Классификации приёмников эл. эн.

Классификации приёмников эл. эн.

По току: работающие от сети переменного тока нормальной частоты (50Гц), работающие от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты, работающие от сети постоянного тока.

По напряжению: потребители большой мощности (80-100кВт и выше), потребители малой и средней мощности ниже (80-100кВт)

По режимам работы: продолжительный(эл машины могут работать длительное время причём превышение температуры отдельных частей не превышает допустимой), кратковременный(рабочий период не настолько длителен), повторно-кратковременный(при котором работа чередуется с паузой, а общее рабочее время не превышает 10 минут)

По частоте: приемники промышленной частоты (50 Гц) и приемники с высокой (выше 10 кГц), повышенной (до 10 кГц) и пониженной (ниже 50 Гц) частотами.

По категориям: 1-я категория — приемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым браком и т.д.

2-я категория — приемники, перерыв в электроснабжении которых связан с простоем людей, механизмов, промышленного транспорта.

3-я категория — приемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категории.

По режимам нейтралей:на сети с изолированной нейтралью;на сети с компенсированной нейтралью; на сети с заземленной нейтралью; на сети с глухозаземленной нейтралью.

Классификация промышленных предприятий: промышленные, сельскохозяйственные, предприятия транспорта, связи, строительства.

Основные элементы и ступени схемы электроснабжения:

1 Приёмная подстанция(ГПП, ГРП)

2 ОРУ,ЗРУ

3 Промежуточное РУ

4 ТП цеховые

5 Линии к ТП и РУ(распределительная сеть)

Виды электрических нагрузок: активная, реактивная, полная

Расчёт эл нагрузок. Исходные данные:

-величина расчётной нагрузке по цехам;

-количество двигателей

-составляющие нагрузок до 1кВ и выше 1кВ

Цеховые ТП, их виды, область применения

В цеховых ТП применяются трехфазные силовые трансформаторы с высшим напряжением 6; 10 кВ (реже 20; 35 кВ), с естественным охлаждением, заполненные маслом, негорючей жидкостью (совтолом) или сухой изоляцией. В большинстве случаев для цеховых ТП применяют трансформаторы масляные.

Как правило, в системах электроснабжения применяются одно- и двухтрансформаторные подстанции. Применение трехтрансформаторных подстанций вызывает дополнительные капзатраты и повышает годовые эксплуатационные расходы. Трехтрансформаторные подстанции используются редко, как вынужденное решение, при реконструкции, расширении подстанции, при системе раздельного питания силовой и осветительной нагрузок, при питании резкопеременных нагрузок

Типы трансформаторов цеховых ТП область применения

ТМ-трёхфазный масляный, ТМЗ-трёхфазный масляный закрытого типа, ТНЗ-трёхфазный заполненный негорючей жидкостью совтолом, закрыт, ТСЗ-трёхфазный сухой закрытого типа.

Определение количества и мощности цеховых ТП.

Количество цеховых ТП непосредственно влияет на затраты на распределительные устройства напряжением 6-20 кВ и внутризаводские и цеховые электрические сети. Так при уменьшении числа ТП (т.е. при увеличении их единичной номинальной мощности) уменьшается число ячеек РУ, суммарная длинна линий и потери электроэнергии в сетях напряжением 6-20 кВ, но возрастает стоимость сетей напряжением 0,4 кВ и потери в них. Увеличение числа ТП, наоборот, снижает затраты на цеховые сети, но увеличивает число ячеек РУ 6-20 кВ и затраты на сети напряжением 6-20 кВ. При некотором количестве трансформаторов с номинальной мощностью S_ном,т можно добиться минимума приведённых затрат при обеспечении заданной степени надёжности электроснабжения. Такой вариант будет являться оптимальным, и его следует рассматривать как окончательный.

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций производится по удельной плотности нагрузок σ.

σ = S_рi / F

где S_рi – расчетная нагрузка цеха (кВА); F – площадь цеха (м²).

 

При плотности нагрузок σ < 0,2, рекомендуется принимать трансформаторы до 1000 кВА включительно, при σ в пределах от 0,2 – 0,3, трансформаторы должны быть 1600 кВА, если σ > 0,3 кВА/м² то трансформаторы рекомендуется принимать 1600 кВА или 2500 кВА.

Допустимый коэф. загрузки

К_З = ; К_ЗА = ,

где К_З – коэффициент загрузки в нормальном режиме, не должен превышать 0,7; К_ЗА – коэффициент загрузки в аварийном режиме, не должен превышать 1,4.

Плотность нагрузок

При плотности нагрузок σ < 0,2, рекомендуется принимать трансформаторы до 1000 кВА включительно, при σ в пределах от 0,2 – 0,3, трансформаторы должны быть 1600 кВА, если σ > 0,3 кВА/м² то трансформаторы рекомендуется принимать 1600 кВА или 2500 кВА.

24 Технико-экономические расчёты выполняют для выбора:

1) наиболее рациональной схемы электроснабжения цехов и предприятия в целом;

2) экономически обоснованного числа, мощности и режима работы трансформаторов ГПП и ТП;

3) рациональных напряжений в системе внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия;

4) экономически целесообразных средств компенсации реактивной мощности и мест размещения компенсирующих устройств;

5) электрических аппаратов и токоведущих устройств;

6) сечение проводов, шин и жил кабелей;

7) целесообразной мощности собственных электростанций и генераторных установок в случае их необходимости;

РУ 6(10)кВ

РП 0,4кВ

Исходные данные: величина расчётных нагрузок по цехам, количество двигателей,составляющие нагрузок до1кВ и выше 1 кВ

35) Выбор сечений питающих линий

Табл. 22.

Картограмма нагрузок.

Подстанция ГПП является одним из основных звеном системы электроснабжения промышленного предприятия. Поэтому оптимальное размещение подстанций по территории промышленного предприятия – важнейший вопрос при построении рациональных систем эл. снабжения.

При проектировании систем эл. снабжения предприятий различных отраслей промышленности разрабатывается генеральный план проектируемого объекта, на который наносятся все производственные цехи. Расположение цехов определяется технологическим процессом производства. На генеральном плане указываются расчётные мощности цехов и всего предприятия.

При рациональном размещении ГПП на территории промышленного предприятия технико-экономические показатели системы электроснабжения оказываются оптимальными и, следовательно, обеспечиваются минимум приведённых годовых затрат. Для определения места положения ГПП при проектировании системы электроснабжения на генеральный план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой размещённые на генеральном плане окружности, причём площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчётным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха.

Центр нагрузок цеха или предприятия является символическим центром потребления электрической энергии цеха или предприятия. ГПП или ТП следует располагать в ЦЭН. Это позволит снизить затраты на проводниковый материал и уменьшить потери электрической энергии. Картограмма электрических нагрузок позволяет проектировщику наглядно представить распределение нагрузок по территории промышленного предприятия. Площадь круга в определенном масштабе равна расчетной нагрузке соответствующего цеха Р_i:

Из этого выражения радиус окружности:

где Р_i – мощность i-го цеха; m – масштаб для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия).

Силовые нагрузки выше 1 кВ изображаются отдельными кругами радиуса R. Считаем, что нагрузка по цеху распределена равномерно, поэтому центр нагрузок совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане.

Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1 кВ. Угол сектора (α) определяется из соотношения активных расчетных (Р_Рi) и осветительных нагрузок (Р_РОi) цехов.

При построении картограммы необходимо знать полные расчетные и осветительные нагрузки цехов, которые были рассчитаны в таблице 2. Принимаем масштаб m=8 кВт/см².

Пример расчета покажем на цехе №6:

= 1,7 см

= 2,8 см

Определение ЦЭН.

В настоящее время существует ряд математических методов, позволяющих аналитическим путём определить ЦЭН, как отдельных цехов, так и всего промышленного предприятия. Среди них можно выделить три основных метода.

Первый метод, использующий некоторые положения из курса теоретической механики, позволяет определить ЦЭН цеха (предприятия) с большей или меньшей точностью (приближённо) в зависимости от конкретных требований. Так, если считать нагрузки цеха равномерно распределёнными по площади цеха, то центр нагрузок цеха можно принять совпадающим с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане. Если учитывать действительное распределение нагрузок в цехе, то центр нагрузок уже не будет совпадать с центром тяжести фигуры цеха в плане, и нахождение центра нагрузок сведётся к определению центра тяжести масс.

Наличие многоэтажных зданий цехов обусловливает учёт в расчётах третий координаты (Z_i).

Проводя аналогию между массами и электрическими нагрузками цехов, координаты их центра можно определить в соответствии со следующими формулами:

где Х_о, У_о – координаты ЦЭН, Р_i и Р’_i – расчетная нагрузка и расчетная силовая нагрузка цеха соответственно.

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источника питания предприятия. Основным условием проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения является надёжность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведёнными затратами на систему электроснабжения. Надёжность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которого может привести как к снижению надёжности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

При проектировании, как правило, разрабатывается несколько вариантов, наиболее целесообразным из которых определяется в результате технико-экономического сопоставления.

При проектировании схемы электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника питания.

В зависимости от установленной мощности приёмников электроэнергии различают объекты большой (75-100 МВт и более), средней (от 5 до 75 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятий малой и средней мощности, как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приёмным пунктам электроэнергии (ГПП, ГРП, РП). Если имеются потребители первой категории, то предусматривают секционирование шин приёмного пункта и питание каждой секции по отдельной линии.

Схемы с двумя и более приёмными пунктами применяют на предприятиях большой мощности с преобладанием потребителей первой категории, при наличии мощных и обособленных групп приёмников электроэнергии, при развитии предприятия этапами, когда питание второй очереди экономически целесообразно выполнять от отдельного приёмного пункта электроэнергии, а также в тех случаях, когда приёмные пункты выполняют одновременно функции РП и их установка экономически целесообразна.

Для предприятия средней и большой мощности, получающих питание от районных сетей 35, 110, 220, 330 кВ, широко применяют схему глубокого ввода. Такая схема характеризуется максимально возможным приближением высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

Линии глубоких вводов проходя по территории предприятия и имеют ответвления к нескольким подстанциям глубоких вводов (ПГВ), расположенных близко от питаемых ими нагрузок. Обычно ПГВ выполняют по простой схеме: без выключателей и сборных шин на стороне высокого напряжения.

Магистральные глубокие вводы применяют при нормальной и мало загруженной окружающей среде, когда по территории предприятия можно провести воздушные линии напряжением 110-220 кВ и разместить ПГВ около основных групп потребителей электроэнергии.

Радиальные глубокие вводы применяют, при загрязненной окружающей среде. Кабельные радиальные вводы используются при невозможности прокладки воздушных линий и размещение более громоздких ответвительных подстанций 110-220 кВ. Радиальные схемы глубокого ввода обладают большей гибкостью и удобствами в эксплуатации по сравнению с магистральными, так как повреждение или ремонт одной линии или трансформатора не отражается на работе других подстанций.

Опубликовано 09.09.2012

Вблизи потребителей электроэнергии всегда ставят трансформаторные подстанции 6 или 10кВ. Для подключения этих подстанций необходимо провести питающий кабель. В этой статье расскажу, как выбрать сечение кабеля напряжением 6 (10) кВ. ОСТОРОЖНО, высокое напряжение

Сначала нужно определиться с типом применяемого кабеля. Я в основном применяю ААБл. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена позволяют пропускать большие тока, но они и дороже. Выбор типа кабеля необходим нам будет при определении сечения кабеля, т.к. медные и алюминиевые жилы, а также изоляция имеет важное значение.

Сечение жил кабеля 6 (10) кВ должно выбираться:

1. по допустимому длительному току в аварийном и послеаварийном режимах;

2. по экономической плотности тока в нормальном режиме;

Кабельные линии 6 (10) кВ как правило не превышают 1км. В этом случае нет смысла рассчитывать потерю напряжения в кабельной линии. При таких напряжениях и небольшой длине участка она будет ничтожно мала.

Кабели широко применяются в электроустановках. Потребители 6—10 кВ, как правило, получают питание по кабельным линиям, которые сначала прокладываются в кабельных туннелях в распределительном устройстве, а затем в земле (в траншеях).

Для присоединения потребителей собственных нужд электростанций и подстанций к соответствующим шинам также используются кабели 6 и 0,4 кВ. Эти кабели прокладываются в кабельных полуэтажах, кабельных туннелях, на металлических лотках, укрепленных на стенах и конструкциях здания или открытого распределительного устройства.

Чтобы обеспечить пожарную безопасность в производственных помещениях ТЭС и АЭС, рекомендуется применять кабели, у которых изоляция, оболочка и покрытия выполнены из невоспламеняющихся материалов, например из самозатухающего полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката.

В зависимости от места прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабелей (табл.)

Кабели выбирают:
по напряжению установки

U_ном ≥ U_{сет.ном}

по конструкции (см. табл.);

При этом кабели небольшой длины проверяют по току при КЗ в начале кабеля; одиночные кабели со ступенчатым сечением по длине проверяют по току при КЗ в начале каждого участка. Два параллельных кабеля и более проверяют по токам при КЗ непосредственно за пучком кабелей, т. е. с учетом разветвления тока КЗ.

36) Расчет распределительной сети.

Передачу электроэнергии от источника питания до приёмного пункта промышленного предприятия осуществляется воздушными или кабельными линиями. Сечение проводов и жил выбирается по техническим и экономическим условиям.

Выбор сечения по нагреву осуществляется по расчётному току. Для параллельно работающих линий в качестве расчётного тока принимается ток после аварийного режима, когда одна питающая линия вышла из строя. По справочным данным в зависимости от расчетного тока определяется ближайшее большее стандартное сечение. Это сечение приводится для конкретных условий среды и способа прокладки кабеля и проводов. Если условия применения проводов и кабелей отличается от приведённых, то длительно допустимые токовые нагрузки пересчитывают по формуле:

I'_доп=I_доп K₁K₂

,где I_доп – длительно допустимый ток одиночного кабеля (провода); K₁ – коэффициент, учитывающий количество кабелей; К₂ – коэффициент допустимой перегрузки кабельной линии.

При выборе сечения кабельной линий учитывают допустимые кратковременные перегрузки. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, для таких кабелей допускается перегрузки в течении 5 суток в пределах, указанных в таблицах справочника. Для кабелей с полиэтиленовой изоляцией и с поливинилхлоридной изоляцией перегрузки на время ликвидации аварий допустимы соответственно до 10 и 15%; при этом максимальная перегрузка допускается на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 часов в сутки в течении 5 суток, если в остальные периоды времени этих суток нагрузка не превышает номинальной. Перегрузка кабельных линий 20-35 кВ не допускается.

По длительно допустимому току нагрузки:

По потере напряжения:

 

По экономической плотности тока:

1. 30) Основные требования к схемам электроснабжения и принципы построения схем.

Требования:

1) Надежность электроснабжения. Надежность обеспечивается исходя из требований по степени бесперебойности электроснабжения которые предъявляются к потребителям эл.энергии, т.е. в зависимости от категорий:

1 категория- потребители, перерыв в эл. снабжении которых влечет за собой опасность для жизни людей. Перерыв допускается на время автоматического включения резерва. (2 источника питания)

2 категория- потребители, перерыв в эл. снабжении которых влечет за собой нарушение технологического процесса, брак продукции, простои в работе. Перерыв допускается на время включения резерва силами персонала (до 1,5 ч.)

3 категория- неответственные вспомогательные цеха, перерыв в эл. снабжении которых влечет за собой простой в работе. Перерыв допускается до 1-х суток.

2) Экономичность- минимальные затраты на схему эл. снабжения, но схема должна обеспечивать надежное эл. снабжение в соответствии с категорией потребителей.

3) Гибкость- схема должна допускать переделки и изменения связанные с вводом новых мощностей, увеличением нагрузки и т.д. без существенных переделок схемы.

4) Удобство в эксплуатации. Оборудование должно быть доступно для осмотра, ремонта, быстрого устранения неисправностей.

Принципы:

1) Отказ от холодного резерва, т.е. все линии и тр-ры (все оборудование) должны находиться под напряжением и под нагрузкой. Не должно быть не работающих элементов (не работающие элементы могут оказаться неисправными при включении)

2) Раздельная работа линий и трансформаторов. В нормальном режиме все секционные аппараты отключены.

3) Глубокое секционирование. Начиная от п/с системы заканчивая секциями шин 0,4 кВ цеховых ТП все секции шин секционированы. Это направлено на повышение надежности.

4) Приближение ВН к потребителям. Главная понизительная п/ст приближается к потребителям, а цеховые ТП к своим потребителям. Это для сокращения протяженности питающих и распределительных сетей, сократить потери, уменьшить расход проводов и кабелей и уменьшить затраты на схему.

 

 

 

Классификации приёмников эл. эн.

По току: работающие от сети переменного тока нормальной частоты (50Гц), работающие от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты, работающие от сети постоянного тока.

По напряжению: потребители большой мощности (80-100кВт и выше), потребители малой и средней мощности ниже (80-100кВт)

По режимам работы: продолжительный(эл машины могут работать длительное время причём превышение температуры отдельных частей не превышает допустимой), кратковременный(рабочий период не настолько длителен), повторно-кратковременный(при котором работа чередуется с паузой, а общее рабочее время не превышает 10 минут)

По частоте: приемники промышленной частоты (50 Гц) и приемники с высокой (выше 10 кГц), повышенной (до 10 кГц) и пониженной (ниже 50 Гц) частотами.

По категориям: 1-я категория — приемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым браком и т.д.

2-я категория — приемники, перерыв в электроснабжении которых связан с простоем людей, механизмов, промышленного транспорта.

3-я категория — приемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категории.

По режимам нейтралей:на сети с изолированной нейтралью;на сети с компенсированной нейтралью; на сети с заземленной нейтралью; на сети с глухозаземленной нейтралью.

Классификация промышленных предприятий: промышленные, сельскохозяйственные, предприятия транспорта, связи, строительства.

Основные элементы и ступени схемы электроснабжения:

1 Приёмная подстанция(ГПП, ГРП)

2 ОРУ,ЗРУ

3 Промежуточное РУ

4 ТП цеховые

5 Линии к ТП и РУ(распределительная сеть)

Виды электрических нагрузок: активная, реактивная, полная

Расчёт эл нагрузок. Исходные данные:

-величина расчётной нагрузке по цехам;

-количество двигателей

-составляющие нагрузок до 1кВ и выше 1кВ