Arten von Stromversorgungssystemen und ihre Anwendungsbereiche

Das Hauptproblem bei der Niederspannungsverteilung ist die Wahl des Stromkreises. Eine ordnungsgemäß ausgelegte Schaltung sollte die Zuverlässigkeit der Stromversorgung gewährleisten. elektrische Empfänger entsprechend dem Grad ihrer Verantwortung, hohe technische und wirtschaftliche Kennzahlen und einfache Bedienung des Netzes.

Alle in der Praxis vorkommenden Stromkreise sind Kombinationen separater Elemente – Einspeisungen, Stämme und Abzweige, für die wir die folgenden Definitionen übernehmen:

Feeder – eine Leitung zur Übertragung von Strom Schaltanlage (Panel) zu einem Verteilungspunkt, einer Autobahn oder einem separaten Stromempfänger;

Autobahn – eine Leitung, die für die Übertragung von Elektrizität zu mehreren Verteilungspunkten oder an verschiedenen Punkten mit ihr verbundenen Energieverbrauchern bestimmt ist,

Zweig – ausgehende Leitung:

a) von der Hauptleitung und für die Übertragung von Elektrizität zu einem Verteilungspunkt oder Stromempfänger bestimmt,

b) von einem Verteilungspunkt (Schalttafel) und ist für die Übertragung von Strom an einen elektrischen Empfänger oder an mehrere kleine elektrische Empfänger im „Stromkreis“ bestimmt.

Zukünftig werden alle Zubringer, Autobahnen und Abzweigungen vom letzten bis zum Verteilungspunkt als Versorgungsnetz bezeichnet, alle anderen Abzweigungen als Verteilungsnetz.

Eines der Hauptprobleme, die bei der Gestaltung von Ladennetzen gelöst werden, ist die Wahl zwischen Haupt- und Radialstromverteilungssystemen.

In einem Backbone-Stromversorgungssystem versorgt eine Leitung – die Hauptleitung – wie angegeben mehrere Verteilungspunkte oder Empfänger, die an ihren verschiedenen Punkten mit ihr verbunden sind, mit einer radialen Einspeisung. Jede Leitung ist ein Strahl, der einen Netzwerkknoten (Umspannwerk, Verteilung) verbindet Punkt) mit einem Benutzer. Im Gesamtkomplex des Netzwerks können diese Schemata kombiniert werden.

Damit die Verteilung der Vorräte über Autobahnen erfolgen kann, von denen jede eine Anzahl von Punkten versorgt, können von diesen bis zu den Empfängern radiale Linien divergieren.

Typische Stromversorgungsschemata für Industrieanlagen

Das Radialdiagramm in Abb. 1, a, wird in Fällen verwendet, in denen einzelne Knoten mit ausreichend großen Einzellasten vorhanden sind, in Bezug auf die das Umspannwerk einen mehr oder weniger zentralen Platz einnimmt.

Reis. 1. Diagramme der Verteilung elektrischer Energie von Umspannwerken zu elektrischen Empfängern: a – radial; b – Hauptstrecke mit Einzellasten; c – Hauptleitung mit verteilter Last.

Bei einem radialen Schema können einzelne, ausreichend leistungsstarke elektrische Empfänger Energie direkt vom Umspannwerk beziehen, und Gruppen von weniger leistungsstarken und eng beieinander liegenden elektrischen Empfängern – über Verteilungspunkte, die so nah wie möglich am geometrischen Mittelpunkt der Last installiert sind. Niederspannungseinspeisungen werden über Leistungsschalter und Sicherungen oder über offene Leistungsschalter mit Umspannwerken und Hauptschalttafeln verbunden.

Radiale Stromkreise mit direkter Versorgung aus Umspannwerken umfassen alle Versorgungskreise für elektrische Hochspannungsempfänger, entweder von der Hochspannungsschaltanlage im Umspannwerk oder direkt vom Abspanntransformator, wenn das Schema „Blocktransformator – elektrischer Empfänger“ übernommen wird .

In den folgenden Fällen gelten Stammstromversorgungsschemata:

a) wenn die Last konzentrierter Natur ist, ihre einzelnen Knoten jedoch in der gleichen Richtung in Bezug auf das Umspannwerk und in relativ geringen Abständen voneinander liegen und die Absolutwerte der Lasten der einzelnen Knoten nicht ausreichen zur rationellen Nutzung des Radialschemas (Abb. 1, 6);

b) wenn die Last unterschiedlich gleichmäßig verteilt wird (Abb. 1, c).

In Hauptstromkreisen mit Einzellasten erfolgt der Anschluss einzelner Gruppen elektrischer Empfänger sowie radialer Stromkreise üblicherweise über Verteilerpunkte.

Der Aufgabe, Verteilungspunkte richtig zu lokalisieren, kommt eine besondere Bedeutung zu. Die wichtigsten Bestimmungen, die in diesem Fall zu beachten sind, sind die folgenden:

a) Die Länge der Zubringer und Autobahnen sollte minimal sein und ihre Route sollte bequem und zugänglich sein;

b) sollten die Fälle einer umgekehrten (in Bezug auf die Richtung des Stromflusses) Einspeisung elektrischer Empfänger minimiert und nach Möglichkeit vollständig ausgeschlossen werden;

c) Die Verteilungspunkte sollten sich an Orten befinden, die für die Wartung geeignet sind und gleichzeitig die Produktionsarbeiten nicht beeinträchtigen und die Wege nicht blockieren.

Elektrische Empfänger können unabhängig voneinander an Verteilungspunkte angeschlossen oder in Gruppen zusammengefasst werden – „Ketten“ (Abb. 2 -b).

Reis. 2 Schemata für den Anschluss elektrischer Empfänger an Verteilungspunkte: a – unabhängiger Anschluss; b – Kettenverbindung.

Die Daisy-Chain-Verkettung empfiehlt sich für elektrische Empfänger mit geringer Leistung, die nahe beieinander, aber in beträchtlicher Entfernung vom Verteilungspunkt liegen, wodurch erhebliche Einsparungen beim Kabelverbrauch erzielt werden können. Allerdings dürfen in diesem Fall ein- und dreiphasige elektrische Verbraucher nicht in einem Stromkreis angeschlossen werden.

Darüber hinaus ist es aus betrieblichen Gründen nicht empfehlenswert, Folgendes miteinander zu verbinden:

(a) insgesamt mehr als drei elektrische Empfänger;

b) elektrische Empfänger von Mechanismen für verschiedene technologische Zwecke (z. B. Elektromotoren von Metallschneidemaschinen mit Elektromotoren von Sanitäranlagen).

Für verteilte Lasten auf der Autobahn wird empfohlen, die elektrischen Empfänger direkt an die Autobahnen anzuschließen und nicht über die Verteilungspunkte, wie es in den oben diskutierten Schemata üblich ist.

Dementsprechend werden an lastverteilte Autobahnen folgende zwei Hauptanforderungen gestellt:

a) Die Verlegung von Autobahnen muss in möglichst geringer Höhe erfolgen, jedoch nicht tiefer als 2,2 m über dem Boden;

b) Die Gestaltung von Autobahnen muss eine häufige Abzweigung elektrischer Empfänger ermöglichen und bei der Verlegung an zugänglichen Stellen die Möglichkeit einer Berührung spannungsführender Teile ausschließen.

In dieser Form hergestellte Autobahnen erfüllen diese Anforderungen Reifen in geschlossenen Metallboxen.

Sammelschienen werden im Allgemeinen in Werkstätten eingesetzt, in denen elektrische Empfänger in mehr oder weniger regelmäßigen Reihen angeordnet sind und in denen zudem häufige Gerätebewegungen möglich sind. Zu diesen Werkstätten gehören je nach Art der Geräteanordnung und Umgebungsbedingungen mechanische Werkstätten, Werkstätten für mechanische Reparaturen, Werkzeuge und andere ähnliche Werkstätten.

Bei Einzellasten, wenn die Anzahl der Abzweigungen des Netzes relativ gering ist, muss das Stromnetz viel höher verlegt werden, wobei Stellen gewählt werden müssen, an denen es mit blanken Drähten (Sammelschienen oder Leitern) oder isolierten Drähten gefüllt werden kann. Gleichzeitig erhöht sich durch die fehlende kontinuierliche Schließung die Produktivität der Linie und die Gesamtkonstruktion wird kostengünstiger.

Netzstromversorgung elektrische Beleuchtungist in der Regel nicht an Stromeinspeisungen und Autobahnen angeschlossen, sondern erfolgt über getrennte Netze von den Bussen der Hauptschalttafeln der Umspannwerke.

Bei „Blocktransformator-Netz“-Systemen werden die Beleuchtungsnetze meist von den Hauptabschnitten des Stromnetzes abgezweigt. Die Trennung von Strom- und Beleuchtungsnetzen wird durch folgende Umstände verursacht:

a) relativ geringer Spannungsverlust in Beleuchtungsnetzen zulässig,

b) die Möglichkeit, das gesamte Versorgungsnetz unter Aufrechterhaltung der Beleuchtungsversorgung abzuschalten.

Eine Ausnahme von dieser allgemeinen Regel ist für Objekte von untergeordneter Bedeutung mit geringer Belastung und unverantwortlicher visueller Arbeit sowie für die Stromversorgung von Notbeleuchtungen zulässig.

Die Wahl des Stromversorgungsschemas wird auch maßgeblich von der Notwendigkeit einer Leistungsreduzierung für Stromverbraucher der 1. und 2. Kategorie beeinflusst.

Bei elektrischen Empfängern der 1. Kategorie muss die Stromversorgung aus zwei unabhängigen Quellen erfolgen, zu denen auch Leistungstransformatoren gehören können, wenn diese an verschiedene, nicht miteinander verbundene Abschnitte der Hochspannungsschaltanlage angeschlossen sind. In diesem Fall muss die Notstromversorgung der elektrischen Empfänger über eine Einschaltautomatik (ATS) verfügen.

Normalerweise verfügen die kritischsten Anlagen über Ersatzeinheiten für den Fall eines Ausfalls oder einer vorbeugenden Reparatur funktionierender Einheiten. Die Einbeziehung von Reserveeinheiten kann bei Bedarf entsprechend den Bedingungen des technologischen Prozesses auch automatisch erfolgen. Ein Beispiel für die automatische gegenseitige Reduzierung zweier Einheiten ist das in Abb. dargestellte Diagramm. 3.

Reis. 3. Stromredundanzpläne für Niederspannungsstromverbraucher. 1 – Vorrichtung zum manuellen oder automatischen Ein- und Ausschalten; 2 – Geräte zum manuellen oder automatischen Schalten.

Bei elektrischen Empfängern der 2. Kategorie wird die Notstromversorgung durch die Handlungen des diensthabenden Personals eingeschaltet, die Prinzipien des Aufbaus der Stromkreise bleiben jedoch die gleichen wie bei den Stromverbrauchern der 1. Kategorie mit dem einzigen Unterschied, dass Die zweite Stromversorgungsquelle ist möglicherweise nicht unabhängig.

Für Gruppen von Niederspannungsnutzern ist es möglich, zwei grundlegend unterschiedliche Schemata zur Leistungsreduzierung zu verwenden, wie in Abb. 3.

Gemäß Schema a werden die Stromverbraucher in zwei Gruppen eingeteilt, die jeweils über eine eigene Stromversorgung verfügen und daher in der Regel beide Stromversorgungen eingeschaltet sind. Nach Schema B werden die elektrischen Verbraucher über eines der Netzteile mit Strom versorgt, das andere ist ein Backup. In beiden Fällen muss jeder Einspeiser für die Gesamtlast der beiden Gruppen elektrischer Empfänger ausgelegt sein. Das Schema ist jedoch vorzuziehen, da es weniger Leistungsverluste und eine höhere Betriebszuverlässigkeit aufweist.

Die Wahl des Energieplans wird auch vom Produktionsfluss beeinflusst. Beispielsweise müssen die elektrischen Empfänger aller durch eine gewisse technologische Abhängigkeit miteinander verbundenen Mechanismen auch hinsichtlich der Normal- und Notstromversorgung zusammengefasst werden.