Системы электроснабжения

Системы электроснабжения.

Статьи по теме
Искать по теме

Главной проблемой является создание рациональных систем электроснабжения, с которыми связано следующее:

а) Выбор и применение рационального числа трансформации. В настоящее время существуют системы электроснабжения с недопустимо большим.

б) Применение на промышленных предприятиях рациональных напряжений приведёт к сокращению числа трансформаций до двух, трёх. В этом случае экономия электроэнергии составит не менее 10... 15 % всего её расхода промышленными предприятиями /3/.

в) Применение рациональных напряжений в системах электроснабжения промышленных предприятий даёт значительную экономию в потерях электроэнергии. Причинами применения нерациональных напряжений является постоянный рост электропотребления, а также требование энергосистем производить питание на напряжении, имеющемся в эксплуатируемой системе. Нерациональные решения в этом направлении приводят к тому, что в эксплуатации находятся системы электроснабжения, в которых потери электроэнергии доходят до 30...40 % /3/.

г) Правильным выбором места размещения цеховых и главных понизительных подстанций. Расположением питающих подстанций в соответствующих центрах электрических нагрузок обеспечивает минимальные годовые приведённые затраты.

д) Дальнейшее совершенствование методики определения электрических нагрузок. Правильное определение ожидаемых нагрузок способствует решению задачи по оптимизации построения систем внутрибазового электроснабжения.

е) Рациональным выбором числа и мощности трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров, что ведёт к сокращению потерь электроэнергии, повышению надёжности и способствует осуществлению общей задачи по оптимизации построения систем электроснабжения.

Электроэнергия должна обладать соответствующим качеством. Основным показателем качества электроэнергии являются стабильность частоты и напряжения. От качества электроэнергии зависит качество выпускаемой продукции и её количество. Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распространения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников, к которым относятся

электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, осветительные установки и др. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов.

Первые электростанции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах.

Позднее появились возможности сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды.

Передача электроэнергии на большие расстояния к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения. В настоящее время большинство потребителей получают электроэнергию от энергосистем. По мере увеличения потребления электроэнергии усложняется система электроснабжения промышленного предприятия. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети.

В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных ее элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются короткое замыкание (КЗ) между фазами электрооборудования и однофазные КЗ с большими токами замыкания на землю. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа системы электроснабжения, что создает ущерб для промышленного предприятия.

Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой и обеспечивающих с заданной степенью быстродействия отключение поврежденного элемента или сети.

Основные требования, предъявляемые к релейной защите, следующие:

а) надежное отключение всех видов повреждений;

б) чувствительность защиты;

в) избирательность ( селективность) действия;

г) простота схем;

д) быстродействие;

е) наличие сигнализации о повреждении.

Назначение релейной защиты заключается в выявлении повреждений в системе электроснабжения и подачи импульса на коммутационный аппарат для отключения поврежденных элементов. Таким образом применение автоматических устройств в электроснабжении позволяет значительно повысить надежность схемы, сократить расходы на обслуживающий и ремонтный персонал, а также упростить схемы электроснабжения.

АПВ широко применяется в сетях энергосистемы. Наиболее эффективно

применение на воздушных линиях электропередач (ЛЭП), где КЗ носят кратковременный характер, то есть самоустраняются.

Важным мероприятием для повышения надежности электроснабжения является А ЧР. Аппаратура АЧР устанавливается на линиях промпредприятия к потребителям 111 и частично 11 категорий, допускающих пер еры вы в питании с наименьшим экономическим ущербом. При возникновении аварийного режима в энергосистеме, связанного с отключением части генерирующих мощностей, для сохранения работы оставшихся генераторов часть нагрузки отключается. Аппаратура А ЧР срабатывает при снижении частоты до 47... 48 Гц. В рабочем режиме частота должна иметь отклонения не более 0,1 Гц и кратковременно до 0,2 Гц.

На напряжение выше 1кВ предусматривается релейная защита элементов системы электроснабжения; если в качестве коммутационного аппарата используется выключатель или комплект короткозамыкатель-отделитель.

В электрических сетях широко применяются следующие виды автоматики и телемеханики:

а) автоматическое повторное включение (АПВ) линий или фаз линий, шин и прочих электроустановок после их автоматического отключения;

б) автоматический ввод резерва (АВР) резервного питания или оборудования;

в) включение синхронных генераторов и синхронных компенсаторов на параллельную работу;

г) регулирование возбуждения, напряжения и реактивной мощности;

д) регулирование частоты и активной мощности;

е) предотвращения нарушений устойчивости;

ж) прекращения асинхронного режима (защита от асинхронного хода);

з) автоматическая частотная разгрузка (АЧР);

и) ограничения повышения частоты:

к) ограничения повышения напряжения;

л) предотвращения перегрузки оборудования;

м) диспетчерский контроль и управление.

Защита трансформаторов. Выполняют защиту от токов КЗ, действующую на отключение поврежденного трансформатора, и выполняется без выдержки времени для ограничения ущерба от повреждения. Для защиты мощных трансформаторов применяется продольная дифференциальная токовая защита, а для маломощных – токовая защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени. При всех повреждениях внутри бака трансформатора и понижения уровня масла применятся газовая защита. Защита от токов внешних коротких замыканий используется как дополнительная и выполняется с выдержкой времени. Защита от перегрузки выполняется с помощью одного максимального реле тока с действием на сигнал при наличии дежурного персонала, а при их отсутствии с выдержкой времени на разгрузку или полное отключение трансформатора от сети. Для цеховых трансформаторов мощностью 100... 1600 кВА применяют максимальную токовую защиту (МТЗ), и защиту от однофазных КЗ на стороне низшего напряжения. Защиту предохранителями и выключателями нагрузки выполняют для трансформаторов мощностью до 1000 кВА с ВН 10 кВ. Защита от КЗ на землю в сети НН осуществляется воздушными автоматическими выключателем /16/.

Литература

Справочник по проектированию электроснабжения / Под редакцией Ю. Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990

Электроснабжение промышленных предприятий / Под редакцией И. Кудрина. – М.: Энергоатомиздат, 1995

Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для ВУЗов по спец. "Электроснабжение". – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1991

Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения: / Сост. А. М. Дмитренко, Г. А. Немцев, М. Н. Атаманов.- Чебоксары: Чуваш. ун-т, 2003