Typische Stromversorgungsschemata für Stromverbraucher
Leistungsempfänger der Kategorien I, II und III stellen hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Stromversorgung unterschiedliche Anforderungen an Stromquellen und Stromkreise.
Stromempfänger der Kategorie I müssen mit Strom aus zwei unabhängigen, gegenseitig redundanten Stromquellen versorgt werden, und eine Unterbrechung ihrer Stromversorgung im Falle eines Stromausfalls von einer Stromquelle darf nur für die Zeit der automatischen Wiederherstellung der Stromversorgung zulässig sein.
Um eine dedizierte Gruppe von Empfängern der Kategorie I mit Strom zu versorgen, muss zusätzlicher Strom von einer dritten unabhängigen, gegenseitig redundanten Stromquelle bereitgestellt werden. Eine unabhängige Stromquelle für einen Stromempfänger oder eine Gruppe von Stromempfängern wird als Stromquelle bezeichnet, die die Spannung innerhalb der durch die PUE für den Post-Notfall-Modus festgelegten Grenzen hält, wenn eine andere oder andere Stromquellen dieser Empfänger ausfallen.
Unabhängige Stromquellen umfassen zwei Abschnitte oder Bussysteme von einem oder zwei Kraftwerken und Umspannwerken, sofern die folgenden zwei Bedingungen erfüllt sind:
1) jeder Abschnitt oder jedes Bussystem wird wiederum von einer unabhängigen Stromquelle gespeist;
2) Abschnitte (Systeme) von Bussen sind nicht miteinander verbunden oder verfügen über eine Verbindung, die bei Ausfall eines Abschnitts (Systems) von Bussen automatisch unterbrochen wird.
Ortskraftwerke, Verbundkraftwerke, spezielle unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen, Akkumulatoren etc. Oder wenn eine Stromsicherung wirtschaftlich nicht machbar ist, wird eine technische Sicherung durchgeführt.
Die Stromversorgung von Leistungsempfängern der Kategorie I mit einem besonders komplexen technologischen Prozess, der bei Vorliegen technischer und wirtschaftlicher Untersuchungen eine lange Zeit zur Wiederherstellung des Betriebsmodus erfordert, erfolgt durch zwei unabhängige, gegenseitig redundante Energiequellen, die zusätzlichen unterliegen Anforderungen, die sich aus den Merkmalen des technologischen Prozesses ergeben.
Abschnitt des Stromversorgungsschemas eines Industrieunternehmens mit Anwendung charakteristischer Berechnungseinheiten: T1, T2 – Leistungstransformatoren des Systems; GPP – Hauptspannstation; RP – Umspannwerk; M – Elektromotoren; 1 – Stromempfänger; 2 – Busse des Verteilungsknotens oder Hauptbusses; 3 – Busse der Verteilungseinrichtung der Umspannstation für Spannungen bis 1 kV; 4 – Transformatoren der Abspanntransformator-Umspannstation; 5 – Busse der Umspannstation (RR); 6 – GPP-Reifen; 7 – Leitungen, die das Unternehmen versorgen
Leistungsempfänger der Kategorie II liefern Strom aus zwei unabhängigen, gegenseitig redundanten Stromquellen. Bei Stromempfängern der Kategorie II sind im Falle eines Stromausfalls an einer Stromquelle Stromunterbrechungen für die Zeit zulässig, die zum Einschalten der Notstromversorgung durch Maßnahmen des diensthabenden Personals oder des mobilen Einsatzteams erforderlich ist. PUE ermöglicht die Stromversorgung von Empfängern für Elektrizität:
• Kategorie II – an einer Freileitung, auch mit Kabeleinführung, wenn die Möglichkeit einer Notfallreparatur dieser Leitung für nicht mehr als 1 Tag vorgesehen ist;
• Kategorie I – eine Kabelstrecke, bestehend aus mindestens zwei Kabeln, die an ein gemeinsames Gerät angeschlossen sind;
• Kategorie II – von einem Transformator bei Vorhandensein einer zentralen Transformatorenreserve und der Möglichkeit, einen beschädigten Transformator innerhalb eines Zeitraums von nicht mehr als einem Tag auszutauschen.
Bei Stromempfängern der Kategorie III erfolgt die Stromversorgung aus einer einzigen Stromquelle, sofern die für die Reparatur oder den Austausch eines beschädigten Elements des Stromversorgungssystems erforderlichen Unterbrechungen der Stromversorgung einen Tag nicht überschreiten.
Interne Stromversorgung
Radiale Stromkreise für Stromverbraucher. Radialstromkreise sind solche, bei denen der Strom vom Kraftwerk (Betriebskraftwerk, Umspannwerk oder Verteilerpunkt) direkt und ohne Abzweigungen auf dem Weg zur Versorgung anderer Verbraucher zur Werkstatt-Umspannstation geleitet wird. In solchen Stromkreisen gibt es viele Trennvorrichtungen und Stromleitungen. Auf dieser Grundlage können wir den Schluss ziehen, dass der Einsatz von Radialstromsystemen nur zur Versorgung ausreichend leistungsstarker Verbraucher eingesetzt werden sollte.
In Abb. In Abb. 1 zeigt typische Schemata der radialen Stromversorgung von Stromverbrauchern für interne (externe) Stromversorgungssysteme von Industrieunternehmen. Das Diagramm in Abb. 1 und dient der Stromversorgung Benutzer der Kategorie III oder Benutzer der Kategorie II, wo ein Stromausfall für 1-2 Tage zulässig ist.
Das Diagramm in Abb. 1, b ist für Verbraucher der Kategorie II bestimmt, bei denen ein Stromausfall von nicht mehr als 1-2 Stunden zulässig ist. Das Diagramm in Abb. 1, c dient der Versorgung von Verbrauchern der Kategorie I, dient aber auch der Versorgung von Verbrauchern der Kategorie II, die im bundesweiten Maßstab von volkswirtschaftlicher Bedeutung sind, und einer Unterbrechung der Stromversorgung, die zu einer Verknappung von Produkten führt (z (z.B. Lagerfreigabe).
Reis. 1. Typische radiale Stromkreise im internen und externen Stromversorgungssystem einer Industrieanlage
Hauptstromkreise für Stromverbraucher, die im internen Stromversorgungssystem von Unternehmen eingesetzt werden, wenn viele Verbraucher vorhanden sind, und Sternstromsysteme sind eindeutig zu empfehlen. Typischerweise ermöglichen Hauptstromkreise den Anschluss von fünf bis sechs Umspannwerken mit einer Gesamtnutzerkapazität von nicht mehr als 5000–6000 kVA.
In Abb. 2 zeigt eine typische Stromversorgungsschaltung. Dieses Schema zeichnet sich durch eine verringerte Zuverlässigkeit der Stromversorgung aus, ermöglicht jedoch eine Reduzierung der Anzahl der Spannungstrennvorrichtungen und eine erfolgreichere Organisation der Stromverbraucher in einer Gruppe von fünf bis sechs Umspannwerken.
Reis. 2. Ein typischer Hauptstromkreis im internen Stromversorgungssystem einer Industrieanlage
Reis. 3.Ein typischer Zweileitungs-Stromversorgungskreis im internen Stromversorgungssystem einer Industrieanlage
Wenn es notwendig ist, die Vorteile von Autobahnnetzen zu bewahren und eine hohe Zuverlässigkeit der Stromversorgung sicherzustellen, verwenden Sie ein System von Autobahnen mit doppeltem Durchgang (Abb. 3). Bei diesem System wird bei Ausfall einer Hochspannungsversorgungsleitung die Stromversorgung zuverlässig über die zweite Leitung bereitgestellt, indem die Verbraucher automatisch auf den Niederspannungsteil des Transformators umgeschaltet werden, der in Betrieb bleibt. Diese Umschaltung erfolgt mit einer Zeit von 0,1–0,2 s, was praktisch keinen Einfluss auf die Stromversorgung der Benutzer hat.
Gemischte Stromversorgungssysteme für Stromverbraucher. In der Praxis der Planung und des Betriebs von Stromversorgungssystemen für Industrieunternehmen findet man selten Konzepte, die nur nach dem Radialprinzip oder nur nach dem Stammprinzip aufgebaut sind. In der Regel werden große und verantwortungsvolle Verbraucher oder Empfänger radial gespeist.
Mittlere und kleine Verbraucher werden in Gruppen eingeteilt und ihre Ernährung erfolgt nach dem Grundprinzip. Mit dieser Lösung können Sie ein internes Stromversorgungsschema mit den besten technischen und wirtschaftlichen Indikatoren erstellen. In Abb. In Abb. 4 zeigt ein solches gemischtes Stromversorgungsschema.
Reis. 4. Typisches Schema der gemischten Stromversorgung (Radial-Hauptstrom) im internen Stromversorgungssystem eines Industrieunternehmens
Externe Stromversorgung
Die Stromversorgung erfolgt über das Stromnetz ohne eigene Kraftwerke. In Abb. In Abb. 5 zeigt die Stromversorgungsschemata von Industrieanlagen, die ausschließlich mit Strom versorgt werden. In Abb. 5a zeigt ein Radialvorschubdiagramm.Dabei stimmt die Spannung des externen Versorgungsnetzes mit der höchsten Spannung des Netzes des Territoriums innerhalb des Unternehmens (internes Stromnetz) überein, sodass für das gesamte Unternehmen keine Transformation erforderlich ist. Solche Stromversorgungsschemata sind typisch für die Stromversorgung hauptsächlich bei Spannungen von 6, 10 und 20 kV.
In Abb. In Abb. 5, b zeigt ein Schema des sogenannten Deep-Block-Eingangs von 20–110 kV und seltener von 220 kV, wenn die Spannung aus dem Stromnetz ohne Transformation nach dem Schema einer Doppeldurchgangs-(Durchgangs-)Leitung ins Innere eingespeist wird Territorium des Unternehmens. Bei diesem Schema werden Abwärtstransformatoren bei einer Spannung von 35 kV direkt in den Werkstattgebäuden installiert und haben eine niedrigere Spannung von 0,69 – 0,4 kV.
Allerdings ist bei Netzspannungen von 110 – 220 kV eine direkte Umwandlung von 0,69 – 0,4 kV für kommerzielle Netze aufgrund der relativ geringen Gesamtleistung der Verbraucher in einem einzelnen Geschäft normalerweise unpraktisch. In solchen Fällen kann eine Zwischenumwandlung auf eine Spannung von 10 bis 20 kV in mehreren Zwischenspannstationen empfohlen werden, von denen jede ihre eigene Gruppe von Werkstätten versorgen muss.
Bei großen Öfen oder speziellen Hochleistungsumwandlungsanlagen kann es sinnvoll sein, die 110- oder 220-kV-Spannung direkt auf die Prozessspannung (meist anders als 0,69 oder 0,4 kV) umzuwandeln, indem spezielle Abwärtstransformatoren direkt an diese angeschlossen werden in den Werkstattgebäuden.
In Abb.In Abb. 5, c zeigt ein mögliches Stromversorgungsschema für ein Industrieunternehmen mit einer am Übergangspunkt von einem externen zu einem internen Stromversorgungsschema durchgeführten Transformation, die typisch für Unternehmen mit erheblicher Macht und einem großen Territorium ist. In Abb. In Abb. 5, d ist ein Diagramm unter der Bedingung der Umwandlung in zwei Spannungen dargestellt, die für leistungsstarke Einheiten (Werkstätten) von Unternehmen charakteristisch ist, die weit voneinander entfernt liegen.
Stromversorgung aus dem Stromnetz, wenn das Industrieunternehmen über ein eigenes Kraftwerk verfügt.
Reis. 5. Typische Stromversorgungssysteme für die ausschließliche Versorgung von Industrieunternehmen aus dem Stromnetz
Reis. 6. Typische Stromversorgungsschemata bei der Versorgung von Industrieunternehmen aus dem Stromnetz und dem eigenen Kraftwerk
In Abb. In Abb. 6 zeigt typische Stromversorgungsschemata von Industrieunternehmen, wenn das Unternehmen über ein eigenes Kraftwerk verfügt. In Abb. In Abb. 6 und ein Diagramm für den Fall, dass der Standort des Kraftwerks mit dem Mittelpunkt der elektrischen Lasten des Unternehmens übereinstimmt und die Versorgung des Unternehmens aus dem Stromnetz mit Generatorspannung erfolgt.
In Abb. In Abb. 6, b zeigt ein Diagramm für den Fall, dass sich das Kraftwerk in einiger Entfernung vom Zentrum seiner elektrischen Verbraucher befindet, die Stromversorgung aus dem System jedoch mit der Spannung des Generators erfolgt. In Abb. In Abb. 6, c zeigt ein Diagramm für den Fall, dass die Stromversorgung aus dem System mit erhöhter Spannung erfolgt und die Stromverteilung auf dem Betriebsgelände mit der Spannung des Generators erfolgt. Das Kraftwerk der Anlage befindet sich außerhalb das Zentrum elektrischer Lasten.
In Abb.6, d zeigt eine Schaltung, deren Bedingungen der in FIG. gezeigten Schaltung ähneln. 6, c, aber die Transformation erfolgt bei zwei Spannungen. In den Diagrammen der Abb. 5, b, d und Abb. 6, d Für die Stromversorgung aus dem System mit einer Spannung von 35 bis 220 kV gelten die in Abb. 6 gezeigten Optionen. 7. Das Diagramm in Abb. 7, a (ohne Schalter auf der Hochspannungsseite) wird empfohlen, da sie kostengünstiger im Aufbau und nicht weniger zuverlässig im Betrieb ist als die Schaltung in Abb. 7, geb.
Reis. 7. Schemata zum Anschluss der Transformatoren des GPP an das Stromversorgungsnetz von 35–220 kV des Stromnetzes
Die Anwendung des Schemas von Abb. 7, dies ist jedoch nur in den Fällen möglich, in denen das Ein- und Ausschalten der Transformatoren nicht täglich durchgeführt wird, da sie die wirtschaftlich sinnvolle Arbeitsweise beachten. Wenn die Transformatoren jeden Tag aus- und wieder eingeschaltet werden, wählen Sie das in Abb. gezeigte Schema. 7, geb.
Die Stromversorgung erfolgt ausschließlich über ein eigenes Kraftwerk. In Abb. In Abb. 8 zeigt ein Diagramm der Versorgung von Stromverbrauchern aus dem eigenen Kraftwerk, typisch für Unternehmen abseits der Stromnetze; Mit der Entwicklung der Elektrifizierung wird die Zahl solcher Energiesysteme jedoch weiter abnehmen.
Reis. 8. Typisches Stromversorgungsschema, wenn ein Industrieunternehmen nur aus seinem eigenen Kraftwerk mit Strom versorgt wird
Bei der Stromversorgung von Werkstätten, die über Vakuum-Elektroöfen aller Art verfügen, ist zu bedenken, dass die Unterbrechung der Stromversorgung der Vakuumpumpen zu Unfällen und zum Ausschuss teurer Produkte führt. Diese Öfen sollten als Leistungsempfänger der Kategorie I eingestuft werden.