Системы электроснабжения объектов

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Общие сведения

В системе электроснабжения объектов можно выделить, три вида электроустановок:

по производству электроэнергии - электрические станции :

по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии - электрические сети и подстанции

по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах - приемники электроэнергии

Электрическая станция - предприятие по выработке электроэнергия. На них различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, паpa, атомная и др.) с помощью генераторов преобразуются в электрическую энергию.

Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции - электроустановке, состоящей из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств.

Подстанции могут быть:

открытыми

закрытыми

Распределение поступающей электроэнергии без ее преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях (РП).

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.

Электрические сети подразделяют по следующим признакам

1. Напряжение сети . Сети могут быть напряжением до 1 кВ - низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ -высоковольтными, или высокого напряжения (ВН).

2. Род тока. Бывают постоянного и переменного тока. Выполняются в основном по системе трехфазного переменного тока. При большом числе однофазных приемников от трехфазных сетей осуществляются однофазные ответвления. Промышленная частота в России равна 50 Гц.

3. Назначение.

-сети в городах, промышленных предприятий, электрического транспорта, в сельской местности, районные сети, сети межсистемных связей. Питающие и распределительные сети.

4 . Конструктивное выполнение сетей . Линии могут быть:

воздушными

кабельными

токопроводами

Приемником электроэнергии (электроприемником, токоприемником) называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в другой видэнергии.

Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность установок по выработке, распределению и потреблению электроэнергии и теплоты, связанных между собой электрическими и тепловыми сетями, называют энергетической системой,

а часть энергосистемы (генераторы, распределительные устройства, линии электропередачи и приемники электроэнергии - электрической системой.

Электроприемники подразделяют по следующим признакам:

1. По роду тока :

− постоянный ток;

− переменный ток нормальной промышленной частоты

− переменный ток пониженной и повышенной частоты

2. По номинальному напряжению :

− напряжением до 1000 В;

− напряжением выше 1000 В.

3. По режиму нейтрали:

− с глухозаземленной нейтралью;

− с эффективно заземленной через активное сопротивление нейтралью;

− с компенсированной индуктивностью нейтралью;

− с изолированной нейтралью.

4. По величине токов замыкания на землю:

− с малыми токами (до 500 А);

− с большими токами (более 500 А).

5. По частоте ЭП делятся на группы, использующие:

− промышленную частоту (50 Гц );

− повышенную частоту (от 50 Гц до 10 кГц) ;

− пониженную частоту (до 50 Гц};

− высокую частоту (более 10 кГц).

6. По режиму работы:

Продолжительный – режим, при котором ЭП при неизменной нагрузке работает долгое время до установившейся температуры при неизменной температуре окружающей среды (эл. двигатели насосов, вентиляторов).

Кратковременный – режим, при котором ЭП не успевает достигнуть установившейся температуры, а во время остановки успевает охладиться до температуры окружающей среды.(эл.двигатели подъемных механизмов горных машин). Имеют стандартное время продолжительности работы 15, 30, 60 и 120 минут.

Повторно-кратковременный – ЭП во время работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а во время паузы не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Продолжительность цикла t р +t в ‹ 10 мин.

ПВ = ∙100% - продолжительность включения

Стандартная продолжительность включения 15, 25, 40 и 60 %. Работают краны, подъемники, сварочные аппараты.

7. По величине пусковых токов:

-ЭП с существенными(АД с к.з. ротором) и несущественными пусковыми токами.

8. Установленная мощность определяется как сумма номинальных мощностей однородных приемников.

∙

У различных ЭП номинальная мощность понимается

по-разному:

а) у электродвигателей номинальная мощность равна мощности на валу при номинальной продолжительности включения;

б) у электротехнологических установок − равна полной мощности, потребляемой из сети;

в) у ламп накаливания номинальная и потребляемая мощности совпадают;

г) у светильников с разрядными лампами номинальная мощность равна мощности ламп без учета потерь мощности в пускорегулирующих устройствах.

При определении установленной мощности ЭП номинальные мощности разнохарактерных потребителей суммируются только после приведения их к одинаковым условиям определения.

9. Коэффициент мощности является отношением активной мощности к полной и характеризует потребление реактивной мощности.

Условное обозначение элементов электрической системы

Схема электрической системы.

От ТЭЦ и ТЭС напряжение повышают для передачи наиболее отдаленным потребителям. У мест потребления напряжение понижают. Электроэнергия передается с помощью ЛЭП. Схема однолинейная.

Электрические параметры электроэнергетических систем.

Различают параметры элементов сети и параметры ее режимов.

Параметры элементов электрической сети – сопротивление, проводимость, коэффициенты трансформации, ЭДС источников и мощности нагрузок (токи).

Параметры режима сети: значение частоты, токов в ветвях, напряжения в узлах, фазовых углов, полной активной и реактивной мощностей электропередачи.

Под режимом сети понимается ее электрическое состояние .

Режимы работы электрических систем:

1. Нормально установившейся режим.

Значение основных параметров (частота и напряжения) = номинальным или находятся в пределах допустимых отклонениям от них, значение токов не превышают допустимых величин по условиям нагрева (включение и отключение мощных линий или трансформаторов).

  2. Переходный не установившийся режим.

Система переходит в состояние с резко изменившимися параметрами,. Режим аварийный и наступает при внезапных изменениях в схеме и резких изменениях генераторных и потребляемых мощностей.

  Параметры режима системы  могут резко отклонятся от нормированных значениях.

3. После аварийный установившийся режим (форсированный).

Наступает после локализации аварий в системе. Отличается от нормального , так как в результате аварий один или несколько элементов системы (генератор, трансформатор, линия) будут выведены из работы. При этом режиме может возникнуть дефицит мощности, когда мощность генераторов, оставшихся в работе части системы, меньше мощности потребителей.

Напряжение электрических сетей.

Электрооборудование, применяемое в электрических сетях, характеризуется номинальным напряжением, при котором эл.установки работают в нормальном и экономичном режиме.

U ном. сети совпадает с U ном ее приемников. Первичные обмотки трансформаторов играют роль потребителей и поэтому их U ном = U ном потребителей. Генераторы эл.станций и вторичные обмотки трансформаторов находятся в начале питаемой ими линии. Поэтому их напряжения должны быть выше U ном приемников на величину потерь напряжения сети. Обычно U вторичных обмоток трансформаторов принимают на 5-10 % выше U ном сети и ЭП.

ЛЭП выполняются как на большие, так и на малые расстояния и передают мощности разных величин. Считается, что та максимальная мощность, которую могут передать ЛЭП, пропорциональна квадрату напряжения и обратно пропорциональна длине передачи. Поэтому для передачи электроэнергии постоянно увеличивают напряжение для уменьшения потерь в линии.