Схемы электроснабжения промышленных потребителей

Схемы электроснабжения промышленных потребителей

Рисунок 6 — Две радиальные линии

Схема Р-1 применяются для электроснабжения цехов, имеющих в составе своем в составе нагрузки потребителей I категории. Пропускная способность каждой линии составляет 50-70% общей потребной мощности. Пропускная способность не может быть менее 50% потребной мощности. Пропускная способность 70% в нормальном режиме достаточна для обеспечения в аварином режиме 90-100% потребной мощности цеха. Линии могут работать как раздельно с обеспечением АВР на секционном выключателе, так и параллельно.

Рисунок 7 — Две радиальные линии

Схема Р-2 применяется для электроснабжения цехов, имеющих в составе своем в составе нагрузки потребителей II и III категории. Пропускная способность каждой линии не менее 50% общей потребной мощности. Превышение пропускной способности выше 70% не рекомендуется. Линии в нормальном режиме работают раздельно (с отключенным секционным разъединителем на приемной подстанции).

Рисунок 8 — Одиночная радиальная линия без резервирования

Схема Р-3 применяется для электроснабжения потребителей III и менее отвественных потребителей II категории. Пропускная способность линии 100% потребной мощности.

Рисунок 9 — Радиальная линия с двумя параллельноуложенными кабелями, присоединенными под один выключатель

Схема Р-4 применяется для электроснабжения потребителей II категории с повышенной надежностью питания, допускающих перерыв в питании до 30 мин. Пропускная способность каждого кабеля 50-70% потребной мощности.

Рисунок 10 — Две радиальные линии с присоединением под один выключатель

Схема Р-5 применяется для случаев установки мощных выключателей на питающей подстанции. Применение схемы дает экономию дорогостоящиях камер с выключателями и сокращает капиталовложения без снижения надежности питания. Пропускная способность линий от 50 до 70% потребной мощности. Для обеспечения надежности на секционных выключателях устанавливается АВР.

Рисунок 11 — Две радиальные линии с присоединением под два выключателя

Схема Р-6 позволяет применить выключатели с меньшей отключающей способностью, что несколько удешевляет РУ питающей подстанции. Все остальное аналогично предыдущей схеме Р-5.

Рисунок 12 — Две радиальные линии

Электроснабжение цеховых подстанций двумя радиальными линиями с резервированием от второго источника питания, нормальное питание от которого целесообразно применять только в аварийных ситуациях. Схема Р-7 применяется для электроснабжения потребителей I и II категорий. Автоматика обеспечивается на выключателе приемного конца резервной линии. Пропускная способность резервной линии определяется мощностью потребителей, питание которых должно быть обеспечено при исчезновении напряжения на шинах первого источника питания (ИП-1).

Рисунок 13 — Радиальная схема для питания мощной цеховой подстанции

Схема Р-8 применяется для электроснабжение цеховых подстанций мощностью 10 МГВт и более, обеспечивающей питанием потребителей I и II категории (с повышенной ответственностью). Пропускная способность каждой линии 50% потребной мощности. Автоматика обеспечивается на секционных выключателях.

Рисунок 14 — Радиальная схема для электроснабжения цеховых подстанций с общей магистралью для резервирования

При отключении любой из линий подстанция переводится на питание от резервной магистрали. Схема Р-9 применяется для для потребителей II и III категорий. Перерыв в питании может составлять около 30 мин. Резервная магистраль все время находится под напряжением. Пропускная способность каждой линии составляет 100% потребной мощности. Резервная магистраль расчитана на 100% потребной мощности наиболее мощной одстанции.

Рисунок 15 — Двухступенчатая радиальная схема с применение распределительных пунктов (РП)

Схема Р-10 применяется при наличии на промышленном предприятии потребителей всех трех категорий. Пропускная способность питающих и резервных линий определяется согласно данным, приведенным в описаниях схем выше.

Рисунок 16 — Радиальная схема для мощных сосредоточенных нагрузок на высоком напряжении

Схема Р-11 применяется для электроснабжения крупных металлургических предприятий. Вся схема строится как радиальная двухступенчатая. Пропускная способность линии определяется расчетом. Собственные электростанции, как правило, обязательны.

1. Особенности схем электрических сетей городов.

2. Перечислить этапы развития электроснабжения крупных городов.

3. Особенности схем электроснабжения потребителей сельской местности.

4. Особенности электроснабжения промышленных предприятий.

Лабораторная работа №4

СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ.

Цель: изучение структуры и основных элементов электрических систем, структуры электрических станций и подстанций.

Подготовка к работе:

1. Пройти инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.

2. Ознакомиться с описанием работы, краткими теоретическими сведениями.

3. Посчитать продолжительность проектирования и строительства заданной воздушной линии.

4. Ответить на вопросы.

Общая протяженность ВЛ напряжением 110 кВ и выше по состоянию на начало 2010 г. составила 461,7 тыс. км в одноцепном исчислении, а динамика роста протяженности ВЛ этих классов напряжений в России за 1986–2009 гг. приведена на рис. 1.

Рисунок 1 – Протяженность ВЛ 110 кВ и выше (а) и установленная мощность трансформаторов 110 кВ и выше

Пропускная способность ВЛ устанавливается на основе расчета электрической сети. Средние значения дальности передачи и пропускной способности по линиям электропередачи напряжением 110–1150 кВ приведены в табл. 1.

Таблица 1 — Пропускная способность линий электропередачи 110–1150 кВ

Сечение фазы, мм 2

Пропускная способность ВЛ, МВт

Примечание. Для ВЛ 750–1150 кВ плотность тока принята равной 0,85 А / мм2.

Линии электропередачи состоят из ВЛ основной и распределительной сети. ВЛ основной сети обеспечивают связь между крупными электростанциями и передачу мощности от них в районы потребления электроэнергии. ВЛ распределительной сети обеспечивают передачу электроэнергии от ПС основной сети и электростанций к потребителям электроэнергии.

При проектировании основной электрической сети энергосистем рекомендуется:

— намечать линии электропередачи через крупные узлы нагрузки, избегать прямых связей между электростанциями;

— производить выбор схемы присоединения электростанции и ПС к основной сети с учетом надежности питания узла электрической сети и необходимости обеспечения транзита мощности по ВЛ;

— сооружать между двумя узлами сети по одной трассе, как правило, не более двух линий электропередачи одного напряжения.

При необходимости дополнительного усиления сети следует рассматривать целесообразность сооружения ВЛ по другим направлениям или выполнение электропередачи на более высоком напряжении.

Проектирование распределительной сети энергосистем осуществляется с учетом следующего:

— в районах с малым охватом территории сетями при близких значениях технико-экономических показателей вариантов развития сети рекомендуется отдавать предпочтение сооружению ВЛ по новым трассам;

— в крупных городах и промышленных районах с большой концентрированной нагрузкой по одной трассе может предусматриваться строительство двух и более ВЛ;

— при прохождении ВЛ по территории городов, промышленных районов, на подходах к электростанциям и ПС, в стесненных условиях, лесных массивах и т. д. ВЛ рекомендуется выполнять на двухцепных опорах. При этом подвеска одной цепи рекомендуется в случае, когда необходимость ввода второй цепи возникает в срок более трех лет после ввода первой, а также когда отключение первой цепи на время проведения работ по подвеске второй допустимо по условиям электроснабжения. Допускается подвеска на одних опорах ВЛ разных классов напряжений;

— при питании ПС с потребителями первой категории применение двух одноцепных ВЛ вместо одной двухцепной допускается при наличии обоснований.

При развитии распределительных сетей отдельных номинальных напряжений необходимо учитывать следующие рекомендации.

При напряжении сети 220–330 кВ:

· использовать в сети одно- и двухцепные ВЛ 220–330 кВ;

· при питании ПС по одноцепной ВЛ с двухсторонним питанием общее число промежуточных ПС не должно превышать трех, а длина такой ВЛ, как правило, не должно быть больше 250 км;

· присоединять к двухцепной ВЛ 220 кВ с двухсторонним питанием до пяти промежуточных ПС. При этом присоединение ПС рекомендуется принимать по схеме «мостик» или блочной схеме (от одной или двух ВЛ 220 кВ);

· проектировать сеть 220–330 кВ внешнего электроснабжения крупных и крупнейших городов с использованием принципа кольцевой конфигурации. В системе электроснабжения таких городов рекомендуется предусматривать сооружение не менее двух ПС 220–330 кВ, через которые осуществляется связь с сетью энергосистемы, а питающие ВЛ рекомендуется прокладывать по разным трассам.

При присоединении сети крупных и крупнейших городов к энергосистеме рекомендуется обеспечивать минимальные транзитные перетоки мощности через городскую сеть. Общее количество и пропускная способность линий, связывающих сети таких городов с энергосистемой, рекомендуется выбирать с учетом обеспечения питания городских потребителей без ограничений при отключении двухцепной питающей ВЛ 220 кВ; выполнять, как правило, ПС 220–330 кВ двухтрансформаторными. При большой концентрации нагрузок ПС 330 кВ могут выполняться с установкой трех – четырех трансформаторов. Установка на ПС одного трансформатора допускается временно при обеспечении резервирования потребителей.

При напряжении сети 110 кВ:

· не допускать сооружения новых протяженных ВЛ 110 кВ параллельно существующим ВЛ 220 кВ;

· использовать в качестве источников питания сети 110 кВ ПС 220–330 / 110 кВ, имеющие независимые питающие линии, и шины 110 кВ электростанций;

· обеспечивать двухстороннее питание ПС, присоединенных к одноцепной ВЛ 110 кВ. Длина такой ВЛ, как правило, не должна быть более 120 км, а количество присоединяемых промежуточных ПС – более трех. Присоединение к такой ВЛ двухтрансформаторных ПС рекомендуется по схеме «мостик». При однотрансформаторной ПС (первый этап развития двухтрансформаторной ПС) присоединение к линии осуществляется по блочной схеме. Допускается присоединение ПС к одноцепной тупиковой ВЛ 110 кВ только на первом этапе развития сети. При этом резервирование ответственных потребителей должно быть обеспечено по сети вторичного напряжения;

· осуществлять применение двухцепных ВЛ с двухсторонним питанием в системах электроснабжения крупных городов, а также в схемах внешнего электроснабжения потребителей транспортных систем (электрифицированные участки железных дорог, продуктопроводов и т. п.). К таким ВЛ рекомендуется присоединение не более пяти промежуточных ПС, с чередованием ПС по схеме «мостик» и блочной схеме;

· применять двухцепные тупиковые ВЛ в схемах электроснабжения крупных городов, промузлов, промышленных предприятий и т. п. с присоединением к такой ВЛ до двух ПС 110 кВ. При этом потребители первой категории таких ПС должны резервироваться по сети вторичного напряжения. К двум одноцепным тупиковым ВЛ может быть присоединено до трех ПС.

При напряжении сети 35 кВ:

— не допускать сооружения новых протяженных ВЛ 35 кВ параллельно существующим ВЛ 110 кВ и не сооружать новые ВЛ 35 кВ протяженностью свыше 80 км;

— оценивать целесообразность сооружения новых ВЛ 35 кВ в габаритах 110 кВ;

— рассматривать возможность перевода существующих ВЛ 35 кВ на напряжение 110 кВ;

— использовать преимущественно одноцепные ВЛ 35 кВ с питанием от разных ПС 110–220 кВ или разных секций (систем шин) одной ПС.

Трасса ВЛ выбирается по возможности кратчайшей с учетом условий отчуждения земли, вырубки просек, комплексного использования охранной зоны и приближения к дорогам и существующим ВЛ.

Протяженность намечаемых ВЛ при отсутствии более точных данных может быть принята на 20–25 % больше воздушной прямой (большее значение относится к территориям с высокой плотностью застройки, развитой сетью дорог и инженерных коммуникаций, интенсивной хозяйственной деятельностью). В районах городской и промышленной застройки, а также в других сложных случаях длину ВЛ следует принимать с учетом конкретных условий.

Вблизи промышленных предприятий трассы ВЛ, как правило, располагаются вне зон действия ветра преобладающего направления от источников загрязнения.

На железобетонных опорах сооружаются одноцепные и двухцепные ВЛ 35 и 110 кВ. В последние годы строительство ВЛ 220–500 кВ осуществляется, как правило, на металлических опорах.

Имеется опыт строительства ВЛ 500 кВ в двухцепном исполнении (например, две цепи 500 кВ от Балаковской АЭС, 18 км). Проектные разработки последних лет показали, что использование двухцепных опор 500 кВ не дает существенного снижения материалоемкости (металл, железобетон) по сравнению с одноцепными.

Экономический эффект достигается в основном за счет уменьшения полосы отчуждения. Последнее определяет область применения двухцепных ВЛ 500 кВ – участки трассы, где проход двух параллельных одноцепных ВЛ невозможен.

На ВЛ 750–1150 кВ используются металлические опоры. В условиях, когда доставка железобетонных опор на трассу ВЛ затруднена, рекомендуется использовать металлические опоры.

На ВЛ напряжением 35 кВ и выше рекомендуется применять сталеалюминиевые провода. Использование алюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава обосновывается расчетами.

На больших переходах через водные пространства (ущелья) при наличии технической целесообразности в качестве проводов могут применяться стальные канаты.

Обозначения марок проводов для ВЛ приведены ниже

Провод скрученный из алюминиевых проволок. А

Провод из алюминиевых проволок и стального сердечника. АС

Провод марки АС, у которого стальной сердечник покрыт смазкой повышенной теплостойкости и изолированной пленкой. АСК

Провод, скрученный из проволок нетермообработанного алюминиевого сплава. АН

Провод, скрученный из проволок термообработанного алюминиевого сплава. АЖ

Сталеалюминиевый провод марки АСК, у которого межпроволочное пространство заполнено смазкой. АСКП

Сталеалюминиевый провод марки АСК, у которого межпроволочное пространство заполнено смазкой. АСКС

Срок службы алюминиевых и медных проводов составляет 45 лет, проводов марки АЖ и АН – 25 лет.

В последние годы на ВЛ 6–10–35 кВ получили распространение самонесущие изолированные провода (СИП). Последняя конструкция такого провода – СИП–3. Это одножильный самонесущий провод с защитным покровом. Жила выполнена из алюминиевого сплава высокой прочности или из сталеалюминия.

Рекомендуемая область применения проводов различных марок приведена в табл. 2.

Таблица 2 — Рекомендуемая область применения проводов различных марок

Номинальное сечение, мм 2