Принципы построения и схемы внешнего электроснабжения Исполнитель
- Скачано: 33
- Размер: 293.5 Kb
Принципы построения и схемы внешнего электроснабжения
- Радиальная система распределения электроэнергии
- Магистральная система распределения электроэнергии
{spoiler=Подробнее}
Электроснабжение ГП принято условно разделять на внешнее и внутреннее. Внешнее электроснабжение - это комплекс сооружений, обеспечивающих передачу электроэнергии от выбранной точки присоединения к энергосистеме до приемлемых подстанций, расположенных на территории предприятия.
Схемы электроснабжение ГП имеют ступенчатое построение. Число ступеней зависит от мощности предприятия и характера размещения электрических нагрузок на его территории. В большинстве случаев применяют две-три ступени. Многоступенчатые схемы усложняют защиту и эксплуатацию электрооборудования.
В схеме первой ступени распределения электроэнергии (внешние электроснабжение) имеется сетевое звено между источником питания предприятия и подстанциями глубоких вводов (ПГВ), если распределение производиться при напряжении 35-330 кВ, или между главной понизительной подстанцией (ГПП) и высоковольтном распределительным пунктом (РП), если распределение при напряжении 6-10 кВ.
На второй ступени распределения электроэнергии (внутреннее высоковольтное электроснабжение) предусматривается сетевое звено между РП, либо распределительным устройством (РУ) вторичного напряжения ПГВ и трансформаторными подстанциями (ТП) или отдельными ЭП напряжением 6-10 кВ.
Для третьей ступени распределения электроэнергии (внутреннее низковольтное электроснабжение) характерно сетевое звено между ТП и ЭП напряжение до 1 кВ.
В практике проектирования электрических сете широко распространены две основные системы распределения электроэнергии – радиальная и магистральная. При совместном применении этих систем образуется смешенная система.
При радиальной системе распределение электроэнергия осуществляется от источника питания или ГПП предприятия через независимые питающие линии к каждому потребителю, РП или ТП. Радиальная система целесообразно там, где имеются крупные сосредоточенные нагрузки, расположенные в различных направлениях от источника питания. При резко переменных нагрузках, вызывающих значительные колебания напряжения, благодаря радиальному питанию уменьшается их влияние на работу других ЭП. Эта система питания обладает большой гибкостью и удобствами в эксплуатации: повреждение или ремонт линии отражается на работе только одного потребителя.
Магистральная система распределения электроэнергии предусматривает питание нескольких потребителей через одну или две параллельные линии. Магистральные схемы выполняют одиночными и двойными, с односторонним и двухсторонним питанием. Эти схемы позволяют наиболее экономично осуществлять принцип дробления подстанций и приближать высшее напряжение к потребителям электроэнергии. В схемах с одиночными магистралями отключение одного ЭП по условиям производства приводит к отключению остальных ЭП. Схемы с двойными магистралями применяют для питания ответственных и технологически слабо связанных между собой ЭП.
Смешанные схемы питания получили распространение на крупных предприятиях, имеющих различные группы как по мощности, так и по требованиям к надежности электроснабжения. Указанные схемы имеют много разновидностей по степени надежности питания, каждая из них может быть применена для питания ЭП любой категории. Окончательный выбор типа схемы производится технико-экономическим сопоставлением вариантов.
На первой ступени распределения электроэнергии применяют: воздушные или кабельные линии глубоки вводов напряжением 35-330 кВ и жесткие или гибкие токопроводы напряжением 6-35 кВ.
Наиболее распространенная система электроснабжения горных предприятий – глубокий ввод, что представляет собой систему электроснабжения с максимально возможным приближением высшего напряжения к ЭП и с минимальным числом ступеней промежуточной трансформации и аппаратов. Применения глубокого ввода позволяет сократить одну или даже две ступени трансформации.
На отдельных предприятиях (например, шахты) сооружают, как правило, одну ПГВ, от которой осуществляется питание всех ЭП. При электроснабжении мощных потребителей (например, горно-обогатительные комбинаты) обычно строят несколько ПГВ.
Глубокие вводы могут быть выполнены по двум схемам:
радиальных ЛЭП, питающих ПГВ по схеме блока линия – трансформатор (рис. 2)
магистральных ЛЭП, проходящих по территории крупных электрических нагрузок и питающих несколько ПГВ с применением короткозамыкателей и отделителей (рис. 1)
Радиальные глубокие вводы рекомендуются при загрязненной окружающей атмосфере (иногда при нормальной окружающей среде). Магистральные глубокие вводы целесообразны в условиях нормальной окружающей среды (реже при мало загрязненной окружающей среде) и при условия, что прохождение воздушных ЛЭП возможно по территории предприятия, а размещение ПГВ – возле корпусов.
Магистральные схемы электроснабжения напряжением 6-10 кВ с применением мощных токопроводов – прогрессивные системы распределения энергии на первой ступени. Их применяют при длительном использовании максимума, высоких удельных плотностях нагрузок или концентрированном расположении основных потребителей, благоприятном для осуществления магистрального питания, т.е. когда число направлений основных потоков энергии минимально. В большинстве случаев применяют схемы с двойными двухниточными магистральными токопроводами (рис. 3), что необходимо как для увеличения их пропускной способности, так и для обеспечения надежного питания потребителей. Если энергия распределяется по токопроводам, то применяют схему блока трансформатор – токопровод без сборных шин на первичном и вторичном напряжениях (рис. 4). Схемы с магистральными токопроводами пригодны для потребителей любой категории, так как обеспечивают надежность питания. В целях повышения экономичности токопроводов необходимо такое прохождение их трассы, чтобы обеспечивалось питание от токопроводов примерно 70-75 % всех электрических нагрузок предприятия.
Основные требования, предъявляемые к схемам электроснабжения:
- обеспечение заданной надежности питания потребителей. При проектировании и построении следует применять глубокое секционирование шин во всех звеньях системы распределения энергии – от узловой подстанции до шин низшего напряжения подстанций. Питание ЭП параллельных технологических потоков, как правило, осуществляется от разных ТП, РП, магистралей или различных секций шин одной подстанции. Всех взаимосвязанные технологические агрегаты одного потока должны питаться от одной секции шин (одного РП, магистрали и т.п.). Схемы электроснабжения следует стоить таким образом, чтобы все их элементы постоянно находились под напряжением;
- удовлетворение экономичности, соответствующей минимуму расчетных затрат. При проектировании схем электроснабжения необходимо предусматривать экономическую их работу в период малых нагрузок (ночной период, входные и праздничные дни) по возможности без больших затрат на дополнительные сетевые устройства. Источники питания следует максимально приближать к ЭП;
- поддержание (в соответствие с требованиями ГОСТа) высокого качества электроэнергии, в частности, минимума отклонений и колебаний напряжения в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах за счет мероприятий, предусматриваемых при построении систем электроснабжения;
- обеспечения роста электрических нагрузок (как в схемной, так и в конструктивной части), связанных как с их увеличением при интенсификации производства, так и при его реконструкции. Работу всех элементов схемы (линии, трансформаторы) следует предусматривать обычно раздельно, так как при параллельной работе увеличивается токи к.з. и усложняются устройства и схемы релейной защиты;
- безопасность, простота и удобство в эксплуатации.
В системе электроснабжения карьеров важное место отводится схеме внешнего электроснабжения. Схемы внешнего электроснабжения весьма разнообразны, а их построение зависит от многих факторов: площади и глубины карьера, способов разработки месторождения, мощности главных приводов горных машин, системы транспорта, технических параметров, схемы и расстояния до ближайшего источника питания и т. д.
В настоящее время в связи с развитием энергетических систем электроснабжение карьеров осуществляется от районных подстанций систем по воздушным и кабельным линиям. При наличии на карьерах потребителей категорий I и II от РПС до ГПП карьера прокладывается не менее двух линий. Воздушные линии (ВЛ) сооружаются одно - или двухцепными с применением различных типов деревянных, железобетонных и металлических опор. Напряжение питающих линий от РПС до главных понизительных подстанций карьеров составляет от 6 до 220 кВ.
При электроснабжении малых карьеров, расположенных на близком (1‑3 км) расстоянии от РПС, сооружаются центральные распределительные пункты или распределительные пункты напряжением 6 кВ. Питание РП (рис. 5, а) малых карьеров, на которых имеются только потребители категории III, осуществляется по одной стационарной воздушной (ВЛ) или кабельной (КЛ) линии 6 кВ. Для близко расположенных от РПС карьеров, имеющих потребителей категорий I и II по надежности электроснабжения, применяются схемы, при которых ЦРП или РП питается по двум ВЛ или КЛ от одной или двух РПС (РПС1, РПС2) (рис. 5, б, е). ЦРП и РП располагаются в нерабочей зоне горных разработок, обычно на поверхности или на нерабочих уступах карьера.
Электроснабжение мощных карьеров с установленной мощностью 10 МВт и выше, расположенных на значительном (20—50 км) расстоянии от районных подстанций энергосистем, осуществляется по схемам, приведенным на рис. 5, г‑ж. По этим схемам от РПС энергосистемы на площадку карьера прокладываются магистральные воздушные линии напряжением 35, 110, 150, 220 кВ. Для карьеров, имеющих большую (10—20 км2) территорию горных разработок, применяют схемы, приведенные на рис. 5, д, е. С целью приближения главных подстанций к центру нагрузок на карьере сооружают две и более ГПП (ГПП1, ГПП2) с первичным напряжением 35—220 кВ, получающих питание от одной или двух РПС. Глубокие вводы 35, 110, 150, 220 кВ выполняются по схеме блока линия—трансформатор и вводятся возможно ближе к наиболее крупным потребителям нагрузки. Подстанции или отдельные трансформаторы питаются по ответвлениям от магистрали (рис. 5).
В большинстве случаев открытые распредустройства (ОРУ) главных понизительных подстанций оборудуют по упрощенному варианту без выключателей на первичном напряжении с установкой короткозамыкателей и отделителей.
Электроснабжение карьеров, на которых применяют мощные экскаваторы (ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5, ЭШ-15/90А, ЭШ-100/100 и др.), осуществляется по схемам, приведенным на рис. 5, е, ж. Схема, данная на рис. 5, е, применяется в тех случаях, когда на карьере используются экскаваторы, работающие на двух различных напряжениях. По этой схеме на карьере сооружается ГПП с трех обмоточными трансформаторами на два вторичных напряжения — 6 и 10 кВ. От каждой секции подстанции питаются экскаваторы с рабочим напряжением соответственно 6 или 10 кВ. Схема, приведенная на рис. 5, ж, применяется для карьеров с электрифицированным транспортом и мощными высокопроизводительными экскаваторами и роторными комплексами. По этой схеме на карьере сооружаются ГПП на два вторичных напряжения 35 и 6 кВ. Такие ГПП питаются от РПС по одно - или двухцепным воздушным линиям напряжением 110—220 кВ. К шинам закрытого распредустройства (ЗРУ) 6 кВ присоединяются электроприемники поверхности, экскаваторы и другие потребители близко расположенных участков открытых горных работ; к шинам открытого распредустройства 35 кВ—воздушные линии, питающие по принципу глубокого ввода передвижные трансформаторные подстанции напряжением 35/6 кВ удаленных участков горных работ с мощными экскаваторами и другими энергоемкими потребителями. Для этого применяют сборно-разборные комплектные (СКТП) и передвижные комплектные (ПКТП) трансформаторные подстанции. Подстанции ПКТП 35/6—10 кВ с мощностью трансформатора 2500—10000 кВ·А используются для питания экскаваторов ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5, ЭШ-15/90, ЭРШРД-5000 и др. Распредустройство РУ 6—10 кВ выполняют из комплектных шкафов КРУН 6—10 кВ со встроенными разъединителями, выключателями и аппаратурой управления и защиты.
Эту же схему применяют на карьерах, где используют электрифицированный железнодорожный транспорт. На таких карьерах сооружают ГПП, совмещенные с тяговой подстанцией. В этом случае к шинам ОРУ 35 кВ присоединяются воздушные линии 35 кВ, питающие передвижные подстанции (ПКТП 35/6) мощных экскаваторов и удаленных участков горных работ, а также трансформаторы преобразовательных агрегатов.
В настоящее, время на вновь строящихся карьерах с установленной мощностью трансформаторов 16 MB·А и выше для снижения токов к.з. и уменьшения величины тока замыкания на землю проектами рекомендуется предусматривать на ГПП установку трансформаторов с первичным напряжением 110—220 кВ, с расщепленными вторичными обмотками напряжением 6 (10) кВ. В этом случае ЗРУ—6(10) кВ сооружается из четырех секций (рис. 6).
Главные понизительные подстанции (ГПП) размещают на нерабочем борту карьера возможно ближе к центру электрических нагрузок для сокращения длины ЛЭП и вне зоны действия взрывных работ. Совмещенные тягово-распределительные подстанции располагают на борту карьера в районе выездной траншеи. Схема коммутации ГПП должна обеспечивать раздельную работу питающих линий и трансформаторов при нормальном режиме эксплуатации. Их параллельная работа допустима только на время переключений при ликвидации аварии в системе электроснабжения.
Помимо основных систем внешнего электроснабжения — схем питания карьеров, существуют схемы электроснабжения объектов промышленной площадки (промплощадки). Электроснабжение отдельных электроустановок и цехов на промплощадке осуществляется кабельными и воздушными линиями 6—10 кВ непосредственно от шин ГПП или через ТП 6—10/0,4 кВ.
{/spoilers}
