Документальное обследование в системах электроснабжения

В соответствии с рекомендуемыми нормативными документами ниже приведены некоторые определения, относящиеся к данной теме.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в хозяйственной деятельности.

Потребитель ТЭР – это юридическое лицо (организация), независимо от формы собственности, использующее топливно-энергетические ресурсы для производства продукции, услуг, а также на собственные нужды.

Документальное обследование - сбор данных о потребителе ТЭР, производстве услуг, технологических параметрах, технико-экономических показателях, и других данных, необходимых для расчета показателей энергетической эффективности объекта.

Документальное обследование, включает анализ следующей исходной информации:

· схема электроснабжения;

· наличие и параметры резервных схем электроснабжения;

· параметры электрической сети;

· тип, характеристики установленного электротехнического оборудования, режим его работы;

· энергетический паспорт предприятия;

· разделы качества электроэнергии договоров купли-продажи (энергоснабжения) и/ или оказания услуг по передачи электроэнергии, заключенные предприятием со сбытовыми и сетевыми компаниями;

· протоколы периодических и/ или технологических испытаний электроэнергии.

Система электроснабжения предприятия промышленности или ЖКХ. Категории надежности снабжения электроэнергией. Системы электроснабжения промышленных пред­приятий являются частью энергосистемы, обеспечи­вающей снабжение электроэнергией потребителей данного района. Согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ), потребителем элек­троэнергии является электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной тер­ритории. Электроприемником называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразо­вания электрической энергии в другой вид энергии.

С точки зрения бесперебойности электроснабже­ния по ПУЭ различают три категории электроприемников.

Первая категория - нарушение электроснабже­ния может повлечь за собой опасность для жизни лю­дей или значительный ущерб, связанный с поврежде­нием оборудования, массовым браком продукции или длительным расстройством сложного технологическо­го процесса.

Вторая категория - перерыв в электроснабжении этих приемников связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и про­мышленного транспорта (металлорежущих станков, штамповочных прессов, механизмов текстильных фабрик и т. д.).

Третья категория - все электроприемники, не под­ходящие под первую и вторую категории (подсобные цехи, вспомогательные производства).

На каждом предприятии по первой категории снабжаются противопожарные насосы и аварийное освещение. На предприятиях обычно потребители первой категории составляют около 25, второй - 70 и третьей - 5 %.

Электроприемники первой категории при отклю­чении источника питания должны быть обеспечены устройствами автоматического включения резерва (АВР). При этом они должны переключаться на дру­гой, независимый источник питания, на котором со­храняется напряжение при исчезновении его на пер­вом источнике. Например, переключаться на другую секцию сборных шин, если последняя питается от не­зависимого источника и секции не связаны между со­бой. В ряде случаев, когда необходимо обеспечить безаварийное производство, возникает необходимость выделить из первой категории особые электроприемники и иметь для них третий источник меньше мощности. Это вызвано тем, что возможны отказы од­ной линии при ремонте другой, возможны и отказ самих АВР.

Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаиморезервируемых источников питания. Переключения могут производиться дежурным персоналом. Питание потребителей второй категории допускается производить от одного трансформатор при наличии централизованного резерва или по од ной воздушной линии, если восстановление питания будет произведено за время не более одних суток.

Электроприемники третьей категории могут иметь один источник питания, но при условии, что перерыв в электроснабжении не превысит одних суток.

Основные понятия о схемах и элементах системы электроснабжения

Питание систем электроснабжения осуществляется через питающие пункты энергосистемы и собствен­ные заводские электростанции (обычно ТЭЦ).

Системы электроснабжения состоят из питающих распределительных подстанций и связывающих их электрических сетей.

По электропотреблению предприятия подразделяются на крупные с установленной мощностью электрооборудования - 75-100 МВт и выше, средние – 5-75 МВт и малые - менее 5 МВт.

Схема электроснабжения должна быть надежи экономична и безопасна в эксплуатации. Она должна обеспечивать необходимое качество электроэнергии в нормальном и послеаварийном режимах.

Одним из основных элементов электроснабжения промышленного предприятия является подстанция.

Подстанция предназначена для преобразования и распределения электроэнергии и состоит из трансформаторов и других преобразователей энергии, распределительных устройств и устройств управле­ния. В зависимости от преобладания той или иной функции подстанции называют трансформаторным или преобразовательными.

Распределительные устройства (РУ) предназначены для приема распределения электроэнергии на одном напряжении. Они содержат коммутационные аппара­ты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (аккумуляторные, компрессорные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измери­тельные приборы.

Распределительный пункт (РП) это РУ с аппаратурой для управления его работой, не входящее в состав подстанции.

Подстанции и РУ могут быть открытые, закрытые и комплектные.

Комплектные распределительные устройства (КРУ) состоят из полностью или частично закрытых шкафов или блоков со встроенными в них аппаратами, устрой­ствами защиты или автоматики, поставляются в собран­ном или полностью подготовленном для сборки виде.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) состоит из трансформаторов и блоков КРУ, поставляе­мых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Как КТП, так и КРУ бывают внутренней или наружной установки. Подстанции и РУ внутренней установки могут быть пристроенными (примыкающими к основному зданию), встроенными и внутрицеховыми.

Подстанции подразделяются на:

· узловые распределительные (УРП) напряжени­ем 110-500 кВ;

· главные понизительные (ГПП) напряжением 110-220/6-10-35 кВ;

· подстанции глубоких вводов (ПГВ) напряжени­ем 35-330/6-10 кВ;

· цеховые трансформаторные подстанции (ТП) напряжением 6-10/0,38-0,66 кВ.

Узловые распределительные подстанции получают энергию от энергосистемы и распределяют ее по тер­ритории предприятия. На УРП электроэнергия может не трансформироваться. Крупные энергоемкие пред­приятия получают электроэнергию от УРП по линиям глубоких вводов напряжением 110-330 кВ.

Глубоким вводом называется система электро­снабжения с максимально возможным приближением высокого напряжения к потребителям электрической энергии.

На подстанциях промышленных предприятий мо­гут применяться следующие схемы соединений.

Одиночная несекционированная система сбор­ных шин (см. рис. 3.2.1.1) применяется для цеховых подстанций неответственных маломощных потребите­лей. Схема экономична, однако при аварии на шинах и ревизиях сборных шин и шинных разъединителей полностью прекращается электропитание всех потре­бителей.

Рис. 3.2.1.1. Одиночная несекционированная система сборных шин

Одиночная секционированная система сборных шин (см. рис. 3.2.1.2) обладает большей гибкостью и обеспечивает полную бесперебойность наиболее от­ветственных потребителей, если последние подключе­ны к разным секциям и есть резерв по мощности.

Схема с обходной системой сборных шин (см. рис. 3.2.1.3) позволяет использовать всего один выклю­чатель ВС на все линии, отходящие от обходной сек­ции. Схема обеспечивает высокую надежность. В нор­мальном режиме электропотребители питаются от 1-й и 2-й секций, в других режимах они отключаются от своей секции и получают питание от обходной шины.

Рис. 3.2.1.2. Одиночная секционированная система сборных шин

Рис. 3.2.1.3. Обходная система сборных шин

При большом числе секций и отходящих линий схема становится громоздкой, поэтому ее применяют при числе отходящих линий не более шести.

Двойная система сборных шин (см. рис. 3.2.1.4) применяется на крупных преобразовательных подстанциях с большим числом отходящих линий. Для большей гибкости одна из систем сборных шин (рабо­чая) может выполняться секционированной. Шины связаны между собой шиносоединительным выключа­телем (ШСВ). Схема требует сложных блокировок от неправильных коммутаций.

Рис. 3.2.1.4. Двойная система сборных шин

Все рассмотренные схемы имеют общий узел сборных шин, повреждение которого ведет к отключе­нию подсоединенных к ним потребителей. Повыше­ние надежности можно достичь, соединив в кольцо секционными выключателями все сборные шины, при­менив кольцевые схемы.

В последние годы на подстанциях с малым числом потребителей стали применяться мостовые и блочные схемы без сборных шин. В мостовых схемах (см. рис. 3.2.1.5) один из трансформаторов при малых нагрузках может быть отключен. Блочной схемой (см. рис. 3.2.1.6) называется простейшая схема без сборных шин.

Рис. 3.2.1.5. Схема типа «Мостик»

Рис. 3.2.1.6. Блочная система подстанции

Между подстанциями передача электроэнергии может производиться по магистральным и радиальным схемам. В радиальной схеме каждая линия питает одиночную нагрузку. Магистральная линия состоит из одиночных линий, каждая из которых питает по несколько нагрузок. Магистральные линии дешевле радиальных, однако, в случае повреждения одного из трансформаторов и. ответвлений на линии отключаются все потребители этой линии. Радиальные схемы обеспечивают надежность любой категории электроснабжения. Применя­ются также смешанные схемы, когда имеется много разнообразных нагрузок.

Магистральные схемы нашли широкое примене­ние в цехах для питания большого количества мало­мощных потребителей, равномерно расположенных по цеху, например, металлообрабатывающих стан­ков. Магистральная распределительная сеть цеха обычно выполняется в виде шинопровода с ответвительными коробками.

Радиальная распределительная сеть требует боль­шего числа оборудования, она менее удобна и при­меняется в основном в цехах с взрывоопасной или химически активной средой. При радиальной схеме на цеховых подстанциях имеются распределительные устройства или распределительные щиты, которые пи­тают распределительные пункты или отдельные электроприемники большой мощности. В распределитель­ных щитах имеется защита отходящих линий в виде автоматических выключателей или предохранителей. Для большей безопасности работы устанавливаются рубильники.

При проведении энергетических обследований необходимо делать анализ системы электроснабже­ния. Иногда на предприятии был изначально сделан неправильный выбор напряжений питающей и рас­пределительных сетей, например (см. рис. 3.2.1.7).

На предприятии используются мощные синхронные элек­тродвигатели на 6 кВ, в то время как распределитель­ные сети выполнены на 10 кВ. Вследствие этого были использованы дополнительные понижающие транс­форматоры 10/6 кВ. Как известно, при трансформа­ции, в зависимости от нагрузки, теряется до 7 % всей проходящей через трансформатор энергии.

Было бы правильным выбрать синхронные элек­тродвигатели на напряжение 10 кВ, что позволило бы убрать трансформаторы № 3 и № 4.

Рис. 3.2.1.7. Пример нерационального выбора напряжения питания