Надежность систем электроснабжения промышленных предприятий
Шрифт:
Для электроприемников I категории перерыв электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического ввода резерва (АВР), т. е. на доли секунды; для особых непрерывных производств предусматривается технологическое резервирование или специальные устройства безаварийного останова технологического процесса, действующие при
Для электроприемников III категории допустимы перерывы до 1 сут. Частота перерывов в явном виде ни для одной категории приемников не нормируется. Реальные узлы нагрузки систем электроснабжения содержат от единиц до десятков тысяч электроприемников, поэтому имеет место множество решений по обеспечению норм ПУЭ.
Выбор схем питания и распределения электроэнергии, напряжения и конфигурации питающих и распределительных сетей до и выше 1 кВ, числа, мощности, месторасположения и типа подстанций решается комплексно с выполнением в необходимых случаях технико-экономического сравнения вариантов по приведенным затратам. При этом учитывается очень важное условие, а именно: обязательная координация уровней надежности составных звеньев системы электроснабжения таким образом, чтобы надежность повышалась при переходе от потребителей электроэнергии к источникам питания по мере увеличения мощности соответствующих звеньев системы.
Однако надежное питание электроприемников I и основных нагрузок II категории обеспечивают независимо от их места в системе электроснабжения и мощности.
Выбор рациональной системы напряжений для электроснабжения промышленного предприятия определяет режим нейтрали сети, которая может быть:
– изолирована от земли;
– соединена с землей через активные или реактивные сопротивления;
– глухо заземлена.
В первом случае (UHOM= 6, 10, 20, 35 кВ) при нарушении изоляции одной фазы в какой-либо точке сети может возникнуть однофазное замыкание на землю. Напряжение этой фазы относительно земли становится равным нулю, а напряжение остальных фаз относительно земли повысится до междуфазного напряжения. Ток замыкания на землю /3 по сравнению с нагрузочным током сети или ее отдельных линий относительно мал. Замыкание на землю при указанных выше напряжениях практически не влияет на режим работы приемников и считается не аварийным, а лишь анормальным режимом. В этих случаях питание потребителей не прерывается. Из всех видов нарушения изоляции однофазные замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью составляют обычно 75–85 %; сам факт замыкания существенно влияет на обеспечение требуемой надежности питания потребителей.
В сетях с изолированной нейтралью необходимо обращать внимание на следующее:
1) повышение напряжения двух фаз относительно земли при замыкании на землю третьей фазы приводит к необходимости рассчитывать изоляцию всех фаз относительно земли не на фазное, а на междуфазное (линейное) напряжение;
2) возможность образования в месте замыкания на землю перемежающейся дуги обусловливает возникновение коммутационных перенапряжений с амплитудой (4–6) Uном, которые могут привести к пробою изоляции в других местах и других фазах сети, а также к нарушению работы некоторых приемников;
3) тепловое действие дуги в месте замыкания на землю на изоляцию
Время, за которое требуется отыскать и отключить возникающее в сети замыкание на землю, обычно принимают равным 2 ч. Ток Iз не должен превышать 30 А для сетей 6 кВ и 20 А для сетей 10 кВ. Если Iз превышает допустимые значения, то нейтраль источника питания сети соединяют с землей через заземляющий реактор, благодаря которому ток Iз, имеющий емкостной характер, компенсируется индуктивным током; дуга становится неустойчивой и быстро гаснет. Для ограничения тока Iз может применяться заземление нейтрали через активное сопротивление.
При глухом заземлении нейтрали (Uном > 110 кВ) замыкание одной фазы на землю является однофазным КЗ и должно приводить к срабатыванию соответствующей защиты. Чтобы частые отключения линий из-за замыканий на землю не нарушали надежности питания потребителей, на таких линиях применяется однофазное или трехфазное автоматическое повторное включение (АПВ).
В целом система электроснабжения выполняется таким образом, чтобы в условиях послеаварийного режима, после соответствующих переключений и пересоединений она была способна обеспечить питание нагрузки предприятия (с частичным ограничением) с учетом использования всех дополнительных источников и возможностей резервирования (перемычек, связей на вторичном напряжении, аварийных источников и т. п.). При этом возможны кратковременные перерывы питания электроприемников II категории на время переключений и пересоединений и перерывы питания электроприемников III категории на время до 1 суток.
Для наиболее экономичного резервирования в системах электроснабжения учитывают перегрузочную способность электрооборудования, резервирования технологической части, возможность проведения плановых ремонтов и ревизий электрооборудования в период планово-предупредительных ремонтов технологического оборудования. Кроме того, при аварии предусматривается автоматическая или ручная разгрузка от неответственных потребителей с выделением питания нагрузок III категории для возможности их отключения по аварийному, заранее имеющемуся на предприятии, графику.
Многолетние обследования электрохозяйства промышленных предприятий показали, что имеет место недогрузка электрооборудования не только при достижении полной проектной мощности, но даже при ее превышении. Естественный последующий рост нагрузок не может служить основанием для завышения параметров электрооборудования и сечения питающих и распределительных сетей при реконструкции и проектировании систем электроснабжения. При росте нагрузок не используют резервы, предусмотренные для обеспечения бесперебойного питания электроэнергией предприятия, так как это может привести к снижению надежности электроснабжения всех потребителей предприятия.
Все более важное значение приобретает при построении рациональной и надежной системы электроснабжения обеспечение бесперебойного питания особой группы электроприемников, потребителей, расположенных в зонах с загрязненной средой, а также в северных районах с тяжелыми климатическими условиями. Особое значение для повышения надежности и экономичности системы электроснабжения имеет обеспечение необходимого качества электроэнергии в связи с ростом резкопеременных нагрузок электропривода, электротермии, электросварки, оказывающих вредное влияние на качество электроэнергии.
Конец ознакомительного фрагмента.