Перейти к основному содержанию

Схемы и подстанции электроснабжения

Категория: 
Название: 
Схемы и подстанции электроснабжения
Автор: 
Г. Н. Ополева
Издательство: 
ИНФРА-М
Страниц: 
480
Год издания: 
2006
Язык: 
русский
Формат: 
pdf
Размер: 
45.61 МБ

 

 

Краткое содержание

Предисловие

1. Схемы электроснабжения промышленных предприятий

В схемах электроснабжения промышленных предприятий следует выделять схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. К схемам внешнего электроснабжения относят электрические сети, связывающие источники питания предприятия с пунктами приема электроэнергии. К схемам внутреннего электроснабжения относят электрические сети от пунктов приема электроэнергии до электроприемников высокого и низкого напряжения.

Схемы электроснабжения промышленных предприятий, как прави­ло, выполняются разомкнутыми и строятся по ступенчатому принципу. Число ступеней распределения электроэнергии на предприятии опреде­ляется мощностью и расположением электрических нагрузок на терри­тории предприятия. Обычно применяется не более двух ступеней рас­пределения электроэнергии на одном напряжении. При большем числе ступеней распределения ухудшаются технико-экономические показате­ли системы электроснабжения и усложняются условия эксплуатации. Распределение электроэнергии выполняется по радиальным, магист­ральным или смешанным схемам.

Радиальная схема — схема, в которой линия электропередачи соеди­няет подстанцию верхнего уровня с подстанцией нижнего уровня (или устройством распределения электроэнергии, приемником электроэнер­гии) без промежуточных отборов мощности. Радиальные схемы просты, надежны, в большинстве случаев позволяют использо­вать упрощенные схемы первичной коммутации подстанции нижнего уровня. Аварийное отключение радиальной линии не отражается на по­требителях электроэнергии, подключенных к другим линиям. К недос­таткам радиальных схем можно отнести более высокую стоимость по сравнению с магистральными схемами, больший расход коммутацион­ной аппаратуры и цветных металлов.

Радиальные схемы следует применять:

- при сосредоточенных нагрузках;

- для питания мощных электроприемников с нелинейными, резко переменными, ударными нагрузками, отрицательно влияющими на качество электрической энергии;

- при повышенных требованиях к надежности электроснабжения.

При магистральной схеме от подстанции верхнего уровня питаются по одной линии электропередачи (магистрали) несколько подстанций нижнего уровня (или устройств распределения электроэнергии).

Магистральные схемы распределения электроэнергии следует при­менять при распределенных нагрузках и при таком взаимном располо­жений подстанций (ПГВ, РП, ТП) на территории проектируемого объ­екта, когда магистрали могут быть проложены без значительных обрат­ных направлений.

Магистральные схемы можно разделить:

- на одиночные магистрали с односторонним питанием;

- на одиночные магистрали с двухсторонним питанием;

- на двойные магистрали с односторонним питанием;

- на двойные магистрали с двухсторонним питанием;

- на кольцевые.

Выбор схемы зависит от территориального размещения нагрузок, их значения, необходимой степени надежности электроснабжения и дру­гих особенностей проектируемого предприятия.

Схему электроснабжения промышленного предприятия проще всего представить в виде структурной схемы электроснабжения, на которой прямоугольниками показаны источники питания, подстанции и другие устройства распределения электрической энергии с электрическими связями между ними

2. Схемы электроснабжения городов

Требования, предъявляемые к системам электроснабжения городов, и принципы их построения во многом соответствуют требованиям, пе­речисленным выше.

Система электроснабжения города формируется десятилетиями. По мере развития города развивается перспективная схема электроснабже­ния и схема развития электрических сетей города, которые строятся на основе уже существующей системы электроснабжения, с учетом воз­можностей источников питания, расположения подстанций с первич­ным напряжением 35 кВ и выше и согласовываются со схемой развития сетей энергосистемы. В генеральном плане города предусматривается территория для объектов электросетевого назначения (площадки под­станций, зона для кабельных линий, коридоры для воздушных линий электропередачи и т. п.).

Вопросы электроснабжения города решаются комплексно, с учетом возможностей использования подстанций и распределительных пунк­тов системы электроснабжения города для питания промышленных предприятий, расположенных на территории города.

Схема электроснабжения должна предусматривать возможности по­этапного создания за определенный срок и последующего ее развития без кардинального переустройства. При проектировании системы элек­троснабжения необходимо использовать более простые схемы распре­деления электрической энергии и применять повышенные напряжения. Подстанции следует максимально приближать к центрам электриче­ских нагрузок районов города, при необходимости применять схемы глубоких вводов напряжением 35 кВ и выше.

Напряжения городских сетей выбираются с учетом: концепции раз­вития города; наименьшего числа ступеней трансформации электриче­ской энергии; технических характеристик источников питания, плотно­сти и величины нагрузок и т. п. В любых случаях следует сокращать число трансформаций электроэнергии. Для большинства городов наи­более целесообразной является система напряжений 110—220/10 кВ, для крупнейших городов 500/220—110/10 кВ или 330/110/10 кВ.

3. Подстанции систем электроснабжения

Функционально подстанции делятся на трансформаторные, преоб­разовательные и распределительные.

Трансформаторные подстанции предназначены для приема, преобра­зования (тока и напряжения), распределения электрической энергии.

Преобразовательные подстанции предназначены для приема, пре­образования (частоты, рода тока) и распределения электрической энергии.

Распределительные подстанции предназначены для приема и распре­деления электрической энергии без ее преобразования.

Трансформаторные подстанции по значению в системе электро­снабжения делятся на главные понизительные подстанции, подстанции глубокого ввода, трансформаторные подстанции 10(6) кВ (ТП). По­следние называются цеховыми подстанциями в промышленных сетях, городскими — в городских сетях.

Распределительные подстанции делятся на узловые распределитель­ные подстанции напряжением 110 кВ и выше; центральные распреде­лительные подстанции (пункты) напряжением 10(6) кВ; распредели­тельные подстанции (пункты) напряжением 10(6) кВ.

В зависимости от способа присоединения подстанции к питающей линии трансформаторные подстанции делятся на тупиковые, проход­ные, ответвительные.

Если линия питает только одну подстанцию, то подстанция называ­ется тупиковой. К тупиковым подстанциям относятся подстанции, получающие питание по радиальным схемам, и последние подстанции в магистральной схеме с односторонним питанием. Проходная подстанция включается в рассечку питающей магистральной линии, т. е. имеется вход и выход питающей линии.

Если подстанция подключается через ответвление от питающей ли­нии, она называется ответвительной.

По типу подстанции делятся на открытые и закрытые. Открытой подстанцией называется подстанция с открытой установкой трансфор­маторов, закрытой — подстанция, все элементы которой (распредели­тельные устройства и трансформаторы) устанавливаются в специаль­ном помещении.

В зависимости от места установки и размещения оборудования под­станции напряжением 10(6) кВ делятся на внутрицеховые, встроенные, пристроенные, отдельно стоящие.

Внутрицеховой подстанцией называется подстанция, расположенная внутри здания (открыто или в отдельном закрытом помещении).

Встроенной подстанцией называется подстанция, вписанная в кон­тур основного здания.

Пристроенная подстанция непосредственно примыкает к основному зданию.

Отдельно стоящая подстанция располагается отдельно от производ­ственных и общественных зданий.

В зависимости от числа обмоток трансформатора подстанции могут быть с двух- и трехобмоточными трансформаторами, с расщепленными обмотками низшего напряжения.

4. Комплектные трансформаторные подстанции

Комплектные трансформаторные подстанции блочные (КТПБ) вы­пускаются на напряжения 35—220 кВ и предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии переменного тока частотой 50 Гц. Подстанции выпускаются с трехобмоточными и двухобмоточными трансформаторами. Они могут быть стационарными или передвижными на салазках. Данные подстанции выпускаются для нефте- и газодобывающих отраслей, стройиндустрии, горно-добываю­щей промышленности, где необходима их быстрая установка и демон­таж, возможность перемещения. Конструкция подстанций предусмат­ривает установку высоковольтного электрооборудования без железобе­тонных элементов. На КТПБ устанавливается один или два силовых трансформатора мощностью от 1 до 125 МВА. Распределительные уст­ройства напряжением 35', 110 и 220 кВ выполняются открытыми. Пре­дусматриваются различные схемы первичных соединений ОРУ: блоч­ные, «мостики», со сборными шинами.

В состав КТПБ входят:

- силовые трансформаторы;

- линейные регулировочные трансформаторы;

- ОРУ на 220,110, 35(20) кВ;

- КРУН (КРУ) на 10(6) кВ;

- жесткая и гибкая ошиновки;

- кабельные конструкции;

- ОПУ;

- осветительные устройства;

- фундамент;

- грозозащита и заземление;

- ограда.

ОРУ на все напряжения выполняются из унифицированных транс­портабельных блоков, состоящих из металлического несущего каркаса со смонтированными на нем высоковольтным оборудованием и эле­ментами вспомогательных цепей.

РУ 10(6) кВ выполняется комплектным наружной установки (КРУН) или в модульных зданиях с КРУ внутренней установки.

В общеподстанционном устройстве (ОПУ) устанавливаются релей­ные шкафы, в которых располагается вся аппаратура вспомогательных цепей, защиты, управления и сигнализации.

Цепи собственных нужд, вспомогательные цепи, цепи освещения и обогрева прокладываются внутри РУ 10(6) кВ и ОПУ в швеллерах и ме- таллорукавах, наружные цепи — в металлических лотках.

Условия эксплуатации КТПБ (группа условий эксплуатации, кли­матическое исполнение, категория размещения, тип атмосферы, допус­тимая степень загрязнения изоляции) указываются в технических усло­виях в соответствии с ГОСТ 15150—69. Выпускаемые КТПБ не предна­значены для работы в сильно загрязненной окружающей среде, при наличии агрессивных газов, испарений, химических отложений, токо­проводящей пыли.

Основные технические характеристики КТПБ производства Самар­ского завода «Электрощит» и Чирчикского трансформаторного завода приведены в табл. 4.1.1—4.1.2. Выпускаются также комплектные рас­пределительные подстанции, предназначенные для передачи электри­ческой энергии на напряжениях 110 и 220 кВ (КРУБ)

5. Комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией напряжением 110 кВ и выше

Применение комплектных распределительных устройств с элегазо- вой изоляцией (КРУЭ) позволяет значительно уменьшить площади и объемы, занимаемые распределительным устройством и обеспечить возможность более легкого расширения КРУЭ по сравнению с тради­ционными РУ. К другим преимуществам КРУЭ можно отнести:

- многофункциональность — в одном корпусе совмещены сборные шины, выключатель, разъединители с заземляющими разъедини­телями, трансформаторы тока, что существенно уменьшает разме­ры и повышает надежность ОРУ;

- взрыво- и пожаробезопасность;

- высокая надежность и стойкость к воздействию внешней среды;

- возможность установки в сейсмически активных районах и зонах с повышенной загрязненностью;

- отсутствие электрических и магнитных полей;

- безопасность и удобство эксплуатации, простота монтажа и де­монтажа.

Ячейки КРУЭ выполняются, как правило, в трехфазном исполне­нии и состоят из отдельных элементов, заключенных в герметичную металлическую оболочку цилиндрической или шаровой формы, запол­ненной элегазом или смесью азота с элегазом. Для сочленения между собой оболочки элементов имеют фланцы и патрубки, контакты и уп­лотнения.

Ячейки КРУЭ, отдельные модули и элементы допускают возмож­ность компоновки распределительных устройств ПО кВ по любым схе­мам, рассмотренным в разделе 3. В зависимости от применяемой схемы распределительное устройство может состоять из одной и более ячеек.

КРУЭ производства АО «Энергомехзавод» (г. Санкт-Петербург) на напряжения 110—500 кВ. В зависимости от схемы заполнения КРУЭ представляет собой комплекс ряда аппаратов (ячеек, отдельных моду­лей и изделий, необходимых для подсоединения воздушных и кабель­ных линий). Ячейки и модули состоят из отдельных элементов, заклю­ченных в герметичную металлическую оболочку цилиндрической или шаровой формы, заполненной элегазом.

6. Комплектные распределительные устройства напряжением 6-35 кВ

7. Низковольтные комплектные устройства

8. Воздушные и кабельные линии электропередачи

Приложения

Литература

Техническая библиотека

Вверх