Схемы и конструктивное исполнение внешних и внутренних электрических сетей промышленных предприятий.

Систему электроснабжения предприятия можно подразделить на систему внешнего и внутреннего электроснабжения. Система внешнего электроснабжения представляет собой часть СЭС от места присоединения к энергосистеме (районная подстанция) до приемных пунктов на предприятиях (ЦЭП). Система внутреннего электроснабжения представляет собой часть СЭС от ЦЭП до конечных электроприемников.

Обобщенно структуру СЭС промышленного предприятия можно представить в виде схемы:

Центром электрического питания (ЦЭП) может быть главная понизительная подстанция (ГПП), если электроэнергия от энергосистемы передается на напряжении 35, 110, 220 кВ, или центральный распределительный пункт (ЦРП), если электроэнергия передается на напряжении 10 кВ. Высоковольтная распределительная сеть (ВВРС) выполняет функцию передачи и распределения электроэнергии от ЦЭП к подстанциям 10/0,4 кВ и высоковольтным электроприемникам. Трансформаторные подстанции (ТП) 10/0,4 кВ преобразуют электроэнергию, полученную от ВВРС, на напряжение 0,4 кВ и распределяют её в низковольтную распределительную сеть. Низковольтная распределительная сеть (НВРС) выполняет функцию передачи и распределения электроэнергии среди наибольшего количества электроприемников у потребителя на напряжение 380/220 В.

Конструктивное исполнение системы внешнего электроснабжения определяется характеристиками источников питания, числом приемных пунктов, их размещением на территории предприятия, наличием собственной электростанции, мощных электроприемников с резкопеременными, нелинейными, несимметричными нагрузками.

1. Электроснабжение от собственной электростанции. Производится на генераторном напряжении. В этом случае ЦЭП является РУ электростанции.

2. Электроснабжение от энергосистемы. В этом случае схема сети определяется схемой ГПП предприятия. Обычно она выполняется по следующим принципам:1) Применение простейших схем с минимальным числом выключателей; 2) Применение одной системы сборных шин с разделением на секции; 3) Применение раздельной работы линий и трансформаторов; 4) Применение блочных схем.

Передача электроэнергии в системе внешнего электроснабжения может производиться воздушными, кабельными линиями или токопроводами.

3. Электроснабжение от энергосистемы и собственной электростанции. В случае, если напряжение ЭС совпадает с генераторным, используется ЦРП электростанции. Если же напряжение ЭС составляет 35-220 кВ, то РУ электростанции подключается к РУ НН ГПП предприятия. Такой способ питания характерен для предприятий большой мощности.

Системы внутреннего электроснабжения подразделяются на внутризаводские, межцеховые и внутрицеховые.

Для цеховых сетей источником питания являются трансформаторные подстанции (ТП) или распределительные пункты (РП). Цеховые сети подразделюются на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники. Распределительные пункты в зависимости от конструктивных особенностей и характера потребителя могут иметь различные названия: групповые или распределительные щиты, распределительные или силовые пункты, силовые или осветительные сборки, вводно-распределительные устройства (в многоэтажных домах), распределительные шинопроводы. Но в любом случае они содержат в определенном сочетании электрические аппараты (рубильники, предохранители, автоматы).

Электрические сети могут быть радиальными, магистральными, смешанными, кольцевыми, с двухсторонним питанием.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания отходят линии, питающие мощные электроприемникиили групповые распределительные пункты, от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии, питающие прочие электроприемники малой мощности. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

Магистральные схемы позволяют удешевить исполнение питающей сети за счет отказа от РУ 0,4 кВ ТП и сокращения числа проводов и кабелей.

Существует три характерных вида магистралей:

1) Магистраль, выполненная кабелями или проводами;

При этом магистраль питает несколько РП, расположенных в каком-либо одном направлении от ТП, по цепочке. Здесь уменьшаются число и суммарная протяженность линий питающей сети, отходящих от ТП и прокладываемых по цеху.

2) Магистраль, выполненная магистральным шинопроводом;

Магистральные шинопроводы типа ШМА выполняются на большие токи (1250-3200 А). Распределение энергии происходит по схеме «блок трансформатор-магистраль». Цеховые РП подключаются к магистрали с помощью ответвлений, выполняемых либо кабелями, либо изолированными проводами. При этом снижаются затраты на РУ 0,4 кВ, а питающая сеть становится универсальной и независимой от расположения технологического оборудования в цехе. Наличие перемычек между магистралями отдельных подстанций обеспечивает надежность электроснабжения при минимальных затратах на устройство резервирования. Таким резервированием может быть обеспечено надежное электроснабжение приемников 2-й и 3-й категорий.

3) Магистраль, выполненная магистральным и распределительными шинопроводами.

Распределительные шинопроводы типа ШРА выполняются на небольшие токи (100-630 А). Они объединяют функции магистральной линии и распределительных пунктов одновременно, т.е. функции передачи и распределения электроэнергии. От ШРА к электроприемникам прокладывается распределительная сеть.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести недостаточную надежность электроснабжения, так как повреждение магистрали после трансформатора ведет к отключению всех потребителей.

Смешанные схемы сочетают в себе элементы радиальных и магистральных схем одновременно. Такие схемы индивидуальны и зависят от конкретных условий.

Кольцевые схемы и схемы с двухсторонним питанием применяют при необходимости резервирования электроснабжения приемников I категории. Разновидность этих схем – кольцевые магистрали и многократные замкнутые схемы с несколькими узлами питания, распространенные в городских распределительных сетях. Преимущества замкнутых схем – меньшие потери напряжения и мощности в них и большая надежность питания потребителей по сравнению с незамкнутыми магистральными схемами. Однако при замкнутых сетях значительно повышаются токи к.з. и усложняется система их защиты.

Способы конструктивного выполнения распределительных сетей: 1) Неизолированные проводники (провода воздушных линий, открытые токопроводы); 2) Кабельные линии; 3) Электропроводка (изолированные провода, кабели малых сечений); 4) Шинопроводы (жесткий токопровод до 1 кВ заводского изготовления).