Электроснабжения предприятия

Ввиду массового применения асинхронных двигателей в народном хозяйстве рациональная эксплуатация их, исключающая работу машины с низким коэффициентом мощности, приобретает важное значение для экономичного электроснабжения предприятий. В частности, избегают длительного вращения роторов асинхронных двигателей без нагрузки, следят за тем, чтобы мощность устройства, приводимого в действие асинхронной машиной, незначительно отличались от номинальной мощности машины. Если при длительной работе асинхронного двигателя его средняя полезная мощность не превышает 45 % от номинальной, то такой электродвигатель заменяют соответствующим двигателем меньшей мощности.

Схеме АВР секционного выключателя ( 2.43,6) отдается предпочтение в системах электроснабжения предприятий, так как при устойчивом повреждении на шинах из строя выходит не вся установка, а только ее часть. Кроме того, в нормальном режиме мощность передается здесь по обеим линиям — основной и резервной, что существенно уменьшает потери энергии. Преимущество схемы (см. 2.43 а) состоит в том, что она несколько проще, ее применяют при небольших.протяженностях

Схемы электроснабжения предприятий. Совокупность воздушных и кабельных линий электропередачи, подстанций, размещенных на определенной территории, называют электрической сетью.

систем электроснабжения предприятий, требования, к которому постоянно повышаются, а специфика, его как формы инженерной деятельности углубляется. Инженерный проект — это изображение (модель) будущей системы электроснабжения, представленное в схемах, чертежах, таблицах и описаниях, которые созданы коллективом проектировщиков . в результате логического анализа исходных данных и на основе расчетов и сопоставления вариантов. Проектирование электроснабжения следует выполнять с таким расчетом, чтобы можно было реализовать схему развития на перспективу 20 -лет, опираясь на планирование и прогнозирование развития предприятия. Осуществление схемы следует согласовывать с очередностью строительства предприятия и от-'дельных цехов, предусматриваемой пятилетними планами, и схемой развития отрасли на перспективу 10 лет. При этом осуществление первой очереди не должно приводить к бросовым затратам, связанным с последующими очередями строительства. Система электроснабжения как в схемной, так и в конструктивных частях должна обеспечивать без существенной. ее реконструкции возможность роста электропотребления объектами предприятия. Схема электроснабжения должна строиться так, чтобы все ее элементы постоянно находились под нагрузкой, а при аварии или плановом ремонте оставшиеся в работе могли принять на себя нагрузку, обеспечив после необходимых переключений функционирование основных производств предприятия.

Проектирование электроснабжения предприятий осуществляется в направлении «сверху—вниз», а их сооружение ведется очередями. В связи с этим реализация принципа разукрупнения приемных подстанций 110— 220 кВ существенно изменяет представления о расширении и реконструкции действующих подстанций, которым ранее уделялось большое внимание. Развитие электроснабжения предприятия экономически выгоднее осуществлять путем сооружения новых подстанций, а не заменой трансформаторов на действующих подстанциях более мощными. В отдельных случаях на действующих подстанциях предусматривается резервирование перемычками с новыми подстанциями на вторичном напряжении.

Магистральные схемы применяются в системе внутреннего электроснабжения предприятий в тех

Проектирование систем электроснабжения предприятий осуществляется на основе генерального плана объекта, на который наносятся все производственные цеха и отдельные участки предприятия. Расположение цехов на генеральном плане определяется технологическим процессом производства, а также архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями.

Отклонения и колебания частоты отражают ГЩЭ в электрической системе. Поэтому при проектировании электроснабжения предприятий чаще приходится учитывать ПКЭ, характеризующие качество напряжения.

Отклонения напряжения. Определяются расчетом на различных уровнях системы электроснабжения предприятий: на секциях шин 6, 10 кВ ГПП или ПГВ, на секциях 6 — 10 кВ РП (особенно при питании их токо-проводами), шинах 0,38 — 0,66 кВ цеховых ТП, а также на распределительных силовых шкафах и щитах, наиболее удаленных от цеховых трансформаторов. Отклонения напряжения определяются для режимов наибольших и наименьших нагрузок центра питания. Центром питания распределительной сети предприятия могут быть шины 6 — 10 кВ ГПП, ПГВ или районной подстанции, а также шины генераторного напряжения электростанций.

Значения Q3s задаются энергоснабжающей организацией из условия минимума потерь мощности в сетях и обеспечения допустимых уровней напряжения в узлах энергосистемы в часы ее малых нагрузок. В зависимости от конкретных условий электроснабжения предприятий (удаленность от районной подстанции, наличие средств и способов регулирования напряжения в питающей сети энергосистемы и т. п.) может потребоваться как полная компенсация нагрузки предприятия в эти часы, что соответствует заданию и поддержанию <2э2=0, так и полное отключение КУ для достижения Q32=Qc&2. Многообразие требований по поддержанию режима реактивной мощности на конкретных предприятиях привело к созданию нового регулятора конденсаторных установок, * реагирующего на значение и знак реактивной мощности.

В процессе проектирования системы электроснабжения предприятий приходится определять электрические нагрузки и рассчитывать электрические сети, предназначенные для передачи и распределения электрической энергии между ее потребителями. При этом используется метод установленной мощности и коэффициента спроса. Коэффициент спроса Кс является статистической величиной, он определяется на основании опыта эксплуатации одноименных приемников и дается в справочных источниках.

Систематизацию потребителей электроэнергии осуществляют обычно по следующим основным эксплуатационно-техническим признакам: производственному назначению; производственным связям; режимам работы; мощности и напряжению; роду тока; территориальному размещению; требованиям к надежности электроснабжения; стабильности расположения электроприемников. При проектировании электроснабжения предприятия достаточно систематизировать потребителей электроэнергии по надежности электроснабжения, режимам работы, мощности и напряжению, роду тока, используя остальные признаки как вспомогательные.

Таким образом, при решении вопросов электроснабжения определяющим показателем является расчетная электрическая нагрузка, которая принимается равной получасовому максимуму Ры. Этот максимум, исходя из теоретических основ электротехники, находится по данным конкретных электроприемников и применяется для расчетов электрических сетей и их элементов. Но он может также рассчитываться с учетом системных свойств электрического хозяйства предприятия, устойчивости развития системы электроснабжения. Этот показатель может использоваться для системного анализа при выборе схем электроснабжения предприятия и цехов, определении их объемов электропотребления, решении вопросов присоединения к энергосистеме, уточнении основных групп электрооборудования, капитальных вложений, штатов.

Так, в 20—30-е годы в проектном задании для завода в целом и каждого цеха приводился полный перечень устанавливаемых электродвигателей, трансформаторов. При этом прямым счетом определялись проводниковые материалы, низковольтные аппараты, электросчетчики. В 1929 г. для полного развития типового доменного цеха предполагалось установить 107 электродвигателей (коксовом— 101, прокатном — 287). В целом на Магнитогорском металлургическом заводе проектировалось установить 1334 электродвигателя, на Кузнецком — 1042, на Сталинградском тракторном— 1548. Схема электроснабжения предприятия строилась по принципу распределения электроэнергии через заводские РП (ЦРП) от ТЭЦ

нико-экономическое обоснование развития предприятия, где на уровне цехов (производств) определяются электрические показатели и выбирается схема электроснабжения; 3) рабочая документация выпускается за год-два до начала строительства. Курс на техническое -перевооружение сохранит в значительной степени схему электроснабжения, но потребует заблаговременного выявления узких мест и принятия решений по укрупненным показателям. В частности, остро стоит вопрос о правильном определении Рм и А на перспективу.

Такие показатели, как электропотребление и макси-, мум нагрузки предприятия, цеха, агрегата, стали рассматриваться не только с точки зрения классической электротехники (нахождение тока, протекающего по проводнику, аппарату), а как ресурс, который должен быть обеспечен в целом на высших уровнях системы электроснабжения. Например, необходимость определения нагрузки на каждой секции шин подстанции сохраняет свое значение для выбора элементов системы электроснабжения, но появляется необходимость определения нагрузки подстанции в целом, которая не получается суммированием нагрузок секций, но требуется при принятии решения по схеме электроснабжения (и при составлении баланса мощности по данному узлу).

Итак, расчет электрических нагрузок комплексным методом осуществляет специалист, который решает вопросы электроснабжения: предприятия в целом (УР(>); комплекса цехов, отдельного производства, района завода с рассредоточенными объектами (УР5); цеха или части завода, питающихся от одной РП (УР4). Расчеты заканчиваются определением количества и мощности цеховых ТП на УРЗ.

Внешнее электроснабжение проектируется, как правило, институтом «Энергосетьпроект» на основе планов перспективного развития энергосистемы или отдельных ее частей. Проекты внутреннего электроснабжения (УРП, ГПП, ПГВ; воздушные и кабельные ЛЭП, токопроводы; РП и ТП; цеховые электрические сети) выполняются последовательно во времени и в направлении «сверху— вниз», начиная с самого высшего уровня системы электроснабжения (предприятия в целом). Внутреннее электроснабжение предприятий проектируется отраслевыми проектными и специализированными институтами (Гипрохим, Гипромез, ВНИПИ «Тяжпромэлектропро-ект», ГПИ «Электропроект» и др.). При проектировании электроснабжения больших предприятий характерным является привлечение к этой работе сразу нескольких, проектных институтов. В этих случаях отраслевой про-ектно-технологический институт выступает в качестве генерального проектировщика.

Проектирование электроснабжения предприятий осуществляется в направлении «сверху—вниз», а их сооружение ведется очередями. В связи с этим реализация принципа разукрупнения приемных подстанций 110— 220 кВ существенно изменяет представления о расширении и реконструкции действующих подстанций, которым ранее уделялось большое внимание. Развитие электроснабжения предприятия экономически выгоднее осуществлять путем сооружения новых подстанций, а не заменой трансформаторов на действующих подстанциях более мощными. В отдельных случаях на действующих подстанциях предусматривается резервирование перемычками с новыми подстанциями на вторичном напряжении.

При решении задач построения систем электроснабжения получили распространение такие математические методы оптимизации, как симплексный, градиентный и другие, которые позволяют решать самые разнообразные задачи, связанные с нахождением оптимальных значений различных параметров. Так, например, с помощью симплексного метода можно отыскать ЦЭН с учетом всех факторов, влияющих на координаты центра нагрузок. Привлекая более точные методы решения этой задачи, нельзя забывать об исходных допущениях. Следует помнить, что во всех методах отыскания ЦЭН линии, связывающие потребителей электроэнергии с подстанцией (ГПП, РП и ТП), координаты которой мы находим, принимаются прямолинейными. В действительности в зависимости от характера технологического процесса производства и топографического размещения цехов на генеральном плане предприятия конфигурация схемы электроснабжения предприятия будет такова, что линии в большей или меньшей степени будут отклоняться от прямолинейных. Поэтому после отыскания ЦЭН расчет следует повторить с учетом действительных длин линий.

..Практика проектирования и последующей эксплуатации систем электроснабжения показала целесообразность перехода к динамическому проектированию, позволяющему выбрать основные параметры системы электроснабжения предприятия оптимальными на некотором интервале времени. В связи с этим можно отметить, что с 1982 г. изменился порядок проектирования. В настоящее время требуется прогнозировать развитие предприятия на перспективу 5, 10, 20 лет.

ющих подстанций энергосистемы. Выбор напряжений внешних сетей промышленных предприятий производится на основе большого числа факторов (нагрузки, расстояния от источника питания, возможных трасс линий электропередачи, характера потребителей), задаваемых для предприятия в целом. Поскольку проектные решения по внешнему электроснабжению принимаются раньше, чем по внутреннему, то номинальное напряжение может быть выбрано не на основе детального ТЭР, а путем технико-экономического анализа приведенных затрат на внешнее электроснабжение. В этом случае можно не учитывать некоторые частные или местные факторы, например распределение нагрузок по территории предприятия, которое известно в значительной степени приближенно, существующие элементы системы электроснабжения предприятия. Разработка не привязанных к частным условиям рекомендаций обеспечивает более перспектив-ное развитие электроснабжения промышленного района в целом. . : . . . —