Schematy zasilania wewnętrznego dla przedsiębiorstw na 6-10 i 35-110 kV
Wewnętrzny schemat zasilania przedsiębiorstwa jest opracowywany z uwzględnieniem lokalizacji źródeł energii i odbiorców, wartości ich napięć i mocy, wymaganej niezawodności, lokalizacji i konstrukcji linii, podstacji rozdzielczych i warsztatowych podstacji transformatorowych, jak jak również wymagania dotyczące systemu zasilania.
Niezawodność lub oszczędność schematu wzrasta, jeśli spełnione są następujące warunki:
a) zmniejsza się liczba stopni transformacji i bliżej użytkownika znajduje się źródło wyższego napięcia,
b) brak specjalnych rezerwowych (zwykle niepracujących) linii i transformatorów, wszystkie elementy obwodu w trybie normalnym muszą być obciążone i pracować oddzielnie, w przypadku awarii jednego z elementów (linia, transformator), reszta może pracować z dopuszczalnym przeciążeniem, przewidywane przez PUE, z wyłączeniem niektórych nieodpowiedzialnych użytkowników.
c) we wszystkich połączeniach systemu elektroenergetycznego począwszy od szyn zbiorczych systemu przesyłowego gazu a skończywszy na szynach zbiorczych dla napięć do 1000 V z warsztatu TP, a niekiedy z warsztatu energetycznego RP, przeprowadza się sekcjonowanie magistrali , a w przypadku obciążeń pierwszej i drugiej kategorii zapewniony jest automatyczny przełącznik zasilania (SZR),
d) przewidziana jest równoległa praca linii i transformatorów przy skokowo zmiennych obciążeniach (walce, mocne urządzenia spawalnicze, piece elektryczne) lub gdy automatyczny przełącznik zasilania nie zapewnia wymaganej szybkości odzyskiwania mocy określonej przez tryb odbiorców energii . Opcja pracy równoległej jest akceptowana tylko ze studium wykonalności.
Energia elektryczna o napięciu 6-10 kV jest rozprowadzana według obwodów promieniowych i magistralnych.
Obwody promieniowe (jednostopniowe i dwustopniowe) są stosowane przy umieszczaniu odbiorców w różnych kierunkach od źródła zasilania.
W małych zakładach i do dostarczania dużych skoncentrowanych ładunków stosuje się schematy jednostopniowe. Dwupoziomowe schematy z pośrednimi RP są wdrażane dla dużych i średnich przedsiębiorstw posiadających warsztaty zlokalizowane na dużym obszarze. Transformatory komercyjnych TP i dużych odbiorników elektrycznych są zasilane przez pośredni RP. Transformatory sklepu TP są ściśle połączone z liniami, a cały sprzęt przełączający jest zainstalowany na RP. Zazwyczaj do jednego RP podłączonych jest od czterech do pięciu TP.
Łańcuchy promieniowe o więcej niż dwóch stopniach powodują, że linia sekcji czołowych jest cięższa, komplikuje ochronę i przełączanie.
W obecności odbiorników elektrycznych pierwszej i drugiej kategorii, RP i podstacje są zasilane przez co najmniej dwie oddzielnie działające linie. Jeżeli w warsztacie przeważają odbiorniki trzeciej kategorii, to jest on zasilany z podstacji z jednym transformatorem, a zasilanie poszczególnych odbiorów krytycznych jest zabezpieczane zworkami między podstacjami.
Schemat radialny z pośrednim RP, w którym spełnione są powyższe warunki, pokazano na rys. 1.
Ryż. 1. Schemat posuwu promieniowego przedsiębiorstwa
RP, TP1, TP4, TP5 i TP6 są podawane wzdłuż promieniowych linii pierwszego stopnia. TP2 i TP3 są podawane przez linie drugiego stopnia. Wszystkie urządzenia przełączające znajdują się na GPP i RP. Na TP1, TP2 i TPZ zainstalowano dwa transformatory, każdy z bezpotencjałowym połączeniem z liniami zasilającymi. Każda linia i transformator jest projektowana na pokrycie wszystkich odbiorów pierwszej kategorii i głównych odbiorów drugiej kategorii.W przypadku braku danych o charakterze odbiorów, każda linia i transformator stacji dwutransformatorowych dobierany jest na podstawie 60-70% całkowitego obciążenia podstacji.
Autobusy GPP, RP, TP1, TP2 i TPZ są rozdzielone (zasada głębokiej separacji). Jednostki sekcyjne są zwykle otwarte i mają na sobie jednostkę ATS. W przypadku awarii dowolnego elementu (linii lub transformatora) jest on wyłączany, aktywowane jest urządzenie ATS urządzenia sekcyjnego, które po włączeniu dostarcza energię odbiorcom przez równoległy element obwodu, wykorzystując swoją zdolność przeciążeniową .
Jeden transformator jest zainstalowany na TP4, TP5 i TP6. Aby zasilić odbiorniki drugiej kategorii, wykonuje się zworkę między TP4 i TP5 po stronie 0,4 kV.Przepustowość zworek niskiego napięcia, kabli lub szyn zbiorczych (w przypadku schematu blokowego transformator-szyna) między podstacjami, jeśli jest to konieczne w warunkach niezawodności, przyjmuje się jako 15-30% mocy transformatora.
Odbiorniki elektryczne drugiej kategorii nie wymagają specjalnej redundancji, dzięki czemu mogą być zasilane z jednego źródła. Jednak przerwa w dostawie prądu prowadzi do strat produkcyjnych lub szkód spowodowanych kosztami przestojów pracy, zakłóceniami procesu technologicznego, brakami produktów itp.
W przedsiębiorstwach przemysłowych większość odbiorników drugiej kategorii, a niektóre z nich w swojej charakterystyce są zbliżone do odbiorników elektrycznych pierwszej kategorii, a niektóre trzeciej. Biorąc pod uwagę stopień niezawodności poszczególnych elementów systemu elektroenergetycznego, PUE przewiduje zasilanie odbiorników drugiej kategorii albo pojedynczą linią napowietrzną lub przewodem prądowym, albo linią kablową podzieloną na dwa kable.
W przypadku uszkodzenia jednego z przewodów wyłącznik wyłącza całą linię, obsługa rozłącznikiem odłącza uszkodzony przewód z obu stron i załącza wyłącznik. Całe obciążenie jest przenoszone na kabel roboczy.
Schematy promieniowe są stosowane w przypadku linii kablowych lub napowietrznych. Obwody magistrali służą do liniowego („ułożonego w stos”) rozmieszczenia podstacji na terenie przedsiębiorstwa i są wykonywane w postaci pojedynczych i podwójnych magistrali z zasilaniem jedno- lub dwukierunkowym.
Pojedyncze autostrady bez rezerw (ryc. 2, a) służą do zaopatrywania nieodpowiedzialnych konsumentów. Schemat pojedynczej linii z dwukierunkowym zasilaniem (ryc. 2, b) jest bardziej niezawodny.W trybie normalnym podstacje mogą być zasilane tylko z jednego źródła (drugie jako rezerwowe) lub z dwóch źródeł jednocześnie, gdy magistrala jest otwarta na jednej z podstacji. Szczególnym przypadkiem pojedynczej linii z dwukierunkowym zasilaniem jest obwód pierścieniowy (ryc. 2, c).
Ryż. 2. Schematy pojedynczych autostrad: a — zasilanie z jednego źródła, b — zasilanie dwukierunkowe, c — obwodnica
Obwody dwuprzewodowe są wysoce niezawodne i są stosowane w obecności obciążeń pierwszej i drugiej kategorii w podstacjach z dwiema sekcjami szyn (ryc. 3, a) lub w podstacjach z dwoma transformatorami bez szyn wysokonapięciowych. Każda szafa jest zaprojektowana do pokrycia obciążenia odpowiedzialnych użytkowników wszystkich podstacji. Przełączniki sekcyjne są zwykle otwarte i wyposażone w SZR. Linie mogą być zasilane z drugiego źródła. Schemat linii wojskowej z dwukierunkowym zasilaniem (linia „przeciwna”) jest stosowany w obecności dwóch niezależnych źródeł (ryc. 3, b).
Ryż. 3. Schematy sieci tranzytowych: a — podwójnie przez sieć w obecności szyn WN w podstacjach warsztatowych, b — z zasilaniem dwukierunkowym w przypadku braku szyn WN w podstacjach warsztatowych
Strukturalnie obwody magistrali są wykonane z kabli, przewodów i linii napowietrznych.W przypadku linii kablowych 6-10 kV zaleca się podłączenie nie więcej niż czterech do pięciu transformatorów o mocy 1000 kVA do jednego toru. Obwody szynowe zalecane są w przypadku skupienia odbiorców energii i przesyłu mniejszych przepływów energii.
Główne linie napowietrzne łączą poszczególne stacje przesyłowe gazu o napięciu 35-220 kV i zasilają PGV.Wpusty głębokie wykonuje się w postaci głównych linii napowietrznych z odgałęzieniami do stacji 35-220 kV lub w postaci kabli promieniowych i linii napowietrznych. Głęboki rękaw umożliwia dystrybucję energii przy podwyższonym napięciu, skraca długość linii kablowych 6-10 kV, umożliwia obejście się bez pośrednich stacji 6-10 kV, niszczy potężne GPP, ułatwia regulację napięcia i upraszcza rozbudowę systemu zasilania.
Schematy zasilania wewnętrznego odbiorników elektrycznych pierwszej kategorii
Dla odbiorników pierwszej kategorii niezawodnościowej przerwa w zasilaniu dopuszczalna jest tylko na czas automatycznego wprowadzenia zasilania rezerwowego, przy czym zasilanie musi być realizowane z dwóch niezależnych źródeł zasilania. Niezależne źródło zasilania PUE jest uważane za źródło, na którym napięcie jest utrzymywane, gdy zanika ono z innych źródeł.
Źródła niezależne obejmują rozdzielnice dwóch elektrowni lub podstacji, a także dwa odcinki szyn rozdzielczych (RU), które nie są ze sobą połączone elektrycznie ani w punkcie odbioru, ani przez sieć zasilającą (ryc. 4).
Ryż. 4. Zasilanie dużego przedsiębiorstwa z dwóch niezależnych źródeł
Głęboka separacja wszystkich połączeń systemu z urządzeniami ATS na przełącznikach sekcyjnych zapewnia niezawodność i nieprzerwane zasilanie odbiorników pierwszej kategorii.
Odbiorniki elektryczne specjalnej grupy pierwszej kategorii wymagają zwiększonej niezawodności zasilania. Muszą być zasilane z trzech niezależnych źródeł, tak aby podczas naprawy jednego z nich zasilanie było dostarczane z dwóch pozostałych.W obwodach zasilających warunek ten spełniają zapasowe zworki kablowe z sąsiednich podstacji (rys. 5) lub specjalne agregaty prądotwórcze diesla.
Ryż. 5. Przykład schematu zasilania przy zasilaniu specjalnej grupy odbiorców energii elektrycznej
Zworki kablowe (oraz moc trzeciego źródła awaryjnego) dobierane są na podstawie obciążenia specjalnej grupy odbiorników, przeznaczonej wyłącznie do bezawaryjnego wyłączenia produkcji.
Przy małej mocy odbiorników specjalnej grupy możliwe jest zapewnienie zasilaczy awaryjnych (UPS) o mocy 16-260 kVA z akumulatorami.
Zobacz też na ten temat (diagramy dobrej jakości):