Меню

Схема распределения напряжения по участками

Выбор схемы распределения энергии на высоком напряжении

Распределение электрической энергии от ГПП (ГРП) до цеховых подстанций выполняется по радиальным, магистральным или смешанным схемам в зависимости от расположения потребителей, а также от требуемого уровня надежности электроснабжения.

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

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

В зависимости от назначения подстанции бывают трансформаторными (ТП), преобразовательными (ПП), выпрямительными и т.п.

Районными называются подстанции, питающиеся от районных (основных) сетей энергосистемы. Они предназначены для питания больших районов, в которых находятся промышленные, городские, сельскохозяйственные и другие потребители электроэнергии.

Центром питания (ЦП) называется распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или подстанции или распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции энергосистемы (имеющей устройство для регулирования напряжения), к которому подключены распределительные сети данного района.

Распределительным пунктом (РП) называется подстанция промышленного предприятия, предназначенная для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформации.

Независимым источником питания называется источник питания данного объекта, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках.

Системы электроснабжения разделяют на системы внешнего электроснабжения (воздушные и кабельные линии от подстанции энергосистемы до главной подстанции ГПП или распределительного пункта ЦРП) и систему внутреннего электроснабжения (распределительные линии от ГПП и ЦРП до цеховых трансформаторных подстанций).

Радиальные схемы. На рисунке 1 показана радиальная схема электроснабжения. При этой системе подстанции питаются отдельными линиями. Распределительных пунктов РП может быть один или несколько в зависимости от величины передаваемой мощности и от расположения подстанций на территории предприятия.

Иногда распределительный пункт совмещается с одной из цеховых подстанций, обслуживающей ближайших потребителей (РТП).

В данной схеме предусмотрена установка выключателей на всех линиях высокого напряжения. На распределительные пункты заводится по две линии от каждой секции шин ГРП. Распределительные пункты имеют две секции шин 6-10кВ, которые в случае надобности (например, при выходе из строя или отключении на ремонт одной из линий от ГРП) могут быть соединены при помощи секционного выключателя.

Для обеспечения полного отключения линий, которые могут иметь обратное питание (линии к РП), и для ремонта выключателей разъединители устанавливаются с обеих сторон выключателя. На цеховых подстанциях устанавливаются обычно только разъединители. Цеховые подстанции, как это видно из схемы, могут подключаться как к шинам главного распределительного пункта, так и к шинам промежуточных распределительных пунктов.

Схема питания РП-3 одной линией применяется в редких случаях для малоответственных потребителей III категории, поскольку при выходе из строя единственной питающей линии 7 выходит из строя не только РП-3, но и прекращается питание всех присоединенных к нему подстанций (в данном случае ТП-8 и ТП-9).

Рис. 1. Радиальная схема электроснабжения

Такая схема питания может быть допущена и для потребителей II категории, но при условии, что питающая линия 7 выполнена двумя или несколькими кабелями, подключенными к ГРП и РП, как указано на рисунке 2

Рис.2. Схема присоединения кабельных линий при радиальных схемах питания для потребителей II категории

Рис.3. Радиальная схема питания цеховых подстанций со сквозным резервным кабелем (применяется для потребителей II категории)

Отыскание места повреждения и отключение поврежденного кабеля с двух сторон при помощи двух разъединителей не отнимает более 30 мин, что следует считать допустимым. При питании воздушными линиями, как уже указывалось, допускается питание потребителей II категории одной линией, поскольку воздушные линии более надежны, чем кабельные линии, чаще выходящие из строя (например, при раскопках).

При питании по радиальной схеме иногда применяется резервирование нескольких подстанций одним «сквозным» кабелем. Такая схема представлена на рисунке 3. Сечение сквозного резервного кабеля выбирают по условию питания одной наиболее мощной подстанции из рассматриваемой группы. Схема применима для потребителей II категории, поскольку дежурный персонал может быстро подключить одну из подстанций (при аварийном отключении) к резервному кабелю.

РП, от которых питаются потребители I категории, подключаются к двум секциям ГРП отдельными линиями, причем секционный выключатель СВ включается автоматически при отключении любой из питающих линий. Каждая из питающих линий высокого напряжения рассчитывается на полную нагрузку с учетом допустимой перегрузки.

Радиальные схемы электроснабжения весьма надежны в отношении бесперебойности питания, однако, требуют большого количества высоковольтной аппаратуры и значительных расходов на сооружение линий и распределительных устройств. Во многих случаях радиальные схемы себя не оправдывают и заменяются магистральными.

Магистральные схемы. В отличие от радиальной схемы, при которой каждая цеховая подстанция питается отдельной линией высокого напряжения от ГРП (ГПП) или РП, при магистральных схемах одна и та же линия (воздушная или кабельная) заводится поочередно на шины нескольких трансформаторных подстанций (но не более пяти-шести).

Магистральная схема питания цеховых подстанций на напряжение 6-10кВ показана на рисунке 4. Из схемы видно, что трансформаторы цеховых подстанций могут подключаться к общей высоковольтной магистрали через масляные выключатели (ТП-1), разъединители и высоковольтные предохранители (777-2) и выключатели нагрузки и предохранители (777-3). Применение выключателей или разъединителей с предохранителями обусловлено мощностью трансформатора.

Рис. 4. Магистральная схема питания цеховых трансформаторных подстанций:

ВМ – выключатель масляный; ВН – выключатель нагрузки;

П – высоковольтные предохранители; Р – разъединитель

Магистральная схема обходится намного дешевле, чем радиальная схема электроснабжения, но имеет существенный недостаток: при аварии на любом участке магистральной линии или на шинах высокого напряжения любой из цеховых подстанций происходит отключение релейной защитой головного выключателя и все подстанции, присоединенные к данной магистрали, прекращают подачу электроэнергии потребителям.

Читайте также:  Тот 5 трансформатор выходное напряжение

Надежность электроснабжения повышается при устройстве общей резервной магистрали. На рисунке 5 дана схема распределительной сети высокого напряжения с общей резервной магистралью.

Рис. 5. Схемы питания одиночными магистралями с общей резервной магистралью на напряжение 6-10 кВ:

ВМ – выключатель масляный; ВН – выключатель нагрузки; Р – разъединитель

П – высоковольтный предохранитель; РМ – резервная магистраль

В этой схеме при нормальном режиме питание цеховых подстанций производится по рабочим магистралям, а при выходе из строя одной из рабочих магистралей отключается (с двух сторон) поврежденный участок и питание переводится на резервную магистраль, постоянно находящуюся под напряжением. Приведенная схема может применяться для питания потребителей II и III категорий. Недостаток схемы в том, что в нормальном режиме резервная линия не используется для передачи энергии.

Другим видом магистральной схемы, пригодной для электроснабжения потребителей II категории, следует считать схему разомкнутой кольцевой магистрали (см. рис. 6). Питание полуколец схемы рекомендуется осуществлять от разных секций ГРП (ГПП).

Рис. 6. Кольцевая магистральная схема электроснабжения

Из характерных магистральных схем внутреннего электроснабжения промышленных предприятий приведем еще весьма гибкую и удобную в эксплуатации схему с двусторонним питанием (см. рис.7). В нормальном режиме схема разомкнута. Сечения кабелей рассчитаны на возможную передачу всей мощности (с учетом допустимой перегрузки), поэтому при повреждении в любой точке схемы питание потребителей восстанавливается (после нахождения участка повреждения) довольно быстро.

Рис. 7. Магистральная (разомкнутая) схема электроснабжения с двусторонним питанием

Данная схема также применяется для питания потребителей II и III категорий. Место размыкания может быть выбрано произвольно, но для получения минимальных потерь мощности желательно, чтобы разрыв был в точке токораздела.

При подключении к двум независимым питающим центрам должна быть обеспечена соответствующая блокировка от несинхронных включений (т.е. включение на параллельную работу, не предусмотренное нормальным режимом электросети).

Для промышленных потребителей I категории магистральные схемы обычно не применяются. Для этих потребителей наиболее надежным являются автоматизированные радиальные схемы питания.

Схемы городских электрических сетей напряжением 6-10 кВ

Схемы городских сетей высокого напряжения разнообразны и зависят от требований, предъявляемых к ним по степени надежности электроснабжения. Эти сети имеют определенную специфику по сравнению с промышленными сетями, поскольку потребители всех трех категорий могут встретиться в любом из микрорайонов городской застройки.

Как и в сетях для промышленных предприятий, в городских сетях 6-10кВ могут применяться рассмотренные радиальные и магистральные схемы. Приведем лишь некоторые дополнительные схемы, характерные для городских сетей.

В сетях больших городов применяется либо радиальная схема с параллельной работой нескольких линий на шины одной или нескольких подстанций, связанных между собой кабельными линиями, либо автоматическое включение резервного питания (АВР).

На рисунке 8 показана схема питания городского РП двумя параллельными линиями, оборудованными максимально направленной защитой. Установка простой максимальной защиты в данном случае недопустима, т.к. при коротком замыкании, например, в кабеле 1, произойдет отклонение обоих выключателей В-1 и В-2, и РП останется без питания при установке максимальной направленной защиты отключается только В-1, а В-2 остается во включенном состоянии. Затем аварийный кабель К-1 отключается с некоторой выдержкой времени выключателем питающего центра и вся нагрузка РП переводится на кабель К-2. Из рассмотренной схемы следует, что в нормальном режиме каждый из кабелей должен быть загружен только на 65% от допустимой нагрузки с тем, чтобы в аварийном режиме его нагрузка составляла не более 130% в этом недостаток данной схемы.

Рис. 8. Радиальная схема питания городского РП двумя параллельными линиями с направленной защитой

Другим вариантом является схема с тремя параллельно работающими кабелями.

На рисунке 9 показана такая схема, применяемая для питания двух РП. При повреждении в одном из кабелей он отключается с двух сторон выключателями, а питание потребителей и продолжается по двум оставшимся в работе линиям бесперебойно.

Рис. 9. Схема питательной сети с максимально направленной защитой с тремя параллельными линиями

Приведенная схема имеет преимущество по сравнению со схемой рисунке 8, поскольку, не снижая надежности питания, она позволяет загружать кабели в нормальном режиме до 80%. При повреждении одного из кабелей каждый из оставшихся в работе будет загружен на 120%. Таким образом, использование проводникового материала повышается.

В радиальных схемах городских электрических сетей широко применяется АВР на секционном выключателе. Устройство для АВР может быть установлено не только на секционном выключателе, но и на одной из двух кабельных линий или на кабельной связи между двумя распределительными пунктами.

Схемы с АВР на высоком напряжении применяются в комбинации с максимально направленной защитой. На рисунке 10 приведена такая схема.

Рис. 10. Схема питания с тремя кабелями, два из которых оборудованы мак симально направленной защитой. АВР уста новлено на секционном выключателе

Кабели К-1 и К-2 оборудованы максимально-направленной защитой и загружены в нормальном режиме на 65%. Секционный выключатель служит для АВР и включается при выходе из строя кабеля Кз, загружаемого в нормальном режиме на 100%.

Таким образом, суммарная нагрузка всех трех кабелей в нормальном режиме составляет 230%. При выходе из строя кабелей К1 или К2 оставшийся в работе загружается до 130%, а при аварии с кабелем Кз его нагрузка равномерно распределяется между кабелями К1 и К2, которые при этом будут нести нагрузку по 115% от номинальной.

Схемы с АВР на высоком напряжении широко применяются для электроснабжения потребителей I и II категорий.

Читайте также:  Каким огнетушителем можно тушить электрооборудование находящееся под напряжением до 1000 вольт

За последние годы получила распространение в крупных городах, особенно в Москве, так называемая двухлучевая схема с ЛВР на стороне низкого напряжения. Двухлучевая схема предусматривает питание каждой из подключаемых подстанций с двумя трансформаторами (мощностью до 630кВа), двумя кабельными линиями (лучами) от двух разных питающих подстанций или от разных секций шин питающего центра. Схема приведена на рисунке 11.

Рис. 11. Двухлучевая магистральная схема сети высокого напряжения с контакторной автоматикой (АВР) на стороне низкого напряжения

В цепи низшего напряжения каждого силового трансформатора устанавливаются контакторные станции (типа ПЭЛ) или автоматические выключатели (типа АВ).

При исчезновении напряжения на одном из трансформаторов контакторы переключают нагрузку на трансформатор и линию высокого напряжения, оставшиеся в работе.

Двухлучевая схема применяется для многоэтажной застройки и пригодна для питания потребителей любой категории.

Двухлучевая схема с АВР на стороне низшего напряжения имеет ряд преимуществ:

1. Переключение с одного луча на другой продолжается всего 0,2-0,3 сек, тогда, как АВР на высоком напряжении включается за 1-1,5 сек.

2. При АВР на низком напряжении резервируются не только линии высокого напряжения, но и силовые трансформаторы.

3. Снижаются затраты на сооружение трансформаторных пунктов, поскольку потребность в высоковольтном оборудовании сводится до минимума.

4. Схема самовосстанавливается при появлении напряжения на шинах высокого напряжения, тогда как восстановление схем АВР на высоком напряжении производится вручную дистанционно.

Проектирование городских электрических сетей произвол с учетом перспективного роста нагрузок в течение 5-8.

С учетом этого рекомендуется осуществлять развитие сетей этапно. Поэтапное развитие электрических сетей заключается в том, что по мере роста нагрузок производится докладка кабелей, а в подстанциях устанавливаются вначале менее мощные трансформаторы, впоследствии заменяемые на предусмотренные проектом. Такая система сооружения сетей позволяет бежать замораживания средств и цветного металла на длительное время.

Некоторые схемы радиального питания цеховых ТП показаны на рисунке 12. Схема питания однотрансформаторной подстанции одной линией может быть использована для электроснабжения потребителей 3-й категории надежности (см. рис. 12, а). При питании такой же ТП двумя линиями и при условии, что имеется складской резервный трансформатор схема (см. рис. 12, б) может быть использована для питания потребителей 2-й и 3-й категорий надежности.

Рис. 12. Схемы радиального питания цеховых подстанций

Схема питания двухтрансформаторной подстанции (рис. 12, в) также отвечает требованиям электроснабжения потребителей 2-й и 3-й категорий надежности. Схема на рисунке 12, г используется для питания потребителей 1-й, 2-й и 3-й категорий надежности.

Рис. 13. Радиальное питание обособленных однотрансформаторных подстанций

Рис. 14. Схема распределения энергии с подключением двух радиальных или двух магистральных линий к общему выключателю

Источник

Схемы передачи и распределения электроэнергии на предприятии

Схемы передачи и распределения электроэнергии на предприятииСхемы электроснабжения цехов на предприятии весьма разнообразны и их построение обусловлено многими факторами: категорией электроприёмников, территорией, историческим развитием предприятия и многих других. Поэтому остановимся только на основных принципах построения схем.

Одним из основополагающих принципов построения схемы электроснабжения является применение глубокого ввода , что означает максимально возможное приближение источников высокого напряжения, или подстанций, к потребителям с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

На предприятиях средней мощности линии глубоких вводов напряжением 35-110 кВ вводятся на территорию непосредственно от энергосистемы. На крупных предприятиях глубокие вводы отходят от главной понизительной подстанции (ГПП) или распределительных подстанций, получающих энергию от энергосистемы.

На небольших предприятиях достаточно иметь одну подстанцию для приёма электроэнергии. Если напряжение питания совпадает с напряжением заводской распределительной сети, то приём электроэнергии осуществляется непосредственно на распределительный пункт без трансформации.

Распределение электроэнергии на предприятии может осуществляться по радиальной, магистральной или комбинированной схемам. На выбор той или иной схемы влияют технические и экономические факторы.

При расположении нагрузок в различных направлениях от центра питания целесообразно применять радиальную схему передачи и распределения электроэнергии . В зависимости от мощности предприятия радиальные схемы могут иметь одну или две ступени распределения электроэнергии. Двухступенчатые радиальные схемы с промежуточными РП используют на предприятиях большой мощности. Промежуточные РП позволяют освободить шины ГПП от большого количества мелких отходящих линий.

На рис. 1 приведена типичная радиальная схема электроснабжения , выполненная в две ступени. Вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП1-РП3, а на питаемых от них ТП предусматривается присоединение через разъединитель с предохранителем. РП1 и РП2 питаются по двум линиям, а РП3 одной линии от шин ГПП (первая ступень). На второй ступени электроэнергия распределяется между двухтрансформаторными и однотрансформаторными цеховыми ТП.

Радиальная схема электроснабжения

Рис. 1. Радиальная схема электроснабжения

Магистральные схемы передачи и распределения электроэнергии применяются при расположении нагрузок в одном направлении от источника питания. Электроэнергия к подстанциям поступает по ответвлениям от линии (воздушной либо кабельной), поочерёдно заходящей на несколько подстанций. Число трансформаторов, присоединяемых к одной магистрали, зависит от мощности трансформаторов и требуемой бесперебойности питания. Магистральные схемы могут выполняться с одной, двумя и более магистралями.

На рис. 2 показана схема с двойной магистралью при питании двухтрансформаторных ТП . Эти схемы, не смотря на большую стоимость, обладают высокой надёжностью и могут быть использованы для приёмников любой категории.

Магистральная схема электроснабжения

Рис. 2. Магистральная схема электроснабжения

Надёжность магистральной схемы обуславливается тем, что трансформаторы ТП питаются от разных магистралей, каждая из которых рассчитана на покрытие основных нагрузок всех ТП. При этом трансформаторы также рассчитаны на взаимное резервирование. Секции шин РП или трансформаторы цеховых ТП при нормальном режиме работают раздельно, а при повреждении одной из магистралей они переключаются на магистраль, оставшуюся в работе.

Магистральные схемы передачи и распределения электроэнергии дают возможность снизить по сравнению с радиальными затраты за счёт уменьшения длины питающих линий, уменьшения коммутационной аппаратуры. Однако по сравнению с радиальными они являются менее надёжными, так как повреждение магистрали ведёт отключение всех потребителей, питающихся от неё.

Читайте также:  Какова единица измерения температурного коэффициента напряжения стабилизации

Источник



Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме

При 3 фазном вводе в дом электричества самым сложным вопросом в электромонтаже является сборка распределительного щита. Как правильно распределить нагрузку по фазам в частном доме? Давайте подробно разберем, как это сделать.

При «некачественно» собранном щите, без учета мощности потребителей произойдет перекос по фазам. Что это означает и чем это опасно?

В начале я расскажу почему так происходит. Потом дам рекомендации как распределить нагрузку по фазам в частном доме и в конце статьи опишу некую типовую схему.

Перекос фаз в трехфазной сети

Прямой опасности в этом никакой для вас нет. Есть только постоянно отключающийся трехфазный автоматический выключатель. Почему так происходит?

В трехполюсном автоматическом выключателе, например С 25 есть три однофазных автомата. Каждый из них выдерживает 25 А. То есть на каждую фазу приходится по 5 кВт мощности, отсюда и получается, что подключенная мощность к дому 15 кВт. Все три однофазных автоматических выключателя соединены в один и имеют единый рычаг. Здесь о том как правильно подобрать автоматические выключатели.

Что происходит если распределить нагрузку по фазам в частном доме в случайном порядке? Рассмотрим на примере: на фазе «А» подключен весь свет, на фазу «В» подключен весь второй этаж розетки, а на фазу «С» первый этаж.

На втором этаже три спальни и мощные потребители отсутствуют. Современные светодиодные светильники также потребляет немного. А вот фаза «С» будет нагружена стиральной машиной, духовкой, микроволновкой, посудомоечной машиной, электрочайником и возможно еще пылесос, фен в ванне и многим чем еще.

Вы включили стиральную машину (1,7 кВт), на кухне включили разогреваться духовку (+2 кВт) и поставили в неё вкусную пиццу. Тем временем нужно немного пропылесосить (+2 кВт) вокруг стола т.к. рассыпался сахар и вскипятить чайник (+2 кВт). Итого 7,7 кВт, что вполне хватит «перекосить» трехфазный автоматический выключатель на 25 ампер.

Из-за общего рычага воздействия перегруженная фаза выбьет весь автомат. В итоге вместо возможности использования 15 кВт у вас останется только 5 кВт. Кстати о том какой счётчик будет вам выгоднее иметь однотарифный и двухтарифный здесь.

Как рассчитать нагрузку?

Для того чтобы правильно распределить нагрузку по фазам в загородном доме необходимо составить список особо мощных потребителей и хоть немного представить какие из них одновременно используются.

Для того чтобы было немного проще ориентироваться вот перечень наиболее мощных потребителей на, которые стоит ориентироваться при распределении нагрузки по фазам:

  1. Варочная поверхность 7 кВт;
  2. Духовой шкаф или духовка потребляет 2,5 кВт мощности;
  3. Стиральная машина — 1,7 кВт;
  4. Посудомоечная машина — 1,7 кВт;
  5. Электрический чайник — 2 кВт;
  6. Микроволновая печь — 1 кВт;
  7. Пылесос — 2 кВт;
  8. Утюг — 2 кВт;
  9. Бойлер накопительный — 2 кВт;
  10. Сплит-система — 1 кВт.

Как распределить нагрузку по фазам в частном доме?

Теперь давайте вместе подумаем, что из этого будет работать совместно, а что вряд ли. И сделаем некую виртуальную модель как распределить нагрузку по фазам в частном доме. Для этого посчитаем возможную максимальную мощность.

Итак, как мы видим самое нагруженное помещение в доме — кухня.

Самая мощная в доме — варочная поверхность. Для загородного дома использовать необходимо трехфазную плиту, причем подключаем мы ее только на две фазы «В» и «С». Если мы задействуем только одну фазу, то мощности нам хватит только на две конфорки. Дальше поймете почему мы будем использовать только две фазы, а не три.

Все остальные розетки на кухне мы распределяем на фазу «А». Больше эту фазу мы не будем задействовать вообще. Это будет самая нагруженная фаза.

Однако и другую фазу мы не будем использовать на кухне. Исключение составит варочная поверхность, которая соединена по двухфазной схеме.

Это сделано для того, чтобы исключить появление двух разных фаз в соседних розетках. Тем самым мы обезопасим себя от возможности встречи с линейным напряжением. Это те 380 вольт, которые могут серьезно навредить здоровью. 220 вольт вообще не страшны по сравнению с 380 В. Запомните это.

Осталось совсем чуть-чуть. Бойлер вместе со стиральной машинкой подключаем через устройство защитного отключения на фазу «В».

Оставшееся оборудование вешаем на фазу «С».

Вот примерно так и распределяем нагрузку по фазам в частном доме.

как распределить нагрузку по фазам

Конечно, это приведена типовая схема распределения. Возможно, вы вообще не любите готовить и у вас есть только микроволновка. Также все относительно по поводу котельного оборудования, но результат везде должен получаться одинаковый. Мощность электроприборов распределяется равномерно по трем фазам, желательно, чтобы двух разных фаз не было в одной комнате. Если так не получается разводите их по противоположным сторонам помещения.

Если при сборке распределительного щита поставить устройства защиты от перенапряжения с индикаторами напряжения и тока: можно в режиме онлайн увидеть какая фаза перегружена, а где нет нагрузки. Тоже самое можно сделать с помощью токовых клещей.

Однако правильно собрать щит на этапе строительства выйдет гораздо дешевле и лучше, чем перекраивать его после.

Надеюсь, статья была полезна для вас. Теперь, после прочтения вопрос: Как распределить нагрузку по фазам в частном доме? — решен окончательно если нет задавайте вопросы в комментариях.

Добавляйте статью к себе в закладки и делитесь с друзьями. Готов ответить на ваши вопросы.

Источник