При выполнении схем электроснабжения: выбора мест подключения к головным и распределительным подстанциям, линиям энергосистемы, выбора конфигурации сети, необходимо учитывать требования различных групп потребителей к бесперебойности и надѐжности электроснабжения.
Электроснабжение предприятия должно обеспечивать:
· бесперебойность электроснабжения
· качество электроэнергии
· удобство и безопасность эксплуатации
· экономичность
· возможность изменение некоторых параметров сети при развитии предприятии без коренного переустройства сети.
1) К промышленным электроприемникам относятся электродвигатели, осветительные приборы, электротермические установки, выпрямительные установки для преобразования переменного тока в постоянный.
В зависимости от эксплуатационно-технических признаков все электроприемники делятся:
· по режимам работы;
· по мощности и напряжению;
· по роду тока;
· по степени надежности;
· по частоте;
· по величине токов замыкания на землю;
· по режиму нейтрали;
· по номинальному напряжению
По режимам работы различают электроприемники:
· с продолжительно нагрузкой. Характеризуются тем, что длительно работают без превышения длительно допустимой температуры. Время цикла составляет более 10 минут. Сюда относятся электродвигатели насосов, вентиляторов;
· с кратковременной нагрузкой. При работе электроприемников их температура ниже длительно допустимой температуры, а за время останова
токоведущие части остывают до температуры окружающей среды.
· с повторно-кратковременной нагрузкой. Длительность цикла “включение–отключение” находится в интервале от 4 до 10 минут. При работе электроприемников их температура ниже длительно допустимой температуры, а за время останова токоведущие части не остывают до температуры окружающей среды;
· нагревательные аппараты, работающие в продолжительном режиме с практически постоянной нагрузкой;
· электрическое освещение.
Продолжительный режим (рис. 1.2а). Такой режим работы электроприѐмника продолжается столь длительное время, что превышение температуры нагрева всех еѐ частей над температурой окружающей среды достигает установившегося значения ηуст.
После включения электроприѐмника его температура начинает повышаться. Если бы отсутствовала отдача теплоты в окружающую среду, то температура непрерывно повышалась бы, и за время Т (постоянная времени нагрева) достигла бы максимального значения. При дальнейшей работе температура продолжала бы повышаться до разрушения оборудования. Но в результате, происходящего одновременно, процессу охлаждения оборудования наступает тепловое равновесие, при котором температура электроприѐмника становится установившейся. Установившейся считается температура, изменение которой в течении одного часа не превышает 1○С. При выборе установок по нагреву необходимо, чтобы установившееся значение превышения температуры над температурой окружающей среды не превышало допустимого значения.
Как правило, в продолжительном режиме работают электродвигатели вентиляторов, дымососов, большинства насосов и др.
Кратковременный режим (рис. 1.2 б) характеризуется небольшими по времени периодами работы оборудования, когда температура не успевает достичь установившейся, а перерыв в работе такой продолжительности, что температура приѐмника снижается до температуры окружающей среды. В кратковременном режиме работают электроприводы различных задвижек, вспомогательные механизмы станков и др.
Повторно-кратковременный режим (рис. 1.2 в), при котором кратковременные режимы работы чередуются с паузами. При этом рабочие периоды не настолько длительные, чтобы оборудование нагрелось бы до установившегося значения, а во время пауз электроустановка не успевает остыть до температуры окружающей среды. В результате многократных циклов температура установки достигает некоторой псевдоустановившейся температуры, характерной именно для такого цикла. Следует отметить, что повторно-кратковременный режим может быть с неодинаковыми по длительности временами нагрева и остывания, так называемый плавающий цикл. Тогда псевдоустановившаяся температура может изменяться в достаточно широких пределах.
В таком режиме работают электроприводы подъѐмно-транспортных механизмов, электросварка, некоторые электроприводы конвейеров и др.
Для оценки загрузки приѐмников с повторно-кратковременным режимом используется формула относительной продолжительности включения:
Примерами работы ЭП в продолжительном режиме являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов, механизмов непрерывного транспорта. В кратковременном режиме работает большинство электроприемников, станков металлообработки, гидравлических затворов и т.п.
По мощности и напряжению различают электроприемники:
· большой мощности (80 – 100 кВт и больше) напряжением 6 – 10 кВ. Например, печи;
· малой и средней мощности (менее 80 кВт) напряжением 380 – 660 В.
По роду тока различают электроприемники:
· переменного тока промышленной частоты;
· постоянного тока.
По номинальному напряжению ЭП делятся на:
− приемники напряжением до 1000 В;
− приемники напряжением выше 1000 В.
По режиму нейтрали:
− с глухозаземленной нейтралью;
− с эффективно заземленной через активное сопротивление нейтралью;
− с компенсированной индуктивностью нейтралью;
− с изолированной нейтралью.
По величине токов замыкания на землю:
− с малыми токами (до 500 А);
− с большими токами (более 500 А).
По частоте ЭП делятся на группы, использующие:
− промышленную частоту (50 Гц);
− повышенную частоту (от 50 Гц до 10 кГц);
− пониженную частоту (до 50 Гц};
− высокую частоту (более 10 кГц)
2) Степень надежности электроприемников устанавливается в зависимости от последствий, которые имеют место при внезапном перерыве в электроснабжении. Различают электроприемники:
· I категории. Перерыв в электроснабжении таких потребителей связан с опасностью для жизни людей, значительным ущербом экономики государства, повреждением оборудования, массовым браком продукции. К потребителям I категории надежности относятся шахты, железные дороги, доменные и электролизные цеха, метро, стадионы, городские потребители общей нагрузкой более 10 МВ·А. Питание потребителей I категории надежности должно осуществляться от двух независимых источников питания. Независимыми считаются источники потеря напряжения на одном из которых по любой причине не приводит к потере напряжения на другом. Две системы шин считаются независимыми источниками питания. Среди потребителей I категории надежности выделяют особую группу электроприемников. К ней относят электроприемники, для которых бесперебойное электроснабжение необходимо для безаварийного останова производства, связанного с возможностью возникновения пожаров, взрывов, гибелью людей. Для них необходимо предусмотреть три независимых источника питания. Это – операционные больниц, химическое производство. Перерыв в электроснабжении потребителей I категории надежности допускается на время автоматического переключения на резервное питание;
· II категории. Перерыв в электроснабжении таких потребителей связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов, промышленного транспорта, нарушением нормальной жизнедеятельности значительного количества городских жителей. К потребителям II категории надежности относятся крупные магазины, предприятия легкой промышленности, здания высотой более 5 этажей, многоквартирные дома с электроплитами, учебные заведения, группы потребителей с общей нагрузкой от 300 до 1000 кВ·А. Рекомендуется питание от двух независимых источников питания. Допускается питание от одного источника питания и от одного трансформатора при наличии резерва по вторичной стороне. Допускается перерыв в электроснабжении на время переключений по вводу резервного питания дежурным персоналом. Длительность ремонта не должна превышать одни сутки;
· III категории. К ним относятся все неответственные потребители: небольшие жилые поселки, здания до пяти этажей. Перерыв в электроснабжении таких потребителей допускается на время до одних суток.
