Потребители электроэнергии и их классификация

     В зависимости от рода первичного двигателя  и способа преобразования различных видов энергии электрические станции могут быть тепловыми ( в том числе и атомными) и гидравлическими. Тепловые электростанции, в свою очередь, делятся на станции с мировыми турбинами, двигателями внутреннего сгорания и газоны ми турбинами.

     Тепловые  электростанции с паровыми турбинами  могут быть трех типов:

     а)   конденсационные (К.ЭС), снабжающие потребителей только (лектроэнергией и располагающиеся  в районе энергетических запасов (угля, торфа, газа и т.д.). Турбины КЭС работают на конденсационном режиме, при котором весь пар проходит Последовательно через все ступени турбины, после чего конденсируется и конденсаторе;

     б)   теплофикационные (ТЭЦ), снабжающие потребителей электрической и тепловой энергией и располагающиеся в районах потребления. Турбины на ТЭЦ работают с промежуточным отбором пара или с противодавлением;

     в)   атомные, в которых вместо котла  применяется атомный реактор с теплообменными устройствами.   ,

     Гидроэлектростанции располагаются вблизи гидроресурсов, поскольку на них в качестве первичного двигателя применяются гидравлические   турбины'.   Электростанция   должна   вырабатывать

     столько энергии, сколько ее требуется в, данный момент для обес-печения нагрузки потребителей, собственных нужд и  потерь в сетях.

        Для улучшения технико-экономических показателей и повышения надежности работы системы наиболее целесообразно вводить в работу станции в такой последовательности:

     1)   ТЭЦ по необходимому тепловому графику, учитывая, что КПД ТЭЦ значительно выше, чем у других тепловых электростанций;

     2)   ГЭС, когда запасы воды достаточны для длительной работы станции с полной нагрузкой;

     3)   К.ЭС с распределением нагрузки между ними в зависимости  от единичной мощности агрегатов, их параметров, сорта топлива, сжигаемого на станции, и т.д.;

     4)   ГЭС с регулируемым водостоком, когда имеющиеся запасы воды используются только для снятия пиковых нагрузок и аварийного резерва системы.                          

       При распределении нагрузок между станциями энергосистемы учитываются также пропускная способность линий электропередачи, наличие и размещение резервов в системе и технико-экономические показатели отдельных станций и агрегатов;

        Количество электрической энергии, вырабатываемой генераторами станций и энергосистемы, в каждый момент должно быть равно ее потреблению, поэтому соответственно должны быть равны и их активные мощности.

        Выполнение схем электроснабжения промышленных предприятий для присоединения к энергосистеме зависит от требований надежности и бесперебойности электроснабжения потребителей электроэнергии, наличия электростанции на предприятии и возможности присоединения ее к энергетической системе, расположения объекта электроснабжения по отношению к источнику питания и электрическим сетям энергетической системы.

     К потребителям 1-й категории относятся  предприятия и отдельные цехи металлургической, химической и горнорудной промышленности. Такие потребители должны питаться от двух независимых источников, например от собственной ТЭЦ (или КЭС) и районных подстанций системы, или путем подключения питающих линий объекта к шинам подстанции системы, присоединенным к двум независимым источникам, что обеспечивает восстановление агитация действием АВР.

        Независимым источником питания называется источник питания данного объекта, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках. К независимым источникам питания относятся РУ двух электростанций или центров питания, а также две секции сборных шин электростанции или подстанции при одновременном соблюдении следующих двух условий: каждая из секций, в свою очередь, должна иметь питание от независимого источника; секции не, должны-быть  связаны между собой или иметь связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из них.  К потребителям 2-й категории относятся предприятия машиностроительной и легкой промышленности, а также других отраслей народного хозяйства, которые не могут быть отнесены к потребителям   1-й  категории;  восстановление  питания  для  них  обеспечивается  дежурным  персоналом или  выездной бригадой.

     К потребителям 3-й категории относятся  вспомогательные и обслуживающие цехи предприятий; восстановление питания должно быть обеспечено в пределах одних суток. 
 
 
 

     2. Основные определения и назначение подстанций

     и распределительных  устройств.                             

        Каждая подстанция имеет распределительные устройства (РУ), содержащие коммутационные аппараты, устройства, защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства.

     По  конструктивному выполнению РУ делят  на открытые и закрытые. Они могут быть комплектными (сборка на предприятии-изготовителе) или сборными (сборка частично или полностью на месте применения). Рассмотрим наиболее распространенные на; подстанциях промышленных предприятий комплектные РУ.

        Открытое распределительное устройство (ОРУ) — распределительное устройство, все или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе;

        Закрытое распределительное устройство (ЗРУ) — устройство, оборудование которого расположено в здании.                                                                                          

        Комплектное распределительное устройство (КРУ) — распределительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

        Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН)   — это КРУ, предназначенное для наружной установки.

     Комплектная    трансформаторная    (преобразовательная)    подстанция   (КТП)   —   подстанция,   состоящая   из   трансформаторов (преобразователей)   и   блоков   КРУ   или   КРУН,   поставляемых   в собранном или полностью подготовленном  для сборки  виде.

        Распределительный переключательный пункт   (РП)   — распределительное устройство, предназначенное для приема и распределения    электроэнергии    на    одном напряжении    без    преобразования и трансформации.

        Камера — помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин: закрытая камера закрыта со всех сторон и имеет сплошные (не сетчатые) двери; огражденная камера имеет проемы, защищенные полностью или частично несплошными (сетчатыми или смешанными) ограждениями.

     Каждая  подстанция имеет три основных узла: РУ высшего напряжения, трансформатор, РУ низшего напряжения. 

         Назначение и  классификация  подстанций.

        Подстанцией  называется электроустановка, состоящая из трансформаторов или других  преобразователей  энергии,   распределительных  устройств   напряжением до   1000 В  и  выше,  служащая для  преобразования и распределения электроэнергии.

     В зависимости от назначения подстанции выполняют трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП) — выпрямительными.

        Трансформаторные подстанции являются основным звеном системы электроснабжения. В зависимости от положения в энергосистеме, назначения, значения первичного и вторичного напряжений их можно подразделить на районные подстанции, подстанции промышленных предприятий, тяговые подстанции, подстанции городской электрической сети и др.

        Районные и узловые подстанции питаются от районных (основных) сетей энергетической системы и предназначены для электроснабжения больших районов, в которых находятся промышленные, городские, сельскохозяйственные и другие потребители электроэнергии. Первичные напряжения районных подстанций составляют 750, 500, 330, 220, 150 и 110 кВ, а вторичные — 220, 150, 110, 35, 20, 10 или 6кВ.

       На территории промышленных предприятий размещают трансформаторные подстанции следующих видов:

          Заводские подстанции, которые выполняются как:

        а) главные понизительные подстанции и подстанции глубокого ввода с открытым РУ для приема электроэнергии от энергетических систем напряжением 110—35 кВ и преобразования ее в напряжение заводской сети 6—10 кВ для питания цеховых и межцеховых подстанций и мощных потребителей;

        б) подстанции и распределительные пункты с закрытыми РУ, с установкой на них высоковольтного оборудования на 6—10 кВ типа КСО или КРУ и трансформаторов на 6—10/0,4 кВ.

        Цеховые подстанции, предназначенные для питания одного или нескольких цехов, выполняются: а) отдельно стоящими, пристроенными и встроенными с установкой трансформаторов в закрытых камерах и распределительных щитов на напряжение 0,4—0,23 кВ; б) внутрицеховыми в основном как комплектные типа КТП с установкой на них одного-двух трансформаторов мощностью 400 кВ А  и выше, размещаемыми  в отдельном помещении цеха или непосредственно в цехе в зависимости от условий окружающей среды и характера производства.

              
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3. Классификация способов защиты. Параметры релейной защиты. 

     Защита  элементов системы электроснабжения должна ограничить или полностью устранить в них возможные нарушения нормального режима работы, вызванные электрическими, тепловыми или механическими перегрузками, а также аварийными повреждениями, основными причинами которых обычно являются различные виды к.з. Для обеспечения защиты применяют аппараты отключения: а) плавкие предохранители ВН и НН и автоматические выключатели НН; б) аппараты релейной защиты, действующие на выключатели ВН.                                      

        Релейная защита — совокупность специальных устройств и средств (реле, измерительные трансформаторы и другие аппараты), обеспечивающая автоматическое отключение поврежденной части электрической установки или сети. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то релейная защита должна приводить в действие сигнальные устройства, не отключая установку.

     Основные  условия надежной работы релейной защиты:

        обеспечение селективности, т. е. отключения только поврежденных участков. Время срабатывания защиты характеризуется выдержкой времени, обеспечивающей селективность. Выдержка определяется полным временем действий защиты до отключения поврежденного участка;

        остаточная чувствительность ко всем видам повреждений на защищаемой линии и на линиях, питаемых от нее, а также к изменению в связи с этим параметров (тока, напряжения и др.), что оценивается   коэффициентом   чувствительности;

        максимальная простота схем с наименьшим числом аппаратов и достаточная надежность и быстродействие;

       наличие   сигнализации   о   неисправностях   в   цепях,   питающих аппараты релейной защиты.

     Ток питания цепей релейной защиты, автоматики и сигнализации называется оперативным током. Надежность источника оперативного тока и исправность его сети обеспечивают безотказную работу всех элементов, входящих в устройство релейной защиты. Постоянный или выпрямленный ток получают от аккумуляторных батарей или от различных выпрямительных устройств. Однако это связано с дополнительной затратой на установку аккумуляторной батареи или выпрямительных устройств; кроме того, при наличии разветвленной сети оперативного тока возможны повреждения и связанные с этим ложные действия защиты. Поэтому были сконструированы специальные блоки питания типов БПТ-1001, БПН-1001, БПНС для непосредственного подключения реле времени, промежуточных реле и катушек отключения, работающих на постоянном токе. 
 
 
 
 

     4. Виды управления, сигнализации и контроля. 

     Различают следующие виды управления: местное, автоматическое, дистанционное.

        Дистанционное  управление  —   управление   на   расстоянии   нескольких   сотен   метров;   осуществляется   оператором,   подающим команду с поста или щита управления путем замыкания специальным ключом цепи управления привода выключателя, разъединителя или двигателя.