) электрической энергии различаются:
- по режиму работы,
- назначению,
- принципиальному исполнению,
- потребляемой мощности,
- частоте потребляемого тока,
- условиям работы,
- ответственности (категорийности) и соответственно по требованиям к надежности электроснабжения.
|
|
|
По режиму работы потребители обычно делятся на три группы: 1 - потребители с неизменной нагрузкой, 2 - потребители с повторно - кратковременной нагрузкой, 3 - потребители с кратковременной нагрузкой.
По назначению приемники электрической энергии делятся на пять групп: 1 - силовые общепромышленные установки; 2 - осветительные установки; 3 - электропривод производственных механизмов; 4 - электрические печи и электротермические установки; 5 - преобразовательные установки.
В зависимости от условий работы электроприемники могут выполняться: 1 - в обычном, закрытом или защищенном исполнении; 2 - с открытой или закрытой замкнутой системой охлаждения; 3 - с обычной или повышенной устойчивостью к изменениям условий внешней среды.
По обеспечению надежности электроснабжения все потребители электрической энергии делятся на потребители I, II, III категории. Особая система категорийности принята для системы собственных нужд атомных электростанций с учетом повышенных требований к надежности их работы.
К первой категории относятся приемники, прекращение снабжения которых может повлечь человеческие жертвы, повреждение оборудования или расстройство технологического процесса (военные объекты, больницы, объекты связи, специальные объекты, в которых при перерывах в подаче электроэнергии могут произойти взрывы или возникнуть ситуации, опасные для жизни людей). Объекты этой категории должны снабжаться электроэнергией от двух независимых источников и в ряде случаев иметь дополнительный (третий) автономный источник питания, например, дизель - генераторную установку.
|
|
|
К второй категории относятся приемники, для которых перерывы в электроснабжении связаны только с простоем оборудования, но не могут привести к человеческим жертвам. Питание таких потребителей рекомендуется производить от двух независимых источников. Перерыв питания таких потребителей допускается на время подключения резервных источников.
К третьей категории относятся все остальные потребители, для которых допускается перерыв питания на время ремонта или замены поврежденного оборудования (однако перерыв допустим на время не более 1 суток).
Электроснабжение промышленных предприятий. Промышленные предприятия потребляют от 30 до 70 % электроэнергии, вырабатываемой в составе ЭЭС. Значительный разброс промышленного потребления определяется индустриальной развитостью и климатическими условиями различных стран; для индустриально развитых стран, включая РФ, характерны количественные значения данного энергопотребления в 50—70 %. В данную группу входят предприятия машиностроения, черной и цветной металлургии, химической промышленности, стройматериалов, текстильных и продовольственных производств и многих иных.
|
|
|
Суммарные установленные мощности ЭП и соответствующие им электрические нагрузки промышленных предприятий изменяются в весьма широких пределах, ориентировочно от единиц мегаватт (металлообработка, мелкое машиностроение и т.п.) до 300—500 МВт и более (крупное машиностроение, черная металлургия, электролиз алюминия и иных цветных металлов). Вместе с тем для основной части предприятий характерны мощности в пределах 30—150 МВт.
Системы электроснабжения промышленности характеризуется наибольшим многообразием видов применяемых ЭП, их номинальных мощностей и режимов работы. Вместе с тем основными из них в данной области являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (60—90 %), значительную часть которых составляют электродвигатели 10—50 кВт (380 В). Синхронные двигатели и крупные асинхронные с регулируемым пуском применяются в 10—20 % электроприводных установок. В связи с указанным основные влияния данных ЭП на СЭС в целом заключаются в: колебаниях напряжения, вызываемых значительными пусковыми токами короткозамкнутых асинхронных двигателей; возможностях массового торможения асинхронных двигателей при снижениях рабочего напряжения до 70—80 % номинального значения («лавина напряжения»); возможностях работы синхронных двигателей как с потреблением, так и с выдачей реактивной мощности.
|
|
|
Из всего многообразия видов ЭП промышленности значительное влияние на режимы СЭС (в некоторых случаях и на режимы ЭЭС) оказывают электротехнологические и выпрямительные установки. Электродуговые сталеплавильные печи характеризуются установленной мощностью до 100—150 МВт и резкопеременными режимами работы с изменениями потребляемой активной и реактивной мощности в единицы и десятки МВт/с и Мвар/с. Электросварочные агрегаты, широко применяемые в машиностроении, имеют установленную мощность до 2000 кВ · А, их работа характеризуется низкими коэффициентами мощности (0,2—0,6) и резкопеременной нагрузкой (сотни герц).
В указанных случаях неизбежны значительные колебания напряжения. При применении выпрямительных установок (электролиз, электротермия и др.) из сети переменного тока потребляются несинусоидальные токи, ведущие к несинусоидальности напряжения (в той или иной степени) в СЭС в целом.
В настоящее время значительная часть промышленных предприятий характеризуется 2—21/2-сменным графиками работы (влияние социологических и здравоохранительных факторов). Упрощенный суточный график активных нагрузок такого производства приведен на рис 12.2, г Вместе с тем ряд производств, например, доменные, сталеплавильные, электролизные, химические и другие производства, естественно, вынуждены работать в 3 смены.
Промышленные установки потребляют значительную реактивную мощность, поэтому «естественный» (без учета компенсации реактивных нагрузок) коэффициент мощности нагрузки обычно не выше 0,7—0,8.
Большая часть промышленных производств нуждается в высокой надежности электроснабжения, допуская перерывы подачи напряжения лишь на время включения резервного питания (резервные линии, трансформаторы) в пределах 1—2 с (I категория надежности электроснабжения по [12.9]). Наряду с этим: а) ряд производственных процессов химической, нефтеперерабатывающей, электронной и других видов промышленности требуют практически бесперебойного электроснабжения (особая категория по [12.9]), что осуществляется специальными резервными установками; б) ряд цехов и предприятия в целом (складские помещения, заготовка полуфабрикатов, деревообрабатывающие производства) допускают перерывы электроснабжения на время оперативных переключений дежурным персоналом в распределительных электросетях до 1 кВ и более высоких номинальных напряжений (II категория по [12.9]).
Электроснабжение коммунально-бытовых потребителей. К данной группе ПЭ относится широкий круг зданий, расположенных в жилых районах городов и населенных пунктов. Это — жилые здания, здания административно-управленческого назначения, учебные и научные заведения, магазины, здания здравоохранения, культурно-массового назначения, общественного питания и т.п.
Современные ПЭ данного типа характеризуются значительной номенклатурой ЭП, их относительно существенной номинальной мощностью и высокими коэффициентами насыщения данными ЭП бытовых и общественных зданий. Установленные мощности ЭП согласно [12.14] оцениваются следующим образом: квартиры с газовыми плитами 21,4 кВт, то же — с электроплитами 32,6—39,6 кВт, коттеджи с электроплитами 47,9 кВт. Установленная мощность ЭП в жилых и общественных зданиях (в зависимости от типа, назначения и количества этажей и жилых секций) составляют от 100—200 кВт до единиц мегаватт.
Основными типами современных ЭП зданий данного назначения являются приборы электрического освещения, нагревательные приборы (плиты, отопление, горячая хозяйственная вода), холодильники и морозильники, кондиционеры воздуха и различные приборы электронного типа (аудио-, видеотехника и т.п.). Преобладание ламп накаливания в осветительных установках и ЭП нагревательного типа определяют высокие значения коэффициентов мощности на вводах в здания (0,9—0,95) в часы суточных максимумов нагрузок.
Значительная часть ПЭ данной группы предъявляет умеренные требования к надежности электроснабжения (II категория по [12.9]), допускающие перерывы питания на время оперативных переключений в распределительных электросетях до 1 кВ и 6—10 кВ. Вместе с тем лифтовые и пожарные установки жилых зданий в 17 этажей и более, крупные учебные и зрелищные заведения, как и особо ответственные административные здания, теплофикационные и водопроводные пункты и т.п., должны обеспечиваться автоматическим вводом резервного питания (АВР) в течение 1,5—2 с .
Современные плотности электрических нагрузок жилых районов городов, приведенные к шинам трансформаторных подстанций (ТП) 6—10/0,38 кВ, в зависимости от среднего количества этажей жилых зданий (5—16) составляют от 5 до 50 МВт/км2. Соответствующие продолжительности использования наибольших нагрузок 4500—5000 ч/год.
Комплектное распределительное устройство (КРУ) — сложная электрическая установка, служащая для приёма и распределения электрической энергии.
Распределительное устройство состоит из набора коммутационных аппаратов, соединительных и сборных шин, средств учёта, измерения и вспомогательных устройств РЗА(устройства релейной защиты и автоматики).
Комплектные распределительные устройства используются для внутренней и для наружной установки (тогда сокращенно они называются КРУН). КРУ используются там, где необходимо компактное размещение распределительного устройства. В частности, КРУ применяют на городских станциях, электрических подстанциях, для питания объектов нефтегазовой индустрии (буровые установки, газо- и нефтепроводы), для снабжения током электричеством судов.
Если сдержимое КРУ заключено в оболочку, заполненную элегазом, то РУ сокращённо обозначают КРУЭ. Элегаз — это специальный электротехнический газ, представляющий собой шестифтористую серу(SF6). Он является основным изолятором в элементах ячеек с элегазовой изоляцией.
Тип исполнения камер КРУ определяется номинальными параметрами входящей в них аппаратуры и схемой главных цепей. По согласованию с заводом-изготовителем допускается изготовление шкафов КРУ по схемам заказчика.
Как правило, шкаф КРУ разделён на 4 основных отсека: 3 высоковольтных - кабельный отсек (ввода или линии), отсек выключателя и отсек сборных шин; и 1 низковольтный - релейный шкаф.
В релейном отсеке располагается низковольтное оборудование: устройства РЗА, переключатели, рубильники. На двери релейного отсека, как правило, располагаются светосигнальная арматура, устройства учёта и измерения электроэнергии, элементы управления ячейкой.
В отсеке выключателя располагается силовой выключатель или другое высоковольтное оборудование (разъединительные контакты, предохранители, ТН). Чаще всего в КРУ это оборудование размещается на выкатном или выдвижном элементе.
В отсеке сборных шин располагаются силовые шины, соединяющие шкафы секции РУ.
Отсек ввода служит для размещения кабельной разделки, измерительных трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, ОПН.
Комплектное распределительное устройство предназначено для приёма и распределения электрической энергии трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6 и 10 кВ и используется в распределительных устройствах электрических подстанций энергосистем и промышленных предприятий, собственных нужд электростанций.
В состав КРУ могут входить при необходимости:
- шинные мосты между рядами шкафов КРУ, расположенных в одном помещении;
- шинные вводы в ближний и дальний ряды распределительного устройства;
-навесные релейные шкафы с аппаратурой питания и секционирования шинок вспомогательных цепей;
-с устройствами АЧР, центральной сигнализации, автоматики обогрева релейных шкафов, с групповой защитой от замыканий на землю.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1292; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!