Принципы построения схем электроснабжения и картограммы электрических нагрузок

Предъявляемые к системе электроснабжения (СЭС) требова­ния и ее параметры зависят от мощности и категории надежности потребителей. Для крупных предприятий (потребляемая мощность 75 МВт и больше), средних (от 5 до 75 МВт) и мелких (до 5 МВт) требуются различные источники питания и схемы электроснаб­жения.

В зависимости от потребляемой предприятием мощности и ка­тегории нагрузок, расстояния до энергосистемы и от наличия соб­ственной ТЭЦ электроснабжение промышленных предприятий мо­жет осуществляться по следующим принципиальным схемам:

одноцепная линия 6 (10) кВ или блок линия — трансформатор 15... 220 кВ без местных резервных источников питания для третьей категории по надежности электроснабжения;

одноцепная линия 35...220 кВ большой длины в сочетании с местной ТЭЦ или передвижной электростанцией для питания на­грузок любой категории;

двухцепная линия от энергосистемы на общих опорах для пи­тания нагрузок первой категории:

две одноцепные линии при наличии особой группы потреби­телей (рис. 8.1);

Рис. 8.1. План размещения оборудования внутризаводского электроснаб­жения при питании предприятия по двум одноцепным линиям: 1 — токопровод 10 кВ; 2 — главная понизительная подстанция, 3 — трансфор­маторный пункт, 4 — центральный распределительный пункт, 5 — кабельная линия

линия от местной ТЭЦ при отсутствии связи с энергосистемой.

При построении схемы электроснабжения следует руководствоваться следующими положениями:

вопросы электроснабжения должны решаться комплексно со I строительными и технологическими вопросами при разработке I генерального плана объектов;

источники питания высокого напряжения (в том числе транс- I форматоры 35...220/6 (10) кВ) должны быть максимально приближены к центрам электропотребления;

необходимо шире внедрять глубокие вводы и дробление главных понизительных подстанций (ГПП) на две, три и более ПГВ; шины вторичного напряжения всех понизительных подстанций, РУ и РП должны работать раздельно, т.е. должна приме­няться глубокое секционирование схемы электроснабжения пред- приятии для снижения токов короткого замыкания и упрощения I релейной защиты. Широкое применение устройств автоматического включения резерва АВР на всех ступенях напряжения позволяет применять схему с глубоким секционированием при нагруз- ках любой категории;

все элементы СЭС должны быть в работе, а не в «холодном резерве», так как это способствует снижению потерь. Исключение составляют трансформаторы, часть которых выгодно отключать на время провала нагрузки;

для электроснабжения должны применяться подстанции с про­стейшими схемами, преимущественно без выключателей на сто­роне высшего напряжения.

Для выполнения перечисленных требований полезно постро­ить картограмму нагрузок предприятия и определить центр элек­трических нагрузок (ЦЭН). Картограмма нагрузок — это изобра­жение распределения нагрузок по территории предприятия кру­гами, площади которых в выбранном масштабе т равны расчет­ным нагрузкам цехов (рис. 8.2). Расчетная нагрузка /-го цеха

отсюда радиус i-го круга

Определение центра электрических нагрузок сводится к расче­ту координат «центра тяжести» массо-нагрузок по формулам

Рис. 8.2. Картограмма электриче­ских нагрузок:

цифры в числителях — значения си­ловых нагрузок цеха, в знаменателях — значения осветительных нагрузок цеха

где Xi, У i) — координаты 1-й на­грузки в осях х и у. Координат­ные оси наносят на картограмму произвольно — положение ЦЭН от этого не изменяется.

Одну ГПП, или несколько ПГВ, или центральный распре­делительный пункт (ЦРП) на территории предприятия рацио­нально располагать на прямой, соединяющей ЦЭН с источни­ком питания — энергосистемой. Подстанции целесообразно рас­полагать как можно ближе к ЦЭН. При большой мощности пред­приятия и при нескольких явно выраженных зонах концентрации нагрузок проводится технико-экономическое сравнение вари­антов электроснабжения от од­ной, двух и более понизительных подстанций 35...220/6 (10) кВ. Если же предприятие получает электроэнергию при напряжении 6 (10) кВ, то создается ЦРП, не преобразующий напряжение, располагать который рекомендуется на границе питаемого им уча­стка со стороны источника во избежание обратных перетоков мощ­ности (см. рис. 8.1).

Места размещения подстанций для питания приемников вы­бирают в центре их нагрузок. Преобладающим типом ТП являют­ся комплектные трансформаторные подстанции.

Разукрупнение ТП обеспечивает значительную экономию цвет­ных металлов, затрачиваемых на кабельные и воздушные линии вторичного напряжения и снижает потери электроэнергии в про­цессе их эксплуатации.