Tipične sheme napajanja porabnikov električne energije

Sprejemniki električne energije kategorij I, II in III glede na stopnjo zanesljivosti napajanja postavljajo različne zahteve za vire in tokokroge.

Napajalniki kategorije I morajo biti napajani z električno energijo iz dveh neodvisnih medsebojno redundantnih virov napajanja, prekinitev njihovega napajanja v primeru izpada električne energije iz enega vira napajanja pa je dovoljena le za čas samodejne ponovne vzpostavitve napajanja.

Za napajanje namenske skupine sprejemnikov kategorije I je treba zagotoviti dodatno napajanje iz tretjega neodvisnega medsebojno redundantnega vira napajanja. Neodvisni vir napajanja za sprejemnik električne energije ali skupino sprejemnikov električne energije se imenuje vir energije, ki vzdržuje napetost v mejah, ki jih ureja PUE za način po izrednih dogodkih, ko pride do izpada na drugem ali drugih virih napajanja teh sprejemnikov.

Neodvisni viri energije vključujejo dva odseka ali vodilna sistema ene ali dveh elektrarn in transformatorskih postaj, če sta izpolnjena naslednja dva pogoja:

1) vsak odsek ali vodilni sistem se napaja iz neodvisnega vira energije;

2) deli (sistemi) avtobusov med seboj niso povezani ali imajo povezavo, ki se samodejno prekine v primeru okvare enega odseka (sistema) avtobusov.

Lokalne elektrarne, elektrarne elektroenergetskega sistema, specialni brezprekinitveni napajalniki, akumulatorji itd. Če pa rezerva napajanja ni ekonomsko izvedljiva, se izvede tehnološka rezerva.

Napajanje sprejemnikov električne energije kategorije I s posebej zapletenim tehnološkim procesom, ki zahteva dolgo časa za ponovno vzpostavitev načina delovanja, ob prisotnosti tehničnih in ekonomskih študij, izvajata dva neodvisna medsebojno redundantna vira energije, ki sta predmet dodatnih zahteve, določene iz značilnosti tehnološkega procesa.

Odsek napajalne sheme industrijskega podjetja z uporabo značilnih računskih enot: T1, T2 - močnostni transformatorji sistema; GPP — glavna vpenjalna postaja; RP — razdelilna transformatorska postaja; M - elektromotorji; 1 - sprejemnik električne energije; 2 — vodila distribucijskega vozlišča ali glavnega vodila; 3 - vodila razdelilne naprave transformatorske postaje za napetost do 1 kV; 4 - transformatorji padajoče transformatorske postaje; 5 - avtobusi razdelilne postaje (RR); 6 — pnevmatike GPP; 7 — linije, ki oskrbujejo podjetje

Sprejemniki električne energije kategorije II zagotavljajo električno energijo iz dveh neodvisnih medsebojno redundantnih virov energije. Za sprejemnike električne energije kategorije II so v primeru izpada električne energije iz enega vira napajanja dovoljene prekinitve napajanja za čas, ki je potreben za vklop rezervnega napajanja z dejanji dežurnega osebja ali skupine za mobilne operacije.PUE dovoljuje napajanje sprejemnikov za elektrika:

• II kategorija — na enem nadzemnem vodu, vključno s kabelskim vložkom, če je možnost nujnega popravila tega voda predvidena za največ 1 dan;

• kategorija I — en kabelski vod, sestavljen iz najmanj dveh kablov, povezanih z eno skupno napravo;

• Kategorija II — iz enega transformatorja ob prisotnosti centralizirane rezerve transformatorjev in možnosti zamenjave poškodovanega transformatorja v roku, ki ni daljši od 1 dneva.

Za sprejemnike električne energije kategorije III se napajanje izvaja iz enega vira napajanja, pod pogojem, da prekinitve napajanja, potrebne za popravilo ali zamenjavo poškodovanega elementa napajalnega sistema, ne presegajo 1 dneva.

Notranji napajalnik

Radialna napajalna vezja za porabnike električne energije. Radialni tokokrogi so tisti, pri katerih se električna energija iz elektrarne (podjetniške elektrarne, transformatorske postaje ali razdelilne točke) prenaša neposredno v razdelilno postajo delavnice brez odcepov na poti za napajanje drugih porabnikov. Takšna vezja imajo veliko odklopne opreme in električnih vodov. Na podlagi tega lahko sklepamo, da je treba uporabo radialnih shem moči uporabljati samo za napajanje dovolj močnih porabnikov.

Na sl. 1 prikazuje tipične sheme radialnega napajanja porabnikov električne energije za notranje (zunanje) sisteme napajanja industrijskih podjetij. Diagram na sl. 1, in je namenjen za napajanje uporabniki kategorije III ali uporabniki kategorije II, kjer je dovoljen izpad električne energije za 1-2 dni.

Diagram na sl. 1, b je namenjen odjemalcem kategorije II, za katere je dovoljen izpad električne energije največ 1-2 uri. Diagram na sl. 1, c je namenjen napajanju odjemalcev I. kategorije, uporablja pa se tudi za oskrbo odjemalcev II. na primer sprostitev ležajev).

riž. 1. Tipični radialni električni tokokrogi v notranjem in zunanjem napajalnem sistemu industrijskega obrata

Glavna napajalna vezja za porabnike električne energije, ki se uporabljajo v notranjem sistemu oskrbe z električno energijo podjetij, ko je veliko porabnikov, in radialne sheme napajanja so jasno priporočljive. Običajno magistralni tokokrogi zagotavljajo povezavo petih do šestih razdelilnih postaj s skupno uporabniško zmogljivostjo največ 5000-6000 kVA.

Na sl. 2 prikazuje tipično napajalno vezje. Za to shemo je značilna zmanjšana zanesljivost napajanja, vendar omogoča zmanjšanje števila napetostnih odklopnikov in uspešnejšo organizacijo porabnikov v skupini petih do šestih razdelilnih postaj.

riž. 2. Tipični glavni napajalni tokokrog v internem napajalnem sistemu industrijskega obrata

riž. 3.Tipično dvovodno napajalno vezje v notranjem napajalnem sistemu industrijskega obrata

Kadar je treba ohraniti prednosti avtocestnih tokokrogov in zagotoviti visoko zanesljivost napajanja, uporabite sistem dvojnih tranzitnih (skozi) avtocest (slika 3). V tej shemi se v primeru izpada katerega koli visokonapetostnega napajalnega voda napajanje zanesljivo zagotovi preko drugega voda s samodejnim preklopom porabnikov na nizkonapetostni del transformatorja, ki ostane v delovanju. To preklapljanje poteka s časom 0,1-0,2 s, kar praktično ne vpliva na napajanje uporabnikov.

Mešane napajalne sheme za porabnike električne energije. V praksi načrtovanja in delovanja sistemov oskrbe z električno energijo za industrijska podjetja je redko najti sheme, zgrajene samo na radialnem ali samo na principu prtljažnika.Običajno se veliki in odgovorni uporabniki ali sprejemniki napajajo radialno.

Srednji in mali porabniki so združeni in njihova prehrana poteka po osnovnem principu. Ta rešitev vam omogoča, da ustvarite shemo notranjega napajanja z najboljšimi tehničnimi in ekonomskimi kazalci. Na sl. 4 prikazuje tako mešano shemo napajanja.

riž. 4. Tipična shema mešanega napajanja (radialno-main) v notranjem sistemu oskrbe z električno energijo industrijskega podjetja

Zunanje napajanje

Napaja se iz električnega omrežja brez lastnih elektrarn. Na sl. 5 prikazuje sheme napajanja industrijskih obratov, ki se napajajo samo iz elektroenergetskih sistemov. Na sl. 5a prikazuje diagram radialnega podajanja.Tukaj napetost zunanjega napajalnega omrežja sovpada z najvišjo napetostjo omrežja znotraj podjetja (notranji elektroenergetski sistem), zato za podjetje kot celoto ni potrebna transformacija. Takšne napajalne sheme so značilne za napajanje predvsem pri napetostih 6, 10 in 20 kV.

Na sl. 5, b prikazuje shemo tako imenovanega globokega blokovnega vhoda 20-110 kV in manj pogosto 220 kV, ko se napetost iz elektroenergetskega sistema brez transformacije vnese po shemi dvojne tranzitne (skozi) avtoceste na notranjo ozemlje podjetja. V tej shemi so pri napetosti 35 kV padajoči transformatorji nameščeni neposredno v zgradbah delavnice in imajo nižjo napetost 0,69 - 0,4 kV.

Vendar pa je pri napetostih elektroenergetskega sistema 110 - 220 kV neposredna pretvorba iz 0,69 - 0,4 kV za komercialna omrežja običajno nepraktična zaradi relativno nizke skupne moči porabnikov v posamezni trgovini. V takih primerih se lahko priporoči vmesna pretvorba na napetost 10-20 kV na več vmesnih padajočih transformatorskih postajah, od katerih mora vsaka napajati svojo skupino trgovin.

Pri velikih pečeh ali posebnih obratih za pretvorbo velike moči je morda priporočljivo pretvoriti napetost 110 ali 220 kV neposredno v procesno napetost (običajno ni 0,69 ali 0,4 kV) z namestitvijo posebnih padajočih transformatorjev neposredno na to v stavbah delavnice.

Na sl.5, c prikazuje možno shemo oskrbe z električno energijo za industrijsko podjetje s prisotnostjo transformacije, ki se izvaja na točki prehoda z zunanje na notranjo shemo oskrbe z električno energijo, kar je značilno za podjetja z veliko močjo in velikim ozemljem. Na sl. 5, d, je podan diagram pod pogojem pretvorbe v dve napetosti, kar je značilno za močne enote (delavnice) podjetij, ki se nahajajo na precejšnji razdalji drug od drugega.

Napajanje iz elektroenergetskega sistema, če ima industrijsko podjetje lastno elektrarno.

riž. 5. Tipične napajalne sheme pri napajanju industrijskih podjetij samo iz elektroenergetskega sistema

riž. 6. Tipične sheme napajanja pri oskrbi industrijskih podjetij iz elektroenergetskega sistema in lastne elektrarne

Na sl. 6 prikazuje tipične sheme napajanja industrijskih podjetij, če ima podjetje lastno elektrarno. Na sl. 6 in diagram je podan za primer, ko lokacija elektrarne sovpada s središčem električnih obremenitev podjetja in se napajanje podjetja iz elektroenergetskega sistema izvaja na napetosti generatorja.

Na sl. 6, b prikazuje diagram za primer, ko se elektrarna nahaja na razdalji od središča svojih električnih obremenitev, vendar je napajanje iz sistema pridobljeno pri napetosti generatorja. Na sl. 6, c prikazuje diagram za primer, ko se napajanje iz sistema izvaja pri povečani napetosti in distribucija električne energije na ozemlju podjetja poteka pri napetosti generatorja Elektrarna elektrarne se nahaja zunaj središče električnih bremen.

Na sl.6, d prikazuje vezje, katerega pogoji so podobni vezju, prikazanemu na sl. 6, c, vendar se transformacija izvaja pri dveh napetostih. V diagramih na sl. 5, b, d in sl. 6, d za napajanje iz sistema pri napetosti 35-220 kV, možnosti, prikazane na sl. 7. Diagram na sl. 7, a (brez stikal na visokonapetostni strani) je priporočljivo kot cenejše pri oblikovanju in nič manj zanesljivo pri delovanju kot vezje na sl. 7, b.

riž. 7. Sheme za priključitev transformatorjev GPP na električno omrežje 35-220 kV elektroenergetskega sistema

Uporaba sheme na sl. 7, vendar je to mogoče le v primerih, ko se operacija vklopa in izklopa transformatorjev ne izvaja vsak dan, saj upoštevajo ekonomsko izvedljiv način svojega dela. Če so transformatorji izklopljeni in vklopljeni vsak dan, izberite shemo, prikazano na sl. 7, b.

Poganja ga samo lastna elektrarna. Na sl. 8 prikazuje diagram oskrbe porabnikov električne energije iz lastne elektrarne, ki je značilen za podjetja, oddaljena od omrežij elektroenergetskega sistema; z razvojem elektrifikacije pa se bo število takih napajalnih shem še zmanjševalo.

riž. 8. Tipična shema napajanja pri napajanju industrijskega podjetja samo iz lastne elektrarne

Pri napajanju delavnic, ki imajo vakuumske električne peči vseh vrst, je treba upoštevati, da prekinitev napajanja vakuumskih črpalk povzroči nesrečo in zavrnitev dragih izdelkov. Te pečice je treba razvrstiti kot sprejemnike električne energije kategorije I.

Poglej tudi:Tipične sheme oskrbe z električno energijo za podjetja