Selecció dels principals paràmetres i elements del sistema d'alimentació de les empreses industrials

El subministrament elèctric és el subministrament d'electricitat als consumidors, i el sistema elèctric és un conjunt d'instal·lacions elèctriques dissenyades per proporcionar electricitat als consumidors. El sistema d'alimentació també es pot definir com un conjunt d'instal·lacions elèctriques interconnectades que subministren una regió, ciutat, empresa (organització).

L'objectiu de la creació d'un sistema d'alimentació: proporcionar als consumidors electricitat de qualitat adequada amb indicadors de fiabilitat acceptables.

Elecció de mètodes d'alimentació i punts d'ingesta energètica

El subministrament d'empreses industrials amb una capacitat instal·lada de consumidors d'energia de 5 a 75 mW a través d'un punt de recepció es recomana que es faci amb una disposició compacta de consumidors i mitjançant dos punts de recepció, si hi ha dos grups de consumidors relativament potents i separats. la instal·lació.

Quan la tensió de la xarxa de subministrament és diferent de la tensió de la xarxa de distribució, la subestació reductora principal (GPP) es pren com a punt de recepció. A la mateixa tensió de les xarxes, es disposa d'un punt de distribució central (CRP) com a punt de recepció.

Per a l'alimentació de petites empreses amb una potència instal·lada de fins a 10 mW de receptors elèctrics, n'hi ha prou amb proporcionar un punt de distribució combinat amb una de les subestacions transformadores. En tots els casos, es recomana alimentar els punts de recepció pel mètode d'inserció profunda, el nombre d'entrades (en presència de receptors elèctrics de la primera categoria) hauria de ser almenys dos.

Per alimentar empreses industrials, GPP i taller subestacions transformadores TP amb els diagrames de blocs més senzills sense busos i interruptors per a tensió primària. Una excepció a les regles són els TP combinats amb RP, per als quals es proporcionen una o dues seccions de bus amb entrada de seguretat automàtica (ATS) a la tensió primària per rebre i distribuir electricitat quan alimenten consumidors elèctrics de primera i segona categoria o sense ATS quan alimentació de receptors elèctrics de tercera categoria.

Per obtenir més informació sobre les categories de receptors industrials en termes de fiabilitat de potència, consulteu aquí: Receptors elèctrics

A les subestacions de distribució i distribució a l'interior de 6-10 kV, inclòs per alimentar consumidors elèctrics de primera categoria, s'utilitza un sistema de bus. Es preveu la secció i la redundància automàtica per a l'alimentació contínua dels consumidors elèctrics de primera i segona categoria.

La commutació de les connexions de baixa i mitjana potència a una tensió de 6-10 kV es realitza mitjançant interruptors de càrrega complets amb fusibles d'alimentació o sense ells dins dels paràmetres de mode nominal i mode de curtcircuit. La instal·lació d'interruptors a les entrades i seccions 6-10 kV es preveu per a interruptors de transferència automàtica, així com per a grans subestacions amb una capacitat de 5000-10 000 kVA i més amb el nombre d'alimentadors sortints 15-20 o més. En altres casos, s'instal·len seccionadors o seccionadors de càrrega a les entrades i seccionadors als trams.

Selecció de voltatge

Quan la tensió de les línies d'alimentació no és superior a 10 kV, se suposa que la tensió de les xarxes locals és igual a la tensió de la font d'alimentació Quan es rep energia d'una font d'alimentació amb dos o més voltatges o es dissenya empreses amb més gran potència, que requereix l'ampliació de les subestacions regionals o centrals elèctriques existents, les tensions de la línia de subministrament es seleccionen sobre la base de càlculs tècnics i econòmics.

A les empreses industrials, les tensions més habituals (kV):

• per a les línies d'alimentació 110, 35, 10 i 6,

• per a les xarxes de distribució 10, 6 i 0,4 / 0,23.

Fins ara, es recomana una tensió de 10 kV per a un ús ampli en tots els casos, sobretot quan a la planta hi ha pocs motors de 6 kV. En aquest cas, els motors de 6 kV es connecten a una xarxa de 10 kV mitjançant transformadors de conversió intermedis de 10/6 kV.

La tensió principal per a l'alimentació i il·luminació dels receptors elèctrics de la indústria és de 0,4 / 0,23 kV.

Vegeu també: Elecció del nombre i potència dels transformadors

Selecció d'esquemes de distribució d'energia per a tensió 6 — 10 kV

Aquesta elecció depèn de la distribució territorial de les càrregues, de la seva mida, així com del grau de fiabilitat requerit de la font d'alimentació.

En la pràctica del disseny de la font d'alimentació d'empreses industrials, s'utilitzen esquemes de distribució d'energia radial i troncal, però aquests últims no s'utilitzen prou i no en la seva totalitat.

Es recomanen els esquemes radials en els casos següents:

• d'una sola etapa amb una línia radial: per alimentar grans càrregues concentrades aïllades (per exemple, motors síncrons de 1000 kW per conduir fresadores a la indústria de la fusta) i càrregues col·locades en diferents direccions des de la font d'alimentació,

• de dues etapes amb dues línies radials: per a l'alimentació mitjançant RP de subestacions de taller i motors amb tensions superiors a 1000 V (per exemple, RP a l'edifici principal del taller).

Quan les subestacions estan situades favorablement per al pas en línia recta de la xarxa elèctrica (sense passos de retorn, llargues derivacions d'edificis, etc.), s'utilitzen xarxes individuals sense reserves per subministrar subestacions monotransformadores amb consumidors d'energia de tercera categoria.

Si hi ha un 15-30% de càrregues de la primera i la segona categoria en aquestes subestacions, la font d'alimentació de les subestacions adjacents d'un sol transformador de diferents carreteres individuals s'utilitza per a la còpia de seguretat mútua d'un pont amb una tensió de fins a 1000 V.

Els circuits duals d'extrem a extrem amb font d'alimentació unidireccional s'utilitzen per alimentar subestacions amb dues seccions de barres i subestacions sense dos transformadors amb receptors de potència, principalment de primera i segona categoria.El nombre de transformadors amb tensió de fins a 10 kV connectats a una línia principal s'hauria de prendre 2-3 amb la seva potència 1000-2500 kVA i 3-4 potències inferiors.

Esquemes d'alimentació esquemàtics típics d'empreses industrials

Un esquema de subministrament elèctric implementat racionalment hauria de garantir:

• recepció i distribució d'electricitat d'acord amb el calendari de càrrega dels consumidors d'electricitat,

• el grau requerit de fiabilitat de la font d'alimentació,

• la possibilitat d'augmentar la càrrega durant l'expansió i la reconstrucció de l'empresa,

• eficiència, confort i seguretat en el treball,

• nivell de tensió adequat dels consumidors d'energia.

El desenvolupament d'un esquema d'alimentació s'ha de basar en les dades següents:

• càrregues elèctriques, tensions i categories de consumidors elèctrics dels consumidors d'electricitat,

• distribució territorial de càrregues i receptors de gran potència segons el pla director, el nombre i la capacitat de les subestacions,

• característiques de les fonts d'alimentació,

• especificacions tècniques del sistema elèctric,

• Requisits del mode d'emergència.

Quan es desenvolupa un esquema d'alimentació, cal tenir en compte:

• recomanacions per a la selecció de paràmetres i elements del circuit de potència,

• la limitació necessària dels corrents de curtcircuit, així com les condicions per dur a terme una protecció de relés, automatització i control remot senzills i fiables,

• la capacitat de sobrecàrrega dels transformadors i cables, així com el grau de redundància en la part tecnològica,

• les perspectives de desenvolupament de l'empresa en els propers 10 anys.

Els esquemes tenen en compte les especificitats de la indústria.Han de garantir l'eficiència i la fiabilitat del subministrament elèctric de l'empresa.

A continuació es mostren exemples d'esquemes d'alimentació d'una sola línia per a empreses industrials a una tensió de 6 a 10 kV.

Esquemes de potència per a empreses industrials a tensió de 6 a 10 kV

Arròs. 1. Esquema d'alimentació a una tensió de xarxa de distribució de 6 kV. Categoria de responsabilitat dels consumidors d'energia elèctrica: 1 — primer i segon, 2 — tercer, 3 — segon i tercer

El diagrama d'alimentació que es mostra a la fig. 1, es recomana utilitzar-lo en empreses mitjanes (potència instal·lada de 5 a 75 MW), que inclouen instal·lacions i tallers amb motors elèctrics de 10 kV, la càrrega dels quals és al voltant del 50% de la càrrega empresarial, amb la possibilitat d'alimentació directa a ells amb tensió 10 kV (GPP propi, fonts d'alimentació externes amb tensió 10 kV).

Arròs. 2. Esquema d'alimentació a una tensió de xarxa de distribució de 10 kV

El diagrama d'alimentació que es mostra a la fig. 2, en aquesta fase s'aconsella aplicar-lo a les mateixes empreses si la càrrega total de 10 kV dels motors elèctrics dels tallers i instal·lacions és significativament inferior al 50% de la càrrega de l'empresa.

No es tenen en compte els circuits de subministrament amb bobinatges dividits de transformadors, ja que la potència dels transformadors instal·lats a les instal·lacions de transmissió de gas d'empreses industrials sol ser inferior a 25 MBA, és a dir, la potència dels transformadors fabricats amb bobinatges dividits. En aquests esquemes, es dóna preferència als principals esquemes d'alimentació de TP com els més econòmics.

Esquemes d'alimentació a la fig. 1 i 2 són generalitzacions, per tant en casos concrets poden faltar elements de circuit (principalment relacionats amb motors de 6 kV).

Veure també sobre aquest tema: Esquemes d'alimentació interna d'empreses per a 6 — 10 i 35 — 110 kV i Esquemes d'alimentació típics per a empreses