Основные принципы проектирования электрических сетей и электроснабжения промышленных предприятий

 

При проектировании электрических сетей и электроснабжения промышленных предприятий необходимо учитывать следующие общие принципы (положения).

1. Принцип цикличности. Процесс проектирования многоэтапный. Причем очередность выполнения этапов носит циклический характер. Во многих случаях после выполнения очередного этапа приходится возвращаться к предыдущему для уточнения или изменения ранее принятого решения.

2. Принцип многовариантности. На большинстве этапов возможны несколько вариантов решения. При выборе оптимального решения следует широко использовать технико-экономическое сравнение вариантов.

3. Принцип учета перспектив развития. Число и сечение питающих линий электрической сети, мощности трансформаторов на приемных пунктах (ГПП, ЦРП и др.), токи короткого замыкания и т.д. должны рассчитываться с учетом перспектив развития не менее, чем на пятый год эксплуатации. При отсутствии данных можно принимать пятипроцентное увеличение нагрузок /ХХ/.

4. Принцип надежности электроснабжения. Элементы электрической сети должны выбираться с таким расчетом, чтобы в случае выхода из строя одного какого-либо элемента (какой-либо линии или какого-либо трансформатора) оставшиеся в работе, с учетом допустимой перегрузки, обеспечили питание всех потребителей первой категории и всех (или только основных, в зависимости от специфики технологического процесса и возможных ущербов) потребителей второй категории.

Для повышения надежности все или часть приемных пунктов электроэнергии (или распределительных подстанций) должны быть связаны между собой на первичном или вторичном напряжении. Связи на вторичном напряжении целесообразнее, так как при этом резервируются не только сети, но и питающие трансформаторы.

При небольших мощностях при развитой системе глубоких вводов, при разветвленной распределительной сети связи целесообразно делать путем смыкания ближайших концевых участков сетей вторичного напряжения (питаемых от разных ГПП или от разных секций шин одной подстанции).

5. Принцип глубокого секционирования. При наличии в составе потребителей электроприемников первой или второй категории шины распределительных устройств всех подстанций, РП и КТП должны быть секционированы. Между секциями шин должны быть установлены секционные коммутационные аппараты. Глубокое секционирование означает, что все секционные коммутационные аппараты на всех РУ всей электрической сети предприятия, включая РУ приемного пункта (ГПП, ПГВ, ЦРП и т.д.), должны быть в нормальном режиме выключены. Это, в свою очередь, означает, что в нормальном режиме работы должна предусматриваться раздельная работа секций шин, а, следовательно, и раздельная работа питающих линий и трансформаторов. На секционных выключателях должны предусматриваться схемы АВР.

6. Принцип отсутствия «холодного резерва». В электрической сети не должно быть холодного резерва, т.е. в схеме электрических сетей не должны предусматриваться специальные резервные, нормально не работающие линии и трансформаторы. Резерв должен закладываться в самой схеме электроснабжения, в которой все элементы в нормальном режиме должны нести нагрузку, а в послеаварийном режиме при повреждении одного элемента остальные должны воспринять на себя нагрузку временно выбывшего элемента.

7. Принцип глубоких вводов. Принцип использования глубоких вводов означает максимальное приближение источников высокого напряжения к электроустановкам потребителей. При этом сокращается число трансформаций и до минимума снижается длина линий более низких напряжений.

Общие рекомендации по проектированию электроснабжения согласно инструкции по проектированию электроснабжения промышленных предприятий

 

Требования инструкции [3] охватывают вопросы выбора напряжения, схем питания, распределения и способов канализации электроэнергии, схем электрических соединений подстанций и распределительных пунктов, выбора электрооборудования, релейной защиты, автоматики и телемеханики; качества электроэнергии, учета и измерения электроэнергии; вспомогательных сооружений систем электроснабжения на промышленных предприятиях.

В курсе лекций рассматриваются только общие указания по проектированию электроснабжения, изложенные в инструкции. После каждого из указаний дана ссылка на номер пункта инструкции.

1). Основными определяющими факторами при проектировании электроснабжения должны быть характеристики источников питания и потребителей электроэнергии и в первую очередь требование к бесперебойности электроснабжения (качество электроэнергии, допустимое время, частота и продолжительность перерывов и ограничений электроснабжения) с учетом возможности обеспечения резервирования в технологической части проекта (п.1.5).

2) При проектировании электроснабжения энергоемких предприятий следует предусматривать регулирование электрической нагрузки путем отключения или частичной разгрузки крупных электроприемников, допускающих без значительного экономического ущерба для технологического режима перерывы или ограничения в подаче электроэнергии (п.1.7).

3) Проектирование объектов электроснабжения следует выполнять исходя из перспектив развития данного промышленного предприятия. Система электроснабжения в схемной, компоновочной и конструктивной частях должна обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной реконструкции системы электроснабжения (п.1.9).

4) Система электроснабжения должна обеспечивать в условиях послеаварийного режима путем соответствующих переключений питание электроэнергией тех электроприемников, работа которых необходима для продолжения производства (п.1.10).

5) При определении объема резервирования и пропускной способности системы электроснабжения не следует учитывать возможность совпадения планового ремонта элементов электрооборудования и аварии в системе электроснабжения, за исключением случаев питания электроприемников особой группы.

При проектировании системы электроснабжения необходимо определять допустимое снижение нагрузки на время послеаварийного режима и планово-предупредительного ремонта (п.1.12).

6) По уровню требований к системе электроснабженияпредприятия в инструкции условно подразделены: на большие - с установленной мощностью электроприемников 75-100 МВт и более; средние - с установленной мощностью от 5 до 75 МВт и малые - с установленной мощностью до 5 МВт (п.1.13).

7) Во всех случаях, где это возможно по исполнению электрооборудования, климатическим условиям, пожарной безопасности, загрязненности окружающей среды, следует предусматривать открытую (наружную) установку электрооборудования распределительных устройств (ОРУ), трансформаторов, реакторов и т.п. (п.1.16).

8) Выбор экономически целесообразного варианта системы электроснабжения, а также отдельных ее элементов следует производить по минимуму приведенных затрат. Сравниваемые варианты по техническому уровню, надежности электроснабжения, удобству эксплуатации и прочим показателям должны соответствовать требованиям, предъявляемым к данному промышленному объекту (п.1.17).

9) Категории электроприемников по надежности электроснабже­ния должны определяться на основании ПУЭ и в соответствии с рекомендациями, приведенными в указаниях и инструкциях Госстроя по строительному проектированию предприятий, зданий и сооружений соответствующих отраслей промышленности (п.1.22).

10) Резервирование питания электроприемников должно предус­мат­риваться с минимальными затратами средств и электрооборудования. Для этого особое внимание должно быть обращено на:

- правильность определения категорий электроприемников. Определять категории следует по электроприемникам, а не по цехам в целом. О тдельные группы электроприемников, требующие разной степени надежности питания электроэнергией, следует рассматривать как объекты с разными условиями резервирования, что должно учитываться при построении схем электроснабжения;

- полное использование перегрузочной способности трансформаторов, кабелей и другого электрооборудования при послеаварийных режимах. При этом выбор коммутационных аппаратов должен производиться так, чтобы их параметры не лимитировали полное использование перегрузочной способности электрооборудования;

- возможность использования взаимно резервируемых параллельных технологических потоков с питанием от независимых источников или резервных технологических агрегатов (насосов, компрессоров и т.п.) с отдельным питанием электроэнергией;

- автоматическую (или ручную) разгрузку при аварии от неответственных потребителей, с выделением питания нагрузок III категории для возможности их отключения по аварийному графику (п.1.23).

11) Схема электроснабжения электроприемников особой группы I категории должна обеспечивать:

постоянную готовность третьего независимого источника и автоматическое его включение при исчезновении напряжения на обоих основных источниках питания;

перевод независимого источника в режим горячего резерва при выходе из работы одного из двух основных источников питания (п.1.26).

Мощность третьего независимого источника должна быть минимальной, обеспечивающей питание только электроприемников особой группы, необходимых для безаварийной остановки производства. К этим источникам не должны подключаться другие электроприемники (п.1.27).