Лекция 19. Электроснабжение промышленных предприятий Электроснабжение предприятий Основные элементы энергосистем

Электрическая энергия вырабатывается синхронными генераторами на электростанциях, которые подразделяются на:

1) ГРЭС - государственная районная электростанция (тепловая).

Первичным энергоносителем является уголь, газ, нефть и т.п.;

2) ГЭС - гидроэлектростанция;

3) АЭС - атомная электростанция;

4 ) ТЭЦ - теплоэлектроцентраль.

Устанавливается на крупных заводах для снабжения установок паром и энергией, особенно в аварийных ситуациях.

Напряжение генераторов достигает 25 кВ. Для надежного электроснабжения электростанции в европейской части работают на единую энергетическую систему (ЕЭС), которая состоит из районных энергосистем, включающих 5...10 электростанций, связанных линиями элетропередач (ЛЭП). На рисунке дана упрощенная схема районной энергосистемы, состоящей из 4-х электростанций. Для надежности система закольцована и имеет, как минимум, две линии. Обрыв- ЛЭП в любом месте не прерывает снабжение потребителей электроэнергией. ЕЭС управляется из единого диспетчерского пункта. Это позволяет перекачивать энергию из районов с малой нагрузкой в те, где потребление ее растет. Это дает экономический эффект, т.к. нагрузка потребителей колеблется не только в течение суток, но и на протяжении года. Эти колебания имеют определенные закономерности, что позволяет прогнозировать распределение энергии и загрузку электростанций.

Р аспределение энергии по потребителям выполняют подстанции. Так как система электроснабжения выполнена двумя ЛЭП, то подстанции включают два понижающих трансформатора Tр1 и Тр2, две системы шин (секция 1 и 2), отпайки с масляными или воздушными высоковольтными выключателями QF, от которых напряжение 10 кВ подается в цеха двумя ЛЭП к подстанциям низкого напряжения с двумя трансформаторами 10000/380 В. От шин низкого напряжения 380 В автоматическими выключателями питание подается потребителям: к станкам, на сварочные посты, для освещения и т.п.

Чтобы повысить надежность электроснабжения, на подстанциях устанавливают секционный выключатель CQF, В этом случае при отключении одной из ЛЭП включается CQF, что обеспечивает отключенную секцию напряжением от действующей ЛЭП.

Высоковольтные подстанции могут располагаться непосредственно в цехе или в непосредственной близости от него. С целью снижения потерь в системах электроснабжения металлургических заводов широко применяют глубокие вводы, когда энергия напряжением 220 кВ подается непосредственно к цеховым высоковольтным подстанциям. В первую очередь это относится к прокатным цехам, которые потребляют порядка 40 % всей мощности металлургического завода. Последняя составляет 300...500 мгВт.

Высоковольтные выключатели

Напряжение разделяют на две части: до 1000 В считают низким, и потребителей -низковольтными; свыше 1000 В - высокое напряжение, а потребителей высоковольтными.

К оммутацию низковольтных цепей осуществляют рубильниками, автоматами, контакторами. Высоковольтные цепи коммутируются масляными и воздушными выключателями. На рисунке дана схема масляного выключателя. Контакты помещены вместе с искрогасительной камерой в масло (трансформаторное). При подаче питания на электромагнит включения замыкаются контакты, пружина натягивается, система становится на защелку. Питание на электромагнит включения снимается. Для отключения необходимо подать питание на катушку отключения, которая освобождает защелку. Под действием пружины контакты размыкаются. Искрогасительная камера и масло способствуют быстрому гашению дуги. Трансформаторы тока служат для подключения приборов контроля тока, а также токовых реле для защиты от перегрузки и коротких замыканий. Контактная группа смонтирована на тележке, которая может выкатываться из распределительного устройства для ремонтных работ и надежного разрыва цепи. Такая конструкция ячейки называется комплектным распредустройством КРУ. Количество ячеек определяется числом присоединяемых потребителей. Каждая ячейка комплектуется счетчиками учета активной и реактивной энергии для расчета потребителей с энергосистемой, аппаратами защиты от коротких замыканий, замыканий на землю, снижения напряжения, а также, сигнализацией аварийного отключения.