Лекция 21. Системы электроснабжения. Определения, терминология.
Электроустановками – называются электрические машины, линии и вспомогательное оборудование (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенные для производства, трансформации, передачи электроэнергии и преобразования ее в другой вид энергии.
Электрическими станциями – называются предприятия или установки, предназначенные для производства электрической энергии.
Электрическими подстанциями – называются электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электрической энергии.
Системой собственных нужд (ССН) – называются механизмы и установки, обеспечивающие нормальное функционирование электрических станций (дымососы, вентиляторы, дробилки и так далее).
Воздушные линии электропередач (ВЛЭП) – это устройства, предназначенные для передачи и распределения электрической энергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным, при помощи изоляторов и арматуры, к опорам и кронштейнам или стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и так далее).
Кабельная линия (КЛ) – это линия для передачи электрической энергии или ее импульсов, состоящая из одного или нескольких кабелей с соединительными, штопорными и кольцевыми муфтами, и крепежными деталями.
Токопроводом (ТП)– называется устройство, предназначенное для передачи электрической энергии или отдельных ее импульсов, состоящее из неизолированных и изолированных проводников, и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций. В зависимости от вида проводников токопроводы подразделяются на гибкие и жесткие.
Система сборных шин (ССШ) – это комплекс токоведущих частей, предназначенных для приема и распределения электрической энергии.
Распределительным устройством (РУ) – называется электроустановка, служащая для приема и распределения электрической энергии, и содержащая сборные, соединительные шины, вспомогательные устройства, а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.
Электрической сетью (ЭС) – называется совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, трансформаторных подстанций, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.
Приемником электрической энергии (ПЭЭ) – называется механическая машина (аппарат, агрегат), предназначенная для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.
Потребителем электрической энергии (ПЭЭ) – называется приемник или группа приемников электрической энергии, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории.
Энергетической системой называется совокупность электрических станций, электрических и тепловых сетей, предназначенных для производства, передачи, распределения электрической энергии.
Например: Омская энергосистема (АК «Омскэнерго») включая ТЭЦ2, ТЭЦ5 и строющуюся ТЭЦ6, а также электрические связи линиями электропередач 500кВ с Казахстаном, Новосибирской системой и Уралом. Таким образом Омская энергосистема является частью объединенной энергосистемы России и СНГ с диспетчерским центром управления, находящимся в Москве.
Электроэнергетической системой называют электрическую часть энергосистемы для производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.
Рис. 20.1 – Структурная схема системы электроснабжения
ИП – источник питания;
ПС – питающая сеть;
ППЭ – пункт приема электрической энергии;
РС – распределительная сеть внутри предприятия;
РП – распределительные пункты;
ТП – цеховые трансформаторные подстанции;
ЭП – электроприемники.
Электроснабжением – называется обеспечение потребителей электрической энергией.
Системой электроснабжения – называется совокупность электроустановок, предназначенная для обеспечения потребителей электрической энергией; это часть электроэнергетической системы в которую входят: устройства передачи и распределения электрической энергии ее приемникам. Очевидно, что в систему электроснабжения не входят источники питания и электроприемники. Систему электроснабжения условно делят на две части, или подсистемы. Принято называть их так же системами: С1 – внешняя, С2 – внутренняя.
В систему питания входят питающие сети; это, как правило, ВЛЭП, напряжением 35-110-220-330-500кВ.
Пример: часть нагрузок Нефтезавода питается по кабельной линии 35кВ.
Пункт приема электрической энергии (ППЭ) – понижающие подстанции, на которых установлены трансформаторы, с напряжением питания первичных обмоток соответствующих подстанций, а на вторичных 6 или 10кВ. Это напряжение и подается в распределительную сеть.
Пункт приема электрической энергии часто ставят на территории предприятия, как можно ближе к электроприемникам. Тогда эта подстанция и вся система носит название «глубокого ввода». Например: так сделано на Сибзаводе (ЛЭП 110кВ). трансформаторы таких подстанций (их называют ПГВ – подстанции глубокого ввода) в большинстве случаев устанавливают открыто (на улице), но распределительные устройства 6 или 10кВ располагаются, как правило, внутри помещений.
Распределительные сети (РС) – это кабельные линии 6-10кВ, проложенные на территории объекта, либо в земле, либо, что представляется более перспективно, по воздуху на специальных устройствах – эстакадах. Кабельные линии подходят к цеховым подстанциям, где напряжение понижается до 380В (либо 660В). Для питания электроприемников напряжением 6-10кВ, сооружаются закрытые распределительные устройства (ЗРУ), задача которых питать электроприемники 6-10кВ.
Если распределительная сеть 10кВ, а некоторые приемники имеют номинальное напряжение 6 кВ, то, в таких случаях, для этих электроприемников устанавливают еще свои трансформаторы, напряжением 10/6кВ, то есть понижающие от 10 до 6кВ.
Электрическая схема электроустановки – это графическое изображение порядка соединений элементов оборудования, с помощью условных символов, в точном соответствии с действительностью.
Главной схемой соединений электрических станций и подстанций – называют схему электрических и трансформаторных соединений между основными ее элементами, связанными с производством, преобразованием и распределением электрической энергии. На чертеже все элемента схемы обозначаются условными символами. Анализируя главную схему можно оценить надежность, маневренность, экономичность станций и подстанций. Главные схемы представляются обычно в однолинейном представлении, то есть показываются электрические соединения элементов одной фазы (о наличии трех фаз можно, обычно, судить по условным обозначениям силовых трансформаторов, трансформаторов тока, некоторых типов трансформаторов напряжения). К элементам главной схемы относятся: генераторы (для станций), трансформаторы, шины, провода, линии электропередач, разъединители, выключатели, реакторы, измерительные трансформаторы, а также некоторые электроприемники, соизмеримые по мощности с силовым электрооборудованием подстанций. Пример: двигатели, дуговые печи и так далее.
Основные требования к системам электроснабжения (СЭС)
При проектировании систем электроснабжения должны быть выполнены три основных требования:
1. Надежность, то есть бесперебойность питания, особенно: электроприемников, наиболее ответственных в технологическом процессе предприятия, а также соблюдение соответствующих стандартов качества электрической энергии.
Пример: величины напряжения, частоты переменного тока, формы кривой напряжения, симметрии по фазам трехфазных сетей и так далее (всего таких показателей – десять основных и три дополнительных).
2. Экономичность, то есть имеется в виду минимум расчетных затрат на сооружение и эксплуатацию систем электроснабжения.
3. Безопасность при эксплуатации.