Б. И. Кудрин

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

ПРОМЫШЛЕННЫХ

ПРЕДПРИЯТИЙ

Рекомендовано Госкомвузов России в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности "Электроснабжение промышленных предприятий" и "Внутризаводское электрооборудование"

МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1995

ББК 31.29-5

К 88

УДК 629.4.082.3

Рецензенты:

Новочеркасский политехнический институт; зав. кафедрой "Элект­роснабжение промышленных предприятий и городов", доктор техн. наук, профессор В. И. Гордеев;

Нижегородский политехнический институт; зав. кафедрой электро­снабжения лауреат премии АН Украины доктор техн. Наук, профессор Г. Я. Вагин

Кудрин Б. И.

К 88 Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 416 с.: ил. 18ВЫ 5-283-00983-1

Освещены вопросы электроснабжения промышленных предприятий при их проектировании, эксплуатации и техническом перевооружении. Подробно рассмотрены расчет электрических нагрузок, выбор электро­оборудования, схемы и компоновка подстанций, способы канализации электроэнергии, обеспечение качества электроснабжения и компенсация реактивной мощности, организация электрического хозяйства и управ­ление им. Изложены принципы САПР-электро и состав проектной доку­ментации.

Для студентов вузов специальности "Электроснабжение".

ББК 31.29-5

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящий учебник для вузов развивает положения учебных и спра­вочных изданий профессора А. А. Федорова, которые выпускались иод различными наименованиями с 1951 по 1987 г. и являлись осно­вой формирующейся специальности, введенной с 1961 г. Учебник учи­тывает принципиальные изменения, вызванные количественным уве­личением и качественным изменением электротехнического оборудо­вания, технологии и материалов, и опирается на системные исследо­вания.

Издание ориентировано на учебный план обучения инженеров-элект­риков по специальности 10.04 "Электроснабжение" по специализации "Электроснабжение промышленных предприятий". Специальность учи­тывает деятельность инженера как специалиста—исследователя систем электроснабжения; как проектировщика, электромонтажника и наладчика при новом строительстве и техническом перевооружении дейст­вующих предприятий; как специалиста—эксплуатационника электри­ческого хозяйства, определяющего наряду с проектировщиком и исследователем дальнейшее развитие систем электроснабжения и предъявляю­щего требования к энергосистемам, к конструкторам электротехниче­ских и других изделий.

Особые технические решения при электроснабжении промышленных предприятий в нашей стране обнаружились в 30-х годах при разверты­вании индустриализации страны. Начало науки об электроснабжении можно вести с работ Н. В. Копытова и А. С. Либермана, которые сфор­мулировали основные проблемы: расчет электрических нагрузок, вы­бор значения напряжения; определение количества, единичной мощно­сти и размещения трансформаторов и подстанций; требования к сетям электроснабжения; компенсация реактивных нагрузок; методика про­ектирования и оценки результатов технико-экономических расчетов. Большой вклад в становление электроснабжения как дисциплины вне­сли ученые В. С. Волобринский, А. А. Ермилов, Г. М. Каялов, Б. А. Кон­стантинов, Ю. Л. Мукосеев, А. А. Тайц, А. А. Федоров, В. И. Гордеев. Активно развивают теорию и практику электроснабжения Г. Я. Вагин, И. В. Жежеленко, А. В. Праховник, В. В. Шевченко.

Основное отличие настоящего учебника заключается в учете измене­ний, характеризующих электрическое хозяйство современных промыш­ленных предприятий, в изложении материала, ориентированном на ре-

альные условия проектирования и эксплуатации систем электроснабже­ния. Для этого выполняется главный принцип формирования электри­ческого хозяйства промышленных предприятий во времени, заключаю­щийся в построении и обеспечении его функционирования в направлении сверху вниз. Дается классификация систем электроснабжения по уров­ням, обеспечивается системный анализ при оценке любого решения, заключающийся в признании существования и развития электрического хозяйства как единой целостности.

Дисциплина "Электроснабжение промышленных предприятий" изуча­ется после таких дисциплин, как "Электрические аппараты", "Электри­ческие машины", "Электрические измерения", "Электрические станции, сети и системы". Поэтому изложение материала ведется с учетом зна­комства читателя с указанными дисциплинами и со специальным кур­сом вычислительной математики и программирования. Безусловно, качественное освоение материала книги невозможно без знания дис­циплины "Теоретические основы электротехники", являющейся базо­вой в подготовке инженеров-электриков.

Предисловие, введение, гл. 1-5, 7, 8, 12-16 написаны Б. И. Кудри­ным, гл. 6 - совместно с Ю. П. Поповым, гл. 9, 11 - С. И. Гамазиным, гл. 10 - Ю. П. Поповым.

Автор выражает благодарность рецензентам за полезные замечания и рекомендации, которые были учтены при доработке рукописи.

Замечания и пожелания по книге просим направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.

Автор

ВВЕДЕНИЕ

Углубление электрификации народного хозяйства объективно для всех стран и сохранится на перспективу 20-30 лет. Валовой националь­ный продукт и комфортность жизни корреляционно определяются электропотреблением, производительность труда - электровооружен­ностью: требуется не менее чем удвоение потребления электроэнергии на душу населения. Значительны затраты электроэнергии на улучшение экологической обстановки и снижение энергоемкости продукции: лучший способ экономии ресурсов — использование электроэнергии.

Энергосбережение и углубление электрификации определяются обширной областью народного хозяйства, называемой далее электрикой - электроэнергетикой промышленности и транспорта, объектов агропромышленного комплекса, коммунально-бытовых, медицины, культуры, спорта, образования, сферы услуг, обороны, науки и др. Система электроснабжения является частью этой области, которая мо­жет быть определена от границы раздела предприятие — энергосистема до единичного электроприемника. Как потребитель электрика по це­лям и задачам отличается от электротехники — крупного раздела нау­ки и крупной отрасли народного хозяйства, которая изготавливает из­делия, и от энергетики, охватывающей производство, передачу, пре­образование, аккумулирование и распределение тепловой и электри­ческой энергии. Электрика использует выработанную и переданную (транспортируемую) электрическую энергию и эксплуатирует изготовленные, доставленные и установленные электротехнические из­делия.

Эффективность и интенсификация общественного производства во многом определяются электрикой. Стоимость собственно электри­ческого хозяйства промышленных предприятий составляет 6—11% (включая сооружения). В общей величине капитальных вложении в энергоемких и насыщенных электроприводом отраслях, например в черной металлургии, она может составлять 12—15% (в том числе соб­ственно электроснабжение 2—5%), достигая 50% для отдельных объектов. Годовая стоимость эксплуатации 1 кВт установленной мощ­ности электрической машины в ценах 1990 г. составляла 8—15 руб/кВт, суммарные затраты — 180 руб/машину.

Знания инженера-электрика — специалиста по электроснабжению — определяются областью его деятельности: на производстве он может

вырасти от молодого специалиста до главного электрика (энергетика) предприятия, в научно-исследовательском институте — от инженера до начальника отдела (главного специалиста, главного инженера проек­та), в вузе - от ассистента до профессора. На каждой ступени админи­стративного и профессионального роста приходится решать различные задачи, вначале частные и массовые, например выбор сечения провода к приемнику 0,4 кВ, а затем общие или специальные, например решение схемы электроснабжения завода на перспективу, подключение электро­двигателя большой единичной мощности.

В условиях неопределенности исходных данных специалист должен уметь разрабатывать и принимать решения, определяющие как каждый элемент, так и систему электроснабжения в целом. В учебнике рас­сматриваются классические по ТОЭ свойства систем электроснабжения, обусловленные единством процесса выработки, передачи и потребления электроэнергии, и системные, обусловленные ценологическими свой­ствами электрического хозяйства промышленных предприятий. При­менительно к инвестиционному циклу электрики показан цикл эволю­ции техники и технологии, где выделены конструирование, проектиро­вание и прогнозное проектирование как виды инженерной деятельно­сти, определяющие научно-технический прогресс.

В области систем электроснабжения можно считать решенными про­блемы, обсуждавшиеся 20—30 лет назад: внедрение глубоких вводов, разукрупнение понизительных подстанций и максимальное их прибли­жение к объектам электропотребления, увеличение уровня изоляции подстанций и сетей, размещение подстанций с учетом центра нагрузок, применение специальных схемных решений для приемников с перемен­ной нагрузкой, внедрение прямого пуска и самозапуска электродвига­телей, устройство автоматического включения резерва, выделение по­требителей особой группы первой категории и обеспечение надежной работы системы электроснабжения, диспетчеризацию и автоматизацию управления системой электроснабжения, проектирование электроре­монта. Информатизация и компьютеризация принципиально не измени­ли подхода к построению, обеспечению функционирования и развитию систем электроснабжения и электрооборудования.

Сейчас наибольшую экономию дает не оценка этих отдельных реше­ний, которая тоже необходима, а комплексный подход, оценивающий результаты наименьшей единицы, находящейся на хозрасчете, — пред­приятия, производства (хозяйства), цеха. Поэтому обострилась необ­ходимость системного изучения электрики, имеющей свои специфи­ку, интересы, методы изучения.

К важнейшим проблемам электрики, которые подлежат решению, следует отнести: информатизацию специалистов-электриков, определе­ние параметров и оптимизацию электрического хозяйства по уровням иерархии, углубление электрификации и увеличение электровооружен­ности, организацию учета расхода электроэнергии от агрегата (выделяе-

мой административной, территориальной или технологической едини­цы) до предприятия, энергосбережение, обеспечение надежного электро­снабжения и установление взаимной ответственности с энергосистемой, создание концепции необходимой и достаточной компенсации реактив­ной мощности не только на границе раздела предприятие ~ энергосисте­ма, но и на всех уровнях системы электроснабжения, обеспечение каче­ства электроэнергии у электроприемников, микропроцессорный груп­повой и одиночный самозапуск электродвигателей, внедрение современ­ных методов расчета электрических нагрузок, изучение структуры уста­новленного оборудования с целью его унификации и формулирование требований к электропромышленности, улучшение организации элект­роремонта и замену основных фондов.

Поэтапный ввод производственных мощностей, усложнение систем электроснабжения, рост количества элементов, их единичной и сум­марной мощностей привели к тому, что решения по электроснабже­нию предприятий в целом (номинальное напряжение, число и мощ­ность источников питания, их размещение и др.) стали принимать до принятия решения собственно по электроснабжению отдельного элект­роприемника или их группы. Понятия расчетная мощность P_P и ток I_P стали многозначными. Наряду с известным по ТОЭ использованием этих терминов, например для выбора проводника по нагреву, они стали часто обозначать условные понятия (договорные, регулировочные, стоимостные и др.). Например, расчетная нагрузка це­ха является в большинстве случаев понятием условным, так как физиче­ски нет кабеля или коммутационного аппарата, по которому протекает ток, соответствующий расчетной нагрузке (современный цех питается по нескольким вводам).

Охарактеризуем сложности, стоящие перед электрикой. Сравним количественные показатели современного электрического хозяйства и плана ГОЭЛРО, предусматривавшего сооружение электростанций суммарной мощностью 1750 МВт. Это обеспечивало при принятом Г. М. Кржижановским числе часов использования установленной мощ­ности 3550 выработку примерно 6200 ГВт • ч. Вспомним, сколько и ка­кие специалисты осуществляли план ГОЭЛРО, и отметим, что электро­потребление Новолипецкого металлургического комбината достигало 6700, Магнитогорского — 6300, Череповецкого - 6200 ГВт • ч (на Маг­нитке эксплуатируется 111711 электромашин суммарной мощностью 5410 МВт) (в России потребителей, платящих по счетчику, насчитывает­ся около 40 млн.).

В стране свыше 100 предприятий, имеющих установленную мощность электроприемников, превосходящую план ГОЭЛРО. Но основные проб­лемы поро;дают не крупные, а средние и мелкие объекты промышлен­ности (их свыше 50 тыс.), транспорта, сельского хозяйства, админист­ративно-бытового сектора, которых абсолютное большинство.

В пределе специалисту по электроснабжению необходимы знания,

и он должен быть готовым управлять этой большой (сложной) техниче­ской системой, оперативно решая и увязывая все три крупные части (раздела) электрификации: 1) электроснабжение; 2) электропривод; силовое электрооборудование и автоматизацию; электроосвещение; 3) организацию и управление электрическим хозяйством, включая электроремонт. При этом должно выполняться целевое назначение электрического хозяйства - обеспечение потребителей электроэнер­гией определенного качества и (или) преобразование ее в другие виды энергии при заданных бесперебойности (процесса обеспечения и преоб­разования) и живучести (системы электрического хозяйства и отдель­ных ее частей) с ограничениями по расходу ресурсов.

Представляется необходимым дать классификацию системы электро­снабжения по уровням в зависимости от количества элементов систе­мы, их суммарной мощности, номинального напряжения. В условиях эксплуатации электроустановки напряжением до 1 кВ обслуживают электрики цехов промышленного предприятия, а электроустановки напряжением выше 1 кВ - электротехнический персонал цеха (участ­ка) сетей и подстанций предприятия. В проектных институтах проек­тирование электроснабжения цеховых потребителей электроэнергии осуществляется обычно отделом электрооборудования, а проектирова­ние распределительных сетей 6—10 кВ, линий и подстанций, питающих предприятие, - отделом электроснабжения.

При изучении курса специалисту-электроснабженцу необходимо овла­деть новым ценологическим мышлением. Для решения отдельных за­дач по специальности, локальных и общих, применимы причинно обус­ловленные- зависимости, определяемые при заданных параметрах одно­значными расчетами электрических цепей по формулам и выражениям теоретических основ электротехники, которые в пределе опираются на законы Ньютона—Максвелла—Лоренца (при вероятностном, статистиче­ском подходе детерминизм проявляется, в частности, наличием мате­матического ожидания и конечной дисперсией). Для оптимизации по­строения и обеспечения функционирования электрического хозяйства такого классического подхода недостаточно.

Количество изделий, собственно и составляющих электрическое хо­зяйство современных объектов электрики, и описывающих их парамет­ров, условий и связей образует своеобразную техническую систему - систему нового типа, которую можно рассматривать как своеобразное сообщество изделий — техноценоз. Он состоит из практически счетного (бесконечного) множества элементов и характеризуется устойчивостью структуры и развития. Следовательно, на принимаемые технические решения накладываются некоторые ограничения. Они хотя и не вытека­ют ни из каких положений классической электротехники, тем не менее определяют эффективность функционирования электрического хозяй­ства, в частности системы электроснабжения.

Для техноценозов иное значение приобретает понятие неопределен-

ности. Многие технические решения определяются понятиями, задавае­мыми словами (завод с полным металлургическим циклом, производ­ство каустической соды диафрагменным способом). Возникает линг­вистическая неопределенность — неопределенность значений слов и неоднозначность смысла фраз. В начальной стадии изучения задачи не­определенность проявляется как неизвестность, отсутствие информации. Например, важнейшие вопросы по присоединению к энергосистеме ре­шаются, как правило, до получения сведений по всем цехам предприя­тия. В процессе решения задачи неопределенность раскрывается как не­достоверность: собрана не вся возможная информация (неполнота), не вся необходимая информация (недостаточность), ряд данных приве­ден по аналогам (неадекватность).

В этих условиях работа инженера, особенно опирающегося на совре­менные средства вычислительной техники, начинает приобретать твор­ческий характер: необходимо принимать принципиально неалгоритмизи­руемые решения. Наряду с рутинными массовыми инженерными зада­чами учебник предлагает освоить методологию принятия неформализуе­мых профессионально-логических решений по электрической части технических систем типа предприятия, производства (хозяйства), цеха, отделения, участка; единичного крупного технологического агрегата или отдельного сооружения; пускового комплекса или очереди строи­тельства.

В процессе изучения дисциплины нужно научиться видеть главное в любой задаче, переходить от задачи к задаче, использовать и порож­дать информацию, применять на практике полученные знания. Необходимо осознать особенности электрики как реальности и науки, по­нять основы электроснабжения как науки, представить ее место в ря­ду других электротехнических дисциплин.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

1.1. Термины и определения электрики

Развитие любой дисциплины отражает потребности практики и полу­ченные наукой результаты, которые закрепляются в терминах и опреде­лениях. Важнейшие из них устанавливаются стандартами и обязательны для применения в документации всех видов, в научно-технической, учебной и справочной литературе. Другие определяются директивными документами, например "Правилами устройства электроустановок"; отраслевыми инструкциями и циркулярами; нормами, методиками и справочными материалами научно-исследовательских, проектных и других организаций. Существуют и толковые, терминологические, энциклопедические, политехнические и специальные словари, которыми следует пользоваться для уточнения понятия при создании информа­ционного и программно-методического обеспечения, ориентированного на широкий круг специалистов.

При пользовании понятиями следует учитывать: изменение их во времени (старение, сужение или расширение), несовпадение термина по различным документам (разночтение), различное истолкование при несовпадении интересов, синонимию (сходство слов или выражений при различии написаний), омонимию (сходство в написании при различии значений). На каждом предприятии существуют документация и тради­ционное применение терминов, которые необходимо знать, работая на конкретном рабочем месте.

Система терминов, определяющая уровень любой науки, не может быть полной, исчерпывающей, замкнутой. Гёдель дал доказательство неполноты формальных систем: имеются истинные предложения, кото­рые в рамках этих систем нельзя доказать, но нельзя и опровергнуть. Теорема Геделя о неполноте утверждает принципиальную невозмож­ность формализации научного знания. Это означает, что ряд понятий не может быть определен в рамках электроснабжения как дисциплины, требуя перехода к более широкому кругу понятий. Они в свою оче­редь требуют привлечения интуитивно воспринимаемых и концептуаль­ных (по соглашению) терминов. Не будем определять термины "элект-

роэнергия", "электрическая цепь", "система", "совокупность", "мно­жество" и ряд других.

Электроснабжением называют обеспечение потребителей электро­энергией, системой электроснабжения — совокупность электроустано­вок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Система электроснабжения может быть определена и как совокуп­ность взаимосвязанных электроустановок, осуществляющих электро­снабжение района, города, предприятия. Потребитель по ГОСТ 19431-84, где изложены термины и определения энергетики и электрификации, - предприятие, организация, территориально обособленный цех, строи­тельная площадка, квартира, у которых приемники электроэнергии присоединены к электрической сети и используют электрическую энергию. Будем придерживаться этого определения, считая его более правильным. Определение ПУЭ: потребителем электроэнергии назы­вается электроприемник или группа электроприемников, объединен­ных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории, — с точки зрения электроснабжения менее удачно. Во-пер­вых, оно ставит знак равенства между потребителем и электроприем­ником; во-вторых, группу приемников как потребителя следует выде­лять административно, и она не всегда объединена технологически или территориально. Следует считаться с условностью, неформализуемостью понятия "цех" и возможностью выделения из него отделений, участ­ков, отдельных сложных агрегатов, требующих отдельного питания и учета электроэнергии.

Приемником электроэнергии называют устройство (аппарат, агре­гат, механизм), в котором происходит преобразование электрической энергии в другой вид энергии для ее использования. По технологиче­скому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразу­ет электрическую энергию, в частности: электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические и электросиловые установ­ки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электро­фильтры; установки искровой обработки, электронные и вычислитель­ные машины, устройства контроля и испытания изделий.

Электроустановками называют совокупность машин, аппаратов, ли­ний и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и поме­щениями, в которых они установлены), предназначенных для произ­водства, преобразования, передачи, накопления, распределения элект­рической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. Электро­установка — комплекс взваимосвязанного оборудования и сооруже­ний. Примеры электроустановок: электрическая подстанция, линия электропередачи, распределительная подстанция, конденсаторная уста­новка, индукционная установка.

Специалисту-электрику приходится создавать и эксплуатировать

различные объекты, не называемые электроустановками (склад лака, инструментальная, площадка хранения кабельной продукции, электро­технический конструкторский отдел, бытовые установки пожаротуше­ния, воздухозабор и воздуховоды). На них распространяются другие правила безопасности и устройств, строительные нормы и правила. Часть таких объектов рассматривается в ПУЭ, например пневматиче­ское и масляное хозяйство. Для них электрики выступают как техно­логи (требования ПУЭ являются основой задания на проектирование и строительство).

Введем определение электрического хозяйства промышленных предприятий, представляющего совокупность генерирующих, преобразую­щих, передающих электроустановок, посредством которых осущест­вляется снабжение предприятия электроэнергией и эффективное ис­пользование ее в процессе технологического производства. Электриче­ское хозяйство включает в себя: собственно электроснабжение, кото­рое иногда называют внутризаводским электроснабжением, силовое электрооборудование и автоматизацию, электроосвещение, эксплуата­цию и ремонт электрооборудования. Электрическое хозяйство есть совокупность установленных и резервных электротехнических уста­новок, электрических и не электрических изделий, не являющихся частью электрической сети (цепи), но обеспечивающих ее функцио­нирование; электротехнических и других помещений, зданий, соору­жений и сетей, которые эксплуатируются электротехническим или подчиненным ему персоналом; это также людские, вещественные и энергетические ресурсы и информационное обеспечение, которые необходимы для жизнедеятельности электрического хозяйства как выделенной целостности. Электрическое хозяйство включает в себя часть электроэнергетической системы, отнесенную к предприятию. Энергетической системой (энергосистемой) называют совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе про­изводства, преобразования и распределения электроэнергии и теплоты при общем управлении этим режимом. Электрической частью энерго­системы называется совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.

Электрической сетью называют совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящую из под­станций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной тер­ритории. Электрическую сеть можно определить и как совокупность подстанций и распределительных устройств и соединяющих их элект­рических линий, размещенных на территории района, населенного пунк­та, потребителя электроэнергии.

Подстанцией называют электроустановку, служащую для преобра­зования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформато-

ров или других преобразователей энергии, распределительного устрой­ства, устройства управления и вспомогательных сооружений. В зависи­мости от преобразования той или иной функции они называются транс­форматорными (ТП) или преобразовательными (ПП). Трансформатор­ную подстанцию называют комплектной — КТП (КПП) — при постав­ке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в виде, полностью подготов­ленном для сборки.

Электрическая подстанция — электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии. Распределительным устрой­ством (РУ) называют электроустановку, служащую для приема и рас­пределения электроэнергии и содержащую коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (комп­рессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, ав­томатики и измерительные приборы. Если все или основное оборудова­ние РУ расположено на открытом воздухе, оно называется открытым (ОРУ), в здании - закрытым (ЗРУ). Распределительное устройство, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов и блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сбор­ки виде, называют комплектным и обозначают: для внутренней уста­новки — КРУ, для наружной — КРУН.

Распределительным пунктом называют РУ, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформации. Для напряжения 10(6) кВ в практи­ке электроснабжения широко применяется эквивалентное понятие "распределительная подстанция" (РП). Распределительный пункт на­пряжением до 1 кВ называют, как правило, силовым (сборкой).

Распределительным щитом называют распределительное устройство до 1 кВ, предназначенное для управления линиями сети и их защиты. Станция управления — комплектное устройство до 1 кВ, предназна­ченное для дистанционного управления электроустановками или их частями с автоматизированным выполнением функций управления, регулирования, защиты и сигнализации. Конструктивно станция управ­ления представляет собой блок, панель, шкаф, щит.

Блок управления — станция управления, все элементы которого монтируют на отдельных плите или каркасе. Панель управления — стан­ция управления, все элементы которой монтируют на щитах, рейках или других конструктивных элементах, собранных на общей раме или металлическом листе. Щит управления (щит станций управления — ЩСУ) — сборка из нескольких панелей или блоков на объемном кар­касе. Шкаф управления — станция управления, защищенная со всех сторон таким образом, что при закрытых дверях и крышках исключа­ется доступ к токоведущим частям.

Поясним термины и определения на примере схемы на рис. 1.1, где максимально упрощенно представлена иерархическая схема электроснаб­жения крупного промышленного предприятия. Предприятие является потребителем электроэнергии (абонентом). С точки зрения энергоси­стемы предприятие и квартира неразличимы — оба потребители. Стрем­ление свести предприятие к точке, не различать специфических проблем электрики ощущалось и при создании теории больших (сложных) си­стем электроэнергетики.

На схеме показана условная граница раздела предприятие-энергоси­стема. Через нее предприятие обеспечивается электроэнергией: по ли­нии электропередачи Л-1, как правило, воздушной ЛЭП, от подстанции энергосистемы или РУ 110 кВ ТЭЦ энергосистемы; от автотрансформа­тора АТ районной подстанции (иногда называемой узловой - УРП), которая имеет, как правило, имя собственное (например, Северная, Металлургическая, Новокузнецкая), возможное напряжение — высшее в энергосистеме и которая удалена на расстояние, обусловленное не электрическими требованиями (сохранение электроснабжения райо­на при крупных авариях на предприятии и др.); от трансформатора Т-1, установленного на подстанции энергосистемы, которая питает од­но или несколько предприятий (потребителей), расположена вблизи, а иногда на территории предприятия и играет роль, близкую к роли главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия; по линии Л-2 от одной из РУ 10(6) кВ или от ТЭЦ энергосистемы на генератор­ном напряжении.

Число вводов присоединения предприятия к энергосистеме два и больше и составляет несколько десятков при питании на генераторном напряжении аналогично Л-2 и высоком напряжении 110(154), 220(330) кВ аналогично Л-1, AT (далее будем указывать напряжение 110 кВ, подразумевая возможность другого значения напряжения). Возникает задача определения нагрузки предприятия: расчетного зна­чения, например проектного; суммирования показаний счетчиков и фактического суммирования, осуществляемого приборами в режиме реального времени.

Присоединение со стороны предприятия к энергосистеме может осуществляться через ОРУ (ЗРУ) 110 кВ, как для Т-2 (может быть глу­хой ввод кабельной линией 110 кВ); через РП 110 кВ предприятия, от которого питаются специальные подстанции, например печная Т-3, и обычные ГПП, например с трансформаторами с расщепленной обмот­кой Т-4 через ГРУ 10(6) кВ собственной ТЭЦ, где установлены транс­форматоры связи Г-5; через РП 16(6) кВ предприятий, которые иногда называют центральными - ЦРП (их может быть несколько).

Заводские подстанции 110/10 кВ (возможность трансформации на 6 кВ здесь и далее подразумевается) носят разные наименования: главные понизительные (преобразовательные) - ГПП, подстанции глубоко­го ввода - ПГВ, опорные подстанции - ОП. Возможны и оригинальные

названия, например АРЗ — Азовская районная заводская. Подстанции нумеруются по порядку.

Обычная схема распределительной* подстанции 10 кВ — две секции (РП-1), схема с одной секцией РП-2 встречается редко и применяется для неответственных потребителей или для нескольких электроприем­ников одной технологической линии; редок и случай нескольких вво­дов на одну секцию РП-3 (подстанция в "кольце" и осуществляет тран­зитное электроснабжение; существуют особые требования по надежно­сти электроснабжения). От РП питаются высоковольтные электродвига­тели и трансформаторы 10/0,4 кВ, как правило, КТП.

Часть от границы раздела предприятие—энергосистема до ТП 10/0,4 кВ, включая ГПП, РП и сети, собственно и есть электроснабже­ние, подразделяемое на предприятиях на участки: подстанции глубоких вводов, воздушные линии электропередачи всех напряжений, межцехо­вые кабельные сети всех напряжений, установки и сети наружного осве­щения территории завода, внецеховые распределительные трансформа­торные и преобразовательные подстанции. Сооружения (блоки, тунне­ли), в которых проложены сети от ГПП к РП и ТП различных цехов, называют магистральными.

Электроустановки и сети 0,4 кВ многочисленны и разветвлены. Они определяются электроприемниками. На схеме условно показаны осве­тительная нагрузка, выпрямительное устройство, двигатель, нагрева­тельное устройство, конденсаторная установка. Эту часть (от ТП до отдельного электроприемника) на предприятиях и в проектных орга­низациях называют силовым электрооборудованием, а сети - цеховы­ми. При решении отдельных вопросов силового электрооборудова­ния ограничения по размещению, установке и электроснабжению дикту­ются специалистами электропривода.