Схемы электроснабжения промышленных предприятий

Выбор схемы и напряжения внешней сети производится на основе технико-экономического сравнения возможных вариантов с учётом перспективы развития предприятия на 10 лет таким образом, чтобы осуществление первой очереди не приводило к большим затратам, связанным с последующим развитием.

Общей тенденцией построения современных схем электроснабжения промышленных предприятий является построение глубоких вводов – максимальное приближение источников питания к электроустановкам предприятий, сведение к минимуму количества сетевых звеньев и ступеней трансформации, дробление подстанций ВН при размещении предприятия на значительной территории.

Применяемые для внешнего электроснабжения предприятий напряжения зависят от напряжения электрических сетей энергосистемы в районе размещения предприятия и от его нагрузки. В зависимости от нагрузки все промышленные предприятия подразделяются на: мелкие (до 5 МВт), средние(5-75 МВт) и большие (75-100 МВт).

Для электроснабжения мелких предприятий используются сети 10 к с питанием их от ближайших подстанций 110 кВ энергосистемы для электроснабжения средних и крупных предприятий, как правило, применяются сети 110 кВ, а в отдельных случаях – 220-500 кВ.

Используются следующие основные схемы распределения электроэнергии:

- главная понижающая подстанция (ГПП) предприятия 220-500/110 кВ – для распределения электроэнергии между подстанциями 110/10(6) кВ глубоких вводов. При этом ГПП, как правило, целесообразно совмещать с подстанцией энергосистемы, предназначенной для электроснабжения района;

- ряд подстанций 110/10(6) кВ, присоединяемых к сети 110 кВ системы;

- подстанции глубокого ввода 220/10(6) кВ – для крупных предприятий с сосредоточенной нагрузкой.

На рис. 3.4 – 3.7 показаны примеры схем внешнего электроснабжения крупных предприятий.

Для обеспечения потребности в тепле химкомбината (рис. 1.6) предусмотрена ТЭЦ мощностью 200 МВт. Недостающая мощность подаётся из системы по сети 220 кВ. Для приёма этой мощности предусмотрена ГПП 220/110/10 кВ, которая служит для питания нагрузок электролиза на 10 кВ, для распределения энергии по территории комбината к подстанциям глубокого ввода 110/6 кВ и приёма мощности от ТЭЦ на напряжении 110 кВ. Сравнительно небольшое потребление тепла заводом минеральных удобрений (рис. 1.7) удовлетворяется от котельной; 90 % электрической нагрузки приходится на потребители 1-й категории. В связи с этим, три подстанции 11/6 кВ глубокого ввода выполняют по схеме двух блоков: линия-трансформатор с возможностью покрытия всей нагрузки от одного блока.

Схема электроснабжения алюминиевого завода, показанная на рис. 3.7, осуществляется с помощью трансформаторов 220/10 кВ с расщепленной обмоткой 10 кВ мощностью по 180 MB.А. От каждого трансформатора питаются две серии последовательно соединенных ванн. На каждые четыре рабочих трансформатора устанавливается один резервный, подключенный к трансферной системе шин, который может заменить любой из рабочих переключением на стороне 10 кВ (в нормальном режиме он со стороны 10 кВ отключен). Рабочие трансформаторы подключены блоками с ВЛ 220 кВ от источника питания (в рассматриваемом случае — крупная ГЭС). При ремонте одного из рабочих трансформаторов питающая его ВЛ присоединяется к трансферной системе и питает резервный; при аварии одной из ВЛ она отключается вместе со своим трансформатором, а одна из оставшихся в работе присоединяется к трансферной системе и временно питает два трансформатора - рабочий и резервный. Кратковременный перерыв в электроснабжении, необходимый для производства переключений допустим за счёт тепловой инерции ванн.

Потребность в тепле нефтехимкомбината (рис. 1.9) удовлетворяется от ТЭЦ мощностью 150 МВт, дефицит электрической мощности – от районной подстанции 330/110 кВ. Мощность распределяется как от шин 6 кВ ТЭЦ, так и от пяти подстанций глубокого ввода 110/6 кВ. подстанции 330/110 кВ. Мощность распределяется как от шин 6 кВ ТЭЦ, так и от пяти подстанций глубокого ввода 110/6 кВ.

Электроснабжение металлургических заводов осуществляется от районных подстанций 220-500/110 кВ и ТЭЦ по двухцепным ВЛ 110 кВ, к каждой из которых присоединяется ряд двухтрансформаторных подстанций глубокого ввода (ПГВ) 110/10(6) кВ, выполняемых по типовой схеме. В отдельных случаях сооружаются также узловые распределительные пункты (УРП) 110 кВ – при большом количестве ВЛ и подстанций глубокого ввода.

Такие схемы используются для расширяемых существующих заводов.

Рост нагрузок и их плотности, повышение требований к надёжности электроснабжения привели к появлению схем, приведённых на рис. 3.7; к кольцевой сети 110 кВ, питаемой от районных подстанций и ТЭЦ, присоединяется ряд УРП; подстанции глубокого ввода питаются от УРП по кабельным линиям 110 кВ; ПГВ выполняются по схеме блок: кабельная линия- трансформатор с установкой от одного до четырёх трансформаторов. Такие схемы находят применение в последнее время для вновь сооружаемых заводов.

При использовании на заводах дуговых сталеплавильных печей (ДСП) необходимо проверить их влияние на системы электроснабжения. При необходимости повышения мощности КЗ в общих центрах питания ДСП и других потребителей могут применяться следующие мероприятия; а) питание ДСП через отдельные трансформаторы; б) уменьшение индуктивного сопротивления питающих линий (например, продольная компенсация на ВЛ, соединяющих центр питания с источниками); в) включение на параллельную работу двух питающих ДСП линий и трансформаторов на стороне ВН и НН.

 Рис. 3.4. Схема внешнего электроснабжения крупного предприятия цветной металлургии

Рис. 3.5. Схема внешнего электроснабжения крупного химического

комбината

Рис. 3.6. Схема электроснабжения химкомбината с нагрузкой 300 МВт:

а – схема сети,

б – схемы подстанций

Рис. 3.7. Схема электроснабжения алюминиевого завода Рис. 1.9. Схема внешнего электроснабжения нефтехимического комбината с нагрузкой 300 МВтис. 1.10. Схемы электроснабжения крупных металлургических заводов: