Τύποι σχημάτων τροφοδοσίας και περιοχές εφαρμογής τους

Το κύριο πρόβλημα στη διανομή χαμηλής τάσης είναι η επιλογή κυκλώματος. Ένα σωστά σχεδιασμένο κύκλωμα θα πρέπει να διασφαλίζει την αξιοπιστία του τροφοδοτικού. ηλεκτρικούς δέκτες ανάλογα με το βαθμό ευθύνης τους, τους υψηλούς τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες και την ευκολία λειτουργίας του δικτύου.

Όλα τα κυκλώματα που συναντώνται στην πράξη είναι συνδυασμοί χωριστών στοιχείων — τροφοδότες, κορμοί και κλάδοι, για τους οποίους θα υιοθετήσουμε τους ακόλουθους ορισμούς:

τροφοδότης — μια γραμμή που έχει σχεδιαστεί για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας από εξοπλισμός διανομής (πίνακας) σε σημείο διανομής, αυτοκινητόδρομο ή ξεχωριστό ηλεκτρικό δέκτη.

αυτοκινητόδρομος - μια γραμμή που προορίζεται για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε πολλά σημεία διανομής ή καταναλωτές ενέργειας που συνδέονται με αυτήν σε διαφορετικά σημεία,

υποκατάστημα — εξερχόμενη γραμμή:

α) από την κύρια γραμμή και προορίζεται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε σημείο διανομής ή ηλεκτρικό δέκτη,

β) από σημείο διανομής (πίνακας διανομής) και προορίζεται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε έναν ηλεκτρικό δέκτη ή σε πολλούς μικρούς ηλεκτρικούς δέκτες που περιλαμβάνονται στο «κύκλωμα».

Στο μέλλον, όλοι οι τροφοδότες, οι αυτοκινητόδρομοι και τα υποκαταστήματα από τα τελευταία έως τα σημεία διανομής θα ονομάζονται δίκτυο τροφοδοσίας και όλα τα άλλα υποκαταστήματα - δίκτυο διανομής.

Ένα από τα κύρια προβλήματα που επιλύονται στο σχεδιασμό δικτύων καταστημάτων είναι η επιλογή μεταξύ σχημάτων διανομής κύριας και ακτινικής ισχύος.

Σε ένα σύστημα τροφοδοσίας κορμού, μια γραμμή - η κύρια γραμμή - εξυπηρετεί, όπως υποδεικνύεται, πολλά σημεία διανομής ή δέκτες που συνδέονται με αυτήν στα διάφορα σημεία της, με ακτινική τροφοδοσία, κάθε γραμμή είναι μια δέσμη που συνδέει έναν κόμβο δικτύου (υποσταθμός, διανομή σημείο) με έναν χρήστη. Στο συνολικό συγκρότημα του δικτύου, αυτά τα σχήματα μπορούν να συνδυαστούν.

Προκειμένου η διανομή των καταστημάτων να μπορεί να πραγματοποιηθεί από αυτοκινητόδρομους, καθένας από τους οποίους τροφοδοτεί έναν αριθμό σημείων, από τους τελευταίους στους δέκτες, οι ακτινικές γραμμές μπορεί να αποκλίνουν.

Τυπικά συστήματα τροφοδοσίας βιομηχανικών εγκαταστάσεων

Το ακτινωτό διάγραμμα που φαίνεται στο Σχ. 1, α, χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου υπάρχουν μεμονωμένοι κόμβοι με επαρκώς μεγάλα συγκεντρωμένα φορτία, σε σχέση με τους οποίους ο υποσταθμός κατέχει περισσότερο ή λιγότερο κεντρική θέση.

Ρύζι. 1. Διαγράμματα κατανομής ηλεκτρικής ενέργειας από υποσταθμούς σε ηλεκτρικούς δέκτες: α — ακτινικά. β — κύρια γραμμή με συγκεντρωμένα φορτία. γ — γραμμή κορμού με κατανεμημένο φορτίο.

Με ένα ακτινωτό σχήμα, μεμονωμένοι επαρκώς ισχυροί ηλεκτρικοί δέκτες μπορούν να λαμβάνουν ενέργεια απευθείας από τον υποσταθμό, και ομάδες λιγότερο ισχυρών και στενά απομακρυσμένων ηλεκτρικών δεκτών — μέσω σημείων διανομής που είναι εγκατεστημένα όσο το δυνατόν πιο κοντά στο γεωμετρικό κέντρο του φορτίου. Οι τροφοδότες χαμηλής τάσης συνδέονται με υποσταθμούς με κύριους πίνακες διανομής μέσω διακοπτών κυκλώματος και ασφαλειών ή μέσω διακοπτών κυκλώματος αέρα.

Τα ακτινικά κυκλώματα με άμεση τροφοδοσία από υποσταθμούς περιλαμβάνουν όλα τα κυκλώματα τροφοδοσίας για ηλεκτρικούς δέκτες υψηλής τάσης, είτε από τον διακόπτη υψηλής τάσης στον υποσταθμό είτε απευθείας από τον μετασχηματιστή υποβάθμισης, εάν υιοθετηθεί το σχήμα "μπλοκ μετασχηματιστή - ηλεκτρικός δέκτης". .

Τα σχέδια τροφοδοσίας κορμού ισχύουν στις ακόλουθες περιπτώσεις:

α) όταν το φορτίο έχει συγκεντρωτική φύση, αλλά οι μεμονωμένοι κόμβοι του βρίσκονται στην ίδια κατεύθυνση ως προς τον υποσταθμό και σε σχετικά μικρές αποστάσεις μεταξύ τους, και οι απόλυτες τιμές των φορτίων των μεμονωμένων κόμβων είναι ανεπαρκείς για ορθολογική χρήση του ακτινικού σχήματος (εικ. 1, 6).

β) όταν το φορτίο κατανέμεται με διαφορετικό βαθμό ομοιομορφίας (Εικ. 1, γ).

Σε κυκλώματα κορμού με συγκεντρωμένα φορτία, η σύνδεση χωριστών ομάδων ηλεκτρικών δεκτών, καθώς και ακτινικών κυκλωμάτων, πραγματοποιείται συνήθως μέσω σημείων διανομής.

Το έργο του σωστού εντοπισμού των σημείων διανομής έχει ιδιαίτερη σημασία. Οι βασικές διατάξεις που πρέπει να τηρούνται σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξής:

α) το μήκος των τροφοδοτικών και των αυτοκινητοδρόμων πρέπει να είναι ελάχιστο και η διαδρομή τους πρέπει να είναι βολική και προσβάσιμη·

β) θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί και, αν είναι δυνατόν, να αποκλείσει πλήρως τις περιπτώσεις αντίστροφης (σε σχέση με την κατεύθυνση της ροής του ηλεκτρικού ρεύματος) τροφοδοσίας των ηλεκτρικών δεκτών.

γ) τα σημεία διανομής πρέπει να βρίσκονται σε σημεία κατάλληλα για συντήρηση και ταυτόχρονα να μην παρεμβαίνουν στις εργασίες παραγωγής και να μην φράζουν τα μονοπάτια.

Οι ηλεκτρικοί δέκτες μπορούν να συνδεθούν σε σημεία διανομής ανεξάρτητα το ένα από το άλλο ή να συνδυαστούν σε ομάδες — "αλυσίδες" (εικ. 2 -β).

Ρύζι. 2 Σχέδια σύνδεσης ηλεκτρικών δεκτών με σημεία διανομής: α — ανεξάρτητη σύνδεση. β — σύνδεση αλυσίδας.

Η αλυσίδα-μαργαρίτα συνιστάται για ηλεκτρικούς δέκτες χαμηλής ισχύος κοντά ο ένας στον άλλο, αλλά σε σημαντική απόσταση από το σημείο διανομής, με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται σημαντική εξοικονόμηση στην κατανάλωση καλωδίων. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, οι μονοφασικοί και τριφασικοί ηλεκτρικοί καταναλωτές δεν πρέπει να συνδέονται σε ένα κύκλωμα.

Επιπλέον, για λειτουργικούς λόγους, δεν συνιστάται η σύνδεση μεταξύ τους:

α) περισσότεροι από τρεις ηλεκτρικοί δέκτες συνολικά·

β) ηλεκτρικοί δέκτες μηχανισμών για διάφορους τεχνολογικούς σκοπούς (για παράδειγμα, ηλεκτρικοί κινητήρες μηχανών κοπής μετάλλων με ηλεκτρικούς κινητήρες υδραυλικών μονάδων).

Για κατανεμημένα φορτία στον αυτοκινητόδρομο, συνιστάται οι ηλεκτρικοί δέκτες να συνδέονται απευθείας στους αυτοκινητόδρομους και όχι μέσω των σημείων διανομής, όπως συνήθως στα σχήματα που συζητήθηκαν παραπάνω.

Αντίστοιχα, οι ακόλουθες δύο βασικές απαιτήσεις επιβάλλονται στους αυτοκινητόδρομους που κατανέμονται σε φορτίο:

α) η τοποθέτηση των αυτοκινητοδρόμων πρέπει να πραγματοποιείται στο χαμηλότερο δυνατό ύψος, αλλά όχι μικρότερο από 2,2 m από το δάπεδο·

β) ο σχεδιασμός των αυτοκινητοδρόμων πρέπει να επιτρέπει τη συχνή διακλάδωση των ηλεκτρικών δεκτών και όταν τοποθετούνται σε προσβάσιμα σημεία, να αποκλείεται η πιθανότητα επαφής με ηλεκτροφόρα μέρη.

Οι αυτοκινητόδρομοι που κατασκευάζονται με τη μορφή πληρούν αυτές τις απαιτήσεις ελαστικά σε κλειστά μεταλλικά κουτιά.

Οι ζυγοί χρησιμοποιούνται γενικά σε εργαστήρια όπου οι ηλεκτρικοί δέκτες είναι διατεταγμένοι σε περισσότερο ή λιγότερο κανονικές σειρές και όπου, επιπλέον, είναι δυνατές συχνές μετακινήσεις του εξοπλισμού. Τέτοια συνεργεία περιλαμβάνουν εργαστήρια μηχανικής, μηχανικής επισκευής, εργαλείων και άλλα παρόμοια εργαστήρια λόγω της φύσης της διάταξης του εξοπλισμού και των περιβαλλοντικών συνθηκών.

Σε συγκεντρωμένα φορτία, όταν ο αριθμός των διακλαδώσεων από το δίκτυο είναι σχετικά μικρός, το ηλεκτρικό δίκτυο πρέπει να τοποθετηθεί πολύ υψηλότερα, επιλέγοντας μέρη όπου είναι δυνατό να γεμίσει με γυμνά καλώδια (διαύλους ή αγωγούς) ή μονωμένα καλώδια. Ταυτόχρονα, λόγω της έλλειψης συνεχούς κλεισίματος, η παραγωγικότητα της γραμμής αυξάνεται και ολόκληρη η δομή γίνεται φθηνότερη.

Τροφοδοτικό ρεύματος ηλεκτρικό φωτισμό, κατά κανόνα, δεν συνδέεται με τροφοδότες ρεύματος και αυτοκινητόδρομους, αλλά πραγματοποιείται από ξεχωριστά δίκτυα από τα λεωφορεία των κύριων πίνακες διανομής των υποσταθμών.

Στην περίπτωση των σχημάτων «μπλοκ μετασχηματιστή - δίκτυο», τα δίκτυα φωτισμού διακλαδίζονται συχνότερα από τα κύρια τμήματα του ηλεκτρικού δικτύου. Ο διαχωρισμός των δικτύων ηλεκτρικού και φωτισμού προκαλείται από τις ακόλουθες συνθήκες:

α) σχετικά χαμηλή απώλεια τάσης που επιτρέπεται στα δίκτυα φωτισμού,

β) τη δυνατότητα απενεργοποίησης όλου του δικτύου τροφοδοσίας διατηρώντας παράλληλα την παροχή φωτισμού.

Εξαίρεση από αυτόν τον γενικό κανόνα επιτρέπεται για αντικείμενα δευτερεύουσας σημασίας με χαμηλά φορτία και ανεύθυνη οπτική εργασία, καθώς και για την τροφοδοσία φωτισμού έκτακτης ανάγκης.

Η επιλογή του συστήματος παροχής ρεύματος επηρεάζεται επίσης σημαντικά από την ανάγκη μείωσης της ισχύος για τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας της 1ης και 2ης κατηγορίας.

Για τους ηλεκτρικούς δέκτες της 1ης κατηγορίας, η τροφοδοσία πρέπει να είναι από δύο ανεξάρτητες πηγές, οι οποίες μπορεί να περιλαμβάνουν μετασχηματιστές ισχύος εάν είναι συνδεδεμένοι σε διαφορετικά, όχι διασυνδεδεμένα, τμήματα του διακόπτη υψηλής τάσης. Στην περίπτωση αυτή, το εφεδρικό τροφοδοτικό των ηλεκτρικών δεκτών πρέπει να διαθέτει αυτόματη ενεργοποίηση (ATS).

Συνήθως, οι πιο κρίσιμες εγκαταστάσεις διαθέτουν εφεδρικές μονάδες σε περίπτωση βλάβης ή προληπτικής επισκευής των μονάδων εργασίας. Η ένταξη των εφεδρικών μονάδων μπορεί επίσης να είναι αυτόματη, εάν είναι απαραίτητο σύμφωνα με τις συνθήκες της τεχνολογικής διαδικασίας. Παράδειγμα αυτόματης αμοιβαίας μείωσης δύο μονάδων είναι το διάγραμμα που φαίνεται στο σχ. 3.

Ρύζι. 3. Σχέδια πλεονασμού ισχύος για καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλής τάσης. 1 — συσκευή για χειροκίνητη ή αυτόματη ενεργοποίηση και απενεργοποίηση. 2 — συσκευή για χειροκίνητη ή αυτόματη μεταγωγή.

Για τους ηλεκτρικούς δέκτες της 2ης κατηγορίας, η εφεδρική τροφοδοσία ενεργοποιείται από τις ενέργειες του εφημερεύοντος προσωπικού, αλλά οι αρχές κατασκευής των κυκλωμάτων παραμένουν οι ίδιες όπως και για τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας της 1ης κατηγορίας με τη μόνη διαφορά ότι η δεύτερη πηγή τροφοδοσίας μπορεί να μην είναι ανεξάρτητη.

Για ομάδες χρηστών χαμηλής τάσης, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν δύο ριζικά διαφορετικά σχήματα για τη μείωση της ισχύος, όπως φαίνεται στο Σχ. 3.

Σύμφωνα με το σχήμα α, οι καταναλωτές ρεύματος χωρίζονται σε δύο ομάδες, καθεμία από τις οποίες έχει ξεχωριστό τροφοδοτικό και επομένως και τα δύο τροφοδοτικά είναι συνήθως ενεργοποιημένα. Σύμφωνα με το σχήμα β, οι ηλεκτρικοί καταναλωτές τροφοδοτούνται μέσω ενός από τα τροφοδοτικά και το άλλο είναι εφεδρικό. Και στις δύο περιπτώσεις, κάθε τροφοδότης πρέπει να έχει σχεδιαστεί για το συνολικό φορτίο των δύο ομάδων ηλεκτρικών δεκτών, αλλά το σχήμα είναι προτιμότερο, καθώς έχει μικρότερη απώλεια ισχύος και μεγαλύτερη αξιοπιστία στη λειτουργία.

Η επιλογή του ενεργειακού σχεδίου επηρεάζεται επίσης από τη ροή παραγωγής. Για παράδειγμα, οι ηλεκτρικοί δέκτες όλων των μηχανισμών που συνδέονται μεταξύ τους μέσω μιας ορισμένης τεχνολογικής εξάρτησης πρέπει επίσης να συνδυαστούν ως προς την κανονική και εφεδρική ισχύ.