Typowe schematy zasilania odbiorców energii elektrycznej
Odbiorniki mocy kategorii I, II i III ze względu na stopień niezawodności zasilania stawiają różne wymagania źródłom i obwodom zasilającym.
Odbiorniki kategorii I muszą być zasilane energią elektryczną z dwóch niezależnych wzajemnie redundantnych źródeł zasilania, a przerwanie ich zasilania w przypadku zaniku zasilania z jednego źródła może być dopuszczalne tylko na czas samoczynnego przywrócenia zasilania.
Aby zasilić dedykowaną grupę odbiorników kategorii I, należy zapewnić dodatkowe zasilanie z trzeciego, niezależnego, wzajemnie redundantnego źródła zasilania. Niezależne źródło zasilania odbiornika lub grupy odbiorników nazywa się źródłem, które utrzymuje napięcie w granicach regulowanych przez PUE dla trybu pozawaryjnego w przypadku awarii innego lub innych źródeł zasilania tych odbiorników.
Niezależne źródła zasilania obejmują dwie sekcje lub układy szynowe jednej lub dwóch elektrowni i podstacji, pod warunkiem spełnienia dwóch warunków:
1) każda sekcja lub system magistrali jest z kolei zasilana z niezależnego źródła zasilania;
2) sekcje (systemy) autobusów nie są ze sobą połączone lub mają połączenie, które jest automatycznie przerywane w przypadku awarii jednego odcinka (systemu) autobusów.
Lokalne elektrownie, elektrownie systemowe, specjalne zasilacze bezprzerwowe, akumulatory itp. Lub jeśli podtrzymanie zasilania nie jest ekonomicznie wykonalne, wykonuje się podtrzymanie technologiczne.
Zasilanie odbiorników kategorii I o szczególnie złożonym procesie technologicznym, wymagającym długiego czasu powrotu do trybu pracy, w obecności opracowań techniczno-ekonomicznych, realizowane jest przez dwa niezależne wzajemnie redundantne źródła energii, które podlegają dodatkowym wymagania określone na podstawie charakterystyki procesu technologicznego.
Przekrój schematu zasilania przedsiębiorstwa przemysłowego z zastosowaniem charakterystycznych jednostek obliczeniowych: T1, T2 — transformatory mocy systemu; GPP — główna podstacja zaciskowa; RP — podstacja rozdzielcza; M — silniki elektryczne; 1 — odbiornik energii elektrycznej; 2 — szyny węzła dystrybucyjnego lub szyna główna; 3 — szyny urządzenia rozdzielczego stacji transformatorowej na napięcie do 1 kV; 4 — transformatory podstacji transformatorowej obniżającej napięcie; 5 — autobusy podstacji dystrybucyjnej (RR); 6 — opony GPP; 7 — linie zasilające przedsiębiorstwo
Odbiorniki kategorii II dostarczają energię elektryczną z dwóch niezależnych wzajemnie redundantnych źródeł zasilania. Dla odbiorników kategorii II w przypadku zaniku zasilania z jednego źródła dopuszcza się przerwy w zasilaniu na czas niezbędny do załączenia zasilania rezerwowego przez działania dyżurnego lub mobilnego zespołu operacyjnego.PUE umożliwia zasilanie odbiorników przez Elektryczność:
• II kategorii — na jednej linii napowietrznej, w tym z wkładem kablowym, jeżeli przewidziana jest możliwość naprawy awaryjnej tej linii na czas nie dłuższy niż 1 dzień;
• Kategoria I — jedna linia kablowa składająca się z co najmniej dwóch kabli podłączonych do jednego wspólnego urządzenia;
• Kategoria II — od jednego transformatora w przypadku istnienia scentralizowanej rezerwy transformatorów i możliwości wymiany uszkodzonego transformatora w terminie nie dłuższym niż 1 dzień.
Dla odbiorników kategorii III zasilanie realizowane jest z jednego źródła pod warunkiem, że przerwy w zasilaniu niezbędne do naprawy lub wymiany uszkodzonego elementu układu zasilania nie przekraczają 1 doby.
Zasilanie wewnętrzne
Radialne obwody mocy dla odbiorców energii elektrycznej. Obwody promieniowe to takie, w których energia elektryczna z elektrowni (elektrowni przedsiębiorstwa, podstacji lub punktu dystrybucji) jest przesyłana bezpośrednio do podstacji warsztatowej bez rozgałęzień po drodze w celu zasilania innych odbiorców. Takie obwody mają wiele urządzeń rozłączających i linii energetycznych. Na tej podstawie możemy stwierdzić, że stosowanie radialnych schematów zasilania powinno być wykorzystywane wyłącznie do zasilania wystarczająco potężnych odbiorców.
na ryc. 1 pokazuje typowe schematy promieniowego zasilania odbiorców energii elektrycznej dla wewnętrznych (zewnętrznych) systemów zasilania przedsiębiorstw przemysłowych. Schemat na ryc. 1 i jest przeznaczony do zasilania użytkowników kategorii III lub użytkowników kategorii II, gdzie dopuszczalna jest przerwa w dostawie prądu na 1-2 dni.
Schemat na ryc. 1, b jest przeznaczony dla odbiorców kategorii II, dla których przerwa w dostawie prądu może trwać nie dłużej niż 1-2 godziny. Schemat na ryc. 1, c jest przeznaczony do zasilania odbiorców kategorii I, ale służy również do zasilania odbiorców kategorii II, mających znaczenie gospodarcze kraju w skali kraju, oraz przerwy w dostawie energii elektrycznej, powodującej niedobór produktów (np. na przykład zwolnienie łożysk).
Ryż. 1. Typowe promieniowe obwody mocy w wewnętrznym i zewnętrznym systemie zasilania zakładu przemysłowego
Główne obwody zasilania dla odbiorców energii elektrycznej stosowane w wewnętrznym systemie zasilania przedsiębiorstw, gdy jest wielu odbiorców i wyraźnie zalecane są promieniowe schematy zasilania. Zazwyczaj obwody magistrali zapewniają połączenie od pięciu do sześciu podstacji o łącznej mocy użytkowej nie większej niż 5000-6000 kVA.
na ryc. 2 przedstawia typowy obwód zasilania. Schemat ten charakteryzuje się obniżoną niezawodnością zasilania, ale pozwala na zmniejszenie liczby urządzeń odłączających napięcie i skuteczniejsze zorganizowanie odbiorców energii w grupę od pięciu do sześciu stacji.
Ryż. 2. Typowy obwód zasilania głównego w wewnętrznym systemie zasilania zakładu przemysłowego
Ryż. 3.Typowy dwuliniowy obwód zasilania w wewnętrznym systemie zasilania zakładu przemysłowego
Gdy konieczne jest zachowanie zalet obwodów autostradowych i zapewnienie wysokiej niezawodności zasilania, należy zastosować system autostrad dwuprzejazdowych (rys. 3). W tym schemacie, w przypadku awarii którejkolwiek linii zasilającej wysokiego napięcia, zasilanie jest dostarczane niezawodnie przez drugą linię poprzez automatyczne przełączanie odbiorców do sekcji niskiego napięcia transformatora, która pozostaje w pracy. Przełączenie to następuje z czasem 0,1-0,2 s, co praktycznie nie wpływa na zasilanie użytkowników.
Mieszane schematy zasilania dla odbiorców energii elektrycznej. W praktyce projektowania i eksploatacji systemów zasilania przedsiębiorstw przemysłowych rzadko spotyka się schematy zbudowane tylko na zasadzie promieniowej lub tylko na zasadzie trunk.Zwykle duzi i odpowiedzialni użytkownicy lub odbiorcy są zasilani promieniowo.
Średnich i małych konsumentów dzieli się na grupy, a ich żywność jest przygotowywana zgodnie z podstawową zasadą. Takie rozwiązanie pozwala na stworzenie wewnętrznego schematu zasilania z najlepszymi wskaźnikami technicznymi i ekonomicznymi. na ryc. 4 pokazuje taki mieszany schemat zasilania.
Ryż. 4. Typowy schemat zasilania mieszanego (promieniowo-sieciowego) w wewnętrznym systemie zasilania przedsiębiorstwa przemysłowego
Zewnętrzny zasilacz
Zasilana jest z sieci elektroenergetycznej bez własnych elektrowni. na ryc. 5 przedstawia schematy zasilania zakładów przemysłowych, które są zasilane wyłącznie z systemów elektroenergetycznych. na ryc. 5a przedstawia promieniowy schemat podawania.Tutaj napięcie zewnętrznej sieci zasilającej pokrywa się z najwyższym napięciem sieci terytorium wewnątrz przedsiębiorstwa (wewnętrzny system zasilania), więc nie jest wymagana żadna transformacja dla przedsiębiorstwa jako całości. Takie schematy zasilania są typowe dla zasilania głównie przy napięciach 6, 10 i 20 kV.
na ryc. 5, b przedstawia schemat tzw. głębokiego bloku wejściowego 20-110 kV i rzadziej 220 kV, gdy napięcie z systemu elektroenergetycznego bez transformacji jest wprowadzane zgodnie ze schematem podwójnej autostrady tranzytowej (przelotowej) do wewnętrznej terenie przedsiębiorstwa. W tym schemacie przy napięciu 35 kV transformatory obniżające napięcie są instalowane bezpośrednio w budynkach warsztatowych i mają niższe napięcie 0,69 — 0,4 kV.
Jednak przy napięciach systemu elektroenergetycznego 110 — 220 kV bezpośrednia konwersja z 0,69 — 0,4 kV dla sieci handlowych jest zwykle niepraktyczna ze względu na stosunkowo niską łączną moc odbiorców w pojedynczym sklepie. W takich przypadkach można zalecić pośrednią konwersję na napięcie 10–20 kV w kilku pośrednich podstacjach obniżających napięcie, z których każda musi zasilać własną grupę sklepów.
W przypadku dużych pieców lub specjalnych przetwornic dużej mocy może być wskazane bezpośrednie przekształcenie napięcia 110 lub 220 kV na napięcie procesowe (zwykle inne niż 0,69 lub 0,4 kV) poprzez zamontowanie bezpośrednio do tego w budynkach warsztatowych.
na ryc.5, c pokazuje możliwy schemat zasilania przedsiębiorstwa przemysłowego z obecnością transformacji przeprowadzonej w punkcie przejścia z zewnętrznego do wewnętrznego schematu zasilania, co jest typowe dla przedsiębiorstw o znacznej mocy i dużym terytorium. na ryc. 5, d, podano schemat pod warunkiem przekształcenia na dwa napięcia, co jest charakterystyczne dla potężnych jednostek (warsztatów) przedsiębiorstw znajdujących się w znacznej odległości od siebie.
Zasilanie z sieci elektroenergetycznej, jeżeli przedsiębiorstwo przemysłowe posiada własną elektrownię.
Ryż. 5. Typowe schematy zasilania przy zasilaniu przedsiębiorstw przemysłowych tylko z systemu elektroenergetycznego
Ryż. 6. Typowe schematy zasilania przy zasilaniu przedsiębiorstw przemysłowych z systemu elektroenergetycznego i własnej elektrowni
na ryc. 6 pokazuje typowe schematy zasilania przedsiębiorstw przemysłowych, jeśli przedsiębiorstwo posiada własną elektrownię. na ryc. 6 i podano schemat dla przypadku, gdy lokalizacja elektrowni pokrywa się ze środkiem obciążeń elektrycznych przedsiębiorstwa, a zasilanie przedsiębiorstwa z systemu elektroenergetycznego odbywa się przy napięciu generatora.
na ryc. 6, b przedstawia schemat dla przypadku, gdy elektrownia znajduje się w pewnej odległości od środka jej obciążeń elektrycznych, ale zasilanie z układu uzyskuje się przy napięciu generatora. na ryc. 6, c przedstawia schemat dla przypadku, gdy zasilanie z systemu odbywa się przy podwyższonym napięciu, a dystrybucja energii elektrycznej na terenie przedsiębiorstwa odbywa się przy napięciu generatora Elektrownia zakładu znajduje się poza środek obciążeń elektrycznych.
na ryc.6, d pokazuje obwód, którego warunki są podobne do obwodu pokazanego na FIG. 6, c, ale transformacja odbywa się przy dwóch napięciach. Na schematach ryc. 5, b, d i ryc. 6, d dla zasilania z systemu napięciem 35 — 220 kV, opcje pokazane na ryc. 7. Schemat na ryc. 7, a (bez przełączników po stronie wysokiego napięcia) jest zalecany jako tańszy w konstrukcji i nie mniej niezawodny w działaniu niż obwód na ryc. 7, b.
Ryż. 7. Schematy podłączenia transformatorów GPP do sieci elektroenergetycznej 35 — 220 kV systemu elektroenergetycznego
Zastosowanie schematu z ryc. 7, ale jest to możliwe tylko w tych przypadkach, gdy operacja włączania i wyłączania transformatorów nie jest wykonywana codziennie, ponieważ obserwują ekonomicznie wykonalny tryb ich pracy. Jeśli transformatory są wyłączane i włączane codziennie, wybierz schemat pokazany na ryc. 7, b.
Zasilana jest wyłącznie z własnej elektrowni. na ryc. 8 przedstawia schemat zasilania odbiorców energii elektrycznej z własnej elektrowni, co jest typowe dla przedsiębiorstw oddalonych od sieci systemu elektroenergetycznego; jednak wraz z rozwojem elektryfikacji liczba takich schematów zasilania będzie się nadal zmniejszać.
Ryż. 8. Typowy schemat zasilania przy zasilaniu przedsiębiorstwa przemysłowego tylko z własnej elektrowni
Przy zasilaniu warsztatów, które posiadają elektryczne piece próżniowe wszystkich typów, należy pamiętać, że przerwa w zasilaniu pomp próżniowych prowadzi do wypadku i odrzucenia drogich produktów. Piece te należy sklasyfikować jako odbiorniki energii kategorii I.