Interne Stromversorgungssysteme für Unternehmen für 6-10 und 35-110 kV
Das interne Stromversorgungsschema des Unternehmens wird unter Berücksichtigung des Standorts von Energiequellen und Verbrauchern, der Werte ihrer Spannungen und Leistungen, der erforderlichen Zuverlässigkeit, der Lage und Gestaltung von Leitungen, Umspannwerken und Werkstattumspannwerken usw. entwickelt sowie die Anforderungen an das Stromversorgungssystem.
Die Zuverlässigkeit bzw. Wirtschaftlichkeit des Systems wird erhöht, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
a) die Anzahl der Transformationsstufen wird reduziert und die Quelle höherer Spannung liegt näher am Benutzer,
b) Es sind keine speziellen (normalerweise nicht funktionierenden) Ersatzleitungen und Transformatoren vorgesehen. Alle Elemente des Stromkreises müssen im Normalmodus unter Last stehen und separat arbeiten. Im Falle eines Unfalls eines der Elemente (Leitung, Transformator) müssen die Ruhe kann mit zulässiger Überlastung arbeiten, vorhergesagt durch PUE, und unter Ausschluss einiger verantwortungsloser Benutzer.
c) In allen Verbindungen des Stromverteilungssystems, beginnend mit den Sammelschienen des Gasübertragungssystems und endend mit Sammelschienen für Spannungen bis 1000 V aus der TP-Werkstatt und manchmal auch aus der RP-Energiewerkstatt, wird eine Aufteilung des Busses durchgeführt , und wenn die Lasten der ersten und zweiten Kategorie, ein automatischer Umschalter (ATS) vorgesehen ist,
d) Der Parallelbetrieb von Leitungen und Transformatoren ist für stoßartig wechselnde Lasten (Walzwerke, leistungsstarke Schweißanlagen, Elektroöfen) vorgesehen oder wenn der automatische Umschalter nicht die erforderliche Geschwindigkeit der Stromrückgewinnung bietet, die sich aus der Art der Energieverbraucher ergibt . Die Parallelarbeit wird nur mit einer Machbarkeitsstudie akzeptiert.
Strom mit Spannungen von 6-10 kV wird entsprechend den Radial- und Stammstromkreisen verteilt.
Radiale Schaltungen (einstufig und zweistufig) werden verwendet, wenn Verbraucher in unterschiedlichen Richtungen von der Stromquelle platziert werden.
In kleinen Anlagen und zur Lieferung großer Punktlasten werden einstufige Schemata eingesetzt. Für große und mittlere Unternehmen mit Werkstätten auf einem großen Gebiet werden zweistufige Systeme mit Zwischen-RPs umgesetzt. Die Transformatoren kommerzieller TPs und großer elektrischer Empfänger werden vom Zwischen-RP gespeist. Die Transformatoren der TP-Werkstatt sind fest mit den Leitungen verbunden und die gesamte Schaltausrüstung ist auf der RP installiert. Typischerweise sind vier bis fünf TPs an einen RP angeschlossen.
Radialketten mit mehr als zwei Stufen machen die Reihe der Kopfteile schwerer, erschweren die Absicherung und Umschaltung.
Bei Vorhandensein elektrischer Empfänger der ersten und zweiten Kategorie werden RP und Umspannwerke über mindestens zwei getrennt betriebene Leitungen gespeist. Wenn in der Werkstatt Empfänger der dritten Kategorie vorherrschen, wird sie von einer Umspannstation mit einem Transformator gespeist, und die Stromversorgung einzelner kritischer Lasten wird durch Brücken zwischen den Umspannstationen sichergestellt.
Ein radiales Schema mit einem Zwischen-RP, bei dem die oben genannten Bedingungen erfüllt sind, ist in Abb. dargestellt. 1.
Reis. 1. Diagramm der radialen Versorgung des Unternehmens
RP, TP1, TP4, TP5 und TP6 werden entlang der radialen Linien der ersten Stufe zugeführt. TP2 und TP3 werden über die Leitungen der zweiten Stufe geführt. Alle Vermittlungsgeräte befinden sich auf GPP und RP. An TP1, TP2 und TPZ sind zwei Transformatoren installiert, die jeweils eine potenzialfreie Verbindung zu den Versorgungsleitungen haben. Jede Leitung und jeder Transformator ist so ausgelegt, dass sie alle Lasten der ersten Kategorie und die Hauptlasten der zweiten Kategorie abdecken. Da keine Daten zur Art der Lasten vorliegen, wird jede Leitung und jeder Transformator von Umspannwerken mit zwei Transformatoren auf der Grundlage von ausgewählt 60-70 % der Gesamtlast des Umspannwerks.
Die Busse GPP, RP, TP1, TP2 und TPZ sind getrennt (Tiefentrennungsprinzip). Sektionseinheiten sind in der Regel offen und verfügen über eine ATS-Einheit. Bei Ausfall eines Elements (Leitung oder Transformator) wird dieses abgeschaltet, das ATS-Gerät des Teilgeräts wird aktiviert, das beim Einschalten die Verbraucher über ein paralleles Element des Stromkreises unter Ausnutzung seiner Überlastkapazität mit Strom versorgt .
Auf TP4, TP5 und TP6 ist ein Transformator installiert. Um die Empfänger der zweiten Kategorie mit Strom zu versorgen, wird auf der 0,4-kV-Seite eine Brücke zwischen TP4 und TP5 hergestellt.Der Durchsatz von Niederspannungsbrücken, Kabeln oder Sammelschienen (bei einem Transformator-Bus-Blockschaltbild) zwischen Umspannwerken, sofern unter Zuverlässigkeitsbedingungen erforderlich, wird mit 15-30 % der Transformatorleistung angenommen.
Elektrische Empfänger der zweiten Kategorie erfordern keine besondere Redundanz und können daher aus einer einzigen Quelle gespeist werden. Die Unterbrechung der Stromversorgung führt jedoch zu Produktionsausfällen oder Schäden, die durch Arbeitsausfallkosten, Störungen des technologischen Prozesses, Produktknappheit usw. verursacht werden.
In Industrieunternehmen gibt es die meisten Empfänger der zweiten Kategorie, und einige von ihnen ähneln in ihren Eigenschaften den elektrischen Empfängern der ersten und einige der dritten Kategorie. Unter Berücksichtigung des Zuverlässigkeitsgrades der einzelnen Elemente des Stromnetzes sieht die PUE vor, dass die Empfänger der zweiten Kategorie entweder über eine einzige Freileitung oder Stromleitung oder über eine in zwei Kabel unterteilte Kabelleitung mit Strom versorgt werden.
Wenn eines der Kabel beschädigt ist, schaltet der Leistungsschalter die gesamte Leitung ab, das Personal trennt das beschädigte Kabel von beiden Seiten mit dem Trennschalter und schaltet den Leistungsschalter ein. Die gesamte Last wird auf das Arbeitskabel übertragen.
Radiale Schemata werden für Kabel- oder Freileitungen verwendet. Stammstromkreise dienen der linearen („gestapelten“) Platzierung von Umspannwerken auf dem Gelände des Unternehmens und werden in Form von Einzel- und Doppelstämmen mit ein- oder zweiseitiger Stromversorgung ausgeführt.
Einzelne Autobahnen ohne Reserven (Abb. 2, a) werden zur Versorgung verantwortungsloser Verbraucher genutzt. Zuverlässiger ist das Schema einer einzelnen Leitung mit bidirektionaler Stromversorgung (Abb. 2, b).Im Normalmodus können die Unterstationen nur von einer Quelle (mit der zweiten als Backup) oder von zwei Quellen gleichzeitig mit Strom versorgt werden, während die Hauptleitung an einer der Unterstationen offen ist. Ein Sonderfall einer Einzelleitung mit bidirektionaler Stromversorgung ist eine Ringschaltung (Abb. 2, c).
Reis. 2. Schemata einzelner Autobahnen: a – Strom aus einer einzigen Quelle, b – mit bidirektionalem Strom, c – Ring
Zweileiterschaltungen zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit aus und werden bei Lasten der ersten und zweiten Kategorie in Umspannwerken mit zwei Sammelschienenabschnitten (Abb. 3, a) oder in Umspannwerken mit zwei Transformatoren ohne Hochspannungsschienen eingesetzt. Jedes Rack ist so konzipiert, dass es die Last der verantwortlichen Benutzer aller Umspannwerke abdeckt. Sektionalschalter sind in der Regel offen und mit ATS ausgestattet. Die Leitungen können aus einer zweiten Quelle gespeist werden. Das Schema einer Militärleitung mit bidirektionaler Stromversorgung („entgegengesetzte“ Leitung) wird bei Vorhandensein von zwei unabhängigen Quellen verwendet (Abb. 3, b).
Reis. 3. Diagramme von Durchgangsnetzen: a – doppelte Durchleitung durch das Netz bei Vorhandensein von Hochspannungsbussen in Werkstatt-Umspannwerken, b – mit bidirektionaler Versorgung bei Fehlen von Hochspannungsbussen in Werkstatt-Umspannwerken
Strukturell werden Hauptstromkreise aus Kabeln, Leitungen und Freileitungen hergestellt. Bei 6-10-kV-Kabelleitungen wird empfohlen, nicht mehr als vier bis fünf Transformatoren mit einer Leistung von 1000 kVA an eine Hauptleitung anzuschließen. Sammelschienenschaltungen werden bei konzentrierten Stromverbrauchern und der Übertragung kleinerer Energieflüsse empfohlen.
Hauptfreileitungen verbinden einzelne Gastransportstationen mit einer Spannung von 35-220 kV und versorgen PGV.Tiefe Einführungen erfolgen in Form von Hauptfreileitungen mit Abzweigungen zu Umspannwerken 35-220 kV oder in Form von Radialkabeln und Freileitungen. Die tiefe Hülse ermöglicht die Stromverteilung bei erhöhter Spannung, verkürzt die Länge von 6-10-kV-Kabelleitungen, ermöglicht den Verzicht auf zwischengeschaltete 6-10-kV-Umspannwerke, zerstört leistungsstarke GPPs, erleichtert die Spannungsregulierung und vereinfacht die Entwicklung des Stromversorgungssystems.
Interne Stromversorgungsschemata für elektrische Empfänger der ersten Kategorie
Bei Empfängern der ersten Zuverlässigkeitskategorie ist eine Unterbrechung der Stromversorgung nur für die Zeit der automatischen Einführung einer Notstromversorgung zulässig und die Stromversorgung muss aus zwei unabhängigen Stromquellen erfolgen. Eine unabhängige Stromquelle PUE gilt als eine Quelle, an der die Spannung aufrechterhalten wird, wenn sie von anderen Quellen verschwindet.
Zu den unabhängigen Quellen zählen die Schaltanlagen zweier Kraftwerke oder Umspannwerke sowie zwei Abschnitte von Verteilersammelschienen (RU), die weder am Empfangspunkt noch über das Versorgungsnetz elektrisch miteinander verbunden sind (Abb. 4).
Reis. 4. Ein großes Unternehmen aus zwei unabhängigen Quellen versorgen
Die tiefe Trennung aller Anschlüsse des Systems mit ATS-Geräten an Abschnittsschaltern gewährleistet Zuverlässigkeit und unterbrechungsfreie Stromversorgung der Verbraucher der ersten Kategorie.
Elektrische Empfänger einer Sondergruppe der ersten Kategorie erfordern eine erhöhte Zuverlässigkeit der Stromversorgung. Sie müssen von drei unabhängigen Quellen gespeist werden, sodass bei der Reparatur einer von ihnen die Stromversorgung über die beiden anderen erfolgt.In den Versorgungskreisen wird diese Bedingung durch Ersatzkabelbrücken von benachbarten Umspannwerken (Abb. 5) oder durch spezielle Dieselaggregate erfüllt.
Reis. 5. Beispiel eines Stromversorgungsschemas zur Stromversorgung einer speziellen Gruppe von Stromverbrauchern
Kabelbrücken (und die Kapazität der dritten Notstromquelle) werden basierend auf der Belastung einer speziellen Gruppe von Empfängern ausgewählt, die nur für einen störungsfreien Produktionsstopp ausgelegt sind.
Mit einer geringen Leistung von Empfängern einer speziellen Gruppe ist es möglich, unterbrechungsfreie Stromversorgungseinheiten (USV) mit einer Leistung von 16-260 kVA mit wiederaufladbaren Batterien bereitzustellen.
Siehe auch zu diesem Thema (Diagramme in guter Qualität):