Режимы работы электроэнергетических систем и управление ими. Схема электроснабжения промышленного района.

Литература

а) Использованная при подготовке текста группового занятия

1. В.И. Королев «Расчет мощностей электропривода БКСМ методом тяговых усилий» [Текст]: учебно- методическое пособие М-во образования и науки РФ, СПбГТУРП. – СПб: СПбГТУРП 2010;

2. Синюкова Т. В. «Электроснабжение» Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ 2013;

3. Ушаков В. Я. «Современные проблемы электроэнергетики» Томск: Томский политехнический университет 2014;

 б) Рекомендуемая обучающимся для самостоятельной работы по теме группового занятия

1. Синюкова Т. В. «Электроснабжение» Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ 2013;

 

                                                         Санкт-Петербург 2020 г.

 

                                                Текст лекции:

 

1.Общие сведения об электроэнергетических системах. Основные определения.

Общие сведения об электроэнергетике и электроснабжение потребителей электрической энергии. Основные определения.

В России действуют около 600 электростанций общей мощностью 218145,8 МВт.
По типу используемой энергии их можно разделить на три группы: Тепловые – 68,4%; Гидравлические – 20,3%; Атомные – около 11.1%; Альтернативные виды электроэнергии. Чтобы выявить преимущества того или иного вида энергии рассматриваются четыре основных параметра: Эффективность использования; Применение природных ресурсов; Влияние на окружающую среду; Потенциальная опасность.

Теплоэлектростанции ТЭС работают на преобразовании тепловой энергии топлива таких как, нефть, уголь, природный газ, в механическую, а затем в электрическую энергию. К недостаткам теплоэлектростанций относится использование не возобновляемых ресурсов. Недостатком будет и влияние на окружающую среду так, как в химический состав топлива входит углерод, пагубно действующий на атмосферу, создавая так называемый «парниковый эффект». Также отрицательным будет и выброс в гидросферу теплоты с водой. Теплоэлектростанции являются взрывопожарными и химически опасными объектами.

 Гидроэлектростанции Преобразования энергии происходит за счет использования потока воды. ГЭС обладают значительным КПД до высокого 95%. Основным преимуществом этого вида энергии является, экологически чистая кинетическая энергия воды. Недостатком такого вида энергии является изменение водных биоценозов, и подтопление населенных пунктов вблизи ГЭС. Удерживаемые плотиной массы воды таят в себе огромную разрушительную силу.

 Атомные электростанции АЭС работают на использовании атомной (ядерной) энергии. КПД АЭС примерно равен ТЭС – 35%. В качестве топлива применяется ядерное горючее – уран, плутоний. При сжигании 1 кг урана можно извлечь столько же теплоты сколько из 3000 т каменного угля. К недостаткам относится проблема захоронения атомных отходов, а также выброс в окружающую средурадионуклидов, оказывающих на человека и все живые существа мутагенное действие, и вызывающих лучевую болезнь. Потенциальная опасность радиационного загрязнения при авариях, представляет угрозу для жизни в течение многих лет.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы, а именно: Негативное влияние большинства электростанций на окружающую среду. Неэффективное использование невозобновляемых природных ресурсов. Потенциальная опасность для окружающего мира. Исходя из всего этого, можно заключить, что необходима модернизация существующих электростанций или введение и поиск новых альтернативных видов источников энергии. Это требует значительных денежных затрат.
Итак - под электроснабжением понимается обеспечение потребителей электроэнергией (ЭЭ), рис. 1. Производство электрической энергии концентрируется преимущественно на крупных электростанциях, работающих совместно (параллельно). Центры потребления электрической энергии (промышленные предприятия, города, сельские районы и т. п.) удалены от её источников на десятки, сотни тысячи километров и распределены на значительной территории. Для характеристики системы передачи и распределения электрической энергии (ЭЭ) и всей структуры «генерация – передача – потребление» введём некоторые понятия, термины и определения.

 

     Рис. 1

 

Электрическая часть энергосистемы – совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы. Электроэнергетическая система – электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии (ЭЭ), объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.

Электроэнергетическая система (ЭЭС) – это совокупность устройств для выработки, передачи, распределения и потребления электроэнергии (рис. 2).

Понятие об электроэнергетической системе.

 

 

Рис. 2 Структурная схема ЭЭС

Энергетическая система (энергосистема) – это совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных меду собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.

Структурная схема технологических процессов в ЭЭС и СЭС представлена на рис. 3

 

Рис. 3 Схема технологического процесса выработки, передачи, распределения и потребления электроэнергии: ТЭС – тепловая электростанция; ГЭС – гидравлическая электростанция; АЭС – атомная электростанция; СЭС – система электроснабжения; РГ – установка распределенной генерации; VPP – виртуальная электростанция.

 

 

 

В отличие от других отраслей промышленного производства электроэнергетика обладает следующими особенностями:

 

- производство, транспорт, распределение и потребление электроэнергии происходит практически единовременно, поэтому ЭЭС и СЭС, отдельные звенья, которые могут быть удалены друг от друга на сотни километров, объединены в единый сложный механизм;

 

- ЭЭС и СЭС характеризуются быстротой протекания переходных процессов: волновые процессы совершаются в тысячные доли секунды, электромагнитные процессы – в десятые доли секунд;

 

- электроэнергетика обеспечивает ЭЭ все отрасли промышленности, транспорт, связь, отличающиеся технологиями производства, способами преобразования ЭЭ, многообразием электроприемников;

 

- имеет место значительная временная неравномерность производства и потребления энергии.

 

Быстрота протекания процессов в ЭЭС и СЭС требует обязательного применения автоматических устройств: аппаратов релейной защиты, автоматических регуляторов, устройств автоматического управления. Правильный выбор и настройку этих устройств, возможно, выполнить только при учете работы всей системы как единого целого.

 

ЭЭС и СЭС (СЭП) включают элементы, которые можно подразделить на три вида:

 

- силовые элементы — генераторные агрегаты, осуществляющие преобразование первичных ТЭР в электроэнергию; трансформаторы и выпрямительные установки, посредством которых производится изменение параметров тока и напряжения; линии электропередач (ЛЭП), выполняющие передачу электроэнергии; коммутирующая аппаратура, с помощью которой производится включение или отключение отдельных элементов ЭЭС (СЭС, СЭП);

 

- измерительные устройства, к которым можно отнести трансформаторы тока и напряжения, на основе которых осуществляется подключение электроизмерительных приборов, а также средств контроля и управления к высоковольтным и многоамперным цепям;

 

- средства контроля и управления, к которым относятся устройства релейной защиты, а также автоматические регуляторы, системы телемеханики и связи.

 

Система электроснабжения - комплекс инженерных сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенный для передачи электрической энергии от источников к потребителям. Основными компонентами системы являются линии электропередач, подстанции и распределительные устройства.

 

  Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией. Система электроснабжения – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. Централизованное электроснабжение – электроснабжение потребителей ЭЭ от энергосистемы.

Электроустановка – совокупность аппаратов, машин, оборудования и сооружений, предназначенных для производства, преобразования, передачи, распределения или потребления ЭЭ. Электроустановки (ЭУ) разделяют по величине напряжения до 1000 В (низковольтные ЭУ) и выше 1000 В (высоковольтные ЭУ).

 

Электростанция – электроустановка, служащая для производства (генерации) электрической энергии в результате преобразования энергии, заключённой в природных энергоносителях (уголь, газ, вода и др.) при помощи турбо- и гидрогенераторов.

Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения ЭЭ, состоящая из подстанций и распределительных устройств (РУ), соединенных линиями электропередачи (ЛЭП), и работающая на определенной территории.

  Электрическая сеть предприятия объединяет понизительные и преобразовательные подстанции, распределительные пункты (РП), электроприемники (ЭП) и ЛЭП на территории предприятия.

Подстанция – электроустановка, предназначенная для приёма, преобразования (трансформации) и распределения электроэнергии, состоящая из трансформаторов (автотрансформаторов) и других преобразователей ЭЭ, распределительных и вспомогательных устройств. В зависимости от назначения подстанции выполняются трансформаторными или преобразовательными – выпрямительными, двигатель-генераторными и др. Подстанция может быть повышающей, если преобразование величины напряжения переменного тока осуществляется с низшего напряжения на высшее (подстанции электростанций), и понижающей – в случае трансформации высшего напряжения на низшее (подстанции предприятий, городов и др.).

 

Центр, источник электропитания – источник ЭЭ, на сборных шинах (зажимах) которого осуществляется автоматическое регулирование режима напряжения. Наряду с электростанциями это шины подстанции с трансформаторами, оснащёнными регуляторами напряжения под нагрузкой (РПН), регулируемыми источниками реактивной мощности, линейными регуляторами и др.

 

Узловая распределительная подстанция – центральная подстанция предприятия на напряжение 35-220 кВ, получающая энергию от энергосистемы и распределяющая ее на том же напряжении по главным понизительным подстанциям или подстанциям глубокого ввода на территории предприятия.

  Главная понизительная подстанция – трансформаторная подстанция, получающая питание непосредственно от энергосистемы на напряжениях 35 кВ и выше, и распределяющая энергию на более низком напряжении по всему предприятию или отдельному его району.

 Глубокий ввод – система электроснабжения с приближением высшего напряжения (35-220 кВ) к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

 Подстанции глубокого ввода размещаются на территории предприятия рядом с наиболее крупными объектами потребления ЭЭ и получают питание от энергосистемы, узловой распределительной подстанции, ГПП или ТЭЦ предприятия, и выполняются по упрощенным схемам первичной коммутации.

 Распределительный пункт – распределительное устройство, предназначенное для приема и распределения ЭЭ на напряжение 6-20 кВ. РП может совмещаться с трансформаторной или преобразовательной подстанцией, обслуживающей примыкающих к нему потребителей. Цеховая трансформаторная подстанция (ТП) – подстанция, преобразующая ЭЭ на пониженное напряжение (до 1000 В) и непосредственно питающая ЭП одного или нескольких прилегающих цехов, либо части большого цеха. В ряде случаев от этих же подстанций питаются близкорасположенные потребители высшего напряжения. Пристроенная подстанция – подстанция, непосредственно примыкающая к основному зданию.

  Встроенная подстанция – закрытая подстанция, вписанная в контур основного задания.

  Внутрицеховая подстанция – подстанция, расположенная внутри производственного здания, открыто или в отдельном закрытом помещении.

  Отдельностоящая подстанция – подстанция, расположенная отдельно от основных зданий.

  Столбовая (мачтовая) трансформаторная подстанция – открытая ТП, все оборудование которой установлено на конструкциях или опорах воздушных линий (ВЛ) на высоте, не требующей ее ограждения.

 

Распределительное устройство (РУ) – электроустановка, входящая в состав любой подстанции; предназначена для приёма и распределения электроэнергии на одном напряжении (до 1000 В и более). РУ содержат коммутационные аппараты, устройства управления, защиты, измерения и вспомогательные сооружения.

 

Наряду с подстанциями электрическая энергия может распределяться на распределительных пунктах – устройствах, предназначенных для приёма и распределения ЭЭ на одном напряжении (без трансформации) и не входящих в состав подстанции.

 

Линия электропередачи (ЛЭП) – электроустановка, предназначенная для передачи электрической энергии на расстояние с возможным промежуточным отбором. Линии выполняют воздушными, кабельными, а также в виде токопроводов на промышленных предприятиях и электростанциях и внутренних проводок в зданиях и сооружениях.

Приемник электроэнергии (ЭП) – устройство, аппарат, агрегат, механизм, в котором происходит преобразование ЭЭ в другой вид энергии для ее использования (электродвигатели, электропечи, установки электроосвещения, электростатического и электромагнитного поля и др.). Потребитель электроэнергии – электроприемник или их группа, объединенные технологическим процессом и размещающиеся на определенной территории.

  Нормальный режим потребителя ЭЭ – режим, при котором обеспечиваются заданные значения параметров его работы. Послеаварийный режим – режим, в котором находится потребитель электроэнергии в результате нарушения в системе его электроснабжения до установления нормального режима после локализации отказа. Независимый источник питания – ИП, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом или других источниках питания. К числу независимых ИП относятся две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении следующих условий:

1. каждая из секций или систем шин в свою очередь имеет питание от независимого ИП;

 2. секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.

Токопровод – устройство для подачи и распределения электроэнергии, состоящее из неизолированных и изолированных проводников и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций.

  Шинопровод — это комплектное устройство, прошедшее типовые испытания, в виде системы проводников, размещенных внутри лотка, трубы или иной подобной оболочки, которое состоит из разделенных промежутками шин, которые в свою очередь опираются на изоляционный материал.

 Кабельная линия (КЛ) – линия для передачи ЭЭ, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными муфтами (заделками) и крепежными деталями.

 Кабельное сооружение – сооружение, предназначенное для размещения кабельных линий: кабельные тоннели, каналы, короба, блоки, шахты, этажи, двойные полы, эстакады, галереи, камеры и т.д.

  Воздушные линии – устройства для передачи ЭЭ по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленных с помощью изоляторов, и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т.п.).

Электропроводка – совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими защитными конструкциями и деталями.

 Распределительное устройство низкого напряжения (РУНН) – совокупность конструкций, аппаратов и приборов, предназначенных для приема и распределения ЭЭ напряжением до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока.

  Вводное устройство – совокупность конструкций, аппаратов и приборов, устанавливаемых на вводе питающей линии в здание или его обособленную часть. Вводное устройство, включающее в себя так же аппараты и приборы отходящих линий, называется вводным распределительным устройством.

 Главный распределительный щит – распределительный щит, через который снабжается электроэнергией все здание или его обособленная часть.

  Шкаф распределительный (ШР) – устройство напряжением до 1000 В, в котором установлены аппараты защиты и коммутационные аппараты (или только аппараты защиты) для отдельных ЭП или их группы (электродвигателей, групповых щитков).

 Групповой щиток – устройство, в котором устанавливаем аппараты защиты и коммутационные аппараты (или только коммутационные аппараты) для отдельных групп светильников, штепсельных розеток и стационарных электроприемников.

 

Классификация режимов ЭЭС

Электроэнергетическая система состоит из элементов, которые можно разделить на три группы:

· основные (силовые) элементы — генерирующие агрегаты электростанций, преобразующие энергию воды или пара в электроэнергию; трансформаторы, автотрансформаторы, выпрямительные установки, преобразующие значения и вид тока и напряжения; линии электропередач (ЛЭП), передающие электроэнергию на расстояние; коммутирующая аппаратура (выключатели, разъединители), предназначенные для изменения схемы ЭЭС и отключения поврежденных элементов;

· измерительные элементы — трансформаторы тока и напряжения, предназначенные для подключения измерительных приборов, средств управления и регулирования;

· средства управления — релейная защита, регуляторы, автоматика, телемеханика, связь, обеспечивающие оперативное и автоматическое управление схемой и работой ЭЭС.

Состояние ЭЭС на заданный момент или отрезок времени называется режимом. Режим определяется составом включенных основных элементов ЭЭС и их загрузкой. Значения напряжений, мощностей и токов элементов, а также частоты, определяющие процесс производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, называются параметрами режима.

Если параметры режима неизменны во времени, то режим ЭЭС называется установившимся, если изменяются — то переходным.

Строго говоря, понятие установившегося режима в ЭЭС условное, так как в ней всегда существует переходный режим, вызванный малыми колебаниями нагрузки. Установившийся режим понимается в том смысле, что параметры режима генераторов электростанций и крупных подстанций практически постоянны во времени.

Основная задача энергосистемы — экономичное и надежное электроснабжение потребителей без перегрузок основных элементов ЭЭС и при обеспечении заданного качества электроэнергии. В этом смысле основной режим ЭЭС — нормальный установившийся. В таких режимах ЭЭС работает большую часть времени.

По тем или иным причинам допускается работа ЭЭС в утяжеленных установившихся (вынужденных) режимах, которые характеризуются меньшей надежностью, некоторой перегрузкой отдельных элементов и, возможно, ухудшением качества электроэнергии. Длительное существование утяжеленного режима нежелательно, так как при этом существует повышенная опасность возникновения аварийной ситуации.

Наиболее опасными для ЭЭС являются аварийные режимы, вызванные короткими замыканиями и разрывами цепи передачи электроэнергии, в частности, вследствие ложных срабатываний защит и автоматики, а также ошибок эксплуатационного персонала. Длительное существование аварийного режима недопустимо, так как при этом не обеспечивается нормальное электроснабжение потребителей и существует опасность дальнейшего развития аварии и распространения ее на соседние районы. Для предотвращения возникновения аварии и прекращения ее развития применяются средства автоматического и оперативного управления, которыми оснащаются диспетчерские центры, электростанции и подстанции.

После ликвидации аварии ЭЭС переходит в послеаварийный установившийся режим, который не удовлетворяет требованиям экономичности и не полностью соответствует требованиям надежности и качества элек­троснабжения. Он допускается только как кратковременный для последующего перехода к нормальному режиму.

Для завершения классификации режимов ЭЭС отметим еще нормальные переходные режимы, вызванные значительными изменениями нагрузки и выводом оборудования в ремонт.

Уже из перечисления возможных режимов ЭЭС следует, что этими режимами необходимо управлять, причем для разных режимов задачи управления различаются:

· для нормальных режимов — это обеспечение экономичного и надежного электроснабжения;

· для утяжеленных режимов — это обеспечение надежного электроснабжения при длительно допустимых перегрузках основных элементов ЭЭС;

· для аварийных режимов — это максимальная локализация аварии и быстрая ликвидация ее последствий;

· для послеаварийных режимов — быстрый и надежный переход к нормальному установившемуся режиму;

· для нормальных переходных режимов — быстрое затухание колебаний.

 

Электроэнергетическая система должна работать так, чтобы некоторые изменения (ухудшения) режима не приводили к нарушению устойчивости ее работы.

Схема электроснабжения промышленного района.

Системой электроснабжения называется совокупность устройств,

служащих для передачи, преобразования и распределения электрической энергии. Система электроснабжения промышленного предприятия предназначена для снабжения электроэнергией приемников, к которым относятся электродвигатели различных производственных механизмов, электрические печи, установки электрической сварки, осветительные, электролизные установки и т. п.

Источниками электроэнергии являются тепловые (ТЭС) или гидравлические (ГЭС) электрические станции, электрическая энергия на которых вырабатывается синхронными генераторами трехфазного тока. Последние приводятся в движение соответственно паровыми и гидравлическими турбинами. На тепловых электростанциях происходит преобразование тепловой энергии при сгорании угля, газа и т. д. На атомных электростанциях тепловая энергия есть результат расщепления атомов урана или других радиоактивных элементов в атомных реакторах. Гидротурбины используют энергию падающей воды.

В Советском Союзе созданы крупнейшие в мире тепловые, гидравлические и атомные электростанции. Вступили в строй Куйбышевская, Волгоградская, Братская, Красноярская и ряд других крупных гидростанций. Действуют Ново-Воронежская, Белоярская и другие атомные электростанции. Мощные тепловые электростанции располагаются в местах больших запасов нефти, газа, угля, перевозка которых железнодорожным и водным транспортом неэкономична. Электрическая энергия от удаленных электростанций к промышленным районам передается посредством высоковольтных линий электропередачи переменного тока при напряжении 110, 220, 400, 750, 1150 кВ. Существуют линии передачи на постоянном токе при напряжении до 750 кВ и строится линия на 1500 кВ. В крупных городах и промышленных районах, где по технологическим условиям требуются горячая вода и пар, сооружаются теплоэлектроцен­трали (ТЭЦ). ТЭЦ удовлетворяют технологические нужды промышленных предприятий в паре и горячей воде и одновременно вырабатывают электроэнергию.

Для обеспечения бесперебойного снабжения потребителей, удобства ремонта и более рационального использования элек­трооборудования, а также в целях экономии топлива электростанции промышленных районов соединяют между собой высоковольтными линиями в общее энергетическое кольцо, изображённое на рисунке.

 

Общую систему электроснабжения в том числе и промышленную можно представить в виде древовидной структуры (рис. 4), которая наглядно представляет процессы передачи электрической энергии к электроприемникам.

Рис. 4 Структура СЭС: ГПП – главная понизительная подстанция; ГРП – главный распределительный пункт; РП – распределительный пункт; ТП – трансформаторная подстанция; СА – силовой пункт; ШРА – распределительный шинопровод; АЭД – асинхронный электродвигатель; П – преобразователь; ОУ – осветительная установка.

 

В древовидной (дендроидной) структуре СЭС выделяется шесть уровней:

 

1УР – линия, питающая отдельный электроприемник от любого вышестоящего уровня, независимо от номинального напряжения электрических сетей.

 

2УР – линия распределительной сети напряжением до 1000 В, обеспечивающая связи силовых пунктов (СП) или распределительных шинопроводов (ШРА) между собой и с магистральными шинопроводами (ШМА) или с шинами цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

 

3УР – магистральные шинопроводы или шины цеховой ТП.

 

4УР – шины распределительных подстанций (РП) высокого напряжения (при отсутствии РП 4УР и 5УР совпадают).

 

5УР – шины низшего напряжения ГПП или ГРП.

 

6УР – граница раздела сетей предприятия и энергоснабжающей организации.

 

 

 

Указанное количество уровней можно считать минимальным. Возможно появление заводских распределительных пунктов на 110 (220) кВ, которые питаются от районных источников питания и предназначены для увеличения количества присоединений и экономии проводниковой продукции. От распределительных пунктов (РП) 6-20 кВ могут питаться не только ТП 6-20/0,4 кВ и высоковольтные двигатели, но и вновь сооружаемые РП 6-20 кВ. Есть случаи, когда и эти РП в свою очередь питают другие РП 10 кВ. Для 2УР распространено питание распределительного щита 0,4 кВ от другого щита (появление еще нескольких подуровней), что особенно характерно для удаленных и маломощных потребителей.

 

В общем случае 6УР – это уровень потребителя электроэнергии: предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка. Уровень, называемый заводским электроснабжением, интегрирует нагрузки ГПП, ГРП и распределительных устройств заводских ТЭЦ. С системой внешнего электроснабжения 6УР связан линиями электропередачи, которые присоединены к источникам питания энергосистемы: районным и узловым подстанциям энергосистемы; распределительным устройствам ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, АЭС.

 

Высшее напряжение трансформаторов ГПП определяется шкалой напряжений, сложившейся в ЭЭС. На большей части страны существует система 500/220/110 кВ, а также развивается система 750/330/154 кВ. Напряжение 35 кВ для системы электроснабжения не рекомендуется и применяется, например, для дуговых сталеплавильных печей, а также для удаленных потребителей небольшой мощности.

 

Распределительные пункты 4УР получают электроэнергию от ГПП или ТЭЦ на напряжении 6-20 кВ и предназначены для ее приема и распределения между цеховыми ТП и отдельными токоприемниками высокого напряжения (электродвигатели, преобразователи, электропечи). В некоторых случаях РП совмещаются с цеховыми ТП для удобства питания цеховых потребителей электроэнергии. 5УР и 4УР относят к внецеховому электроснабжению, сети называют межцеховыми (магистральными), а напряжение – распределительным. От 5УР осуществляется электроснабжение крупных потребителей, от 4УР питаются цеха, отдельные здания и сооружения. Часть подстанций 4УР тесно связана с производственным процессом – технологией.

 

Цеховые ТП предназначены для преобразования электроэнергии напряжением 6-20 кВ в напряжение 220/380, 660 В и питания на этом напряжении цеховых электрических сетей. К цеховым электрическим сетям 110/220/380 и 660 В присоединено большинство электроприемников промышленных предприятий. Одними из элементов системы электроснабжения являются преобразовательные подстанции, которые предназначены для преобразования переменного тока в постоянный, а также для преобразования энергии одной частоты в другую.

 

Требования к выполнению схем

1 Схемы необходимо выполнять в электронном виде с использованием графического редактора, позволяющего выполнять экспорт изображения без потери качества в кроссплатформенный формат электронных документов.

 

2 После выполнения схемы в электронном виде для ее дальнейшего согласования, утверждения и использования в работе осуществляется исполнение схемы в цветном виде на бумажном носителе при помощи средств копировальной техники.

 

3 Для наглядности и удобства пользования допускается выполнение схемы на бумажном носителе на нескольких листах одного формата. При этом каждая схема на бумажном носителе должна быть оформлена как самостоятельный документ.

 

Для нормальных схем электрических соединений и временных нормальных схем электрических соединений на отдельных листах допускается выполнять схемы собственных нужд объектов электроэнергетики.

 

При выпуске схемы на бумажном носителе на нескольких листах в основной надписи кроме наименования схемы должно быть указано название соответствующей части объекта электроэнергетики.

 

Форматы

 

Форматы листов схем необходимо выбирать в соответствии с требованиями, установленными в ГОСТ 2.301, при этом основные форматы должны быть предпочтительны дополнительным.

 

При выборе форматов следует учитывать:

 

- объем и сложность отображаемой информации;

 

- необходимую степень детализации;

 

- условия хранения и обращения схем;

 

- возможность обработки схем средствами вычислительной техники.

 

Выбранный формат должен обеспечивать компактное выполнение схемы, не нарушая ее наглядности и удобства пользования.

 

Правила выполнения схем

На схеме должны быть изображены УГО следующих элементов схемы и линии электрических связей между ним:

 

- генераторы, синхронные компенсаторы;

 

- автотрансформаторы, трансформаторы (в том числе резервные фазы, трансформаторы собственных нужд), линейные регулировочные трансформаторы, трансформаторы напряжения измерительные, выносные трансформаторы тока, катушки индуктивности и т.д.;

 

- реакторы шунтирующие, реакторы токоограничивающие, реакторы дугогасящие, батареи конденсаторов, ограничители перенапряжений, разрядники;

 

- системы (сборных) шин (рабочие, обходные), секции (систем сборных) шин, за исключением шин 0,4 кВ и ниже, необходимость изображения которых определяется эксплуатирующей организацией;

 

- коммутационные устройства: выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели, заземляющие разъединители, предохранители;

 

- участки ЛЭП в пределах объекта электроэнергетики;

 

- оборудование ЛЭП, присоединенное (в том числе без коммутационных аппаратов) к линии электропередачи в пределах объекта электроэнергетики (высокочастотные заградители, конденсаторы связи и т.п.);

 

- оборудование схем плавки гололеда;

 

- инвертор-выпрямитель передачи (вставки) постоянного тока.

 

 Взаимное расположение распределительных устройств высшего и среднего классов напряжения на схеме, как правило, должно соответствовать их действительному размещению на объекте электроэнергетики (согласно виду сверху).

 

Графическое изображение распределительного устройства высшего класса напряжения следует располагать в верхней и, как правило, левой части схемы.

 

Чередование ячеек распределительного устройства на схеме должно соответствовать их действительному размещению на объекте электроэнергетики.

 

 УГО элементов схемы и линии электрической связи между ними должны выполняться цветом, соответствующим классу напряжения, на котором работает соответствующее оборудование объекта электроэнергетики (см. таблицы 1, 2).

 

 

Таблица 1 - Цветовое исполнение классов напряжения

 

 

 

Таблица 2 - Цветовое исполнение классов генераторного напряжения

 

 

 

Условные графические обозначения элементов схем:

 

                                                Лекция № ____1.2___

                                                 (№ по рабочей программе дисциплине)

 

Тема: «Электроэнергетические системы и сети. Подстанции промышленных предприятий. Схемы главных понижающих подстанций и подстанций глубокого ввода. Цеховые трансформаторные подстанции. Конструкция электрических сетей. Электрический расчёт сетей.»

Учебные вопросы	Стр.
1. Электроэнергетические системы и сети. Подстанции промышленных предприятий.
2. Подстанции промышленных предприятий.
3. Схемы главных понижающих подстанций и подстанций глубокого ввода.
4. Цеховые трансформаторные подстанции.
5. Конструкция электрических сетей.
6. Электрические расчёты сетей.

 

1. Электроэнергетические системы и сети. Подстанции промышленных предприятий.

Электроэнергетические системы и сети.

Выработка электроэнергии производится на: ТЭС, ГЭС (гидравлические электрические станции), АЭС, КЭС (конденсационные электрические станции или их еще называют ГРЭС - государственные районные электростанции) и ТЭЦ (теплоэлектроцентрали). Электрическая часть электростанции включает в себя разнообразное основное и вспомогательное оборудование. К основному оборудованию, предназначенному для производства и распределения электроэнергии, относятся: