Какие элементы входят в систему передачи и распределения электроэнергии

1. Элементы, входящие в систему передачи и распределения электроэнергии

Система передачи и распределения электрической энергии представляет собой развитую электрическую сеть, как по составу установок, так и по функциональному назначению.

Электрическая сеть – это объединение преобразовательных подстанций, распределительных устройств, переключающих пунктов, линий электропередачи.

Подстанция – это электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электроэнергии, состоящая из трансформатора, распределительных устройств и вспомогательных.

Распределительное устройство – это электроустановка, входящая в состав любой подстанции, предназначена для приема и распределения электроэнергии на одном напряжение.

Распределительный пункт – устройство, предназначенное для приема и распределения электрической энергии одного напряжения.

Линия электропередачи – установка, предназначенная для передачи электрической энергии на расстояние, с возможным промежуточным отбором.

2.Условная схема системы передачи и распределения электроэнергии

3.Преимущества и недостатки передачи электроэнергии постоянным током

Для передачи электрической энергии постоянным током сооружают преобразовательные подстанции, выпрямители и инверторы на переменном токе с обратным преобразованием.

Для преобразования постоянного тока в переменный и наоборот необходимы специальные дорогие устройства. Для сглаживания пульсаций необходимо применять специальные реакторы.

До настоящего времени не созданы удовлетворяющие конструктивно выключатели постоянного тока высокого напряжения. Поэтому осуществить ответвления электропередачи постоянного тока технически трудно. Поэтому линии электропередачи постоянного тока очень ограничены и выполняется лишь на сверх дальние расстояния. Это основной недостаток электрических линий на постоянном токе.

Главное преимущество системы передачи постоянного тока высокого напряжения – низкая стоимость передачи очень большой мощности на очень большое расстояние.

Второе огромное преимущество заключается в малой величине потерь (например, всего около 5 % при передаче энергии на расстояние свыше 2000 км). Третье, не менее значительное преиму-щество – меньшая потребность в отводе земель по причине меньшего количества линий. Выше при-водился пример передачи мощности 12 000 МВт, для которой требуется восемь линий переменного тока при напряжении 800 кВ или всего две (!) линии постоянного тока при таком же напряжении.

Главный же недостаток линий постоянного тока – практическая невозможность устройства ответвления от ЛЭП на всём её протяжении, поскольку сооружение преобразовательной подстанции на ответвлении обходится достаточно дорого (хотя технически это возможно и иногда делается).

4.Виды системной автоматики, применяемые в электропередачах

К основным устройствам автоматики относят:

1) АРВ (автоматическое регулирование возбуждения)

2) АВР (автоматический ввод резерва)

3) АПВ (автоматическое повторное включение)

4) АЧР (автоматическое частотное разгрузка)

АРВ — процесс изменения по заданным условиям тока возбуждения электрических машин. Осуществляется на синхронных генераторах, мощных синхронных двигателях, синхронных компенсаторах и т.д. АРВ синхронных генераторов осуществляется в основном с целью обеспечения заданного напряжения в электрической сети, а также для повышения устойчивости их параллельной работы на общую сеть. Для повышения устойчивости системы при КЗ, АРВ форсировано увеличивает ток возбуждения. Пропорционального и силового действия.

Автомати́ческий ввод резерва (АВР) — один из методов релейной защиты, направленный на повышение надежности работы сети электроснабжения. Заключается в автоматическом подключении к системе дополнительных источников питания в случае потери системой электроснабжения из-за аварии.

АВР разделяют на:

АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР подключит резервную секцию.

АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной.

АПВ — вид системной автоматики применение которого значительно повышает надежность электроснабжения. При КЗ линия отключается защитой, однако через определенный интервал времени АПВ снова включает линию.

АЧР – вид системной автоматики, применяемая в тяжелых послеаварийных ситуациях при недостатке генераторной мощности. Такая аппаратура применяется для поддержания необходимой частоты питающего тока.

Какие элементы входят в систему передачи и распределения электроэнергии

Стремительное развитие глобальных технологий привело к появлению электроэнергетической промышленности, являющейся одной из важнейших основ функционирования экономики и жизнеобеспечения.Технология передачи электроэнергии является важнейшей артерией отрасли электроэнергетики.

Подстанции (распределительные подстанции) и линии передачи являются основными элементами системы передачи электроэнергии, которые используются для передачи электроэнергии высокого напряжения от источников питания к потребителям. Присоединение источников питания к центрам распределенного потребления энергии образует сеть передачи электроэнергии, основные преимущества которой приведены ниже:

• Предотвращение выработки местной электроэнергии для различных районов (например, применение дизельных генераторов или местных электростанций) и уменьшение количества промышленных выбросов и отходов.

• Повышение надежности и стабильности передачи электроснабжения.

• Мониторинг и анализ ошибок линии передачи, максимального/минимального энергопотребления, часа пиковой нагрузки и т. д. для управления рынком энергетики.

• Возможность проектирования центра системы диспетчерского контроля нагрузки (LDC) для мониторинга состояния сети и внедрения системы проверки диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).

Технология передачи электроэнергии: сегодня международная торговля товарами и услугами (импорт и экспорт) на мировом рынке, оказывает значительное влияние на экономическое развитие, инвестицию, развитие стран, и следовательно, способствует созданию новых рабочих мест. Экспорт товаров и инжиниринговых и инженерно-технических услуг играют важную роль на мировом рынке, о чем свидетельствуют усилия разных стран, в последнее время предпринимаемые для поставки своих инженерно-технических оборудования и услуг. К счастью, история экспорта товаров и инжиниринговых и инженерно-технических услуг в Исламской Республике Иран свидетельствует о высоком потенциале знаний в области инженерной деятельности.

Исходя из того, что мощность 70 000 МВт электроэнергии установлена в Иране и используется оборудование внутреннего производства для передачи такой мощности, способность иранских инженеров, поставщиков и подрядчиков является хорошо очевидной в этой области.

Исходя из того, что мощность 70 000 МВт электроэнергии установлена в Иране и используется оборудование внутреннего производства для передачи такой мощности, способность иранских инженеров, поставщиков и подрядчиков является хорошо очевидной в этой области.

Компания «САНИР», как одна из крупнейших групп иранских компаний, действующих в области экспорта технических и инженерных услуг, используя имеющуюся мощность, сможет предложить широкий спектр технических и инженерных услуг по электрооборудованию, а также может быть генеральным подрядчиком.

Структурный департамент компании «САНИР» по подаче электроэнергии, как один из структурных активных подразделений этой компании, добился значительного прогресса на рынке электроэнергии, в связи с чем указанный департамент проявляет гибкость при удовлетворении разнообразных потребностей различных клиентов на международном рынке. Спектр услуг структурного департамента по передаче и распределению электроэнергии определяется следующим образом:

• Технико-экономическое обоснование энергетических проектов;
• Инжиниринг (базовое и детальное проектирование) и предоставление технических и инженерных консультационных услуг;
• Поставка необходимого оборудования
• Строительство и ввод в эксплуатацию проектов линий электропередачи (линий и подстанции);

• Управление проектами (на различных стадиях E, P и C );
• Эксплуатация и техническое обслуживани;
• Обучение

Что касается области передачи электроэнергии. , следует отметить, что члены группы компании «САНИР» приобретают и предоставляют товары и услуги для выполнения проектов, как на территории Ирана, так и за рубежом, что товары и услуги в этой области включают следующие:

Проекты под ключ:

• подстанция AIS, GIS, предохранитель, мобильная подстанция и технология DCS;
• воздушные и кабельные линии электропередачи;
• системы энергоменеджмента и SCADA (система управления и мониторинга различными технологическими).

Поставка оборудования:

• Силовой трансформатор.
• Агрегаты высокого давления / переключающее оборудование (ключи, секционирующее устройство и волновод).
• Измерительные трансформаторы CT и CVT.
• Молниеотвод.
• Стальные конструкции и шинопроводы.
• Электрощиты среднего и слабого давления, внутренняя система питания переменного / постоянного тока.
• Кабель питания и управления.
• Вышки и опоры для передачи электроэнергии.
• Проводники воздушных ЛЭП и OPGW.
• Изоляторы и фитинги.

Осуществляемые или осуществляемые проекты:

• Курдистан: мобильные подстанци 132/11 кВ (включая 10 мобильных подстанций);
• Туркменистан: подстанция 6,3/110 кВ в районе Гарикариз.
• Афганистан: линия электропередачи 110 кВ, подстанции передачи ЭЭ и распределительные сети в районе Кале-Ноу.
• Пакистан: линии электропередачи 500 кВ и 220 кВ в районе Шекарпур.
• Пакистан: линия электропередачи 220 кВ в районе Дадо-Хуздар и подстанция 220/132 кВ в районе Хуздар.
• Пакистан: линия электропередачи 220 кВ и подстанция ГИС в районе Гвадар 220/132 к.
• Эфиопия: развитие и достройка трех подстанций 230кВ.
• Сенегал: подстанции и линии 225/30 кВ.
• Азербайджан: линии электропередачи и подстанции 220 и 330 кВ.
• Армения: линия электропередачи 400 кВ и подстанция DCS.
• Сирия: строительство шести подстанций АИС 66/20 КВ.
• Сирия:подстанця 230/66/20 КВ в районе Джабле.
• Сирия: подстанция 66/6,3 кВ и линия электропередачи в районе Айн-альбайда.
• Сирия: подстанция 66/6,3 кВ и линия электропередачи в районе Аль – Син.
• Армения: линии электропередачи 220 кВ подстанции.

Главные преимущества сети передачи энергии

• Предотвращение выработки местной электроэнергии для различных районов (например, применение дизельных генераторов или местных электростанций) и уменьшение количества промышленных выбросов и отходов.
• Повышение надежности и стабильности передачи электроснабжения.
• Мониторинг и анализ ошибок линии передачи, максимального /минимального энергопотребления, часа пиковой нагрузки и т. д. для управления рынком энергетики.
• Возможность проектирования центра системы диспетчерского контроля нагрузки (LDC) для мониторинга состояния сети и внедрения системы проверки диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).

Сфера работы

Технология передачи электроэнергии: сегодня международная торговля товарами и услугами (импорт и экспорт) на мировом рынке, оказывает значительное влияние на экономическое развитие, инвестицию, развитие стран, и следовательно, способствует созданию новых рабочих мест. Экспорт товаров и инжиниринговых и инженерно-технических услуг играют важную роль на мировом рынке, о чем свидетельствуют усилия разных стран, в последнее время предпринимаемые для поставки своих инженерно-технических оборудования и услуг. К счастью, история экспорта товаров и инжиниринговых и инженерно-технических услуг в Исламской Республике Иран свидетельствует о высоком потенциале знаний в области инженерной деятельности. Нашей стране, особенно в области технологии электроэнергии и водоснабжения, благодаря умелому развивающемуся руководству и слаженной работе специалистов, удалось достичь значительного прогресса в подготовке отечественных производителей, а также инженеров и консультантов и фирм, действующих в вышеуказанных отраслях. Последние отчеты о технологиях передачи электроэнергии показывают следующие факты об электрических сетях в Иране:

• общая длина линии КВ 400 : 13000 км.
• длина линии КВ 230: 25000 км.
• общая длина линии КВ 132: 18000 км.
• общая длина линий 63 КВ и 66 КВ: 40000 км.

Учитывая вышесказанное, каждый может правильно судить об опыте иранских инженеров в области передачи технологий, а также получить полную информацию о последних достижениях Ирана, как одной из ведущих стран в электротехнической промышленности. Компания «САНИР», как крупное предприятие, состоящее из наиболее успешных компаний в различных секторах энергетической промышленности, включая электроэнергию, водоснабжение, газ и нефть, играет очень важную роль в экспорте экспорта товаров и инжиниринговых и инженерно — технических услуг (в вышеперечисленные отрасли) в качестве генерального подрядчика, а также в рамках консалтинговых и инвестиционных проектов EPC по всему миру. Являясь одним из структурных и действующих подразделений компании «САНИР», структурный департамент передачи и выработки электроэнергии добился значительного прогресса и успеха на рынке электроэнергии. Это привело к тому, что компании «САНИР» удалось конкурировать с соперниками в международных тендерах и проектах с целью повышения возможности экспорта технических и инженерных услуг. Широкий спектр услуг департамента по передаче и распределению электроэнергии компании «САНИ» заключается в следующем:

• Участие в международных тендерах.
• Инжиниринговые и консалтинговые услуги.
• Технико-экономические обоснования энергетических проектов на различных стадиях E, P и C (управление проектами).
• Проектирование, поставка оборудования и строительство систем передачи (линии и подстанции).

Распределение электроэнергии

Особенностью процесса производства, передачи и потребления электроэнергии является его непрерывность. Процесс производства электроэнергии совпадает по времени с процессом ее потребления, поэтому электростанции, электрические сети и электроприемники потребителей связаны общностью режима. Общность режима вызывает необходимость организации энергетических систем.

Энергетическая система (энергосистема) представляет собой совокупность электростанций, линий электропередачи, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства, преобразования и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом. Частью энергетической системы является электрическая система, представляющая собой совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.

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

Электроприемник — аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Потребитель электроэнергии — один или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Электроустановки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия, делятся в зависимости от рабочего напряжения на электроустановки напряжением до 1000 и выше 1000 В.

Распределительным устройством (РУ) является электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, устройства защиты, автоматики и телемеханики, измерительные приборы и вспомогательные устройства. Распределительные устройства подразделяются на открытые (расположенные на открытом воздухе) и закрытые (в здании). В городских условиях в большинстве случаев применяют закрытые РУ.

Подстанция — это электроустановка, служащая для преобразования и распределения электрической энергии и состоящая из РУ до и выше 1000 В, силовых трансформаторов или других преобразователей электроэнергии и вспомогательных сооружений.

Структурная схема электроснабжения города показана на рис. 1. Генераторы ГРЭС вырабатывают электроэнергию напряжением 6, 10 или 20 кВ. При таком напряжении передавать электроэнергию на большое расстояние (более 4 — 6 км) неэкономично. Поэтому в целях уменьшения потерь мощности в линиях передачу электроэнергии на большие расстояния производят при повышенном напряжении, для чего на электростанциях имеются повышающие силовые трансформаторы, которые повышают напряжение до расчетного (35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ). На электрических понижающих подстанциях, расположенных в черте города, напряжение понижается до 6-10 кВ. Понижающая подстанция обычно состоит из открытой части напряжением 110 — 220 кВ и закрытой части, в которой имеется распределительное устройство напряжением 6-10 кВ.

Рис. 1. Структурная схема электроснабжения города

ЭС — государственная районная электростанция (ГРЭС), Т1 — повышающий трансформатор при ГРЭС, Т2 — понижающий трансформатор центра питания, ТЗ — понижающий трансформатор в ТП, ВЛ — воздушная линия напряжением 35 — 750 кВ, РУ — распределительное устройство 6-10 кВ понижающей подстанции (центра питания), ПКЛ — питающая кабельная линия, РП — распределительный пункт, РКЛ — распределительная кабельная линия, КЛ — кабельная линия напряжением 0,4 кВ, ВРУ — вводно-распределительное устройство в жилом доме, ГПП — главная понижающая подстанция завода, ЩУ — щитовое устройство напряжением 0,4 кВ в цехе завода

Центр питания (ЦП) представляет собой распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы, имеющей устройство для регулирования напряжения, к которому присоединены электрические сети данного района.

Как видно из рис. 1, кабельная линия от ЦП проложена в распределительный пункт РП. Эта линия, не имеющая распределения электроэнергии по ее длине от ЦП до РП, называется питающей кабельной линией.

Распределительный пункт — это распредели-тельное устройство 6 — 20 кВ, предназначенное для приема по питающим линиям электроэнергии от ЦП и передачи ее в распределительную сеть. В распределительный пункт входят сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, устройства защиты, автоматики и телемеханики, а также измерительные приборы. Распределительный пункт может быть совмещен с трансформаторной подстанцией, обслуживающей расположенных вблизи потребителей. Из распределительного пункта по разным направлениям отходят кабельные линии РКЛ, питающие ряд трансформаторных подстанций ТП и называемые распределительными.

Трансформаторная подстанция, представляющая собой электроустановку, в которой электроэнергия трансформируется с напряжения 6 — 20 кВ на напряжение до 1000 В и распределяется на этом напряжении, состоит из силовых трансформаторов, распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В, устройств управления и вспомогательных сооружений.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) состоит из трансформаторов, распределительного (или вводного) устройства 6 — 10 кВ, распределительного устройства 0,4 кВ, токопроводов между ними, поставляемых в собранном или подготовленном для сбора виде. Открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на высоких конструкциях или опорах линий электропередачи, называется столбовой или мачтовой (МТП).

От трансформаторных подстанций непосредственно к потребителям отходят воздушные линии или распределительные кабели КЛ напряжением до 1000 В, проложенные к вводно-распределительным устройствам (вводам) ВРУ или распределительным щитам, находящимся в зданиях потребителей. От вводов или распределительных щитов в домах проложены магистрали (стояки), от которых, в свою очередь, отходят линии распределительной сети по квартирам.

Питающие кабельные линии могут быть проложены от ЦП не только в РП, где нет трансформаторов, но и в главные понижающие подстанции заводов ГПП, где электроэнергия распределяется по распределительным кабельным линиям и преобразуется с помощью силовых трансформаторов в электроэнергию напряжением до 1000 В. В этом случае на ГПП устанавливают силовые трансформаторы и распределительный щит напряжением до 1000 В, от которого электроэнергия шино-проводами или проводами, проложенными на эстакадах или лотках, либо по кабельным линиям передается непосредственно в цехи и далее к электроприемникам.

Городская электрическая сеть включает расположенные на территории данного города электроустановки, служащие для электроснабжения токоприемников и представляющие собой совокупность питающих линий от ЦП, РП и ТП, распределительных линий напряжением 6-10 кВ и до 1000В, вводных устройств у потребителей.

Категории электроприемников по степени надежности электроснабжения

Схемы построения питающих и распределительных сетей различны по степени обеспечения надежности электроснабжения электроприемников. В соответствии с Правилами устройства электроустановок электроприемники по степени надежности электроснабжения делятся на три категории.

Первая категория — это электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. К ним относятся сооружения с массовым скоплением людей (театры, стадионы, универмаги, универсамы), электрифицированный транспорт (метрополитен, железные дороги, троллейбусы, трамваи), больницы, предприятия связи, жилые здания высотой более 16 этажей, в которых имеются электродвигатели пожарных насосов, аварийное освещение и системы обеспечения незадымляемости, группы городских потребителей с суммарной нагрузкой выше 10000 кВ-А, некоторые силовые установки (вращающиеся печи с дутьем).

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв их электроснабжения допускается только на время автоматического ввода резервного питания. Независимым считается такой источник питания электроприемников, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках питания этих электроприемников.

Из электроприемников первой категории выделяется особая группа, бесперебойная работа которой необходима для безаварийного останова производства во избежание угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для электроснабжения этой группы электроприемников должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника питания.

Вторая категория — это 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. К ним относятся жилые дома с электроплитами, жилые дома высотой более 4 этажей с газовыми плитами, школы и учебные заведения, лечебные и детские учреждения, силовые установки, допускающие перерывы в электроснабжении без повреждения основного оборудования, группы городских потребителей с общей нагрузкой от 400 до 10000 кВА.

Электроприемники второй категории рекомендуется

обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания; для них допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом предприятия или выездной оперативной бригадой электроснабжающей организации.

Третья категория — все остальные электроприемники, электроснабжение которых может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы в электроснабжении на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превысят одних суток.

Принципиальные схемы электроснабжения города

Наиболее дешевой и простой схемой электроснабжения электроприемников третьей категории является радиальная тупиковая (рис. 2), однако она ненадежна, так как при повреждении любого элемента системы электроснабжения (линии, оборудования) электроприемники будут оставаться без электроэнергии при ремонте или замене этого элемента. Эту схему электроснабжения городских электроприемников применять не рекомендуется. Для электроприемников второй и третьей категории может быть использована кольцевая схема электроснабжения. показанная на рис. 3. При повреждении люоои из распределительных линий электроснабжение электроприемников восстанавливают ручным отключением поврежденной линии и включением резервной. В кольцевой схеме электроснабжения имеются места деления (разрывы) сети, в которых постоянно отключены разъединители или выключатели. Их включают при необходимости тго-дачи электроэнергии от резервной линии в случае повреждения основной линии или отключения ее для производства на ней работ. Перерыв в электроснабжении при этой схеме допускается на время, необходимое для отключения поврежденного участка и производства переключений (примерно 2 ч).

Более надежными являются схемы электроснабжения электроприемников, в которых предусматривается параллельная работа питающих линий или автоматическое включение резервного питания (АВР). На рис. 4, а, б показаны схемы электроснабжения распределительных пунктов с двумя параллельно работающими питающими линиями и направленной максимальной токовой защитой. Поврежденная линия отключается с двух сторон выключателями, а питание электроприемников продолжатся бесперебойно по другой питающей линии. Такую схему применяют для электроснабжения электро приемников второй категории, так как при выходе из строя питающего центра электроснабжение будет нарушено.

Для потребителей первой категории используют схемы, в которых электроприемники получают электроэнергию от двух различных центров питания. На рис. 5, а, б показаны схемы электроснабжения электроприемников от двух центров питания с одним или двумя РП и с применением АВР. При повреждении одной из питающих линий она от действия защиты и автоматики отключается с двух сторон выключателями, после чего включается выключатель резерва и восстанавливается питание электроприемников.

Схемы, показанные на рис. 4 и 5, применяют для электроснабжения электроприемников второй категории, если капитальные затраты для их осуществления не увеличиваются более чем на 5 % по сравнению с затратами для осуществления схем ручного ввода резерва. Нагрузка каждой питающей линии в этих схемах должна быть в таких пределах, чтобы при выходе из строя одной из них другая линия могла принять на себя с учетом кратковременной перегрузки нагрузку поврежденной. Эти нагрузки определяются расчетом и составляют примерно 65 % длительно допустимых.

При построении схем распределительных сетей для электроснабжения электроприемников первой и второй категорий применяют схемы трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6-10 кВ и двухлучевые схемы с АВР на стороне напряжения до 1000 В.

Схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6 — 10 кВ показаны на рис. 6, а, б. Если повреждается линия, отходящая от РП2, то от действия защиты и автоматики она отключается с двух сторон выключателями, после чего автоматически включается выключатель АВР. Такую схему чаще всего используют для электроснабжения промышленных предприятий.

Двухлучевая схема (рис. 7) предусматривает питание одной ТП двумя линиями. Каждая из них питает свой трансформатор (лучи А и Б), на котором со стороны напряжения до 1000 В установлены контакторы, автоматически переключающие нагрузку с одного трансформатора на другой при исчезновении напряжения на каком-либо из них.

Pис. 2. Тупиковая схема электроснабжения

Рис. 3. Кольцевая схема электроснабжения. Стрелкой обозначено место деления (разрыва) сети

Рис. 4. Схема питающей сети с направленной максимальной токовой защитой: а — одного РП, 6 — двух РП с линией связи между распределительными пунктами. Стрелками обозначено наличие направленной защиты

Рис. 5. Схемы питающей сети с автоматическим включением резервного питания: а — с секционным АВР, б — с АВР на линии связи

Рис. 6. Схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6-10 кВ: а — на выключателе линии, б — на секционном выключателе

Рис. 7. Двухлучевая схема распределительной сети

Рис. 8. Схема автоматизированной распределительной сети

Двухлучевая схема широко применяется для электроснабжения жилых кварталов сплошной застройки крупных городах и используется также в сочетании со схемой АВР в автоматизированной распределительной сети (рис. 8).

Схемы сетей напряжением до 1000 В выполняют тупиковыми, петлевыми (кольцевыми) или замкнутыми. Наиболее распространены петлевые схемы. В этом случае к вводному устройству подходят две линии, каждая из которых обеспечивает снабжение электроэнергией электроприемников при повреждении одной из них.

Для электроприемников первой категории выполняют автоматику АВР на вводно-распределительных устройствах или в распределительных сетях, отходящих от вводно-распределительных устройств, и в этом случае электроснабжение осуществляется несколькими (не менее двух) линиями напряжением до 1 кВ от различных трансформаторов.

В замкнутых кабельных сетях все кабельные линии напряжением до 1000 В включены параллельно (замкнуты), а в трансформаторных подстанциях на силовых трансформаторах со стороны напряжения до 1000 В установлены автоматы обратной мощности, отключающие трансформаторы от сети при повреждении распределительных кабелей напряжением выше 1000 В, или специальные предохранители, обеспечивающие селективное отключение поврежденного участка. Замкнутые сети напряжением до 1000 В предусматривают питание от нескольких трансформаторных подстанций, получающих электроэнергию от различных источников электроснабжения, и наличие разветвленной кабельной сети с кабелями достаточного сечения.

Эти сети обеспечивают надежное электроснабжение потребителей, поскольку при отключении участка сети 6-10 кВ напряжение у потребителей сохраняется, но из-за сложности защиты от коротких замыканий в нашей стране применяются редко.

В настоящее время автоматизированные схемы электроснабжения широко используют в городских электросетях, что приводит их к полной автоматизации. В этом случае любое повреждение в сети 6-10 кВ и самих трансформаторов не приводит к прекращению электроснабжения потребителей и может оставаться длительное время незамеченным для персонала электросети. Поэтому в городских электросетях применяют устройства телемеханики, подающие сигнал на соответствующий диспетчерский пункт об изменении положения в РП указателей сигнализации замыканий на землю, положения выключателей и позволяющие производить измерения нагрузки и напряжения контролируемых объектов, а также телеуправление выключателями. Такие устройства устанавливают в ЦП, РП и ТП. При использовании установки телемеханики улучшаются технико-экономические показатели электросети, поскольку можно отказаться от постоянного дежурного персонала на телемеханизированных объектах, сократить время ликвидации повреждений и т. п.

Раздел 1. Общие правила

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.