Требования к системам электроснабжения и электрическим сетям

Электрическойсетью называют совокупность электроустановокдля передачи и распределения электрическойэнергии, состоящую из подстанций,распределительных устройств, токопроводов,воздушных и кабельных линий электропередачи,работающих на определенной территории.

Передачаи распределение электроэнергииосуществляется с помощью воздушныхлиний электропередачи, токопроводов иэлектропроводок.

Воздушныелинии электропередачи применяются дляэлектроснабжения различных объектови выполняются на весь спектр существующихнапряжений. В частности, ВЛ широкоприменяются в СЭС напряжением 35 кВ ивыше для связи объектов электроснабженияс объединенной электроэнергетическойсистемой.

Кабельныелинии электропередачи дороже воздушныхи используются в тех случаях, когдаприменение воздушных линий нецелесообразнопо причинам архитектурного илиэлектрического характера или невозможно.В частности, КЛ являются основнымспособом передачи электроэнергиипотребителям, расположенной нагустозастроенной территории городови на насыщенной производственнымикоммуникациями территории промышленныхпредприятий.

Токопроводыприменяю для систем внутризаводскогоэлектроснабжения промышленных предприятийс мощными концентрированными нагрузками.Такие токопроводы выполняются напряжением6…35 кВ. токопроводы напряжением до 1 кВс жесткими токоведущими элементами(шинами) называются шинопроводами ииспользуются, как правило, для системвнутрицехового электроснабженияпромышленных предприятий.

Подстанциисостоят из одного или несколькихтрансформаторов и распределительныхустройств. Трансформаторы осуществляютнепосредственное преобразованиеэлектроэнергии – изменение величинынапряжения. Распределительные устройстваслужат для приема электроэнергии состороны питания трансформаторов и дляраспределения электроэнергии на сторонепотребителей.

74. Требования к электрическим сетям.

Электрическаясеть должна проектироваться иэксплуатироваться таким образом, чтобы обеспечивалась ее работоспособностьво всех возможных режимах – нормальных,ремонтных, послеаварийных. Параметрырежима электрической сети (частота,токи ветвей, напряжения в узлах) должнылежать в допустимых пределах, обеспечиваянормальные условия работы ЭО сети иприемников электроэнергии.

Такиепараметры режима, как отклонение частотыи напряжения от номинальных значений,характеризуют качество поставляемойпотребителям энергии. Эти параметрыдолжны соответствовать требованиямГОСТ 13109-97, который регламентируеткачество электроэнергии.

Наличиеопределенных технических требованийк параметрам режима вызывает необходимостьих контроля и регулирования в процессеэксплуатации и выбора средств регулированияэтих параметров на этапе проектированияэлектрической сети.

Электрическаясеть должна обеспечивать требуемуюстепень надежности электроснабженияпотребителей в соответствии с ПУЭ.

Этиправила делят все электроприемники накатегории в отношении обеспечениянадежности электроснабжения. Каждаякатегория электроприемников характеризуетсяпоследствиями , вызываемыми перерывомэлектроснабжения. При известном составепотребителей электроэнергии на стадиипроектирования развития электрическойсети решается вопрос о необходимостиили экономической целесообразностирезервирования питания.

Электрическаясеть должна быть гибкой, т.е. приспособленнойдля разных режимов распределениямощности, возникающих в результатенагрузок потребителей, а такжеприспособленной для плановых и аварийныхотключений отдельных элементов сети.Схема электрической сети должнаобеспечивать возможность ее последующегоразвития без коренных изменений.

Нарядус вышеперечисленными требованиями сетьдолжна быть экономичной. Это требованиезаключается в обеспечении минимальногорасхода финансовых, энергетических,трудовых и других ресурсов на сооружениеэлектрической сети, передачу ираспределение по ней электроэнергии.

Требования, предъявляемые к системеэлектроснабжения предприятий, в основном,зависят от характера электрическихнагрузок, особенностей технологиипроизводства, климатических условий,загрязненности окружающей среды идругих факторов.

Экономичность систем электроснабжения

Системаэлектроснабжения удовлетворяеттребованиям экономичности если затратына ее создание, эксплуатацию и развитиедолжны быть минимальны или минимальныйсрок окупаемости.

Технико-экономическиерасчеты (ТЭР) выполняется по предприятиюв целом, так как основные доходы поступаютот реализации продукции основногопроизводства.

Привыполнении учебных проектов экономическиерасчеты при проектировании СЭС предприятияограничиваются сравнением техническихрешений. При сравнении вариантовнеобходимо, чтобы они были техническиравноценны и экономически сопоставимы.

Приравенстве показателей вариантов илинезначительной разнице (5-10 %) следуетотдавать предпочтение тому варианту,у которого лучше качественные показатели,который более перспективен с точкизрения развития предприятия (например,с более гибкой и удобной в эксплуатациисхемой, новейшим оборудованием и т.п.).

Надежность электроснабжения потребителей

Надежностьлюбой системы – это ее свойство выполнятьзаданные функции в заданном объеме итребуемого качества при определенныхусловиях функционирования. Применительнок СЭС одной из основных функций являетсябесперебойное снабжение потребителейэлектроэнергией в необходимом количествеи установленного качества. Надежностьявляется сложным комплексным свойствоми в зависимости от назначения объектаи условий функционирования можетвключать ряд единичных свойств (отдельноили в сочетании), основными из которыхявляются: сохраняемость, долговечность,безотказность, ремонтопригодность,режимная управляемость, устойчивостьи живучесть.

Дляхарактеристики надежности объектовэнергетики определяются основныепоказатели надежности: параметр потокаотказов, время восстановления, ивспомогательные – частота ремонтов иих продолжительность. Показателинадежности определяются для узланагрузки главной схемы СЭС с учетомрежима работы СЭС (нормальный, аварийный,послеаварийный).

Дляопределения оптимального уровнянадежности электроснабжения потребителейнеобходимо знать величину ожидаемогогодового ущерба при перерывахэлектроснабжения, который определяетсяособенностями технологического процессас учетом частоты и длительности перерывовэлектроснабжения.

Основныеспособы повышения надежности СЭС:

-повышение надежности источников питания;

-повышение надежности отдельных элементовСЭС;

-уменьшение числа последовательновключенных элементов в СЭС;

-усовершенствование релейной защиты иавтоматики СЭС;

-совершенствование системы техническогообслуживания и ремонта электроустановок;

-повышение квалификации обслуживающегоперсонала.

Такимобразом, повышение надежности СЭСявляется комплексной задачей, котораяможет быть решена на основе технологическогои экономического анализа режимов СЭС,условий ее функционирования.

Глава 1.2. Электроснабжение и электрические сети

Область применения, определения

1.2.1. Настоящая глава Правил распространяется на все системы электроснабжения.

Системы электроснабжения подземных, тяговых и других специальных установок, кроме требований настоящей главы, должны соответствовать также требованиям специальных правил.

1.2.2. Энергетическая система (энергосистема) – совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

1.2.3. Электрическая часть энергосистемы – совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.

1.2.4. Электроэнергетическая система – электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.

1.2.5. Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией.

Система электроснабжения – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Централизованное электроснабжение – электроснабжение потребителей электрической энергии от энергосистемы.

1.2.6. Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

1.2.7. Приемник электрической энергии (электроприемник) – аппарат, агрегат и др., предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

1.2.8. Потребитель электрической энергии – электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

1.2.9. Нормальный режим потребителя электрической энергии – режим, при котором обеспечиваются заданные значения параметров его работы.

Послеаварийный режим – режим, в котором находится потребитель электрической энергии в результате нарушения в системе его электроснабжения до установления нормального режима после локализации отказа.

1.2.10. Независимый источник питания – источник питания, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом или других источниках питания.

К числу независимых источников питания относятся две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий:

1) каждая из секций или систем шин в свою очередь имеет питание от независимого источника питания;

2) секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.

Общие требования

1.2.11. При проектировании систем электроснабжения и реконструкции электроустановок должны рассматриваться следующие вопросы:

1) перспектива развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжения;

2) обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей электрической энергии, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их принадлежности;

3) ограничение токов КЗ предельными уровнями, определяемыми на перспективу;

4) снижение потерь электрической энергии;

5) соответствие принимаемых решений условиям охраны окружающей среды.

При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и экономической целесообразности технологического резервирования.

При решении вопросов резервирования следует учитывать перегрузочную способность элементов электроустановок, а также наличие резерва в технологическом оборудовании.

1.2.12. При решении вопросов развития систем электроснабжения следует учитывать ремонтные, аварийные и послеаварийные режимы.

1.2.13. При выборе независимых взаимно резервирующих источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях.

1.2.14. Требования 1.2.11-1.2.13 должны быть учтены на всех промежуточных этапах развития энергосистем и систем электроснабжения.

1.2.15. Проектирование электрических сетей должно осуществляться с учетом вида их обслуживания (постоянное дежурство, дежурство на дому, выездные бригады и др.).

1.2.16. Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:

в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ – более 10 А;

в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:

более 30 А при напряжении 3-6 кВ;

более 20 А при напряжении 10 кВ;

более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор – более 5А.

При токах замыкания на землю более 50 А рекомендуется применение не менее двух заземляющих реакторов.

Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью.

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.

Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения

1.2.17. Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

1.2.18. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники первой категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории – все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

1.2.19. Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

1.2.20. Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

1.2.21. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Уровни и регулирование напряжения, компенсация реактивной мощности

1.2.22. Для электрических сетей следует предусматривать технические мероприятия по обеспечению качества электрической энергии в соответствии с требованиями ГОСТ 13109.

1.2.23. Устройства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 3-20 кВ электростанций и подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105 % номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих сетей. Отклонения от указанных уровней напряжения должны быть обоснованы.

1.2.24. Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях производятся исходя из необходимости обеспечения требуемой пропускной способности сети в нормальных и послеаварийных режимах при поддержании необходимых уровней напряжения и запасов устойчивости.

Источники:

• studfiles.net
• studfiles.net
• www.ruscable.ru