Классификация и схемы подстанций предприятий.

Основу электроснабжения промышленных предприятий составляют понизительные подстанции. Они предназначены для преобразования и распределения электроэнергии и состоят из трансформаторов и распределительных устройств.

В соответствии с принципами построения схем электроснабжения предприятий, схема должна удовлетворять следующим положениям:

· обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения потребителей, исходя из его категорийности,

· быть простой и удобной в эксплуатации за счёт применения конструкций без сборных шин и выключателей на высшем напряжении и с установкой трансформаторов вблизи электроприёмников,

· все элементы схемы должны находиться в работе и меть такие параметры, чтобы при аварийном выходе из строя какого-либо основного элемента оставшиеся в работе могли принять на себя, хотя бы частично, нагрузку отключившегося элемента,

· учитывать перспективы развития предприятия и время его жизни для обеспечения подключения дополнительных мощностей без коренной реконструкции сети, возможность замены трансформаторов на более мощные.

При построении схемы должно проводиться глубокое секционирование шин на всех ступенях трансформации, включая цеховые распределительные пункты (РП), позволяющие снизить токи короткого замыкания (КЗ), выбрать облегчённые конструкции электрических аппаратов и упростить схемы защиты.

Выбор схемы питания предприятия зависит, в основном, от категории потребителя, величины потребляемой мощности, размещения потребителей на территории предприятия. Например, потребители первой категории в целях резервирования должны быть обеспечены питанием от двух независимых источников электроэнергии. В этом случае, при выходе из строя одного из источников питания, другой должен обеспечить потребителя электроэнергией. В качестве двух независимых источников электроэнергии могут рассматриваться две секции сборных шин подстанции энергосистемы, электростанция предприятия при наличии питания от энергосистемы и т.п.

Выбор схемы питания предприятия электроэнергией производится на основе тщательного технико-экономического сравнения вариантов. Весьма существенным при этом является выбор первичного напряжения, при котором происходит распределение электроэнергии.

Надёжность электроснабжения промышленного предприятия определяется, в первую очередь, бесперебойностью подачи электроэнергии от источников питания. Поэтому сами источники питания должны иметь простую, гибкую в эксплуатации и надёжную схему первичных соединений.

На предприятиях осуществляется ступенчатый принцип построения схем. Под ступенью электроснабжения понимают узлы схемы электроснабжения, между которыми энергия, получаемая от источника питания, передаётся определённому числу потребителей.

Схемы бывают многоступенчатыми и одноступенчатыми. Многоступенчатая схема является тогда, когда в сеть последовательно включено несколько промежуточных РП одного напряжения, от которых получают питание крупные потребители. Промежуточные РП позволяют освободить шины главной понизительной подстанции (ГПП) от большого количества мелких отходящих линий.

Одноступенчатые схемы применяют на предприятиях малой мощности с небольшой территорией

На предприятии в зависимости от числа и мощности понизительных подстанций, которые в данном случае играют роль источников электроэнергии, различают следующие виды подстанций: главные понизительные подстанции (ГПП), получающие питание от энергосистемы и производящие распределение электроэнергии на более низком напряжении по всему предприятию; подстанции глубокого ввода (ПГВ), получающие электроэнергию от энергосистемы либо ГПП и питающие отдельный объект предприятия, при этом они располагаются вблизи крупных нагрузок на территории предприятия; цеховые трансформаторные подстанции (ТП), питающие потребителей прилегающих цехов.

Питание ГПП осуществляется по двум или более линиям электропередачи на напряжение 35-220 кВ. При питании крупных предприятий большой мощности и территории питание может производиться от нескольких независимых источниках питания на различное напряжение до 330 кВ. При этом, как правило, применяется секционирование шин на первичном напряжении. Типовые схемы электроснабжения предприятия представлены на рис. 4.1. Схема, изображённая на рис. 4.1 а) применяется, как правило, при радиальной системе электроснабжения, когда от подстанции энергосистемы предприятия питаются по отдельным линиям. Схема, изображённая на рис. 4.1 б) применяется при магистральной системе, когда сооружается одна магистраль, к которой присоединяются ряд предприятий. Количество подстанций, подсоединяемых к одной магистрали, может достигать десяти. Имеет место и комбинированная система электроснабжения.

а) б)

Рис. 4.1 Типовые схемы ГПП, а – ГПП с несекционированным вводом на напряжении 110 кВ, б – с секционированным вводом по стороне 110 кВ.

ЛР- линейный разъединитель, ТР – трансформаторный разъединитель, ШР – шинный разъединитель, с.ш. – секция шин.

На схеме 4.1 а) выключатель между двумя вводами линий служит для обеспечения резервирования оборудования: так, при выходе из строя, например, трансформатора Т1 его нагрузку, полностью или частично, возьмёт на себя трансформатор Т2.

На предприятиях со стороны низшего напряжения (в наших случаях 10 кВ) секции, как правило, выполняют секционированными. Каждая секция питается от отдельного трансформатора. Схема позволяет поочерёдно отключать секции для ремонта. Если же аварийно отключается один из питающих трансформаторов, то питание обесточенной секции восстанавливается включением межсекционного выключателя.

ГПП могут выполняться одно, двух, или многотрансформаторными. Линии и трансформаторы рассчитываются на питание всех нагрузок в нормальном режиме и нагрузок первой и второй категории в аварийных условиях, когда выходит из строя одна линия или трансформатор. Обычно, линия и трансформатор рассчитываются на 70% суммарной нагрузки всей подстанции.