Энергосистема и ее составные части

Энергосистема и ее составные части

Требования, предъявляемые к системе электроснабжения предприятия

 

Основными требованиями, которым должна удовлетворять любая система электроснабжения, являются надежность, высокое качество электроэнергии, безопасность и экономичность всех элементов системы.  

 

7.Надежность электроснабжения обеспечивается за счет рационального проектирования системы с учетом технических и экономических факторов и засчет высокого уровня ее эксплуатации.

В отношении требуемой надежности электроснабжения ПУЭ разделяют электроприемники промышленных предприятий на три категории.

1-я к а т е г о р и я - электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение обору­дования, массовый брак продукций, расстройство сложного технологи­ческого процесса, нарушение особо важных элементов городского хозяйства (связь, водопровод и др.). В горной промышленности к этой категории относят: противопожарные насосные установки, водоотливные установки шахт и карьеров, вентиляторы главного проветривания опасных по газу рудников и угольных шахт, калориферные установки для районов страны с тяжелыми климатическими условиями (Крайний Север, Сибирь, Северо-Восток страны), подъемные установки, обслуживающие спуск и подъем людей и т.п.

Электроприемники 1-й категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, а перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического ввода резервного питания (АВР). Независимыми  и с точниками питания являются: две электростанции; две подстанция энергосистемы; две секции сборных шин электростанции или подстанции энергосистемы при условии, что каждая из сек­ций имеет питание от независимого источника и секция не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключаемую при нарушении нормальной работы одной из них.

Из состава электропотребителей 1-й категории выделяется особая группа, бесперебойная работа которой необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для этой группы должно быть предусмотрено дополнительное питание от третьего взаимнорезервирующего источника питания.

2-я к а т е г о р и я - электроприемники, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недовыпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушение нормальной жизнедеятельности значительного количества городских жителей. В горной промышленности к этой категории относят: скиповые подъемные установки, калориферные установки для районов страны без тяжелых климатических условий, вентиляторы на рудниках и шахтах, не опасных по газу и пыли, большинство добычных механизмов (добычные и проходческие комбайны, врубовые машины, электрические погрузочные машины, экскаваторы, буровые станки, конвейеры и т.д.).

Для электроприемников 2-й категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой.

Возможно питание электроприемников 2-й категории по одной воздушной ЛЭП напряжением 6 кВ и выше. При питании электроприемников по кабелям допускается питание одной линией, но расщепленной не менее чем на два кабеля, присоединенных к источнику питания через самостоятельные разъединители.

При наличии централизованного резерва (резервного трансформатора на складе) можно питать электроприемники 2-й категории одним трансформатором.

3-я к а т е г о р и я - все остальные электроприемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий (электроприемники цехов несерийного производства, вспомогательных цехов, небольших поселков и т.п.). В горной промышленности к этой категории относят: все типы транспорта породы, механические мастерские, склады, администранивно-бытовые комбинаты, внутреннее освещение зданий, наружное освещение промплощадки и т.п.

для электроприемников 3-й категории разрешаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более одних суток.

ПУЭ регламентируют только порядок продолжительности перерывов электроснабжения и не ограничивают количества перерывов. Между тем надежность электроснабжения, безусловно, характеризуется двумя факторами.

С учетом этих факторов следует, что повышение надежности системы электроснабжения может быть достигнуто проведением следующих мероприятий:

снижением интенсивности отказов l, т.е. повышением надежности отдельных элементов системы электроснабжения, в том числе путем применения электрооборудования, соответствующего условиям работы данной электроустановки, систематического проведения планово-предупредительных и профилактических испытаний, ремонт электроустановок, а также систематического обучения и проверки знании облуживающего персонала;

сокращением количества элементов nв схемах электроснабжения путем упрощения схем;

сокращением длительности t _п аварийного перерыва в электроснабжении при каждом повреждении путей повышения качества обслуживания, резервирования и внедрения средств защиты и авто­матики.

 

8.Качество электроэнергии  у ее приемников при питания от сети тока характеризуется рядом показателей. Рассмотрим основные из них.

Отклонение напряжения от номинального, когда скорость изменения напряжения меньше 1% в секунду, определяют по формуле

 

V=U-Uн; V%=[(U-Uн)/Uн]*100%,

где U – фактическое значение напряжения, Uн – номинальное напряжение.

Для приборов рабочего освещения в призводственных помещениях и общественных зданиях, а также в прожекторных установках наружнего освещения допускаются отклонения напряжения в пределах от –2,5% до +5% номинального; для электродвигателей и пусковых аппаратов от –5% до +10%; для остальных электроприемников от –5% до +5%.

К о л е б а н и е н а п р я ж е н и я, когда скорость изменения напряжения равна или больше 1% в секунду, находят из выражения

 

Vt=U_макс-U_мин; Vt%=[(U_макс-U_мин)/U_Н]*100%.

Для осветительных ламп и радиоприборов допускаемые Vt в зависимости от частоты колебаний в единицу времени расчитывают по формуле

 

Vt=1+(6/n)=1+(Dt/10),

где n – число колебаний напряжения в час; Dt – средний за час интервал между колебаниями, мин.

Для отдельных электроустановок с резкопеременными нагрузками (например, электропривод одноковшевых экскаваторов) разрешаются колебания напряжения до 1,5% Uн при неограниченной их частоте.

Н е с и н у с о и д а л ь н о с т ь формы кривой напряжения на зажимах любого электроприемника длительно допустима, если коэффициент несинусоидальности не более 5 %.

На зажимах асинхронного двигателя возможна несинусоидальность кривой напряжения не более 5%, если с учетом других факторов (отклонения и несимметрии напряжения) нагрев двигателя не превышает допустимого (ГОСГ 13109-67).

Несимметрия трехфазной системы напряжений (абсо­лютная величина напряжения обратной последовательности основной частоты) длительно допустима на зажимах любого трехфазного электроприемника, если ее величина не превышает номинального фазно­го напряжения.

На зажимах асинхронного электродвигателя допускается несимметрия напряжения и более 2%, если с учетом других влияющих факторов (отклонения напряжения и несинусоидальности кривой напряжения) нагрев двигателя не превышает допустимого.

Отклонение частоты от номинального значения в нормальном режиме работы, усредненное за 10 минут, возможно в пределах ± 0,1 Гц. Колебания частоты не должны превышать 0,2 Гц сверх отклонений частоты. Отклонения и колебания частоты обуславливаются режимами нагрузки энергетической системы в целом и при расчетах систем электроснабжения промышленных предприятий, как правило, не рассматривается.

 

 

 9.Схемы электроснабжения горных предприятий

 

В соответствии с ПУЭ схемы электроснабжения должны выполняться исходя из следующих принципов:

максимального приближения высшего напряжения к электроустановкам путем устройства глубоких вводов с наименьшим количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов, сооружения подстанций вблизи центров нагрузки, сооружения цеховых подстанций и т.п.;

широкого использования сетевой противоаварийной автоматики (АПВ и АВР);

широкого применения наиболее простых и дешевых аппаратов (предохранителей, разъединителей, отделителей, выключателей нагрузки) там, где они соответствуют параметрам сети, обеспечивают чувствительность и избирательность действия.

Для приема электроэнергии от энергосистемы на территории горного предприятия сооружают: одну или несколько главных понизительных подстанций (ГПП), распределяющих электроэнергию на более низком напряжении;

один или несколько центральных распределительных пунктов (ЦРП), распределяющих электроэнергию на том же напряжении, при котором она поступает от энергосистемы.

ГПП и ЦРП, к которым присоединены потребители 1-й категории, должны получать питание от двух независимых источников.

Количество ГПП или ЦРП на горном предприятии определяют с учетом мощностей и взаимного расположения потребителей, а также напряжения, при которой электроэнергия может быть получена от энергосистемы.

Схемы электроснабжения горных предприятий разделяют на схемы внешнего электроснабжения (от энергосистемы до ГПП или ЦРП) и схемы внутреннего электроснабжения (от ГПП или ЦРП до электроустановок потребителей).

С х е м ы в н е ш н е г о э л е к т р о с н а б ж е н и я. Если собственная электростанция (ТЭЦ) находится непосредственно на промплощадке предприятия, а напряжение распределительной сети совпадает с напряжением генераторов станции, то потребители предприятия присоединяются непосредственно к шинам распределительного устройства электростанции, а удаленны потребители (насосные, жилые поселки, подсобные хозяйства) – через повышающие трансформаторы (рис.1.7).

 

 

При расположении собственной электростанции на расстоянии нескольких километров от промплощадки горного предприятия (например, в жилом поселке) электроснабжение потребителей осуществляют через ЦРП, расположенный в центре нагрузок предприятия (рис. 1.7, б).

Если горное предприятие находится на небольшом удалении (5-10 км) от районной подстанции (РП) энергосистемы, то электроснабжение потребителей осуществляют, как и в предыдущем случае, через ЦРП, расположенный на промплощадке предприятия, при напряжении 6-10 кВ (рис. 1.7, в).

Если районная подстанция энергосистемы удалена от горного предприятия на несколько десятков километров, внешнее электроснабжение предприятия предусматривают по двухцепной ЛЭП напряжением 35-220 кВ, а питание потребителей производят через ГПП 35/220/6-10 кВ (рис. 1.7, г). Следует отметить, что данный вариант наиболее характерен для систем внешнего электроснабжения горных предприятий.

При наличии друх источников питания (собственной электростанции и районной подстанции энергосистемы) возможны два варианта внешнего электроснабжения. В первом случае, когда собственная электростанция расположена в центре нагрузок предприятия, которое питается от энергосистемы напряжением 6-10 кВ, распределительное устройство ТЭЦ используют одновременно и как ЦРП предприятия (рис.1.7, д). Самостоятельное здание ЦРП сооружают только тогда, когда электростанция удалена от центра нагрузок предприятия.

Во втором случае, когда предприятие питается от энергосистемы напряжением 35-220 кВ, шины генераторного напряжения ТЭЦ по ЛЭП 6-10 кВ связывают с распредустройством 6-10 кВ ГПП предприятия, которую обычно, располагают в центре нагрузок (рис.1.7, е). Место расположения собственной электростанции предприятия диктуется другими условиями: расположением подъездных путей для обеспечения топливоснабжения, расположением источников водоснабжения и др.

На крупных горнодобывающих предприятиях, имеющих несколько ГПП или ЦРП, распределение электроэнергии между последними осуществляют по разомкнутым или замкнутым схемам.

 

Энергосистема и ее составные части