Коммерциялық емес акционерлік қоғам алматы энергетика және байланыс университеті

Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау кафедрасы

 

 

Электрмен жабдықтау жүйесін жобалау

5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшін дәрістер жинағы

 

Алматы 2012

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Г.Д. Манапова, О.П. Живаева. Электрмен жабдықтау жүйесін жобалау. 5В071800 – Электр энергетика мамандығының студенттеріне дәрістер жинағы. – Алматы: АЭжБУ, 2012. – 67 б.

 

Осы дәрістер жинағында өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау жүйесін жобалаудың мәселелері, өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау жүйесін жобалаудағы техникалық-экономикалық есептеулер, электр жабдықтарын таңдау, жалпы өндірістік спецификалық тұтынушыларды электрмен жабдықтау және найзағайдан қорғаныс қарастырылған.

Без. 35, әдеб. көрсеткіш. - 16 атау.

 

Пікір беруші: техн.ғыл.канд., доцент Г.А. Абсадыкова 

 

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2011 ж. баспа жоспары бойынша басылады.

 

 

 

© «Алматы энергетика және байланыс университеті», КЕАҚ 2012 ж.

1 Дәріс. Электрмен жабдықтау жүйесіне қойылатын негізгі талаптар және электрмен жабдықтау сұлбасын салудың негізгі принциптері. Қоректендіру көздері

 

         Дәрістің мазмұны:

- электрмен жабдықтау сұлбаларын салудың негізгі принциптері мен шарттары.

         Дәрістің мақсаты:

- қоректендіру көздерімен танысу.

 

Рационалды түрде орындалған өндірістік кәсіпорынды электрмен жабдықтаудың жаңа жүйесі келесідей талаптарды қамтамасыз етеді: үнемділік, электрмен жабдықтау сенімділігі, іске асыру қауіпсіздігі мен ьңғайлылығы, электр энергиясының сапасы, жүйенің икемділігі (ары қарай даму мүмкіндігі), қорек көзінің тұтынушының электр қондырғыларына максималды түрде жақындауы, сонымен қатар құрылыс-монтаж жұмыстардын орындау мерзімі қысқа болуы керек.

Сонымен қатар мүмкіндігінше электр энергиясы мен түсті металлдар аз шығындалатын шешімдер қолданылуы керек.

Электрмен жабдықтауға қойылатын маңызды талаптар:

а) соққылық жүктемесі тез ауысатын циклді түрде қайталанатын электр қабылдағыштар;

б) электрмен жабдықтау жүйесінің барлық режимдерінде қоректендірілуі ажырамауы тиіс электр қабылдағыштар;

в) лас ортадағы зоналарда орналасқан электр құрылғылары.

Электрмен жабдықтау жүйесін салғанда электр энергиясын қабылдағыштардың категорияларын есепке алу қажет. Категорияларды анықтағанда ПУЭ талаптарын ескеру керек.

Тұтынушыларды электрмен жабдықтаудың беріктігі қажетті резерв деңгейімен қамтамасыз етіледі. Резервтеу негізгі өндірістің апаттан кейінгі режимін жалғастыру үшін қажет. Үшінші категориядағы тұтынушыларды қоректендіру резервтеуді қажет етпейді.

Электрмен жабдықтау сұлбаларына (ЭҚС) қойылатын талаптармен оның параметрлері тұтынушы сенімділігінің деңгейі мен қуатына байланысты.

ПУЭ-мен сәйкес бірінші деңгейлі электр қабылдағыштар (ЭҚ) үшін екі өзара резервтелетін тәуелсіз қорек көздері қарастырылады.

Екінші деңгейлі электр қабылдағыштарды электр энергиясымен жабдықтауда оларды екі өзара резервтелетін тәуелсіз қорек көздерімен қамтамасыз ету ұсынылады. Екінші категорияға апаттық режим кезіндегі негізгі өндірістің жұмысын жалғастыру мүмкін емес болатын технологиялық қондырғылар кіреді.

ЭҚС МЕСТ 13109-97 «Жалпы тағайындалу бойынша электрмен қамтамасыз ету жүйелерінде сапа нормаларына» сәйкес қажетті мөлшерде электр энергиямен қамтамасыз етуі керек. Электр энергиясы сапасының төмендеуі энергияның қосымша шығынына, және де электр тораптарының өткізу қабілетін төмендетеді, электр машиналарының, конденсаторлық құрылғылардың, электр қондырғыларының және т.б. қызмет ету мерзімінің азаюына алып келеді.

Трансформаторлық және тарату қосалқы стансаларды электр энергиясын тұтынушылардың электр құрылғыларына максималды түрде жақындату қажет, нәтижесінде терең ендіру арқылы трансформациялау сатыларының санын, қоректендіру және тарату тораптарының жоғары кернеуін азайтамыз: магистралды ток сымдарын ендіре аламыз.

Есептік (максималды) қуаттың шамасы бойынша кәсіпорынды бөлуге болады: мини-бірліктен жүздікке кВт дейін, кіші (ұсақ) - 3-5 Мвт дейін, орташа - 5-75 МВт, ірілері - 75-500 МВт, өте ірілері (гиганттар) - 1000 МВт-қа жуық.

Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау сұлбалары келесі негізгі принциптерді есепке алып құрастырылуы қажет:

- қоректендіру көздері электр энергиясын тұтынушыларға максималды түрде жақын болуы қажет; терең ендіруді кең түрде енгізу және БТҚС 2-3 және одан көп терең ендірілген қосалқы стансаларға бөлу мүмкіндігі болуы қажет;

- әр кернеудегі электр энергиясының тартылуы мен трансформациялау сатысының саны мүмкіндігінше аз болуы керек;

- қосалқы стансасының электрлік қосылулары мен электрмен жабдықтау сұлбалары электрмен жабдықтау және резервтеу деңгейі беріктікті қамтамасыз етуі қажет;

- электр энергиясын таратуды қоректендіру магистралды сұлба арқылы жасауға кеңес етіледі. Радиалды сұлбалар негізделуіне байланысты қолданылады:

- электрмен жабдықтау сұлбасы өндірістің технологиялық сұлбасын есепке алып, блоктық принципте орындалуы қажет. Параллель технологиялық желілердегі электр қабылдағыштарын қоректендіру қосалқы стансаның әртүрлі шиналарындан алынады, өзара технологиялық агрегаттар бір секциядағы шинадан қоректендіру алуы қажет;

- электр тораптарының барлық элементтері жүктелуі тиіс, өйткені ол шығынның азаюына себепкер болады. Резервтеу электрмен жабдықтау сұлбасының өзінде қарастырылады, ол ажыратылған жүктемелерді жұмыс жасап тұрған сұлба элементтері арасында өзара таратылады. Сонымен қатар электр қондырғыларының асқын жүктелу қабілеті қолданылады, және жекелеген жағдайларда жауапты емес тұтынушылар өшіріледі. Тораптағы жұмыс жасамайтын элементтердің болуы негізделуі қажет:

- тораптағы электрмен жабдықтау элементтерінің жеке жұмысын қолдану керек: желінің, секцияның, ток сымдарының, трансформаторлардың, яғни I_к  және РҚ оңайлату үшін кәсіпорынның ЭЖЖ терең секциялауды қолдану қажет. Кернеудің барлық сатысында РАҚ (АВР) кеңінен қолдану кез келген категориядағы жүктемеде терең секциялау сұлбасын қолдануға мүмкіндік береді. Кейбір жағдайларда энергиямен жабдықтаушы ұжымдармен келісу арқылы паралллель жұмысқа рұқсат беріледі, мысалы соққылық тез айнымалы жүктемені қоректендіруде, егер электр қозғалтқыштардың өздігінен қосылуында РАҚ қажетті тез қосылуды қамтамасыз етпесе;

- электрмен жабдықтау мәселелері объектінің бас жоспарын құрастырған кезде құрылыстық және технологиялық сұрақтармен бірге шешілуі тиіс.

Кәсіпорынды рационалды электрмен жабдықтаудың мәселелері осы аудандағы жалпы энергетикамен бірге қарастырылуы тиіс. Электрмен жабдықтаудың шешімі ауданды электрлендірудің алдағы жоспарын есепке алуы тиіс, себебі ол барлық саланы электрмен жабдықтауды қамтамасыз етуге  мүмкіндік береді. Сол кәсіпорынның аумағындағы рационалды шешім әрдайым жалпы осы ауданды электрлендіруде тиімді және арзан болмайды.

Көптеген кәсіпорындардың негізгі қоректендіру көзі (ҚК) электр стансалары (сонымен бірге генераторлар кернеуінің шиналары), өзіндік ЖЭО және энергожүйенің аудандық қосалқы стансалары. Тәуелсіз ҚК таңдауды энергиямен жабдықтаушы ұжым жасайды, ол жерде қосылудың техникалық шарттары оның сипаттамасын көрсетеді.

90-шы жылдардың басында энергожүйеде аудандық қосалқы стансадағы 110-220 кВ кернеудегі  шиналардан тұтынушыларды қоректендіру жоспарға алынды, ол генератор тораптарын гальваникалық босату және тораптағы әртүрлі тұтынушылардағы зақымдалудың генератор жұмысына әртүрлі әсерін жоюға мүмкіндік береді. Салынып жатқан электр стансаларында тұтынушыларға арналған 6, 10 және 35 кВ тарату құрылғылары қарастырылмаған, барлық қуат жақын аудандық қосалқы стансаларына110 және 220 кВ кернеуде беріледі. Кәсіпорында өзіндік ЖЭО салу да тиімсіз болып табылады. Мұндай шешімдер энерго компаниялар үшін экономикалық жағынан тиімді, бірақ ол тұтынушыларды электрмен жабдықтаудың беріктігін төмендетеді.

Электрмен жабдықтау жобасын құрастырушы тәуелсіз ҚК біреуінің апаттық ажыратылуы кезінде электр қабылдағыштарының ажыратылмай қоректенуін анықтайтын келесі факторларға ерекше мән беруі қажет:

- апаттық режимнен кейінгі ҚК қалған тұрақталған кернеу шамасы 0,9 номиналды кернеуден аз болмауы тиіс;

-  бір ҚК апаттық ажыратылғанынан және релелік қорғаныс пен автоматика әсерінен кейін қалған ҚК қысқа уақыттағы кернеу төмендеуі болуы мүмкін. Егер кернеу жоғалуының шамасы мен оның ұзақтығы қалған ҚК электр қабылдағыштарының ажыратылуына алып келетін болса, онда ол ҚК тәуелсіз болып саналмайды. Резервтегі ҚК қалған кернеудің шамасы 0,7 номиналды кернеуден төмен болмауы қажет.

Өзіндік электр стансаларын (ЖЭО, ГЭС) салу келесі жағдайларда тиімді болады:

- кәсіпорынның буға және ыстық суға қажеттілігі біршама болғанда;

- кәсіпорында қалдық отын (газ және т.б.) және оны электр стансаға қолдана алу мүмкіндігі болғанда;

- қашықтығы біршама немесе энергожүйенің қуаты жеткіліксіз болғанда;

- қоректендіруі ажырамауы тиіс ерекше топтағы электр қабылдағыштар бар болса, ал өзіндік ҚК электрмен жабдықтауды резервтеуге керек болса.

Өзіндік ҚК ретінде қолданылатын электр станса жақын маңдағы энергожүйенің электр торабымен электрлік байланыста болуы тиіс. Байланыс тікелей генераторлық кернеумен немесе байланыс трансформаторлары арқылы жоғары кернеуде жүргізіледі.

Өндірістік кәсіпорындарда электр энергиясын қабылдау орны ретінде бола алады:

- ірі кәсіпорындардағы терең ендірілетін қосалқы стансалар арасында электр энергиясын таратуға арналған кернеуі 110 кВ және одан жоғары түйіндік тарату қосалқы стансалары;

- кернеуі 35 кВ және жоғары бас төмендеткіш қосалқы стансалары (бір немесе бірнеше);

- кернеуі 35 кВ және жоғары терең ендірілген қосалқы стансалардың қоректендірілуі энергожүйенің қосалқы стансасынан алынса;

- орталық тарату қосалқы стансалары немесе тарату қосалқы стансалары егер кәсіпорынның тарату тораптары мен қоректендірілуінің кернеуі бірдей болса;

- кернеуі 6-20 кВ электрлік жүктемесі аз кәсіпорындардың трансформаторлық қосалқы стансалары (ТҚС).

Электрлік жүктемесі 100-150 МВт және одан жоғары ірі энерго қабылдайтын кәсіпорындарда электр энергиясының қабылдағышы ретінде кернеуі 110-500 кВ түйіндік тарату қосалқы стансалары қолданыла алады. ТТҚС әдетте энергиямен жабдықтаушы ұжымның қарауында болады, сондықтан олар ережеге сай өндірістік кәсіпорынның алаңынан тыс, бірақ оған жақын аралықта орналасады. Егер ТТҚС бір кәсіпорынның терең ендірілген бірнеше қосалқы стансаларды қоректендіруге арналса, онда олар кәсіпорынның территориясында орналаса алады және өндірістік кәсіпорыннның қызметкерлері қызмет жасай алады.

Жүктемесі бірнеше ондаған МВт кәсіпорындарда электр энергиясының қабылдағышы ретінде БТҚС, ПГВ, 6-10 кВ ТҚС бола алады. Кәсіпорындағы электр энергиясын қабылдағыш орындар саны бірнеше факторлармен: қоректендірудің беріктіктігіне қойылатын талаптармен, кәсіпорынның сатылы дамуымен, экономикалық тиімділігімен анықталады.