Выбор напряжения и схем распределительных сетей промышленных предприятий

Система внутреннего (внутриобъектного) электроснабжения предприятий является продолжением системы внешнего электроснабжения. Она начинается от РП подстанции энергосистемы и включает ГПП, ЦРП, РП, собственные электростанции предприятия, потребительские ТП, электроприемники на напряжение выше 1 кВ и линии электропередачи, связывающие подстанции, РП и электроприемники между собой. Напряжение электрических сетей в системе внутреннего электроснабжения может быть 6, 10 и 20 кВ. Наиболее распространенным является напряжение 10 кВ. Оно является более экономичным по сравнению с напряжением 6 кВ по уровню потерь мощности и напряжения в сетях. Напряжение 6 кВ используется на предприятиях, где переход на напряжение 10 кВ считается не рациональным в связи с заменой трансформаторов и электроприемников (например, электродвигателей).

Напряжение 20 кВ применяется только на предприятиях, близких к ТЭЦ с генераторным напряжением 20 кВ, и на предприятиях, имеющих трансформаторы со вторичным напряжением 20 кВ.

Электроснабжение предприятий может осуществляться от собственной электростанции, если она находится в непосредственной близости от цехов и напряжение генераторов совпадает с напряжением распределительной сети. Цеховые ТП и электроприемники на напряжение 6-20 кВ присоединяются непосредственно к шинам РУ электростанции.

Распределение электроэнергии в сетях предприятия осуществляется по радиальным (рис. 4.6), магистральным (рис. 4.7 и 4.8) и смешанным схемам.

Радиальные схемы обладают высокой надежностью. Недостатком схемы является то, что при аварийном отключении питающей линии может оказаться обесточенной большая группа потребителей. Этот недостаток устраняется применением резервирования.

Распределение электроэнергии по магистральной схеме осуществляется путем выполнения ответвлений от воздушной линии (рис. 4.7, а) на отдельные подстанции. Питание ТП можно осуществить путем поочередного ввода кабелей сначала от РП к одной ТП, затем от нее к другой ТП и т. д. (рис. 4.7, б). При магистральных схемах уменьшается протяженность сетей, количество выключателей на РП, снижаются потери мощности в сетях, затраты на сооружение сетей.

Недостатком магистральных схем является снижение надежности по сравнению с радиальными схемами, так как при повреждении магистрали обесточенными оказываются все потребители, питающиеся от нее.

Надежность электроснабжения повышается при использовании сквозных двойных магистралей (рис. 4.8). В этом случае от одного РП две магистрали заводятся поочередно на каждую секцию подстанции.

Рис. 4.6. Радиальная схема распределения электроэнергии:

РП – распределительный пункт; ТП – трансформаторная подстанция.

Рис. 4.7. Магистральные схемы распределения электроэнергии:

а – по воздушной линии; б – по кабельной линии; Q – выключатель; QS – разъединитель; FU – предохранитель; Т – трансформатор.

Рис. 4.8. Распределение электроэнергии по сквозным двойным магистралям:

РП – распределительный пункт; Q – выключатель с линейным и шинным разъединителями; ТП – трансформаторная подстанция.

Распределение электроэнергии к электроприемникам осуществляется по радиальным схемам (рис. 4.9). Схема 4.9, а применяется для управления и защиты одиночного двигателя, находящегося на значительном расстоянии от РП. Выключатель Q1 выполняет функции защитного выключателя, a Q2 – оперативного, предназначенного для частых пусков и остановов электродвигателя М.

Рис. 4.9. Радиальные схемы присоединения электродвигателей к распределительному пункту с напряжением 6-10 кВ:

а – с защитным и оперативным выключателями; б – с защитным выключателем; в – с защитным выключателем и силовым трансформатором; Q1, Q2 – выключатель; Т – трансформатор; М – электродвигатель

Схема 4.9, б применяется, когда электродвигатель расположен вблизи от РП. Выключатель выполняет коммутационные и защитные функции.

Если напряжение распределительной сети и электроприемника не совпадают, то применяется промежуточный трансформатор Т (рис. 4.9, в). Например, если напряжение на шинах РП 10 кВ, а электродвигатель М рассчитан на 6 кВ, то должен быть применен трансформатор 10/6 кВ.