Εσωτερικά συστήματα τροφοδοσίας για επιχειρήσεις 6-10 και 35-110 kV
Το σύστημα εσωτερικής τροφοδοσίας της επιχείρησης αναπτύσσεται λαμβάνοντας υπόψη τη θέση των πηγών ενέργειας και των καταναλωτών, τις τιμές των τάσεων και των δυνάμεών τους, την απαιτούμενη αξιοπιστία, τη θέση και το σχεδιασμό των γραμμών, των υποσταθμών διανομής και των υποσταθμών μετασχηματιστών συνεργείου, όπως καθώς και τις απαιτήσεις για το σύστημα τροφοδοσίας .
Η αξιοπιστία ή η οικονομία του συστήματος αυξάνεται εάν πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:
α) ο αριθμός των σταδίων μετασχηματισμού μειώνεται και η πηγή υψηλότερης τάσης είναι πιο κοντά στον χρήστη,
β) δεν παρέχονται ειδικές εφεδρικές (συνήθως μη λειτουργικές) γραμμές και μετασχηματιστές, όλα τα στοιχεία του κυκλώματος σε κανονική λειτουργία πρέπει να είναι υπό φορτίο και να λειτουργούν χωριστά, σε περίπτωση ατυχήματος ενός από τα στοιχεία (γραμμή, μετασχηματιστής), το υπόλοιπο μπορεί να λειτουργήσει με επιτρεπόμενη υπερφόρτωση, που προβλέπεται από την PUE, και με τον αποκλεισμό ορισμένων από τους ανεύθυνους χρήστες.
γ) σε όλες τις συνδέσεις του συστήματος διανομής ισχύος, ξεκινώντας από τους ζυγούς του συστήματος μεταφοράς αερίου και τελειώνοντας με ζυγούς για τάσεις έως 1000 V από το συνεργείο TP και μερικές φορές από το συνεργείο τροφοδοσίας RP, πραγματοποιείται τομή του διαύλου και εάν τα φορτία της πρώτης και δεύτερης κατηγορίας, παρέχεται διακόπτης αυτόματης μεταφοράς (ATS),
δ) η παράλληλη λειτουργία των γραμμών και των μετασχηματιστών παρέχεται για φορτία απότομα μεταβαλλόμενα από κρούση (ρολόμυλοι, ισχυρές μονάδες συγκόλλησης, ηλεκτρικοί φούρνοι) ή όταν ο διακόπτης αυτόματης μεταφοράς δεν παρέχει την απαραίτητη ταχύτητα ανάκτησης ισχύος που καθορίζεται από τον τρόπο λειτουργίας των καταναλωτών ενέργειας . Η επιλογή παράλληλης εργασίας γίνεται δεκτή μόνο με μελέτη σκοπιμότητας.
Η ηλεκτρική ενέργεια σε τάσεις 6-10 kV κατανέμεται σύμφωνα με τα ακτινικά κυκλώματα και τα κυκλώματα κορμού.
Ακτινικά κυκλώματα (μονοβάθμιας και δύο σταδίων) χρησιμοποιούνται όταν τοποθετούνται οι καταναλωτές σε διαφορετικές κατευθύνσεις από την πηγή ισχύος.
Σε μικρές εγκαταστάσεις και για την παράδοση μεγάλων συγκεντρωμένων φορτίων, χρησιμοποιούνται σχήματα μονού σταδίου. Σχέδια δύο επιπέδων με ενδιάμεσες RP εφαρμόζονται για μεγάλες και μεσαίες επιχειρήσεις με εργαστήρια που βρίσκονται σε μεγάλη περιοχή. Οι μετασχηματιστές των εμπορικών TP και των μεγάλων ηλεκτρικών δεκτών τροφοδοτούνται από το ενδιάμεσο RP. Οι μετασχηματιστές του καταστήματος TP είναι στενά συνδεδεμένοι με τις γραμμές και όλος ο εξοπλισμός μεταγωγής είναι εγκατεστημένος στο RP. Συνήθως τέσσερα έως πέντε TP συνδέονται σε ένα RP.
Οι ακτινικές αλυσίδες άνω των δύο σταδίων κάνουν τη γραμμή των τμημάτων κεφαλής βαρύτερη, περιπλέκουν την προστασία και την εναλλαγή.
Παρουσία ηλεκτρικών δεκτών πρώτης και δεύτερης κατηγορίας, το RP και οι υποσταθμοί τροφοδοτούνται από τουλάχιστον δύο ξεχωριστές γραμμές λειτουργίας. Εάν στο συνεργείο κυριαρχούν δέκτες τρίτης κατηγορίας, τότε τροφοδοτείται από υποσταθμό με έναν μετασχηματιστή και η τροφοδοσία μεμονωμένων κρίσιμων φορτίων διατηρείται από βραχυκυκλωτήρες μεταξύ των υποσταθμών.
Ένα ακτινωτό σχήμα με ενδιάμεσο RP στο οποίο πληρούνται οι παραπάνω συνθήκες φαίνεται στο Σχ. 1.
Ρύζι. 1. Διάγραμμα ακτινικής τροφοδοσίας της επιχείρησης
Τα RP, TP1, TP4, TP5 και TP6 τροφοδοτούνται κατά μήκος των ακτινικών γραμμών του πρώτου σταδίου. Τα TP2 και TP3 τροφοδοτούνται μέσω των γραμμών του δεύτερου σταδίου. Όλες οι συσκευές μεταγωγής βρίσκονται σε GPP και RP. Δύο μετασχηματιστές είναι εγκατεστημένοι στα TP1, TP2 και TPZ, ο καθένας με μια νεκρή σύνδεση με τις γραμμές τροφοδοσίας. Κάθε γραμμή και μετασχηματιστής έχει σχεδιαστεί για να καλύπτει όλα τα φορτία της πρώτης κατηγορίας και τα κύρια φορτία της δεύτερης κατηγορίας. Ελλείψει δεδομένων για τη φύση των φορτίων, κάθε γραμμή και μετασχηματιστής υποσταθμών δύο μετασχηματιστών επιλέγεται με βάση 60-70% του συνολικού φορτίου του υποσταθμού.
Τα λεωφορεία GPP, RP, TP1, TP2 και TPZ διαχωρίζονται (αρχή βαθύ διαχωρισμού). Οι τμηματικές μονάδες είναι συνήθως ανοιχτές και διαθέτουν μια μονάδα ATS. Σε περίπτωση βλάβης οποιουδήποτε στοιχείου (γραμμής ή μετασχηματιστή), απενεργοποιείται, ενεργοποιείται η συσκευή ATS της τμηματικής συσκευής, η οποία, όταν είναι ενεργοποιημένη, παρέχει ισχύ στους καταναλωτές μέσω ενός παράλληλου στοιχείου του κυκλώματος, χρησιμοποιώντας την ικανότητα υπερφόρτωσης. .
Ένας μετασχηματιστής είναι εγκατεστημένος σε TP4, TP5 και TP6. Για την τροφοδοσία των δεκτών της δεύτερης κατηγορίας, γίνεται ένας βραχυκυκλωτήρας μεταξύ TP4 και TP5 στην πλευρά 0,4 kV.Η απόδοση των βραχυκυκλωτικών, καλωδίων ή ζυγών χαμηλής τάσης (στην περίπτωση μπλοκ διαγράμματος μετασχηματιστή-διαύλου), μεταξύ υποσταθμών, εάν είναι απαραίτητο υπό τις συνθήκες αξιοπιστίας, λαμβάνεται ως το 15-30% της χωρητικότητας του μετασχηματιστή.
Οι ηλεκτρικοί δέκτες δεύτερης κατηγορίας δεν απαιτούν ειδικό πλεονασμό και επομένως μπορούν να τροφοδοτηθούν από μία μόνο πηγή. Ωστόσο, η διακοπή της παροχής ρεύματος οδηγεί σε απώλειες παραγωγής ή ζημιές που προκαλούνται από το κόστος της διακοπής της εργασίας, διακοπή της τεχνολογικής διαδικασίας, ελλείψεις προϊόντων κ.λπ.
Στις βιομηχανικές επιχειρήσεις, η πλειονότητα των δεκτών της δεύτερης κατηγορίας, και ορισμένοι από αυτούς στα χαρακτηριστικά τους είναι κοντά στους ηλεκτρικούς δέκτες της πρώτης κατηγορίας, και ορισμένοι της τρίτης. Λαμβάνοντας υπόψη τον βαθμό αξιοπιστίας των επιμέρους στοιχείων του συστήματος ισχύος, το PUE προβλέπει την τροφοδοσία των δεκτών της δεύτερης κατηγορίας είτε μέσω μιας ενιαίας εναέριας γραμμής ή καλωδίου ρεύματος είτε μέσω μιας καλωδιακής γραμμής χωρισμένης σε δύο καλώδια.
Εάν ένα από τα καλώδια είναι κατεστραμμένο, ο διακόπτης κυκλώματος απενεργοποιεί ολόκληρη τη γραμμή, το προσωπικό αποσυνδέει το κατεστραμμένο καλώδιο και από τις δύο πλευρές με τον αποζεύκτη και ανάβει τον διακόπτη κυκλώματος. Όλο το φορτίο μεταφέρεται στο καλώδιο εργασίας.
Τα ακτινικά σχήματα χρησιμοποιούνται για καλωδιακές ή εναέριες γραμμές. Τα κυκλώματα κορμού χρησιμοποιούνται για γραμμική ("στοιβαγμένη") τοποθέτηση υποσταθμών στην επικράτεια της επιχείρησης και εκτελούνται με τη μορφή μονών και διπλών κορμών με μονή ή αμφίδρομη παροχή ρεύματος.
Ενιαίοι αυτοκινητόδρομοι χωρίς αποθέματα (Εικ. 2, α) χρησιμοποιούνται για την παροχή ανεύθυνων καταναλωτών. Το σχήμα μιας γραμμής με αμφίδρομη παροχή ρεύματος (Εικ. 2, β) είναι πιο αξιόπιστο.Στην κανονική λειτουργία, οι υποσταθμοί μπορούν να τροφοδοτούνται από μία μόνο πηγή (με τη δεύτερη εφεδρική) ή από δύο πηγές ταυτόχρονα, ενώ ο κορμός είναι ανοιχτός σε έναν από τους υποσταθμούς. Μια ειδική περίπτωση μιας μονής γραμμής με αμφίδρομη παροχή ρεύματος είναι ένα κύκλωμα δακτυλίου (Εικ. 2, γ).
Ρύζι. 2. Σχέδια μονού αυτοκινητοδρόμων: α — ισχύς από μία μόνο πηγή, β — με αμφίδρομη ισχύ, γ — δακτύλιος
Τα κυκλώματα δύο γραμμών είναι πολύ αξιόπιστα και χρησιμοποιούνται με την παρουσία φορτίων πρώτης και δεύτερης κατηγορίας σε υποσταθμούς με δύο τμήματα διαύλου (Εικ. 3, α) ή σε υποσταθμούς δύο μετασχηματιστών χωρίς λεωφορεία υψηλής τάσης. Κάθε ράφι έχει σχεδιαστεί για να καλύπτει το φορτίο των υπεύθυνων χρηστών όλων των υποσταθμών. Οι τμηματικοί διακόπτες είναι συνήθως ανοιχτοί και εξοπλισμένοι με ATS. Οι γραμμές μπορούν να τροφοδοτηθούν από μια δεύτερη πηγή. Το σχέδιο μιας στρατιωτικής γραμμής με αμφίδρομη παροχή ρεύματος ("απέναντι" γραμμή) χρησιμοποιείται παρουσία δύο ανεξάρτητων πηγών (Εικ. 3, β).
Ρύζι. 3. Διαγράμματα δικτύων διέλευσης: α — διπλασιάζονται μέσω του δικτύου παρουσία λεωφορείων υψηλής τάσης σε υποσταθμούς συνεργείου, β — με αμφίδρομη τροφοδοσία ελλείψει λεωφορείων υψηλής τάσης σε υποσταθμούς συνεργείου
Δομικά, τα κυκλώματα κορμού κατασκευάζονται με καλώδια, καλώδια και εναέριες γραμμές Για καλωδιακές γραμμές 6-10 kV, συνιστάται η σύνδεση όχι περισσότερων από τέσσερις έως πέντε μετασχηματιστές χωρητικότητας 1000 kVA σε έναν κορμό. Τα κυκλώματα διαύλου συνιστώνται σε περίπτωση χρηστών συγκεντρωμένης ισχύος και μετάδοσης μικρότερων ροών ενέργειας.
Οι κύριες εναέριες γραμμές συνδέουν μεμονωμένους σταθμούς μεταφοράς αερίου σε τάση 35-220 kV και τροφοδοτούν PGV.Οι βαθιές εισόδους γίνονται με τη μορφή κύριων εναέριων γραμμών με βρύσες διακλάδωσης σε υποσταθμούς 35-220 kV ή με τη μορφή ακτινικών καλωδίων και εναέριων γραμμών. Το βαθύ χιτώνιο επιτρέπει τη διανομή ρεύματος σε αυξημένη τάση, συντομεύει το μήκος των καλωδιακών γραμμών 6-10 kV, καθιστά δυνατή τη λειτουργία χωρίς ενδιάμεσους υποσταθμούς 6-10 kV, καταστρέφει ισχυρούς GPP, διευκολύνει τη ρύθμιση της τάσης και απλοποιεί την ανάπτυξη του συστήματος τροφοδοσίας.
Εσωτερικά σχήματα τροφοδοσίας ηλεκτρικών δεκτών πρώτης κατηγορίας
Για δέκτες της πρώτης κατηγορίας αξιοπιστίας, η διακοπή της τροφοδοσίας επιτρέπεται μόνο για το χρόνο της αυτόματης εισαγωγής εφεδρικής τροφοδοσίας και η τροφοδοσία πρέπει να πραγματοποιείται από δύο ανεξάρτητες πηγές ρεύματος. Μια ανεξάρτητη πηγή ενέργειας PUE θεωρείται μια πηγή στην οποία διατηρείται η τάση όταν εξαφανίζεται από άλλες πηγές.
Ανεξάρτητες πηγές περιλαμβάνουν τον εξοπλισμό διανομής δύο σταθμών ή υποσταθμών παραγωγής ενέργειας, καθώς και δύο τμήματα ζυγών διανομής (RU) που δεν συνδέονται ηλεκτρικά μεταξύ τους ούτε στο σημείο λήψης ούτε μέσω του δικτύου τροφοδοσίας (Εικ. 4).
Ρύζι. 4. Ενίσχυση μιας μεγάλης επιχείρησης από δύο ανεξάρτητες πηγές
Ο βαθύς διαχωρισμός όλων των συνδέσεων του συστήματος με συσκευές ATS σε τμηματικούς διακόπτες εξασφαλίζει αξιοπιστία και αδιάλειπτη παροχή ρεύματος στους καταναλωτές της πρώτης κατηγορίας.
Οι ηλεκτρικοί δέκτες μιας ειδικής ομάδας της πρώτης κατηγορίας απαιτούν αυξημένη αξιοπιστία του τροφοδοτικού. Πρέπει να τροφοδοτούνται από τρεις ανεξάρτητες πηγές, έτσι ώστε όταν επισκευαστεί μία από αυτές, να τροφοδοτείται από τις άλλες δύο.Στα κυκλώματα τροφοδοσίας, αυτή η προϋπόθεση πληρούται από εφεδρικούς βραχυκυκλωτήρες καλωδίων από γειτονικούς υποσταθμούς (Εικ. 5) ή από ειδικά σετ γεννητριών ντίζελ.
Ρύζι. 5. Παράδειγμα συστήματος παροχής ρεύματος κατά την τροφοδοσία ειδικής ομάδας καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας
Οι βραχυκυκλωτήρες καλωδίων (και η χωρητικότητα της τρίτης πηγής έκτακτης ανάγκης) επιλέγονται με βάση το φορτίο μιας ειδικής ομάδας δεκτών, σχεδιασμένων μόνο για απρόσκοπτη διακοπή της παραγωγής.
Με μικρή ισχύ δεκτών ειδικής ομάδας, είναι δυνατή η παροχή μονάδων αδιάλειπτης τροφοδοσίας (UPS) χωρητικότητας 16-260 kVA με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες.
Δείτε επίσης για αυτό το θέμα (διαγράμματα καλής ποιότητας):