Раздаточный материал СЭС ГиПП ЗО 2017 / Конспект лекций / КЛ СЭС ГиПП / 11. Пректирование СЭС
.doc8 Проектирование систем электроснабжения
8.1. Общие положения
Основные факторы, которые необходимо учитывать при проектировании систем электроснабжения:
- характеристика источников питания;
- характеристика потребителей электроэнергии;
- экономичность СЭС;
- бесперебойное электроснабжение потребителей;
- безопасность и удобство эксплуатации СЭС.
Схемы электроснабжения промышленных предприятий должны разрабатываться с учетом следующих основных принципов [7]:
- источники питания должны быть максимально приближены к потребителям электрической энергии;
- число ступеней трансформации и распределения электроэнергии на каждом напряжении должно быть минимально возможным;
- распределение электроэнергии рекомендуется осуществлять по схемам, обеспечивающим как надежность электроснабжения, так и ее качество;
- схемы электроснабжения и электрических соединений подстанций должны быть выполнены таким образом, чтобы требуемый уровень надежности и резервирования был обеспечен при минимальном количестве электрооборудования;
- схемы электроснабжения должны быть выполнены по блочному принципу с учетом технологической схемы предприятия;
- взаимосвязанные технологические агрегаты должны питаться от одной секции шин подстанции;
- питание электроприемников параллельных технологических линий следует осуществлять от разных секций шин подстанций;
- питание вторичных цепей не должно нарушаться при любых переключениях питания силовых цепей параллельных технологических потоков.
ПГВ предназначена только для приёма электрической энергии (без её распределения). Поэтому схемы ввода высокого напряжения выполняются по упрощенным схемам (без сборных шин). Линии электропередачи ввода могут быть как воздушными, так и кабельными линиями 110 или 220 кВ.
Применение ВЛЭП целесообразно при нормальных условиях окружающей среды и при невысокой плотности застройки промышленной площадки. Провода ВЛЭП 110-220 кВ выполняются сталеалюминевыми. При сооружении ОРУ вблизи морских побережий, соленых озер, химических предприятий и т. п. местах применяются специальные алюминиевые и сталеалюминевые провода, защищенные от коррозии. Для подвески гибкой ошиновки, как правило, применяются стеклянные и полимерные изоляторы.
При построении схемы электроснабжения предприятия должно проводиться секционирование шин во всех звеньях системы электроснабжения, включая шины низшего напряжения цеховых двухтрансформаторных подстанций.
При нормальном режиме работы схемы электроснабжения следует применять раздельную работу линий и трансформаторов как системы питания, так и системы распределения электрической энергии.
Система электроснабжения должна обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной ее реконструкции.
Регулирование напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий должно обеспечиваться применением трансформаторов и автотрансформаторов с автоматическим регулированием напряжения под нагрузкой и выбором оптимальных ответвлений у нерегулируемых под нагрузкой трансформаторов.
На промышленных предприятиях рекомендуется предусматривать автоматизированный учет потребления электроэнергии.
Релейная защита и автоматика (РЗА) подстанций промышленных предприятий должна быть согласована с устройствами РЗА системы внешнего электроснабжения. Выбор принимаемых видов РЗА должен выполняться в соответствии с техническими условиями на присоединение, выданными энергоснабжающей организацией, и требованиями соответствующих глав ПУЭ. Для подстанций промышленных предприятий рекомендуется применять комплектные устройства РЗА, выполненные на интегральных микросхемах.
При необходимости компенсации ёмкостных токов замыкания на землю в сетях 6; 10; 35 кВ на ПС устанавливаются дугогасящие заземляющие реакторы с плавным или ступенчатым регулированием индуктивности. На напряжении 6; 10 кВ дугогасящие реакторы подключаются к нейтрали трансформатора. Дугогасящие реакторы с плавным регулированием индуктивности оснащаются системой автоматического регулирования ёмкостного тока замыкания на землю.
Для исключения выхода из строя оборудования от феррорезонансных перенапряжений рекомендуется применять:
- для сетей 6; 10; 35 кВ антирезонансные трансформаторы напряжения соответствующих классов;
- для сетей 110 и 220 кВ антирезонансные или ёмкостные трансформаторы напряжения соответствующих классов.
Режим заземления нейтрали обмоток 110 кВ трансформаторов выбирается с учётом класса изоляции нейтрали, обеспечения в допустимых пределах коэффициента заземления, допустимых значений токов однофазного КЗ.
Нейтраль обмоток трансформаторов 110 кВ, которые в процессе эксплуатации могут быть изолированы от земли, защищаются ограничителями перенапряжения типа ОПНН-110 [7]. Все трансформаторы 220 кВ и выше имеют глухое заземление нейтрали.
При проектировании молниезащиты воздушных линий электропередачи, подстанций, открытых и закрытых распределительных устройств следует руководствоваться требованиями ПУЭ.
Разрядники в качестве средств защиты от перенапряжений на ПС 110 кВ и выше не применяются [7].
Проектирование заземляющих устройств выполняется в соответствии с нормированием по допустимому напряжению прикосновения либо по допустимому сопротивлению растекания, а также с учётом требований по снижению импульсных помех для обеспечения работы РЗ, автоматики, телемеханики и связи.
На всех ПС устанавливаются не менее двух трансформаторов СН. К трансформаторам собственных нужд ПС могут подключаться только потребители подстанции.
В схемах собственных нужд ПС предусматривается присоединение трансформаторов СН к разным источникам питания (вводам разных трансформаторов, различным секциям шин РУ и др.).
На стороне низшего напряжения трансформаторы СН должны работать раздельно с автоматическим вводом резерва (АВР). Для ПС 110 и 220 кВ мощность каждого трансформатора СН с низшим напряжением 0,4 кВ предусматривается не более 630 кВ·А. Для сетей СН переменного тока принимается напряжение 380/220 В системы TN-C или TN-C-S.
Система АСКУЭ подстанций напряжением 35 кВ и выше охватывает все точки расчетного и технического учета активной и реактивной электроэнергии с целью получения полного баланса электроэнергии на объекте, включая балансы по уровням напряжения.
8.2. Конструктивное исполнение подстанций
При проектировании подстанций учитывают особые условия окружающей среды, в частности: сейсмичность региона, климатические условия, степень загрязнения атмосферы и высоту расположения площадки ПС над уровнем моря.
При проектировании подстанций необходимо обеспечить:
- надёжное электроснабжение потребителей с требуемым качеством электрической энергии;
- внедрение передовых проектных решений;
- соблюдение требований экологической безопасности и охраны окружающей среды;
- ремонтопригодность применяемого электрооборудования;
- безопасные и удобные условия труда эксплуатационного персонала.
При проектировании подстанций необходимо руководствоваться ПУЭ [2], рекомендациями по технологическому проектированию[7], а также другими нормативными документами. При проектировании подстанций с учётом рекомендуемых схем РУ, компоновок оборудования, конструкций зданий и сооружений возможны обоснованные отступления от рекомендаций по проектированию.
Подстанции (ПС) с высшим напряжением 35-750 кВ сооружаются, как правило, открытого типа.
Сооружение ПС закрытого типа напряжением 35-220 кВ предусматривается в случаях:
- когда в районах, где по климатическим условиям, при наличии снежных заносов и пыльных уносов, в прибрежных зонах с сильнозасоленной атмосферой, невозможно применение ПС открытого типа;
-расположения ПС в зонах промышленных загрязнений;
-необходимости снижения уровня шумов до допустимых пределов.
ПС 35 и 110 кВ преимущественно проектируются комплектными, заводского изготовления. Применение некомплектных подстанций обосновывается технико-экономическим расчетом.
Выбор типа, мощности и других параметров подстанций, а также их расположение должны обусловливаться значением и характером электрических нагрузок и размещением их на генеральном плане предприятия. При этом должны учитываться также архитектурно-строительные и эксплуатационные требования, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, требования взрывопожарной и экологической безопасности.
Подстанции, как правило, должны проектироваться с учетом эксплуатации их без постоянного дежурного персонала с применением устройств релейной защиты, автоматики, сигнализации и т. п.
Месторасположение подстанции, выделение зон для рационального размещения линий электропередачи следует определять совместно с генпланом предприятия.
При выборе места размещения главной подстанции (ППЭ) необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:
- площадка размещается вблизи центра электрических нагрузок;
- предусматриваются подъездные пути к подстанции;
- подстанция располагается вне зон загрязнения промышленными отходами предприятия;
- обеспечение максимально удобных заходов и коридоров воздушных линий электропередачи всех классов напряжения;
- на расстоянии от складов горюче-смазочных материалов, нефтепроводов, газопроводов, определяемом соответствующими нормами и правилами.
При размещении подстанции обслуживаемой энергосистемой на территории предприятия предусматривается возможность выделения её в самостоятельный объект с независимым проездом на территорию подстанции.
Уровень изоляции оборудования подстанций выбирается в зависимости от степени загрязнения атмосферы природными или производственными уносами.