Структурные элементы СЭС. Структурная схема при питании от ТЭЦ. Высоковольтные распределительные сети. Расчетная электрическая нагрузка по нагреву. Вероятностная модель расчетной нагрузки

1.СЭС – совокупность электрических сетей, подстанций и другого электрооборудования, предназначенная для распределения электроэнергии, принимаемой от ЭЭС, между всеми электроприемниками, объединенными в какую-либо организационно хозяйственную структуру

                   Структурная схема СЭС

              Структурные элементы СЭС

 ИП – источник питания

ЭЭС – электроэнергетическая система

ТЭЦ  - теплоэлектроцентраль

СЭС – система электроснабжения

ЦЭП – центр электропитания

ГПП – главная понизительная подстанция

ЦРП – центральный распределительный пункт

ВВРС – высоковольтные распределительные сети (межцеховые

Подстанции

ТП – трансформаторная подстанция

РП – распределительный пункт

Подстанции специального назначения

НВРС – низковольтные распределительные сети (цеховые)

Электроприемники

ЭВ – высоковольтный электроприемник (выше 1кВ)

Эн – низковольтный электроприемник (до 1 кВ)

                        Классификация СЭС

По типу объекта

СЭС промышленных предприятий

СЭС городов (городские сети)

СЭС сельского хозяйства (сельские сети)

По суммарной мощности

Небольшие СЭС (менее 5 МВт)

Средние СЭС (5-75 МВт)

Крупные СЭС (свыше 75 МВт)

            Требования к СЭС

Безопасность

Экологичность

Надежность

Экономичность

Обеспечение ЭМС

Возможность развития во времени

Удобство эксплуатации

Эстетичность

                     Принципы построения СЭС

Питание от мощных энергосистем

Комплексное электроснабжение различных потребителей

Взаимное резервирование элементов СЭС

Автоматическая защита элементов СЭС

Применение закрытого и защищенного оборудования

Применение комплектного оборудования

Централизация и автоматизация управления

3. Структурная схема при питании от ТЭЦ

Принципиальная схема при питании от ТЭЦ

                   

Особенности схемы

Применение только при наличии близко расположенной ТЭЦ

Меньшие затраты на сооружение и эксплуатацию

Больший уровень надежности

Меньше провалов напряжения

Небольшая электроудаленность

4. Электропитание по схемам глубоких вводов (I вид)

n  Сооружение нескольких ЦЭП, называемых подстанциями глубокого ввода (ПГВ), с введением напряжения 35-220 кВ на территорию предприятия

¨  Нет необходимости в РП

¨  Больше затраты на ЦЭП

¨  Меньше затраты на ВВРС

¨  Меньше уровень токов КЗ

   Электропитание по схемам глубоких вводов (II вид)

n  Сокращение ступеней трансформации

¨  Прокладка по территории предприятия ЛЭП напряжением 35 кВ

¨  Нет затрат на ВВРС

¨  Больше затраты на ТП (35/0,4 кВ)

Структурная схема при питании по схеме глубокого ввода (I вид)

Структурная схема при питании по схеме глубокого ввода (II вид)

 Принципиальная схема при питании по схеме глубокого ввода (II вид)

29. Расчет потерь электроэнергии в элементах СЭС

n  Расчет потерь электроэнергии по интеграль-ным вероятностным параметрам графика нагрузки

¨  В линии

 

¨  В трансформаторе

 

                              Расчет отклонений напряжения в элементах СЭС

n  Нормируется ГОСТ 13109-97

¨  Нормально допустимое

¨  Предельно допустимое

Различают

Падение напряжения – геометрическая разность напряжений в начале и конце участка сети

Падение напряжения – арифметическая разность напряжений в начале и конце участка сети

 

Способы улучшения качества напряжения

Изменение потерь напряжения в сети

Уменьшение сопротивления

R – проводник большего сечения

X  - устройство продольной компенсации   

Изменение нагрузок

Компенсация реактивной мощности

Изменение коэффициентов трансформации

Трансформаторы с РПН

Трансформаторы с ПБВ

Линейные регуляторы

10. Схемы ВВРС. Петлевая схема

n  Особенности

¨ Наличие дополнительных разъединителей на высокой стороне ТП (один разомкнут)

¨ Возможность работы от одного источника

¨ Надежность достаточная для потребителей 2 и 3 категории

n  Область применения

¨ Городские и сельские электросети

¨ Небольшие предприятия

Схемы ВВРС. Магистраль с токопроводами 6(10) кВ

n  Преимущества токопроводов в сравнении с  кабельными линиями

¨ Экономия изоляционных материалов

¨ Большая способность к перегрузкам

¨ Высокая индустриализация монтажных работ

¨ Более высокая надежность

n  Диапазон применения токопроводов 6(10) кВ

n  Напряжение, кВ	n  Мощность, МВА	n  Предельная длина, км
n  6	n  15-20	n  5
n  10	n  25-35
	n	n

n  Особенности

n  Большое разнообразие схем и исполнения

n  Передача электроэнергии на относительно небольшое расстояние

n  Наличие большой зоны отчуждения

n  Высокая стоимость сооружения

n  Надежность достаточная для потребителей 1 категории

n  Область применения

n  Крупные энергоемкие предприятия

7. Высоковольтные распределительные сети (ВВРС)

n  Назначение

¨ Распределение электроэнергии от ЦЭП по территории объекта на напряжении 6, 10, 20 кВ

n  Напряжение

¨ 6 кВ

¨ 10 кВ

¨ 20 кВ

Схемы ВВРС. Условия выбора схемы

n  Вид структуры СЭС

n  Распределяемая мощность

n  Расположение подстанций и их количество

n  Условия прокладки сетей

n  Степень надежности электроснабжения

Схемы ВВРС. Радиальная схема

n  Назначение

¨ Каждая подстанция питается от ЦЭП по отдельной линии

n  Особенности

¨ Наибольшая надежность электроснабжения

¨ Наибольшие затраты на сооружение

¨ Не требуется установки ЗКА на высокой стороне ТП

n  Область применения

¨ Крупные сосредоточенные нагрузки

8. Схемы ВВРС. Магистральные схемы

n  Назначение

¨ Подстанции питаются от ЦЭП по одной линии по цепочке

n  Виды магистральных схем

¨ Одиночная магистраль

¨ Двойная магистраль

¨ Двойная сквозная магистраль

¨ Петлевая схема

¨ Магистраль с токопроводами 6(10) кВ

Схемы ВВРС. Одиночная магистраль

Схемы ВВРС. Одиночная магистраль

n  Особенности

¨ Наименьшая надежность электроснабжения

¨ Наименьшие затраты на сооружение

¨ Наличие ЗКА на высокой стороне ТП

n  Область применения

¨ Сельские электросети

Схемы ВВРС. Двойная магистраль

n  Особенности

¨ Питание от двух независимых источников (секции РП)

¨ Резервирование по низкой стороне ТП

¨ Надежность достаточная для потребителей 1 и 2 категории

n  Область применения

¨ СЭС промпредприятий

9. Схемы ВВРС. Двойная сквозная магистраль

n  Особенности

¨ Нет ЗКА на высокой стороне ТП

¨ Питание от двух независимых источников (секции РП)

¨ Резервирование по низкой стороне ТП

¨ Дешевле, чем двойная магистраль

n  Область применения

¨ СЭС промпредприятий

13. Выбор мощности трансформаторов ТП

Для однотрансформаторной ТП

Для двухтрансформаторной ТП

                                                                              

Выбор мощности силового трансформатора по ГОСТ 14209-97

Выбор мощности силового трансформатора по ГОСТ 14209-97

 

14. Низковольтные распределительные сети (НВРС)

n  Назначение

¨ Распределение электроэнергии на напряжении до 1 кВ от ТП ко всем ЭП

n  Особенности

¨ Значительная разветвленность сети

¨ Необходимость учета влияния технологии

¨ Необходимость обеспечения достаточного уровня безопасности

¨ Раздельное выполнение силовых и осветительных сетей

¨ Двухуровневая структура

n  Напряжение

¨ 380/220 В

¨ 660/380 В

n  ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совмести-мость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электро-снабжения общего назначения

                                               Нормально допустимое  +-5%

                                               Предельно допустимое   +- 10

Структура НВРС

n  Силовые питающие сети (СПС)– распределение электроэнергии от ТП у пунктам разветвления

n  Силовые распределительные сети (СРС) – распределение электроэнергии от пунктов разветвления в ЭП

                             Пункты разветвления

n   Назначение

¨ Распределение электроэнергии и защита сетей

n  СП с предохранителями (ШР-11)

¨ Особенности

n  Максимум 8 присоединений

n  Небольшая стоимость

n  Отключение при смене предохранителя

n  СП с автоматами (ПР 8000, ПР11)

¨ Особенности

n  Максимум 12 присоединений

n  Более высокая стоимость

n  Удобство в эксплуатации

n  Вводно-распределительное устройство (ВРУ)

¨ Использование в жилых и общественных зданиях

n  Щитки освещения

¨ Использование в осветительных сетях

n  Силовые ящики

¨ Питание и защита отдельных ЭП

15. Структура НВРС

n  Силовые питающие сети (СПС)– распределение

электроэнергии от ТП у пунктам разветвления

n  Силовые распределительные сети (СРС) – распределение

 электроэнергии от пунктов разветвления в ЭП

Схемы НВРС

n  Силовые распределительные сети

¨ Только радиальные схемы

n  Силовые питающие сети

¨ Радиальная схема

n  Высокая надежность

n  Удобство эксплуатации

n  Большие затраты

Магистральные схемы НВРС

n  Магистраль, выполненная кабелем и СП

¨ Меньше затраты на сооружение

¨ Меньше протяженность сетей

¨ Меньше надежность

n  Магистраль, выполненная шинопроводом и  СП

¨ Использование шинопроводов типа ШМА

¨ Меньше затраты на сооружение

¨ Универсальность

n  Магистраль, выполненная шинопроводами

¨ Использование шинопроводов ШМА и ШРА

¨ Минимальные затраты

¨ Минимальная надежность

17. Режимы нейтрали в СЭС

n  Определение

¨  Совокупность электрически соединенных между собой нейтральных точек источников питания и электроприемников

n  Виды режимов нейтрали

¨  Изолированная

¨  Глухозаземленная

¨  Компенсированная (эффективно заземленная) нейтраль

Сети с изолированной нейтралью

     Определение

¨  Нейтраль изолирована, если она не соединена с заземляющим устройством или присоединена через большое сопротивление

n  Области применения

¨  Сети до 1 кВ (НВРС)

¨  Сети 6-35 кВ (ВВРС)

n  Особенности

¨  Замыкание фазы на землю не является КЗ

¨  Ток замыкания фазы на землю меньше, чем ток нагрузки, поэтому этот режим является временно допустимым, а не аварийным

¨  Отсутствуют устройства заземления нейтрали и защиты от однофазных КЗ

¨  Фазная изоляция должна быть рассчитана на линейное напряжение

¨  Наличие перенапряжений, обусловленных перемежающейся электрической дугой,

¨  При замыкании одной из фаз на землю возникает несимметричный режим напряжения

Сети с глухозаземленной нейтралью

n  Определение

¨  Нейтраль глухозаземленная, если она соединена с заземляющим устройством непосредственно или через малое сопротивление

n  Области применения

¨  Сети до 1 кВ (НВРС)

n  Особенности

¨  Возможность подключения однофазных ЭП

¨  Быстрое отключение повреждений

¨  Замыкание фазы на землю является КЗ

¨  Повышенная электроопасность

Сети с эффективно заземленной нейтралью

n  Определение

¨  Нейтраль эффективно заземлена, если она соединена с заземляющим