Уровни и элементы систем электроснабжения.

В общем случае систему электроснабжения можно представить в виде древовидной структуры (рис. 3.1), которая наглядно представляет процессы передачи электрической энергии к электроприемникам.

Рис. 3.1. Структура СЭС: ГПП – главная понизительная подстанция; ГРП – главный распределительный пункт; РП – распределительный пункт; ТП – трансформаторная подстанция; СА – силовой пункт; ШРА – распределительный шинопровод; АЭД – асинхронный электродвигатель; П – преобразователь; ОУ – осветительная установка.

В древовидной (дендроидной) структуре СЭС выделяется шесть уровней [1]:

1УР – линия, питающая отдельный электроприемник от любого вышестоящего уровня, независимо от номинального напряжения электрических сетей.

2УР – линия распределительной сети напряжением до 1000 В, обеспечивающая связи силовых пунктов (СП) или распределительных шинопроводов (ШРА) между собой и с магистральными шинопроводами (ШМА) или с шинами цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

3УР – магистральные шинопроводы или шины цеховой ТП.

4УР – шины распределительных подстанций (РП) высокого напряжения (при отсутствии РП 4УР и 5УР совпадают).

5УР – шины низшего напряжения ГПП или ГРП.

6УР – граница раздела сетей предприятия и энергоснабжающей организации.

Указанное количество уровней можно считать минимальным. Возможно появление заводских распределительных пунктов на 110 (220) кВ, которые питаются от районных источников питания и предназначены для увеличения количества присоединений и экономии проводниковой продукции. От распределительных пунктов (РП) 6-20 кВ могут питаться не только ТП 6-20/0,4 кВ и высоковольтные двигатели, но и вновь сооружаемые РП 6-20 кВ. Есть случаи, когда и эти РП в свою очередь питают другие РП 10 кВ. Для 2УР распространено питание распределительного щита 0,4 кВ от другого щита (появление еще нескольких подуровней), что особенно характерно для удаленных и маломощных потребителей.

В общем случае 6УР – это уровень потребителя электроэнергии: предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка. Уровень, называемый заводским электроснабжением, интегрирует нагрузки ГПП, ГРП и распределительных устройств заводских ТЭЦ. С системой внешнего электроснабжения 6УР связан линиями электропередачи, которые присоединены к источникам питания энергосистемы: районным и узловым подстанциям энергосистемы; распределительным устройствам ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, АЭС.

Высшее напряжение трансформаторов ГПП определяется шкалой напряжений, сложившейся в ЭЭС. На большей части страны существует система 500/220/110 кВ, а также развивается система 750/330/154 кВ. Напряжение 35 кВ для системы электроснабжения не рекомендуется и применяется, например, для дуговых сталеплавильных печей, а также для удаленных потребителей небольшой мощности.

Распределительные пункты 4УР получают электроэнергию от ГПП или ТЭЦ на напряжении 6-20 кВ и предназначены для ее приема и распределения между цеховыми ТП и отдельными токоприемниками высокого напряжения (электродвигатели, преобразователи, электропечи). В некоторых случаях РП совмещаются с цеховыми ТП для удобства питания цеховых потребителей электроэнергии. 5УР и 4УР относят к внецеховому электроснабжению, сети называют межцеховыми (магистральными), а напряжение – распределительным. От 5УР осуществляется электроснабжение крупных потребителей, от 4УР питаются цеха, отдельные здания и сооружения. Часть подстанций 4УР тесно связана с производственным процессом – технологией.

Цеховые ТП предназначены для преобразования электроэнергии напряжением 6-20 кВ в напряжение 220/380, 660 В и питания на этом напряжении цеховых электрических сетей. К цеховым электрическим сетям 110/220/380 и 660 В присоединено большинство электроприемников промышленных предприятий. Одними из элементов системы электроснабжения являются преобразовательные подстанции, которые предназначены для преобразования переменного тока в постоянный, а также для преобразования энергии одной частоты в другую.