Основы электроснабжения. Основные понятия и определения презентация

Системы электроснабжения промышлен-ных предприятий, административных и жилых зданий состоят из электроустано-вок, обеспечивающих электроэнергией потребителей.
Потребителем называется электропри-емник или группа электроприемников, расположенных на одной территории и выполняющих единый технологический процесс.

К электроприемникам относятся аппараты, агрегаты, механизмы, предназначенные для преобразования электрической энергии в другой вид энергии (технологические установки преобразования электроэнергии, нагреватели, сварочные агрегаты, выпрямительные устройства, высокочастотные установки, электрические лампы осветительных установок, радиоэлектронная аппаратура).

Все приемники могут быть включены в распределительную сеть одного напряжения или электрические сети разных напряжений.
Электрические сети могут быть постоянного и временного использования. Они должны обеспечивать:
Надежность электроснабжения;
Качество передаваемой электроэнергии;
Безопасность электротехнического и неэлектротехнического персонала при эксплуатации сетей и электроустановок;

Электроустановка
Совокупность машин, аппаратов, приборов, вспомогательного оборудования вместе с зданиями и сооружениями, предназначенных для производства, трансформации, передачи и распределения электрической энергии.
К ЭУ относятся электростанции, трансформаторные подстанции, преобразовательные установки.

Источник питания (ИП)
Это распределительное устройство генераторного напряжения на электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понижающей подстанции.

Электрическая станция - это электроустановка, предназначенная для производства электрической энергии.
Подстанция (трансформаторная или преобразовательная) – это электроустановка для преобразования и распределения электроэнергии.
Электрическая сеть – это совокупность электроустановок и устройств для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций, ЛЭП и распределительных устройств, обеспечивающими их связь с приемниками электроэнергии.

ЭС различаются по роду тока, напряжению, режиму нейтрали, конструктивным признакам.
ЭС делятся на сети переменного и постоянного тока. В основном сети выполняются по системе трехфазного переменного тока с частотой 50 Гц. Эта система позволяет осуществлять трансформацию электроэнергии и передачу её на дальние расстояния. В сетях переменного тока широко применяются ответвления к однофазным электроустановкам.

В ЭС могут включаться установки повышенной (до 10 кГц) и высокой (свыше 10 кГц) частоты с целью обеспечения надежной работы отдельных технологических установок (нагрев метала на закалку, ковку, штамповку, плавка металлов). Для электроснабжения отдельных технологических установок (электролизных, гальванических, электроприводов подъемно-транспортных механизмов, ряда станков) необходим постоянный ток. Для преобразования служат двигатель-генераторы, выпрямители.

В электрических сетях применяется напряжение выше 1000 кВ (высокое напряжение) это напряжение 6, 10, 35, 110, 220, 500, 750 кВ и напряжение до 1000 В (низкое напряжение) – напряжение 380/220 В.
Линии электропередач (ЛЭП) могут быть воздушными (ВЛ) и кабельными (КЛ) линиями.
ЭС и электроустановки могут быть с заземленной или изолированной нейтралью.

По электрическим сетям от источников ЭП передается не только активная энергия (мощность), которая преобразуется в другие виды, но и реактивная мощность, которая приводит к потерям электроэнергии в сетях и к дополнительным затратам на оплату электроэнергии.
При проектировании и реконструкции систем электроснабжения объектов необходимо знать электрические нагрузки в ЭС.

На основании расчета электрических нагрузок выполняется расчет и выбор ЭС, коммутационных и защитных аппаратов, источников питания, преобразовательных установок и других электротехнических устройств. Проверка правильности выбора ЭС и ЭУ по нагреву и потере напряжения, расчет показателей надежности систем электроснабжения проводятся также на основе расчета электрических нагрузок.
Электроснабжение осуществляется в основном от трансформаторных подстанций. Поэтому важным является и правильный выбор трансформаторов и оборудования ТП.

Распределительное устройство
- это электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные шины, устройства защиты, автоматики и измерения.
Если основное оборудование размещено на открытом воздухе, то оно называется открытым (ОРУ), и если в здании – закрытым (ЗРУ).
РУ может состоять из комплектных блоков для наружной (КРУН) и внутренней (КРУ) установки.

Распределительный пункт (РП) - это электроустановка, предназначенная для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без трансформации и преобразования. (Обычно РП используются в сетях 6-10 кВ. В сетях до 1000 В аналогичные устройства называются пунктом распределительным (ПР)).
Линия электропередач – это устройство для передачи электроэнергии по проводам или кабелям.

Система электроснабжения объекта (СЭС) – это совокупность электроустановок и устройств, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии, её учета и контроля показателей качества.
Система электропотребления объекта (СЭП) – это совокупность технологических установок и устройств, имеющих в своем составе электроприемники и предназначенных для передачи и распределения электроэнергии с целью её преобразования в другие виды.

Основные особенности систем электроснабжения (СЭС):
1) быстротечность явлений;
2) неизбежность повреждений аварийного характера - коротких замыканий в электрических установках.
Действия человека не в состоянии обеспечить надежную работу СЭС.
Поэтому, надежное и экономичное функционирование систем электроснабжения возможно только при широкой их автоматизации.

Станция управления – комплектное устройство, предназначенное для дистанционного управления электрооборудованием с автоматизированным выполнением функций управления, регулирования защиты и сигнализации.
Станция может быть выполнена в виде блока, панели, щита, шкафа управления.

Задачей электроснабжения является беспрерывное обеспечение электроэнергией электрических приемников, оптимизация параметров СЭС путем правильного выбора номинальных напряжений, условий присоединения к энергосистеме, выбор электрооборудования на основе расчета электрических нагрузок, рациональное распределение электроэнергии, обеспечение защиты электроустановок.

Релейная защита относится к устройствам автоматического управления. Она действует при повреждениях электрических установок.
В процессе эксплуатации систем электроснабжения возможны аварии и ненормальные режимы работы электрооборудования (ЭО).
Наиболее опасные и частые повреждения –короткие замыкания.
Короткое замыкание – это повреждение изоляции либо между фазами, либо между фазой и землей.

В системах электроснабжения и электропотребления большое внимание уделяется компенсации реактивной мощности.
Так же необходимо рассматривать и работу в аварийном режиме.

Задачей электропотребления является организация безопасных и экономичных режимов работы при минимальных финансовых затратах и сокращение потерь электроэнергии.

Изменение конфигурации сетей в связи с изменением технологии производства;
Снижение потерь электроэнергии в сетях;
Экологичность, т.е. отсутствие вредного влияния на окружающую среду.
Все приемники подразделяются на три категории по надежности электроснабжения

Электроприемники первой категории
Электроприемники первой категории не допускают перерыва электроснабжения, т.к. это может привести к следующим последствиям:
а) опасность для жизни;
б) повреждение оборудования;
в)нарушение технологического процесса.
Все это приводит к опасности для жизни персонала и экономическому ущербу. Потребители первой категории имеют два независимых источника питания.

Имеется подстанция с двумя системами шин. Секционный выключатель Q3 отключен. Каждая секция питается отдельно от своего источника питания.
В случае КЗ в т. К выключатель Q1 отключается, а секционный выключатель Q3 автоматически включается. Электроснабжение автоматически восстанавливается.

Перерыв в электроснабжении для потребителей первой категории допускается только на время автоматического подключения электроприемников к другому независимому источнику питания (ИП) (десятые доли секунды).
ИП считается независимым если в послеаварийном режиме в нем сохраняется в допустимых пределах напряжение при исчезновении его на других источниках [ПУЭ п.1.2.10.].

Если имеются потребители, при прекращении бесперебойного электроснабжения которых может произойти взрыв или пожар, то для них предусматривается питание от третьего независимого ИП.

Первая особая группа электроприемников
Отдельно из первой группы выделяется первая особая группа электроприемников.
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.

Электроприемники второй категории.
К электроприемникам второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может привести к:
а) массовому недоотпуску продукции;
б) простоям механизмов и промышленного транспорта;
в) нарушению нормальной деятельности большого количества людей.

Электроприемники второй категории имеют два независимых источника питания, однако перерыв электроснабжения допускается в них на большее время. На время необходимое для для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой.

Электроприемники третьей группы
Электроприемники третьей группы – потребители не относящиеся ни к первой, ни ко второй группе.
Они снабжаются электроэнергией от одного ИП.
Перерыв в электроснабжении, вызванные аварией не должен превышать одних суток.