Электроснабжение промышленных предприятий

Перспективными конструкциями являются: 1) комплектные ТП индустриального изготовления; 2) встроенные в жилые и общественные здания ТП; 3) специальные конструкции компактных ТП, основанных на применении специализированной аппаратуры и замене воздушной изоляции твёрдой синтетической смолой и т.п.; 4) подземные герметизированные капсульные необслуживаемые ТП.

 

Рис.1.3 Схема конструктивного выполнения ТП 10(6)/0,38 кВ, 2х630 кВ-А с АВР на контакторах 380 В, 6 кабелей 10(6) кВ, 20 кабелей 380 В (типа БКТПу, МКС Мосэнерго): 1-силовые трансформаторы; 2- сборка 10 кВ, 400 А; 3- шкаф 10 кВ, 200 А; 4- сборка 0,38 кВ, 1000 А; 5-щиток собственных нужд: 6- рубильник 0,38 кВ, 1000 А; 7- панель управления ПДУ-8301; 8- полка для плавких предохранителей: 9- подножник, 8шт.: 10 — оперативная штанга.

 

РП 10(6)- 20 кВ выполняется в виде отдельно стоящих зданий; целесообразно показанное здесь конструктивное совмещение РП с ТП.

Линии электрических сетей до 20 кВ в городах, как правило, должны выполнятся кабельными. При зданиях до четырёх этажей возможно применение воздушных линий. Кабельные линии 10(6)– 20 кВ должны а основном прокладываться в земле с сечением токоведущих жил не менее 35 мм². Конструкции вводных распределительных устройств (ВРУ) 0,380 кВ в жилые и общественные здания представляют собой индустриально изготовляемые стальные распределительные шкафы, устанавливаемые в электрических помещениях жилых и общественных зданиях (в полуподвальных помещениях, встраиваются в первый этаж и т.п.).

 

Таблица1.2. Показатели электрических нагрузок приёмников и потребителей электроэнергии в машиностроительной и металлообрабатывающее промышленности

Потребитель электроэнергии	Коэффициент
	Кн	cosφ	Кс	Ка
Сварочное оборудование трансформаторы для ручной сварки трансформаторы для автоматической и полуавтоматической сварки машины: шовные стыковые и точечные Насосы, компрессоры, двигатели-генераторы Краны, тельферы, подъёмники: Грейферные Магнитные Штабелеры Скиповой подъёмник Электротележки Многоподшипниковые автоматы для изготовления деталей из прутков	0,3   0,35 0,25 0,35 0,7   0,35 0,5 0,16 0,05 0,1 0,2	0,35   0,5 0,7 0,6 0,8   − − − − − 0,5	0,35   0,5 0,35 0,6 0,75   0,4 0,55 0,35 0,1 0,2 0,23	−   − − − −   − − − − − 0,88

 

 

2. Специальная часть

 

2.1 Электроснабжение промышленных предприятий

 

Система электроснабжения промышленных предприятий подразделяют на системы внешнего и внутреннего электроснабжения.

К системе внутреннего электроснабжения относят главную понизительную (ГПП) или распределительную (ГРП) подстанцию и распределительную сеть напряжением выше 1 кВ предприятия вместе с РП и ТП.

 

Рис.1.4. Схема электроснабжения при наличии ГПП с двухобмоточными трансформаторами: КЗ— короткозамыкатель; Р— разъединитель

 

Рис.1.5. Схема электроснабжения при наличии ГРП: выключатель В отключен, остальные— включены

 

Внешнее электроснабжение осуществляют от энергосистемы при наличии на промышленном предприятии собственной электростанции или когда последняя отсутствует. Схемы электроснабжения выбирают, исходя из требований надёжности, экономичности, удобства, безопасности эксплуатации, а также обеспечения необходимого качества электроэнергии у приёмников и возможности дальнейшего развития сети.

Приёмники электроэнергии I категории обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При нарушении их электроснабжении от одного из источников питания допускается перерыв электроснабжения лишь на время автоматического восстановления питания. При наличии особой группы приёмников электроэнергии I категории предусматривают дополнительные питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника. Независимым считают такой источник питания, на котором сохраняется напряжении в пределах, регламентированных ПУЭ для послеаварийного режима, при исчезновении его на другом или других источниках, питающих эти же приёмники электроэнергии. Две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций считают независимыми источниками питания, если одновременно соблюдаются следующие условия:

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

б) каждая из секций(систем) шин в свою очередь имеют питание от независимого источника.

Кроме того, к независимыми источниками питания относят также местные электростанции, агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.д.

Приёмники электроэнергии II категории обеспечивающие электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Однако при нарушении их электроснабжения от одного из источников питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. ПУЭ допускают питание приёмников электроэнергии II категории: по одной воздушной линии, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток; от одного трансформатора при наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток.

Для приёмников электроэнергии III категории электроснабжения выполняют от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышает 1 суток.

Внутреннее и внешнее электроснабжение потребителей электроэнергии осуществляют с помощью радиальных, магистральных и смешанных схем питания.

Радиальными считают такие схемы, в которых электроэнергию от источника питания (электростанции предприятия, энергосистемы и т.д.) передают непосредственно к ПС, без ответвлений на пути для питания, других потребителей.

 

Рис.1.6. Радиальная схема электроснабжения трансформаторных подстанций ПС1 и ПС2

 

Магистральными считают такие схемы, в которых электроэнергию от источника питания передают к ПС не непосредственно, а с ответвлениями на пути для питания других потребителей. Как правило, магистральные схемы обеспечивают присоединение пяти-шести ПС с общей мощностью потреблений электроэнергии не более 5000-6000 кВхА.

 

Рис.1.7. Магистральная схема электроснабжения: а — питание от системы; б — питание от системы и электростанции

 

2.2 Конструктивное исполнение цеховых сетей

 

Цеховые электрические сети выполняют кабелями и изолированными проводами, прокладываемыми непосредственно на строительных элементах и элементах технологического оборудования, в коробах, на лотках и в трубах, а также тросовыми проводами; комплектными шинопроводами — магистральными, распределительными и осветительными, устанавливаемыми на опорных конструкциях на полу, стенах, колоннах, фермах и т. п.; комплектными троллеями, укрепляемыми на троллейных кронштейнах, и комплектными троллейными шинопроводами, укрепляемыми на специальных конструкциях.

Электропроводка должна соответствовать условиям окружающей среды, назначению и ценности сооружений, их конструкции и архитектурным особенностям.

В цеховых электрических сетях применяют для прокладки провода марок: АПВ, АПРВ, АТПРФ непосредственно по несгораемым поверхностям; АПР на роликах и изоляторах; АПВ, АПРТО, АПРВ, АПР в пластмассовых трубах; АПВ, АПРТО, АПРВ, АПР в стальных трубах и металлорукавах; АПВ, АПР, АПРВ в коробах и на лотках. Тросовые прокладки выполняют проводами APT.

Кабели в неметаллической и металлической оболочках применяются в наружных установках и помещениях всех видов и прокладываются на поверхности стен, потолков, на лотках и в коробах, на тросах.

Кабели в неметаллической оболочке применяются в помещениях всех видов и наружных установках в металлических гибких рукавах, в стальных трубах (за исключением сырых и особо сырых помещений и наружных установок) и в неметаллических трубах и коробах, в замкнутых каналах строительных конструкций.

Магистральные шинопроводы предназначены для питания распределительных шинопроводов и пунктов, отдельных крупных электроприемников.

 

 

Таблица1.3. Технические данные магистральных шинопроводов переменного тока

Показатель	ШЗМ 16	ШМА 73	ШМА 68Н
Номинальный ток, А Номинальное напряжение, В Электродинамическая стойкость ударному току КЗ, кА Сопротивление на фазу, Ом/км: активное индуктивное полное Линейная потеря напряжения, В, на длину 100 м при cos φ=0,8 Количество и размеры шин на фазу, мм Степень защиты по ГОСТ 14254-80 (шины изолированы)	1600 380/220 70     0,018 0,012 0,022   – 2(10х100)   Р31	1600 660 70     0,031 0,017 0,036   9,7 2(90х8)   Р20	2500 660 70     0,027 0,023 0,035   15,4 2(120х10)   Р20	4000 660 100     0,013 0,020 0,024   16,4 2(160х12)   Р20

 

2.3 Современные технологии  по экономии электроэнергии

 

Перевод электрических сетей предприятий на повышенное напряжение и реконструкция сетей. Экономия электроэнергии в сети при переводе ее на более высокое напряжение определяется следующим выражением:

 

∆Э=0,003ρLt

 

Включение под нагрузку резервных линий и трансформаторов. Потери мощности в линиях определяют по их техническим параметрам и токам нагрузки в соответствии с выражением:

 

∆Рл=1,1nρ

 

Компенсация реактивной мощности (КРМ). Установка в распределительных сетях предприятий конденсаторных батарей и оптимальное регулирование тока возбуждения синхронных двигателей уменьшают реактивную мощность, потребляемую из энергосистемы. Уменьшение потерь активной мощности определяют по формуле:

 

∆PΣ= (∆PiД,К−∆Piп,к)=

 

Установка автоматических ограничителей XX рабочих машин. Экономию электроэнергии и экономическую целесообразность применения ограничителей XX определяют с помощью специальной диаграммы имея следующие исходные данные:

1) среднюю мощность XX Рсх, определяемую как сумму механической  мощности XX системы электропривода  Рмх и потери мощности в  стали электродвигателя ∆РХ; мощность  РСХ определяют приближенно путем  замера нагрузки привода при  холостой работе;

номинальную мощность электродвигателя Рд,ном;

продолжительность межоперационного времени Твсп;

число циклов работы Z.

По этим данным определяют параметры диаграммы:

 

а = Рсх / Pд,,ном; b=1/4ТВСП.

 

По параметрам а и b на диаграмме находят показатель эффективности е, с помощью которого определяют часовую экономию электроэнергии системы электропривода:

 

∆Э =

 

Замена малозагруженных двигателей. Если средняя нагрузка двигателя составляет менее 45% номинальной мощности, то замена его менее мощным двигателем всегда целесообразна. При нагрузке двигателя более 70% номинальной мощности замена его, как правило, нецелесообразна. При нагрузке двигателя в пределах 45— 70% номинальной мощности необходимость его замены двигателем меньшей мощности проверяют расчетом.

Увеличение нагрузки рабочих машин. При определении экономии энергии за счет увеличения нагрузки рабочих машин находят удельный расход энергии в разных режимах работы.

Уменьшение несимметрии в сетях напряжением до 1 кВ. Равномерность загрузки фаз обеспечивают в первую очередь за счет правильного распределения однофазных и двухфазных нагрузок по фазам. Действенным мероприятием по уменьшению несимметрии в сетях напряжением до 1 кВ является установка нейтраллеров на вводах и заземление оболочек кабеля. Мероприятия по выравниванию нагрузки фаз целесообразно проводить в трансформаторах, загруженных более чем на 30% номинальной мощности.

Рациональная эксплуатация цехового электрооборудования., Она заключается в четкости соблюдения графика по проведению плановых осмотров и поддержанию оборудования в работоспособном состоянии в межремонтный период (смазка подшипников электродвигателей, чистка воздушных фильтров системы подачи воздуха для принудительного охлаждения двигателей, проверка и подтяжка болтовых соединений шин 0,4—10 кВ, измерение сопротивления изоляции электрических машин и т. д.).

Рациональное использование осветительных сетей. В настоящее время широкое распространение получили газоразрядные лампы, более экономичные, чем лампы накаливания. Лампы накаливания имеют низкий энергетический КПД; видимое излучение их не более 6% потребляемой мощности, а у газоразрядных ламп КПД составляет 17% и более.

Преобразование механической энергии в электрическую при испытаниях двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Целесообразность регулирования графиков электрических нагрузок.

Основные мероприятия по регулированию графиков электрических нагрузок.

Автоматизированная информационно-измерительная система учета и контроля электроэнергии ИИСЭ1-48.

Автоматизированная информационно-измерительная система ИИСЭ2.

 

 

3. Техника безопасности  и охрана труда

 

3.1 Общие сведения по технике безопасности

 

Все электроустановки разделяются на установки напряжением до 1000 В и выше 1000 В. Специальным видом электроустановки является электропомещение — помещение или огороженные его части с находящимся там электрооборудованием, в которое имеет доступ только обслуживающий персонал.