Tipus d'esquemes d'alimentació i els seus àmbits d'aplicació
El principal problema en la distribució de baixa tensió és la selecció de circuits. Un circuit dissenyat correctament hauria de garantir la fiabilitat de la font d'alimentació. receptors elèctrics d'acord amb el grau de responsabilitat, alts indicadors tècnics i econòmics i facilitat de funcionament de la xarxa.
Tots els circuits que es troben a la pràctica són combinacions d'elements separats: alimentadors, troncs i branques, per als quals adoptarem les definicions següents:
alimentador: una línia dissenyada per transmetre electricitat aparell de commutació (tauler) a un punt de distribució, carretera o receptor elèctric independent;
carretera: línia destinada a la transmissió d'electricitat a diversos punts de distribució o consumidors d'energia connectats a ella en diferents punts,
branca — línia de sortida:
a) des de la línia principal i destinada a la transmissió d'electricitat a un punt de distribució o receptor elèctric,
b) des d'un punt de distribució (taula de distribució) i està destinat a la transmissió d'electricitat a un receptor elèctric o a diversos receptors elèctrics petits inclosos en el "circuit".
En el futur, tots els alimentadors, carreteres i branques des de l'últim fins als punts de distribució s'anomenaran xarxa de subministrament i totes les altres branques - una xarxa de distribució.
Un dels principals problemes resolts en el disseny de xarxes de comerços és l'elecció entre els esquemes de distribució d'energia principal i radial.
En un esquema d'alimentació de la columna vertebral, una línia —la línia principal— serveix, tal com s'indica, diversos punts de distribució o receptors connectats a ella en els seus diferents punts, amb una alimentació radial, cada línia és un feix que connecta un node de xarxa (subestació, distribució). punt) amb un usuari. En el complex general de la xarxa, aquests esquemes es poden combinar.
Perquè la distribució dels magatzems s'efectuï per autopistes, cadascuna de les quals subministra una sèrie de punts, des d'aquests fins als receptors, les línies radials poden divergir.
Esquemes d'alimentació típics per a plantes industrials
El diagrama radial que es mostra a la Fig. 1, a, s'utilitza en els casos en què hi ha nodes individuals amb càrregues concentrades prou grans, en relació als quals la subestació ocupa un lloc més o menys central.
Arròs. 1. Esquemes de distribució de l'energia elèctrica des de les subestacions als receptors elèctrics: a — radial; b — línia principal amb càrregues concentrades; c — Línia troncal amb càrrega distribuïda.
Amb un esquema radial, receptors elèctrics individuals prou potents poden rebre energia directament de la subestació i grups de receptors elèctrics menys potents i molt espaiats, a través de punts de distribució instal·lats el més a prop possible del centre geomètric de la càrrega. Els alimentadors de baixa tensió es connecten a les subestacions als quadres de distribució principals mitjançant interruptors i fusibles o mitjançant interruptors automàtics d'aire.
Els circuits radials amb subministrament directe des de les subestacions inclouen tots els circuits de subministrament per a receptors elèctrics d'alta tensió, ja sigui des de l'aparell de commutació d'alta tensió de la subestació o directament des del transformador reductor, si s'adopta l'esquema "transformador de bloc - receptor elèctric". .
Els esquemes d'alimentació troncal s'apliquen en els casos següents:
a) quan la càrrega té una naturalesa concentrada, però els seus nodes individuals es troben en la mateixa direcció respecte a la subestació i a distàncies relativament petites entre si, i els valors absoluts de les càrregues dels nodes individuals són insuficients per a un ús racional de l'esquema radial (fig. 1, 6);
b) quan la càrrega es distribueix amb un grau d'uniformitat diferent (Fig. 1, c).
En els circuits troncals amb càrregues concentrades, la connexió de grups separats de receptors elèctrics, així com els circuits radials, es realitza normalment a través de punts de distribució.
La tasca de localitzar correctament els punts de distribució és d'especial importància. Les principals disposicions que s'han d'observar en aquest cas són les següents:
a) la longitud dels alimentadors i les carreteres ha de ser mínima i el seu recorregut ha de ser convenient i accessible;
b) s'hauria de minimitzar i, si és possible, excloure completament els casos d'alimentació inversa (en relació amb la direcció del flux d'electricitat) dels receptors elèctrics;
c) els punts de distribució s'han d'ubicar en llocs convenients per al manteniment i alhora per no interferir amb els treballs de producció i no obstruir els camins.
Els receptors elèctrics es poden connectar a punts de distribució independentment els uns dels altres o combinar-se en grups: "cadenes" (fig. 2 -b).
Arròs. 2 Esquemes de connexió de receptors elèctrics als punts de distribució: a — connexió independent; b — connexió de cadena.
La cadena de margarida es recomana per a receptors elèctrics de baixa potència propers entre si, però a una distància considerable del punt de distribució, de manera que es poden aconseguir estalvis significatius en el consum de cables. Tanmateix, en aquest cas, els consumidors elèctrics monofàsics i trifàsics no s'han de connectar en un circuit.
A més, per raons operatives, no es recomana connectar-se entre ells:
(a) més de tres receptors elèctrics en total;
b) receptors elèctrics de mecanismes amb finalitats tecnològiques diverses (per exemple, motors elèctrics de màquines de tall de metalls amb motors elèctrics de fonts).
Per a càrregues distribuïdes a l'autopista, es recomana que els receptors elèctrics estiguin connectats directament a les carreteres, i no a través dels punts de distribució, com és habitual en els esquemes comentats anteriorment.
En conseqüència, s'imposen els dos requisits principals següents a les carreteres de càrrega distribuïda:
a) La col·locació de carreteres s'ha de fer a la menor alçada possible, però no inferior a 2,2 m del terra;
b) El disseny de les carreteres ha de permetre la ramificació freqüent dels receptors elèctrics i, quan es col·loquen en llocs accessibles, exclou la possibilitat de tocar parts actives.
Les carreteres realitzades en forma compleixen aquests requisits pneumàtics en caixes metàl·liques tancades.
Les barres s'utilitzen generalment en tallers on els receptors elèctrics es disposen en fileres més o menys regulars i on, a més, són possibles moviments freqüents d'equips. Aquests tallers inclouen tallers mecànics, de reparació mecànica, d'eines i altres tallers similars per la naturalesa de la disposició de l'equip i les condicions ambientals.
En càrregues concentrades, quan el nombre de branques de la xarxa és relativament petit, la xarxa elèctrica s'ha de col·locar molt més, escollint llocs on es pugui omplir amb cables nus (barres o conductors) o cables aïllats. Al mateix temps, a causa de la manca de tancament continu, la productivitat de la línia augmenta i tota l'estructura s'abarati.
Font d'alimentació de xarxa il·luminació elèctrica, per regla general, no està connectat a alimentadors i autopistes, sinó que es realitza mitjançant xarxes separades dels busos de les centrals principals de les subestacions.
En el cas dels esquemes de "transformador de blocs - xarxa", les xarxes d'il·luminació sovint es ramifiquen de les seccions principals de la xarxa elèctrica. La separació de les xarxes elèctriques i d'il·luminació es produeix per les circumstàncies següents:
a) Pèrdues de tensió relativament baixes permeses a les xarxes d'enllumenat,
b) la possibilitat d'apagar tota la xarxa de subministrament mantenint el subministrament d'enllumenat.
Es permet una excepció a aquesta regla general per als objectes d'importància secundària amb càrregues baixes i treball visual irresponsable, així com per a l'alimentació de la il·luminació d'emergència.
L'elecció de l'esquema de subministrament d'energia també està influenciada significativament per la necessitat de reduir l'energia per als consumidors d'electricitat de la 1a i 2a categories.
Per als receptors elèctrics de 1a categoria, l'alimentació ha de ser de dues fonts independents, que poden incloure transformadors de potència si estan connectats a diferents trams, no interconnectats, de l'aparell de commutació d'alta tensió. En aquest cas, l'alimentació de reserva dels receptors elèctrics ha de tenir un encès automàtic (ATS).
Normalment, les instal·lacions més crítiques disposen d'unitats de recanvi en cas d'avaria o reparació preventiva de les unitats de treball. La inclusió d'unitats de reserva també pot ser automàtica, si cal segons les condicions del procés tecnològic. Un exemple de reducció mútua automàtica de dues unitats és el diagrama que es mostra a la fig. 3.
Arròs. 3. Esquemes de redundància de potència per als consumidors d'electricitat de baixa tensió. 1 — dispositiu d'encesa i apagat manual o automàtica; 2 — aparell per a la commutació manual o automàtica.
Per als receptors elèctrics de 2a categoria, l'alimentació de reserva s'activa per l'actuació del personal de servei, però els principis de construcció dels circuits segueixen sent els mateixos que per als consumidors d'electricitat de 1a categoria amb l'única diferència que la segona font d'alimentació pot no ser independent.
Per a grups d'usuaris de baixa tensió, és possible utilitzar dos esquemes radicalment diferents per reduir la potència, que es mostren a la Fig. 3.
Segons l'esquema a, els consumidors d'energia es divideixen en dos grups, cadascun dels quals té una font d'alimentació independent i, per tant, ambdues fonts d'alimentació solen estar enceses. Segons l'esquema b, els consumidors elèctrics s'alimenten a través d'una de les fonts d'alimentació, i l'altra és una còpia de seguretat. En ambdós casos, cada alimentador s'ha de dissenyar per a la càrrega total dels dos grups de receptors elèctrics, però l'esquema és preferible, ja que té menys pèrdues de potència i una major fiabilitat en el funcionament.
L'elecció del pla energètic també està influenciada pel flux de producció. Per exemple, els receptors elèctrics de tots els mecanismes connectats entre si mitjançant una certa dependència tecnològica també s'han de combinar en termes de potència normal i de reserva.