Киреева - Электроснабжение цехов промышленных предприятий

Киреева Э. А., 2003.

Изложены вопросы цехового электроснабжения, приведены  сведения по цеховым трансформаторным подстанциям, внутрицеховому  распределению электроэнергии, выбору электрооборудования, а также справочные материалы по современному электрооборудованию цеховых сетей.

Для ИТР, занимающихся электроснабжением цехов промышленных предприятий, может быть полезна студентам высших и средних учебных заведений энергетических специальностей.

Предисловие

Передача, распределение и потребление электроэнергии на  промышленных предприятиях должны производиться с высокой  экономичностью, надежностью и требуемым качеством электроэнергии. В цеховых электрических сетях используется огромное  количество проводникового материала и электрической аппаратуры,  поэтому выбор схемы питания определяет не только качество и  особенности работы электрооборудования, но и технико-экономические  показатели всей системы электроснабжения. В цеховых сетях широко используются комплектные  распределительные устройства, комплектные трансформаторные подстанции, а также комплектные силовые и осветительные токопроводы. 

Применение комплектного электрооборудования и выбор его  рациональной компоновки, а также конструктивного выполнения цеховых сетей обеспечивают безопасное обслуживание и ремонт,  необходимую степень локализации повреждений и высокую  эксплуатационную надежность.

Настоящая брошюра посвящена вопросам цехового  электроснабжения и электрооборудования и в значительной степени  учитывает запросы специалистов, занимающихся эксплуатацией  цеховых электрических сетей.

В брошюре содержатся материалы по цеховым  трансформаторным подстанциям, внутрицеховому распределению  электроэнергии, выбору электрооборудования. Кроме того, в брошюре имеются справочные материалы по современному электрооборудованию  цеховых сетей.

Брошюра может быть полезна инженерно-техническому  персоналу, занимающемуся электроснабжением цеховых сетей  промышленных предприятий, а также студентам высших и средних учебных заведений энергетических специальностей.

Авторы выражают глубокую благодарность Е. С. Киреевой за  помощь при оформлении рукописи.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

Цеховые трансформаторные подстанции

1.1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ

В электроснабжении промышленных предприятий широкое применение находят комплектные трансформаторные подстанции (КТП), состоящие из силовых трансформаторов, шкафов ввода высшего и низшего напряжения, шкафов отходящих линий и, в случае двух- или трехтрансформаторных подстанций —  секционных шкафов.

Силовые трансформаторы КТП имеют следующие номинальные мощности: 250,400,630,1000,1600 и 2500 кВ ¦ А и номинальные  напряжения: высшее — 6; 10 кВ; низшее — 0,4; 0,69 кВ. В зависимости от системы охлаждения различают  трансформаторы сухие — тез (естественное воздушное охлаждение при  защищенном исполнении), масляные — ТМЗ (масляное охлаждение,  защита масла с помощью азотной подушки без расширителя); с  негорючим жидким диэлектриком — ТНЗ (естественное охлаждение диэлектриком, защита диэлектрика с помощью азотной подушки без расширителя).

По количеству трансформаторов все подстанции подразделяют на однотрансформаторные, двухтрансформаторные, трехтрансформаторные. Однотрансформаторные подстанции применяют для  питания потребителей III категории, а также части приемников II  категории, допускающих перерыв питания на время замены  трансформатора. Для электроприемников I и II категорий по надежности электроснабжения, требующих резервирования питания, как  правило, устанавливают двухтрансформаторные подстанции. Если питание получают преимущественно потребители I  категории, то на стороне низшего напряжения подстанции предусматривают устройство АВР,  срабатывающее при аварийном отключении  одного из трансформаторов.

При питании потребителей II  категории в аварийном режиме  допускается ручное подключение резерва.

Двухтрансформаторные  подстанции применяют также для питания отдельно стоящих объектов  общезаводского назначения —  компрессорных, насосных станций. Принципиальная схема двухтрансформаторной подстанции  приведена на рис. 1.1.

В последние годы разработана серия трехтрансформаторных  подстанций, применение которых с симметричным распределением нагрузки в послеаварийном режиме на оставшиеся в работе два  трансформатора позволяет увеличить загрузку каждого из трех  трансформаторов в нормальном режиме. Принципиальная схема трехтрансформаторной подстанции  приведена на рис. 1.2.

Применение трехтрансформаторных подстанций при условии полного резервирования нагрузки обеспечивает 25 %-ную экономию трансформаторной мощности по сравнению с двухтрансформаторными подстанциями.

К преимуществам трехтрансформаторных подстанций относится также значительное снижение токов вводных и секционных  выключателей в послеаварийных режимах. В то же время у  трехтрансформаторных подстанций сборные шины РУ до I кВ конструктивно  выполнить труднее вследствие необходимости соединений секций  между собой, а схема АВР получается более сложной по сравнению с двухтрансформаторной подстанцией. Трехтрансформаторные  подстанции целесообразно применять для питания потребителей I и II категорий, как при сосредоточенной, так и при распределенной нагрузке, питаемой по магистральным сетям.

Цеховые трансформаторные подстанции напряжением 6 — 10/(0,4 ^ 0,69) кВ выполняют без сборных шин первичного  напряжения как при радиальном, так и при магистральном питании. При радиальной схеме питания цеховой трансформатор обычно имеет глухое присоединение к линии 6—10 кВ, идущей от  распределительной подстанции. Коммутационный аппарат  (разъединитель или выключатель нагрузки) перед цеховым трансформатором применяют в следующих случаях: источник питания находится в  ведении другой эксплуатирующей организации, подстанция  значительно (более 3 км) удалена от источника питания, она питается по воздушной линии, на стороне низшего напряжения не установлен отключающий аппарат.

При магистральной схеме питания на вводе к цеховому  трансформатору в большинстве случаев устанавливают выключатель  нагрузки последовательно с предохранителем или разъединитель в комплекте с предохранителем, позволяющий осуществить  селективное отключение цеховой ТП при повреждении или  ненормальном режиме работы трансформатора. Рекомендуется схема  включения предохранителя — перед выключателем нагрузки. Выбор типа трансформаторов осуществляется в зависимости от требований окружающей среды. Для внутренней установки  преимущественно рекомендуется применение масляных трансформаторов, но с ограничениями по числу и мощности. Для внутрицеховых  подстанций с трансформаторами сухими или с негорючим жидким (твердым) диэлектриком мощность трансформаторов, их число, расстояние между ними, этаж, на котором они могут быть  установлены, не ограничиваются.

Трансформаторы с охлаждением негорючей жидкостью  целесообразно применять в тех производственных помещениях, где по условиям среды, по числу, значению мощности и этажности нельзя применять масляные трансформаторы. Сухие трансформаторы мощностью не более 100 — 630 кВ • А применяют главным образом на испытательных станциях, в лабораториях и других установках с ограничениями по условиям пожарной безопасности.