1. Система питания
Система электроснабжения является частью электрики и может быть определена вниз от границы электроснабжающяя организация – потребитель (граница балансовой принадлежности) до единичного электроприемника.
Проектирование систем электроснабжения осуществляется поэтапно.
Основные этапы разработки и построения СЭС:
- определение условий получения электроэнергии от энергосистемы;
- анализ потребителей электрической энергии по технологическим, территориальным, напряжению и роду тока, надежности, характеру нагрузки и другим признакам;
- определение типа ППЭ, РП, ТП, числа секций (систем) шин и питающих вводов, их размещение на генеральном плане предприятия;
- выбор и обоснование связей между ИП и ППЭ, между ППЭ и РП, ТП;
- формирование окончательного варианта структуры СЭС.
Основные требования проектирования и построения схемы СЭС:
- максимальное приближение высокого напряжения к потребителям;
- отказ от «холодного резервирования» в схемах;
- секционирование на всех уровнях СЭС;
- выбор оптимального режима работы элементов СЭС.
В большинстве случаев для СЭС предприятий в нормальном режиме применяются разомкнутые сети.
1.1. Выбор класса напряжения системы питания
Рациональное построение системы электроснабжения во многом зависит от правильного выбора напряжения системы питания и системы распределения.
Под
рациональным напряжением (
)
понимается такое значение стандартного
напряжения, при котором сооружение и
эксплуатация СЭС имеют минимальное
значение приведенных затрат (З),
которые складываются из капитальных
затрат (К) и эксплутационных издержек
(И).
Величина капитальных затрат в основном складываются из капитальных затрат на сооружение ЛЭП (КЛЭП или ВЛЭП) и капитальных затрат на установку основного и вспомогательного электрооборудования (стоимость и монтаж). Величина эксплуатационных расходов складывается из стоимости потерь электрической энергии, стоимости амортизационных отчислений (включая ремонт оборудования) и оплаты труда ремонтного и эксплутационного персонала.
Капитальные затраты и эксплутационные издержки на систему питания в основном определяются величиной нагрузки, расстоянием потребителя от ИП и напряжением сети. Если для сравнения вариантов СЭС принять величину нагрузки и расстояние неизменными, то капитальные затраты и эксплутационные издержки в основном будут определяться величиной напряжения, то есть можно принять К=f(U) и И=f(U). На рисунке 1.1 показаны эти зависимости.
Рис. 1.1. Зависимость приведенных затрат (З), капитальных вложений (К) и эксплутационных издержек (И) от величины напряжения (U)
Функция
приведенных затрат есть З=К+И.
На рисунке 1.1 в точке «В» при минимуме
приведенных затрат и есть
.
Величину приближенного рационального напряжения можно определить и аналитическим путем. В проектной практике для определения величины рационального напряжения был предложен ряд эмпирических формул.
Для шкалы напряжений, применяемых в России С.Н.Никогосовым, была предложена эмпирическая формула
.
(1.1)
Г.А.Илларионовым для шкалы напряжений от 35 до 1150 кВ предложена эмпирическая формула
,
(1.2)
где
– величина рационального напряжения,
кВ;
– мощность, передаваемая по линии
электропередачи, МВт;
– длина линии, км.
Определение системы питания производится на основании технико-экономического расчета (ТЭР) в следующих случаях:
- имеется возможность получения электроэнергии от ИП при двух и более значениях напряжения;
- при необходимости строительства новых или реконструкции действующих электростанций или подстанций энергосистемы;
- при перспективном расширении предприятия.
Во всех остальных случаях для системы питания ТЭР, как правило, не производится, а руководствуются техническими условиями энергосистемы на подключение потребителей к ее электрическим сетям.