Общие требования к электроснабжению предприятий

Общая характеристика проектируемого цеха

электроснабжение распределительный замыкание трансформатор

При проектировании системы электроснабжения и реконструкции электрических установок должны рассматриваться следующие вопросы:

1) Перспективы развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжений;

2) Обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их ведомственной принадлежности;

3) Снижение потерь электрической энергии;

4) Ограничение токов короткого замыкания предельными уровнями, определенными на перспективу.

При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и экономической целесообразности технологического резервирования.

При решении вопросов развития системы электроснабжения следует учитывать ремонтные, аварийные и после аварийные режимы. При выборе независимых взаимно резервирующих источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения и полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты, а также полного длительного во время тяжелых системных аварий.

Качество электроэнергии определяется совокупностью ее характеристик, при которых приемники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции. Качество электроэнергии в значительной степени влияет на технологический процесс промышленного производства и качества выпускаемой продукции, на расход электроэнергии и зависит от питающей ЭС и от потребителей снижающих качество электроэнергии.

Под отклонением напряжения понимают разность между фактическим и номинальным значением напряжения. В условиях нормальной работы приемников электроэнергии отклонение напряжения от номинального значения допускается в пределах -5ч+10% на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления; -2,5ч+5% на зажимах приборов рабочего освещения; — 5ч+5% на зажимах другого оборудования.

Отклонение напряжения вызывает наибольший ущерб среди всех показателей качества. Колебания напряжения оцениваются размахом изменения напряжения и частотой изменения напряжения.

Колебания напряжения обусловлены резкими толчками потребляемой мощности при работе приемников с ударной нагрузкой (сварочные аппараты, электрические печи, двигатели прокатных станков и др.).

Ограничить колебания напряжения можно построением рациональных схем электроснабжения, применение специальных технических устройств и агрегатов с минимальным влиянием на систему электроснабжения.

Несимметрия напряжений и токов. Это неравенство фазных или линейных напряжений (токов) по амплитуде и углом сдвига между ними. Различают аварийные и эксплуатационные, вызванные применением потребителей (индукционные печи, сварочные аппараты). Для симметрирования напряжения и токов применяют равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам, нагрузки подключают на отдельный трансформатор.

Отклонения и колебания частоты. Величину равную разности между действующим значением и заданным значением частоты называют отклонением частоты. В нормальном режиме работы допускается отклонение частоты в пределах ±0,1 Гц. Кратковременные отклонения частоты могут достигать ±0,2 Гц.

Основной причиной возникновения колебаний частоты являются мощные приемники электроэнергии с радиопеременной активной нагрузкой, тиристорные преобразователи главных приводов прокатных станов.

Несинусоидальность кривой тока и напряжения. Источником является: синхронные генераторы, силовые трансформаторы, работающие при повышенных значениях магнитной индукции в сердечнике (повышенном напряжении на выходах), преобразователи переменного тока в постоянный ток и потребители с нелинейно ВАХ.

Несинусоидальные токи перегружают конденсаторные батареи, емкостные сопротивления которых обратно пропорциональны порядку гармоник. Наличие высших гармоник в напряжении и токах неблагоприятно действует на изоляцию электрической машины, трансформаторов, конденсаторов и кабелей. Коэффициент искажения кривой напряжения не должен превышать 5% на зажимах любого приемника электрической энергии.

Потери электроэнергии в трансформаторах, электродвигателях и другом оборудовании неизбежны, что связано с принципом работы этих электроустановок. Однако за счет мероприятий по экономии электроэнергии потери должны быть сведены к минимуму.

Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ (наиболее распространенным является напряжение 380 В). На выбор схемы и конструктивное исполнение цехов сетей оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения.

По категории надежности электроснабжения (ЭСН) разделяются на 2 и 3 категории:

1) приемники 2 категории — перерыв электроснабжения, которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов. Приемники 2 категории рекомендуется обеспечивать электроснабжением от двух независимых источников питания;

2) приемники 3 категории — остальные приемники, неподходящие под определение 1 и 2 категории. Перерыв электроснабжения этих приемников не приводит к существенным последствиям, простоям и другим неблагоприятным последствиям. Для таких электроприемников достаточного одного источника питания при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 суток.

Все электроприемники инструментального цеха можно отнести ко 2 категории надежности электроснабжения, кроме шлифовальных станков, которые относятся к 3 категории.

При проектировании системы электроснабжения необходимо правильно установить характер среды, которая оказывает влияние на степень защиты применяемого оборудования.

Электрооборудование работает при нормальных условиях окружающей среды.

В помещениях с нормальной средой электрооборудование должно быть защищено от механических повреждений, а также от случайных прикосновений к голым токоведущим частям.

По электробезопасности цех относится к классу ПО (повышенной опасности), так как в цехе очень много токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей.

Все приемники по режиму работы разделяются на 3 основных типа: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

Продолжительный режим является основным для большинства ЭО. Это режим, при котором превышение температуры нагрева электроприемника над температурой окружающей среды достигает определенной величины фуст. Установившаяся температура считается такой, если она в течение часа не изменялась. В этом режиме работают все станки, печи, насосы, компрессоры и вентиляторы.

Кратковременный режим работы характеризуется небольшими включениями и длительными паузами. В этом режиме работают вспомогательные механизмы станков и другого оборудования.

Повторно-кратковременный режим — это кратковременные периоды работы, чередующиеся с паузами, при этом периоды включения не на столько велики, чтобы температура превысила установившееся значение, но и при паузах не успевает остыть, в конечном итоге достигая средней величины.

В этом режиме работают грузоподъемные механизмы, прокатные станы и сварочные аппараты.

Page 3

Магистральные схемы применяются при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Различают главную магистраль и распределительные магистрали.

Распределительные магистрали предназначенные для питания приемников малой и средней мощности, которые равномерно распределены вдоль линии магистрали. Такие схемы выполняют с помощью комплектных шинопроводов типа ШРА на токи до 630А. Питание их осуществляют от главных магистралей или РУ низшего напряжения цеховых ТП.

Широко применяют магистральные схемы типа блока трансформатор-магистраль (БТМ), где отсутствует РУ низшего напряжения на цеховой ТП, а магистраль подключается непосредственно к цеховому трансформатору через вступительный автоматический выключатель (АВ). При двотрансформаторной ТП и схеме БМТ между магистралями для взаимного резервирования устанавливают перемычку с АВ.

В больших цехах с трансформаторами мощностью 1600 и 2500 кВт и рассредоточенными нагрузками применяют магистральные схемы с несколькими магистралями, которые питаются от одного трансформатора. Цеховая ТП при этом должна иметь РУ низшего напряжения с АВ для каждой магистрали.

Радиальная схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети, которые отходят от РУ низшего напряжения ТП и предназначенные для питания мощных приемников или небольших групп приемников от распределительных пунктов (РП), расположенных в разных местах цеха. Радиальные схемы электроснабжения применяют в тех случаях, когда невозможно применить магистральные схемы.

Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляется самостоятельными линиями от РП, расположенных в центре электрических нагрузок данной группы потребителей. Рекомендуется использовать как наиболее дешевые РП с предохранителями (типов СП, СПУ, ШРСУЗ).

Примерами радиальных схем являются сети питания насосных или компрессорных станций, а также сети огнеопасных, взрывоопасных и пыльных производств. Распределение энергии в них ведется радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенных к отдельным помещениям.

Цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно размещать близ центра электрических нагрузок (ЦЕН) цеха, координаты которого х и у определяются соответственно выражениям

; ; (1)

где -расчетная мощность и-го ПЕЕ цеха;

xи, yи — координаты и-го ПЕЕ цеха.

Page 4

Создание любого промышленного объекта начинается с его проектирования. Не простое суммирование установленных (номинальных) мощностей ЭП предприятия, а определение ожидаемых (расчетных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапам проектированием СЭС. Расчетная максимальная мощность, потребляемая электрприемниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих ЭП.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего оборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электросети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а, следовательно, к сокращению срока их службы.

Существующие методы определения расчетных нагрузок основаны на обработке экспериментальных и практических данных об электрических нагрузках действующих промышленных предприятий.

При определении расчетных нагрузок предприятия в основном производят методом упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума). Метод применяется в тех случаях, когда известны номинальные данные всех ЭП предприятия и их расположения на плане цеха.

Определение средней активной и реактивной мощности за наиболее загруженную смену:

Для расчета нагрузок разделим все ЭП цеха на 6 групп распределенных по силовым шкафам.

Определение средней активной и реактивной мощности за наиболее загруженную смену:

, , (2)

где — средняя активная мощность, кВт;

— суммарная установленная мощность группы электроприемников, кВт;

— средняя реактивная мощность, кВАР;

— среднее значение коэффициента реактивной мощности за наиболее загруженную смену.

Для ПЕЕ (или группы ПЕЕ) с продолжительным режимом работы

или , (3)

Для ПЕЕ с повторно-кратковременным режимом

, (4)

При наличии в группе электроприемников разных режимов работы

, (5)

Определение коэффициента использования и коэффициента мощности для группы ПЕЕ:

, (6)

Определение эффективного числа электроприемников :

(7)

Если больше действительного числа электроприемников , берем =.

Эффективное число электроприемников определяется для групп с коэффициентами использования

Источник: https://studbooks.net/1862733/matematika_himiya_fizika/obschaya_harakteristika_proektiruemogo_tseha

Электроснабжение промышленных предприятий

Современная экономика постоянно развивается на основе промышленного производства. Нормальная работа в этой области зависит от многих факторов, однако ключевую роль здесь играет электроснабжение промышленных предприятий.

Данная система включает в себя питающие, распределительные, трансформаторные и преобразовательные подстанции, а также связывающие их воздушные и кабельные линии, токопроводы высокого и низкого напряжения.

Все участки электроснабжения организованы с учетом безопасной эксплуатации обеспечения качества производимой электроэнергии, бесперебойной работы системы в обычном и послеаварийном режимах.

Требования к энергоснабжению предприятия

Основным требованием к системе энергоснабжения предприятия считается ее экономичность, связанная с затратами и ежегодными расходами. Сюда же включаются и возможные потери электроэнергии, незапланированной расходование дорогостоящих материалов и оборудования.

Для обеспечения экономичной и надежной работы системы электроснабжения используется взаимное резервирование имеющихся сетей, а также объединение питания, поступающего к промышленным, сельскохозяйственным и коммунальным объектам.

Если же на промышленном предприятии сооружается собственная электростанция, главная понижающая подстанция и прочие источники питания, необходимо учитывать и других, внезаводских потребителей электроэнергии.

Это особенно актуально, когда энергосистема не в состоянии полностью охватить все районы, в результате, здесь нередко бывают проблемы с электричеством. Подключение к сети промышленного предприятия дает возможность полностью или частично решить эти вопросы.

Особенно высокие требования в вопросах надежного и экономичного электроснабжения предъявляются крупными энергоемкими металлургическими, химическими и другими предприятиями. Как правило, они имеют высокие суммарные мощности установленных потребителей и электроприемников. Существенно возрастают и единичные мощности оборудования. В процессе развития предприятий их суммарные мощности могут достигать 1,5-2 тыс. МВт.

Категории электроснабжения предприятий

Надежность электроснабжения имеет решающее значение для нормальной работы всех промышленных предприятий. В зависимости от степени важности объекта, сложности технологических процессов, существует несколько категорий, определяющих критерии подачи электричества в каждом конкретном случае.

Первая категория. Электроснабжение оборудования, входящего в данную категорию не должно прерываться. Нарушение этого требования приводит к возникновению опасных ситуаций для работающих, повреждению оборудования, нанесению значительного ущерба, выпуску бракованной продукции, расстройствам сложных технологических процессов.

В связи с этим для данной категории электроприемников предусматриваются два независимых источника питания. Перерыв в электроснабжении допускается только на момент включения автоматического ввода резерва. Наиболее яркими примерами служит сталелитейное производство, насосные станции, разливочные краны, котельные производственного пара и другие аналогичные объекты.

В первую категорию входит еще одна группа электроприемников, от бесперебойной работы которых зависит возможность безаварийной остановки производства.

Например, в некоторых производственных процессах остановка вентиляции может привести к опасной концентрации газов, обладающих горючестью или токсичностью, прекращение работы насосов – к пожару или взрыву.

Подобные электродвигатели устанавливаются на задвижках и запорной арматуре, приводах вентиляторов и компрессоров в центробежных насосах. К особой группе относятся и некоторые виды аварийного освещения.

Вторая категория. Считается наиболее многочисленной и включает в себя потребителей, также выполняющих важные функции, однако перерыв их электроснабжения вызывает лишь массовое недополучение продукции заказчиками, простои рабочих, машин, механизмов, оборудования и транспорта.

Требования к резервному питанию таких потребителей не столь строгие, как у первой категории. Во время перерыва электроснабжения дежурный персонал вручную включает резервные источники питания. При отсутствии постоянного персонала, эту процедуру выполняет выездная бригада.

Поэтому следует осторожно подходить к вопросам резервирования именно этой категории потребителей, не допускать необоснованных действий по устройству резерва, во избежание удорожания всей системы электроснабжения.

Третья категория. Включает в себя все остальные потребители, не относящиеся к 1-й и 2-й категориям. Они используются в основном в цехах и на участках вспомогательного назначения. В отношении третий категории допускаются перерывы в питании на период ремонтных или профилактических работ. Отсутствие электроснабжения допускается на срок, не превышающий одних суток.

Электроснабжение в послеаварийном режиме

Для того чтобы правильно решать вопросы резервирования, нужно установить режимы и ситуации, которые возникают при авариях и в послеаварийный период. Сам аварийный режим представляет собой кратковременную ситуацию переходного характера, возникающую при нарушении нормальной работы электроснабжения или отдельных участков и звеньев системы. Аварийный период продолжается до того момента, пока не будет отключен поврежденный элемент или целое звено.

Аварийный режим продолжается в соответствии с периодом, в течение которого действует релейная защита, автоматика и телеуправление. После этого наступает так называемый послеаварийный режим, после того как будут отключены все поврежденные элементы. Его продолжительность значительно больше, чем у аварийного режима. Данный период растягивается до полного восстановления нормальной работы всей системы электроснабжения.

Следовательно, данная система должна быть построена так, чтобы при наступлении послеаварийного режима основные производственные мощности предприятия могли нормально функционировать после выполнения всех действий по переключениям и переподключениям. Энергоснабжение налаживается с использованием всех резервных и дополнительных источников питания, даже тех, которые совершенно нерентабельны в нормальных условиях эксплуатации.

При невозможности полного сохранения в рабочем состоянии всех основных производственных мощностей, необходимо обеспечить сокращенный рабочий режим предприятия, во время которого поддерживается состояние горячего резерва. В этом случае после полного восстановления штатного энергоснабжения, предприятие сможет быстро возобновить свою производственную деятельность в соответствии с заданной программой.

Энергоснабжение и потребляемая мощность

Энергоснабжение предприятий во многом зависит от потребляемой мощности. В связи с этим все предприятия могут быть крупными, средними и малыми.

Значения номинальных напряжений, принятых в ГОСТ для разных сетей, будут следующими:

• До 1000 вольт – 36, 220/127, 380/220, 660/380В.
• Свыше 1000 вольт – 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ.

Напряжение, наиболее оптимальное для конкретного предприятия, зависит от ряда факторов. Среди них наиболее важными считаются потребляемая мощность, удаленность предприятия от источника питания, а также значение питающего напряжения. Как правило, промышленные предприятия получают напряжение в пределах 6-220 кВ. К предприятиям с высокой энергетической емкостью подводятся напряжения, величиной 330, а в некоторых случаях и 500 кВ.

На средних предприятиях используется напряжение величиной 35 кВ, подводимое на территорию в виде глубокого магистрального ввода. Сюда же в сеть подключаются трансформаторы 35/0,4 кВ, без промежуточного напряжения 6-10 киловольт.

Внутри цехов применяется напряжение 20 кВ, подводимое с помощью недорогой аппаратуры и кабелей. Использование такого напряжения позволяет снизить годовые расходы и снизить потери электроэнергии в сетях, трансформаторах и прочем оборудовании.

Тем не менее, 20 кВ не является единым напряжением на предприятиях, поскольку оно не обеспечивает всех потребностей на первых ступенях электроснабжения.

Электроустановки до 1000 В

Данный тип электроустановок эксплуатируется при напряжении 380/220В. Они обеспечивают питанием силовые и осветительные электроприемники через общие трансформаторы, но отдельные сети. На предприятиях, где проводится расширение или реконструкция очень редко используется напряжение 220/127В, хотя здесь и есть электроустановки, рассчитанные на такое напряжение.

Более низкое напряжение в 36 В применяется для освещения помещений с повышенной опасностью, где невозможно использование стационарного освещения и переносных ламп. В особенно неблагоприятных условиях для питания источников освещения требуется напряжение не более 12 вольт. Напряжение 660 вольт используется очень редко, в основном при большой удельной плотности нагрузок и высокой концентрации мощностей.

Источник: https://electric-220.ru/news/ehlektrosnabzhenie_promyshlennykh_predprijatij/2017-06-16-1297

Общие требования к электроснабжению предприятий

В процессе технологического присоединения к электросетям перед представителями предприятия рано или поздно возникает задача оформления проекта. На этапе проектирование очень важно правильно учесть все нюансы производства и схемы присоединения.

От этого зависит не только надежность энергоснабжения завода (или любого другого объекта бизнеса), но также и стоимость электричества в дальнейшем (цена на электроэнергию зависит от условий технологического присоединения, и соответственно, от условий проектирования энергоснабжения предприятия).

Поэтому попробуем разобраться, что такое проект, какие основные требования предъявляются к нему и что влияет на его стоимость.  

Проект электроснабжения предприятия – пакет текстовых и графических документов, содержащий детальное описание элементов и общей структуры систем электроснабжения предприятия.

Цели проектирования электроснабжения промышленного объекта:

• Бесперебойное обеспечение станков и другого электрооборудования в соответствии с режимами их работы.
• Безопасность работников предприятия.
• Рациональное и экономически выгодное использование электроэнергии: снижение реактивной составляющей, уменьшение потерь напряжения и так далее.

Что нужно знать, чтобы заказать проект электроснабжения промышленного объекта

Производственные предприятия отличает большое количество высоко и низковольтных потребителей разных категорий, наличие электроприемников высокой мощности, что обуславливает высокие требования к безопасности.

Для заказа проекта электроснабжения необходимо собрать и передать в организацию, занимающуюся проектированием, исходные данные. На их основании составляют техническое задание.

Как правило, в его составлении принимают участие главный энергетик предприятия или его собственник и представитель проектной фирмы.

Исходные данные и техническое задание содержат:

• Данные о собственнике. Его ФИО.
• Точный адрес, по которому расположено производственное предприятие, его отраслевая принадлежность и назначение.
• План цехов и других помещений с указанием размеров и площади.
• Полный список электрооборудования, которым оснащается предприятие. Характеристики электроприемников: напряжение, мощность. Места размещения потребителей электроэнергии, их категории.
• Источники электроэнергии автономные или сетевые, с указанием предполагаемой точки подключения.
• Места размещения распределительных устройств и электрических щитов, список электроаппаратов, размещаемый в них, схемы их подключения.
• Требования к схемам и аппаратам защиты, включая молниезащиту и заземление.
• Требования к аварийным и резервным источникам электричества. Места монтажа генерирующих установок, их тип, топливо и характеристики.
• Способы прокладки токоведущих кабельных линий в цехах и других помещениях, расположение кабелей.
• Требования к осветительной и общей сети электроснабжения, включая расположение их элементов и точек подключения потребителей.

Общие принципы проектирования энергоснабжения предприятий и требования к проекту

Порядок проектирования и содержание проекта определяет ряд нормативных документов:

• НТП ЭПП-94. Этот документ включает в себя общие требования, руководство по делению потребителей электроэнергии по категориям, требования к выбору источников питания, руководство по выполнению схем распределения электроэнергии, методики расчета нагрузок, тока короткого замыкания, требования к автоматизированным схемам защиты, качеству электроэнергии, к внешним токоведущим сетям и другое.
• СН 357-77. Этот свод правил содержит инструкции по проектированию осветительных сетей и силового оборудования.
• ГОСТ 30852.0-2002. Стандарт проектирования промышленных объектов.

Также при составлении проекта обязательно нужно соблюдать правила, содержащиеся в ПУЭ и СНИПах.

Готовый проект электроснабжения промышленного предприятия должен включать в себя:

• Пояснительную записку.
• Планы расположения питающих электросетей, выбор устройств ввода и распределения, их размещение.
• Расчет нагрузок всех электроприемников.
• Расчет заземления.
• Чертежи, где обозначены места расположения потребителей и токоведущих кабельных линий.
• Расчет и выбор аварийных источников электроэнергии, схемы аварийного снабжения электроэнергией.
• Спецификации на выбранное электроаппараты и оборудование.

После того, как проект электроснабжения готов, он последовательно проходит согласование в нескольких надзорных инстанциях:

• Государственной экспертизе (органы Ростехнадзора). Там проектную документацию проверяют на соответствие нормам и требованиям действующих нормативов. С учетом норм законодательства в Ростехнадзоре проходит согласование проекты в отношении объектов с максимальной мощностью свыше 150 кВт.
• Электросетевая организация.  выделяет сетевую мощность для предприятия и предоставляет технические условия для подключения к электросети, которым обязательно должен соответствовать проект электроснабжения предприятия.
• Также проекты энергоснабжения согласовывают со сторонними организациями, там проверяют пересечение наружных электросетей с линиями связи, автотрассами, железной дорогой, газовыми, водопроводными и теплоснабжающими трубопроводами и так далее.

Стоит отметить, что также необходимо согласовывать проект электроснабжения местной мэрией в части «землепользования».

Причем, если согласно проекта объекты электросетевого хозяйства в соответствии с проектом проходят по частной земле, согласовывать проект необходимо с собственниками участков.  

Цена проекта электроснабжения предприятия

На стоимость проекта влияют следующие факторы:

• Отрасль промышленности и специфика предприятия.

В хороших проектных организациях есть база типовых проектов стандартизированных решений для предприятий. Если сходный проект уже есть, тогда можно заказать типовой.

Его придется незначительно доработать и адаптировать под условия заказчика. Такой проект обойдется дешевле.

Индивидуальный проект, разрабатываемый с нуля, будет стоить дороже.

• Размеры производственного объекта и количество электрооборудования.

Проект крупного предприятия будет иметь значительный объем, соответственно его цена будет выше, чем, например, проекта электроснабжения небольшой мастерской. 

Чем быстрей необходим проект электроснабжения, тем выше его стоимость. Скорость выполнения проектной документации бывает важна при истечении срока технических условий на подключение и в ряде других случаев.

Проект энергоснабжения предприятия – необходимое условие при организации технологического присоединения к электросетям.

Без него невозможно получить разрешения от сетевой компании на подключение к электросети.

Также без проекта электроснабжения невозможна приемка промышленного предприятия в эксплуатацию. Кроме того, проект необходим:

• Для снижения затрат на оплату электроэнергии и экономии электроэнергии. При разработке проекта могут использоваться энергоэффективные решения, которые сокращают потребление и затраты.
• Для безопасного процесса производства. В проектировании электроснабжения промышленных объектов должны быть учтены все действующие нормы и правила.
• Обеспечение непрерывности производства. При проектировании электроснабжения учтены все нагрузки, что позволяет избежать перегрузок и связанных с ними аварий. Для потребителей высокой категории надежности предусмотрены резервные и аварийные питающие сети с автономными источниками электроэнергии. Также схемы электроснабжения разрабатывают с учетом возможного отключения электричества на отдельных участках, при неизменной подаче электроэнергии на соседние.

Источник: https://center-avtomatiki.com/obschie-trebovaniya-k-elektrosnabzheniyu-predpriyatiy/

Промышленные системы электроснабжения

Система электроснабжения (СЭС) объединяет источники, системы преобразования, передачи, распределения электроэнергии. Приемники электроэнергии (потребители) не включаются в СЭС.

Системы электроснабжения промышленных предприятий основываются на электроустановках, которые нужны для обеспечения потребителей электрической энергией. Потребителем может быть электроприемник или другой агрегат, который преобразовывает электрическую энергию в иной вид энергии.

Также этих механизмов может иметься несколько. В таком случае их объединяют в одну технологическую группу и размещают на отдельном пространстве.

Электроснабжение промышленных предприятий строится на основе питающих, распределительных, трансформаторных, преобразовательных подстанций, а также на связывающих их кабельных, воздушных сетей, токопроводов (низкого и высокого напряжения). Проектирование электроснабжения промышленных предприятий должно происходить с учетом важнейших требований, определяющих:

• надежность;
• удобство;
• безопасность;
• обеспечение необходимого количества/качества энергии;
• бесперебойность снабжения электрической энергии в обычном режиме и послеаварийном;
• экономичность по затратам энергии, материалов и оборудования.

Соблюдать вышеперечисленные требования возможно при использовании взаимного резервирования путей предприятия и сплочения питания промышленных и коммунальных (а также сельских) потребителей. В момент сооружения на предприятии собственной электрической станции необходимо учесть близлежащие потребители энергии (внезаводские).

Приемники, обеспечивающие электроснабжение промышленных объектов

Так как электросети и подстанции являются элементами общей структуры предприятия, они должны координироваться с технологическими, строительными частями, а также с планом здания. К примеру, высокие требования к надежному и качественному электроснабжению предъявляются крупными предприятиями цветной и черной металлургии. Они отличаются высокими значениями суммарных установленных мощностей электрических приемников, которые могут достигать 1700-2000 МВт.

Электроприемники можно разделить на 3 категории:

1. Электроприемники, которые вследствие перерывов в электроснабжении могут проявить опасность для людей, нанести ущерб оборудованию, продукции и т. д. Такие приемники должны питаться от двух отдельных источников. Перерыв электроснабжения возможен только на период автоматического включения резерва. Примеры: котельные производственного пара, доменные цехи, приводы вагранок, ответственные насосные, разливочные краны и др.

2. Электроприемники, перерыв в работе которых связан с недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов, транспорта. Допустимы перерывы питания на время, которое необходимо для ручного включения резерва.

3. Прочие электроприемники, которым позволен перерыв электроснабжения на время ремонта (не более одних суток). Например, вспомогательные цеха, неответственные склады, цеха несерийного производства и др.

Очевидно, что система электроснабжения должна строиться так, чтобы при послеаварийном режиме она смогла обеспечить функционирование главных производств промышленного предприятия (после необходимых пересоединений). При послеаварийном режиме допускаются перебои в подаче электроэнергии приемниками третьей и отчасти второй категорий на небольшое время.

Электроснабжение промышленных зданий. Напряжение

Напряжение, подходящее для того или иного предприятия, зависит от:

• потребляемой мощности предприятием;
• промежутком от предприятия до источника;
• значения номинального напряжения, при котором может производиться питание.

Для крупных предприятий применяется напряжение в промежутке 6-220 кВ. В некоторых случаях напряжение может достигать 330-500 кВ.

Средние предприятия применяют напряжение 35 кВ. Для крупных предприятий такое напряжение является недостаточным. Напряжение 20 кВ также недостаточно для таких зданий, но у такого показателя есть преимущества. К примеру, для напряжения 20 кВт применяются более легкие, экономичные аппараты, чем для 35 кВт. Годовые расходы при использовании такого напряжения значительно уменьшаются. Но, как уже было сказано выше, напряжение 20 кВт не подойдет для большого промышленного предприятия.

На второй и следующих ступенях распределения электроэнергии на больших и средних заводах может применяться напряжение 10 (6) кВ. Что касается первой ступени, то на крупных предприятиях такое напряжение возможно при использовании токопроводов.

Напряжение 6 кВ может быть применено при напряжении генераторов собственной ТЭЦ, равняющемся 6кВ. Также такое напряжение допустимо при преимуществе электрических приемников на напряжение 6 кВ (электродвигатели).

Напряжение 3 кВ не применяется в качестве основного напряжения распределительной сети. Его использование может быть задействовано для действующих электрических установок до реконструкции.

Другие напряжения применяются:

• для электроустановок до 1000 В – напряжение 380-220 В;
• на реконструируемых промышленных предприятиях – напряжение 220-127 В (довольно редко);
• в помещении с высокой опасностью – 36 В;
• для питания переносных ламп – напряжение до 12 В;
• на химических, нефтехимических промышленных предприятиях – 660 В (довольно редко).

Схемы электроснабжения промышленных предприятий

Самая надежная, экономичная система электроснабжения – та, при которой источники наивысшего напряжения приближены к потребителям максимально, а прием электрической энергии распределяется по всем пунктам. При строительстве системы все ее элементы формируются под нагрузкой.  При этом, «холодный» резерв не применяется.

Таким образом, потери электрической энергии снижаются, а надежность – возрастает. Почему это происходит? Резервные элементы, которые продолжительное время находились в бездействии, могут при включении не заработать из-за неисправного состояния.

Для того чтобы избежать последствий данной ситуации, в схеме предусматривается «скрытый» резерв, который в послеаварийном состоянии сможет взять на себя основную нагрузку нерабочего элемента.

Возобновление питания потребителей происходит автоматически на переменном оперативном токе. В этом случае производится автоматическое отключение неисправных потребителей на послеаварийный период. Кстати, зачастую с успехом используется раздельная работа элементов. В таком случае ток короткого замыкания понижается и коммутация упрощается.

Автоматика обеспечивает надежность электроснабжения в раздельной работе.  Качество питания получается не хуже, чем при параллельной работе. Применяется секционирование всех элементов со схемами АВР (автоматическое включение резерва). Такой метод способствует увеличению надежности электроснабжения. К сожалению, не во всех случаях раздельная работа с АВР показывает необходимый результат. Добиться быстрого восстановления системы удается не всегда.

Схемы с одной ступенью используются на малых и средних предприятиях, применяясь на:

• магистральных, радиальных линиях глубоких проводов 110-220 кВ – мощность более 50 МВ-А;
• магистральных, радиальных токопроводах 6-10 кВ – мощность более 15-80 МВ-А;
• магистральных, радиальных кабельных сетях 6-10 кВ – мощность 15-20 МВ-А.

Схемы с более глубокими вводами, магистральными токопроводами требуют соблюдения некоторых моментов. Например, если есть возможность без труда реализовать принцип дробления подстанций и глубокие вводы 110 кВ, то нет нужды использовать токопроводы. В том случае, если расположение немалого числа подстанций 35-220 кВ, а прохождение воздушных линий глубоких вводов затруднено, то используются токопроводы. Исходя из этих подсчетов, можно принять окончательное решение построения схемы.

Электроснабжение промышленных предприятий и установок в неблагоприятных климатических условиях

Большинство предприятий имеют загрязненные области, которые возникают из-за образования вредных веществ. Они отрицательно влияют на токоведущие элементы электрических установок. Источники загрязнения – химические, ферросплавные производства, а также производства стали, магния и др. Такие загрязнения имеют пять степеней (первая степень – самая мощная).

Для загрязненных областей устанавливаются специальные нормативы для определения типа изоляции, подстанций, линий электропередач. Также рассчитываются минимальные промежутки от источников загрязнения. Расстояние зависит от класса производства. К примеру, для пятой степени – от пятидесяти метров, для первой – до 1500 метров.

Проблема загрязнения требует особого внимания и принятия необходимых мер.

Источник: https://www.gorinkom.ru/elektrika/promyshlennye-sistemy-elektrosnabzheniya.html