Потребители электрической энергии
По роду тока все потребители электроэнергии, работающие от сети, можно разделить на три группы:
1) переменного тока нормальной промышленной частоты 50 Гц (в ряде стран используют 60 Гц);
2) переменного тока повышенной или пониженной частоты;
3) постоянного тока.
Большинство электроприемников промышленных предприятий работает на переменном трехфазном токе частотой 50 Гц.
Теоретически и практически следует различать следующие уровни (ступени) системы электроснабжения (рис. 1.1):
- отдельный электроприемник, агрегат (станок) с многодвигательным приводом или другой группой электроприемников, связанных технологически или территориально и образующих единое изделие с определенной (документально обозначенной заводом - изготовителем) паспортной мощностью, - первый уровень, питающийся по одной линии, 1УР;
- щиты распределительные напряжением до 1 кВ переменного тока и до 1,5 кВ постоянного тока, щиты управления, шкафы силовые, водно-распределительные устройства, шинные выводы, сборки, магистрали – второй уровень, 2УР;
- щит низкого напряжения трансформаторной подстанции 10(6)/0,4 кВ или сам трансформатор (при рассмотрении следующего уровня – загрузка трансформатора с учетом потерь в нем) – третий уровень, 3УР;
- шины распределительной подстанции РП 10(6) кВ (при рассмотрении следующего уровня – загрузка РП в целом) – четвертый уровень, 4УР;
- шины главной понизительной подстанции, подстанции глубокого ввода, опорной подстанции района – пятый уровень, 5УР;
- граница раздела предприятия и энергосистемы – шестой уровень, 6УР [заявляемый (договорной), лимитируемый, контролируемый и отчетный уровень].
Указанное количество уровней, если рассматривать систему электроснабжения предприятия в целом, можно рассматривать как минимальное. Близкие (подобные) схемы и подход можно применить к системе обслуживания и ремонта электрооборудования, к другим вопросам, связанным с созданием электрического хозяйства и управлением им.
Основные требования, предъявляемые к системам электроснабжения
Требования, предъявляемые к системе электроснабжения предприятий, в основном, зависят от характера электрических нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов.
Экономичность систем электроснабжения
Система электроснабжения удовлетворяет требованиям экономичности если затраты на ее создание, эксплуатацию и развитие должны быть минимальны или минимальный срок окупаемости.
Технико-экономические расчеты (ТЭР) выполняется по предприятию в целом, так как основные доходы поступают от реализации продукции основного производства.
При выполнении учебных проектов экономические расчеты при проектировании СЭС предприятия ограничиваются сравнением технических решений. При сравнении вариантов необходимо, чтобы они были технически равноценны и экономически сопоставимы.
При равенстве показателей вариантов или незначительной разнице (5-10 %) следует отдавать предпочтение тому варианту, у которого лучше качественные показатели, который более перспективен с точки зрения развития предприятия (например, с более гибкой и удобной в эксплуатации схемой, новейшим оборудованием и т.п.).
Надежность электроснабжения потребителей
Надежность любой системы – это ее свойство выполнять заданные функции в заданном объеме и требуемого качества при определенных условиях функционирования. Применительно к СЭС одной из основных функций является бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве и установленного качества. Надежность является сложным комплексным свойством и в зависимости от назначения объекта и условий функционирования может включать ряд единичных свойств (отдельно или в сочетании), основными из которых являются: сохраняемость, долговечность, безотказность, ремонтопригодность, режимная управляемость, устойчивость и живучесть.
Для характеристики надежности объектов энергетики определяются основные показатели надежности: параметр потока отказов, время восстановления, и вспомогательные – частота ремонтов и их продолжительность. Показатели надежности определяются для узла нагрузки главной схемы СЭС с учетом режима работы СЭС (нормальный, аварийный, послеаварийный).
Для определения оптимального уровня надежности электроснабжения потребителей необходимо знать величину ожидаемого годового ущерба при перерывах электроснабжения, который определяется особенностями технологического процесса с учетом частоты и длительности перерывов электроснабжения.
Основные способы повышения надежности СЭС:
- повышение надежности источников питания;
- повышение надежности отдельных элементов СЭС;
- уменьшение числа последовательно включенных элементов в СЭС;
- усовершенствование релейной защиты и автоматики СЭС;
- совершенствование системы технического обслуживания и ремонта электроустановок;
- повышение квалификации обслуживающего персонала.
Таким образом, повышение надежности СЭС является комплексной задачей, которая может быть решена на основе технологического и экономического анализа режимов СЭС, условий ее функционирования.
Выполнение своих функций при определенных условиях
Одним из основных условий функционирования электроустановок и СЭС в целом являются надежная работа при воздействии условий окружающей природной среды (погодно-климатические условия) и технико-технологических условий.
Поэтому, при выборе элементов СЭС, необходимо учитывать: как климатические условия эксплуатации (макроклимат, включая загрязнение окружающей среды), так и технико-технологические условия эксплуатации (микроклимат: температура, влажность, запыленность, химически-агрессивные и пожаро-взрывоопасные зоны).
Безопасность и удобство эксплуатации
Безопасность СЭС – это свойство СЭС сохранять с некоторой вероятностью безопасное состояние при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно-технической документацией (монтаж, эксплуатация и проведение ремонтных работ).
Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия электрического тока, электромагнитного поля и статического электричества.
Возможность дальнейшего развития
На этапе проектирования СЭС должна, предусмотрена возможность ее реконструкции, при развитии производства предприятия, без значительных капитальных затрат.
