quot;ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15

К государственному экзамену по специальности 1-43 01 03
«Электроснабжение (по отраслям)» выпуск 2020 г.

________________________________________________________________________

1. Выбор места расположения распределительных пунктов выше 1кВ и трансформаторных подстанций. Схемы питающих и распределительных сетей выше 1кВ.

6.3.1. Электроснабжение предприятий с незначительной электрической нагрузкой осуществляется, как правило, от сетей энергосистемы 6-10 кВ. В качестве приемных пунктов могут быть применены:

центральная распределительная подстанция (ЦРП) или распределительная подстанция (РП) при нагрузке порядка 5-15 МВт;

распределительно-трансформаторная подстанция (РТП) при нагрузке предприятия, составляющей несколько мегаватт.

Питание указанных подстанций от сетей энергосистемы может производится кабельными или воздушными линиями 6-10 кВ как по радиальной, так и по магистральной схеме распределения электроэнергии. Подстанции сооружаются отдельно стоящими или сблокированными с другими зданиями.

6.3.2. Распределительные устройства 6-10 кВ ГПП и ПГВ являются по существу основными распределительными подстанциями 6-10 кВ предприятия. От РУ 6-10 кВ ГПП питаются вторичные РП 6-10 кВ, электроприемники 6-10 кВ и ТП 6-10/0,4 кВ. РУ 6-10 кВ ПГВ является, как правило, единственной распределительной подстанцией крупного цеха, корпуса или предприятия и от нее получают питание электроприемники и ТП 6-10/0,4 кВ. Помещение РУ 6-10 кВ ПГВ рекомендуется пристраивать или встраивать в производственное здание.

6.3.3. РУ 6-10 кВ двухтрансформаторных ГПП, ПГВ рекомендуется выполнять с двумя одиночными секционированными выключателями системами шин, подключаемых к расщепленным обмоткам понижающих трансформаторов или к ветвям сдвоенного реактора с общей точкой, установленного на выводе трансформатора без расщепленной обмотки.

При установке трансформаторов с нерасщепленной обмоткой (16 МВА и менее) на двухтрансформаторных ГПП и ПГВ рекомендуется выполнение РУ 6-10 кВ с одной одиночной секционированной выключателем системой шин.

Секционированные системы сборных шин 6-10 кВ работают, как правило, раздельно. В случаях, когда при раздельном режиме работы систем сборных шин действие АВР (даже быстродействующего) приводит к расстройству сложного технологического процесса, следует рассматривать возможность и целесообразность параллельной работы систем сборных шин 6-10 кВ.

6.3.4. В случае установки на двухтрансформаторных ГПП, ПГВ трансформаторов с расщепленными обмотками на различные напряжения (6 и 10 кВ) распределительное устройство для каждого из напряжений следует выполнять с одной одиночной секционированной выключателем системой шин.

6.3.5. РУ 6-10 кВ однотрансформаторных ГПП, ПГВ следует выполнять, как правило, с одной одиночной несекционированной системой шин для трансформаторов с нерасщепленной обмоткой и с одной одиночной секционированной системой шин для трансформаторов с расщепленной обмоткой.

6.3.6. Вторичные распределительные подстанции РП 6-10 кВ, питающиеся от ГПП, ЦРП, рекомендуется сооружать для удаленных от ГПП, ЦРП потребителей (компрессорных и насосных станций, производственного корпуса с несколькими ТП 6-10/0,4 кВ). При числе отходящих линий 6-10 кВ менее 8 целесообразность сооружения РП должна быть обоснована. Предельная, подключаемая к РП, нагрузка определяется исходя из пропускной способности выключателя линии, питающей РП. РП 6-10 кВ следует выполнять с одной одиночной секционированной выключателем системой шин.

6.3.7. Число ступеней распределения электроэнергии на напряжении 6-10 кВ не должно для промышленных предприятий быть, как правило, более двух. Рекомендуемые ступени распределения приведены в табл.

1. Область применения

1.1. Настоящие нормы технологического проектирования (НТП) содержат основные указания по проектированию систем электроснабжения напряжением свыше и до 1 кВ вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий и приравненных к ним потребителей.

1.2. Настоящие НТП следует рассматривать совместно с требованиями гл. 1.2 ПУЭ "Электроснабжение и электрические сети" [1].

1.3. Требованиями НТП следует руководствоваться при проектировании систем электроснабжения и подстанций промышленных предприятий всех министерств и ведомств, получающих электроэнергию от сетей энергосистем и от собственных электростанций.

К системам электроснабжения подземных, тяговых и других специальных установок могут быть предъявлены дополнительные требования.

1.4. НТП заменяют собой строительные нормы Госстроя СССР СН 174-75 "Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий".

2. Общие требования

2.1. Основными определяющими факторами при проектировании электроснабжения должны быть характеристики источников питания и потребителей электроэнергии, в первую очередь требование, к бесперебойности электроснабжения с учетом возможности обеспечения резервирования в технологической части проекта, требования электробезопасности.

2.2. Подключение систем электроснабжения промышленных предприятий к сетям энергосистем производится согласно техническим условиям на присоединение, выдаваемым энергоснабжающей организацией в соответствии с Правилами пользования электрической энергией [2].

2.3. Схемы электроснабжения промышленных предприятий должны разрабатываться с учетом следующих основных принципов:

2.3.1. Источники питания должны быть максимально приближены к потребителям электрической энергии.

2.3.2. Число ступеней трансформации и распределения электроэнергии на каждом напряжении должно быть минимально возможным.

2.3.3. Распределение электроэнергии рекомендуется осуществлять по магистральным схемам. В обоснованных случаях могут применяться радиальные схемы.

2.3.4. Схемы электроснабжения и электрических соединений подстанций должны быть выполнены таким образом, чтобы требуемый уровень надежности и резервирования был обеспечен при минимальном количестве электрооборудования и проводников.

2.3.5. Схемы электроснабжения должны быть выполнены по блочному принципу с учетом технологической схемы предприятия. Питание электроприемников параллельных технологических линий следует осуществлять от разных секций шин подстанций, взаимосвязанные технологические агрегаты должны питаться от одной секции шин.

Питание вторичных цепей не должно нарушаться при любых переключениях питания силовых цепей параллельных технологических потоков.

2.3.6. При построении схемы электроснабжения предприятия, электроприемники которого требуют резервирования питания, должно проводиться секционирование шин во всех звеньях системы распределения электроэнергии, включая шины низшего напряжения цеховых двухтрансформаторных подстанций.

2.3.7. Все элементы электрической сети должны, как правило, находиться под нагрузкой. Наличие резервных неработающих элементов сети должно быть обосновано.

2.3.8. Следует применять, как правило, раздельную работу линий, трансформаторов. В обоснованных случаях, по согласованию с энергоснабжающей организацией, может быть допущена параллельная работа элементов системы электроснабжения (см. п. 6.33).

2.3.9. Выбор мощности трансформаторов и сечений проводников следует производить с учетом устанавливаемых средств компенсации реактивной мощности.

2.4. При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия совпадение планового ремонта и аварии или наложение аварии на аварию следует учитывать только для электроприемников особой группы I категории и при технико-экономическом обосновании для электроприемников I категории производств со сложным непрерывным длительно восстанавливаемым технологическим процессом.

2.5. На каждом промышленном предприятии должна предусматриваться возможность централизованного отключения в часы максимума нагрузки энергосистемы или в периоды режимных ограничений в подаче электроэнергии (послеаварийные или ремонтные режимы) электроприемников, отнесенных к III категории по бесперебойности электроснабжения.

2.6. При проектировании энергоемких промышленных предприятий должны быть рассмотрены совместно с заказчиком:

2.6.1. Возможность отключения или частичной разгрузки крупных электроприемников в целях снижения электрической нагрузки предприятия в часы максимума нагрузки энергосистемы.

2.6.2. Экономическая целесообразность дополнительной установки крупных технологических агрегатов в целях их отключения или разгрузки в часы максимума нагрузки энергосистемы.

2.7. Выбор типа, мощности и других параметров подстанций, а также их расположение должны обусловливаться значением и характером электрических нагрузок и размещением их на генеральном плане предприятия. При этом должны учитываться также архитектурно-строительные и эксплуатационные требования, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, требования взрывопожарной и экологической безопасности.

2.8. Схемы электрических соединений подстанций и распределительных устройств должны выбираться исходя из общей схемы электроснабжения предприятия и удовлетворять следующим требованиям:

обеспечивать надежность электроснабжения потребителей и переток мощности по магистральным связям в нормальном и в послеаварийном режимах;

учитывать перспективу развития;

допускать возможность поэтапного расширения;

учитывать широкое применение элементов автоматизации и требования противоаварийной автоматики;

обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения соседних присоединений.

2.9. При выборе числа и мощности трансформаторов подстанций промышленных предприятий следует учитывать следующие положения:

2.9.1. Число трансформаторов принимается, как правило, не более двух. Установка более двух трансформаторов может быть принята лишь при соответствующем обосновании в проекте.

В первый период эксплуатации при постепенном росте нагрузки допускается установка одного трансформатора при условии обеспечения резервирования питания потребителей по сетям низшего напряжения.

2.9.2. Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении любого из них оставшиеся в работе обеспечили с учетом допустимых перегрузок трансформаторов питание электроприемников, необходимых для продолжения работы производства.

2.9.3. На подстанции рекомендуется устанавливать трансформаторы одинаковой мощности.

2.9.4. Однотрансформаторные подстанции следует применять для питания электроприемников III категории. Однотрансформаторные подстанции могут быть также применены для питания электроприемников II категории, если обеспечивается требуемая степень резервирования питания по стороне низшего напряжения при отключении трансформатора.

2.9.5. При росте электрической нагрузки сверх расчетного значения увеличение мощности подстанции рекомендуется производить путем замены трансформаторов более мощными, что должно быть предусмотрено при проектировании строительной части подстанции. Установка дополнительных трансформаторов на действующей подстанции должна быть технико-экономически обоснована.

2.9.6. Выбор мощности трансформаторов, питающих резкопеременную нагрузку, следует производить по среднеквадратичной нагрузке, частоте и значениям пиков тока, как правило, по согласованию с заводом - изготовителем трансформатора.

2.9.7. Указания по выбору числа и мощности трансформаторов цеховых ТП приведены в пп. 6.4.3 - 6.4.10.

2.10. Допустимые перегрузки в послеаварийном режиме для масляных трансформаторов следует определять согласно требованиям ГОСТ 14209-85 [3], при этом для подстанций промышленных предприятий следует учитывать следующие условия [4]:

2.10.1. Расчетную суточную продолжительность аварийной перегрузки принимать при односменной работе 4 ч, при двухсменной 8 ч, при трехсменной 12 -24 ч.

2.10.2. Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов определять по табл. 2 приложения 3 указанного стандарта с учетом вида их установки:

2.10.2.1. Для трансформаторов, установленных на открытом воздухе, - в зависимости от эквивалентной годовой температуры охлаждающего воздуха района размещения подстанции, определяемой согласно п. 6 приложения 2;

2.10.2.2. Для трансформаторов, установленных в закрытых камерах или в неотапливаемых помещениях (цехах), - при эквивалентной годовой температуре 10 ЦЕЛ;

2.10.2.3. Для внутрицеховых подстанций, установленных в отапливаемых цехах, - при эквивалентной годовой температуре 20 ЦЕЛ.

2.11. Для наружной установки должны применяться масляные трансформаторы, для внутренней установки - масляные и сухие трансформаторы. Применение совтоловых трансформаторов не допускается по экологическим соображениям.

2.12. Системы электроснабжения энергоемких промышленных предприятий должны, как правило, выбираться на основе технико-экономического сравнения сопоставимых вариантов по минимуму приведенных затрат. При выполнении технико-экономических сравнений рекомендуется пользоваться укрупненными показателями стоимости строительства, элементов электроснабжения промышленных предприятий [5] и методическим пособием по выполнению технико-экономических расчетов [6].

2.13. Схема электроснабжения должна, при необходимости, обеспечить самозапуск электродвигателей ответственных механизмов.

2.14. В проектной практике имеет место деление системы электроснабжения энергоемкого промышленного предприятия на внешнее электроснабжение (электрические сети энергосистемы до приемных пунктов электроэнергии на предприятии) и внутреннее электроснабжение (от приемных пунктов до потребителя предприятия). Так как разработка проектов внешнего и внутреннего электроснабжения ведется, как правило, различными организациями и в разные сроки, при разработке проекта электроснабжения промышленного предприятия должно проводиться взаимное согласование в части определения независимых источников питания, продолжительности перерывов питания при различных нарушениях в сетях энергосистем, времен действия РЗиА и т.п.

2.15. Система электроснабжения промышленного предприятия должна учитывать очередность его сооружения. Сооружение последующих очередей строительства не должно приводить к нарушению или снижению надежности электроснабжения действующих производств.

Система электроснабжения должна обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной реконструкции системы электроснабжения.

2.16. Месторасположения подстанций, выделение зон для рационального размещения линий электропередачи, токопроводов, кабельных сооружений следует определять совместно с генеральной проектной организацией на разных стадиях проектирования цехов и генерального плана. Следует учитывать, что реализация систем глубокого ввода, как правило, невозможна без предварительной совместной проработки генплана предприятия.

2.17. При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия следует учитывать потребность в электроэнергии сторонних близлежащих потребителей во избежание нерациональных затрат на их локальное электроснабжение.

2.18. Во всех случаях, где это возможно по исполнению электрооборудования, климатическим условиям, пожарной безопасности, загрязненности окружающей среды, рекомендуется предусматривать установку распределительных устройств, трансформаторов, реакторов, конденсаторных установок и т.п.

2.19. Применение нового электрооборудования, не освоенного серийным производством, следует производить с согласия заказчика и завода-изготовителя.

2.20. В объектах электроснабжения должны, как правило, применяться комплектные крупноблочные электротехнические устройства. Схемные и конструктивные решения следует в максимальной степени унифицировать.

2.21. При проектировании надлежит предусматривать мероприятия, обеспечивающие возможность ведения электромонтажных работ индустриальными методами.

2.22. Подстанции, как правило, должны проектироваться с учетом эксплуатации их без постоянного дежурного персонала с применением простейших устройств автоматики, сигнализации и т.п.

2.23. Если подстанция будет обслуживаться персоналом разных организаций, то необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие доступ персонала каждой организации только в обслуживаемые им помещения и к обслуживаемому им оборудованию.

2.24. Определения понятий и терминов, содержащихся в настоящих НТП, полностью соответствуют приведенным в главах ПУЭ [1].

2.25. Выбор изоляции ВЛ, внешней изоляции электрооборудования распределительных устройств и трансформаторов классов напряжения 6-330 кВ, расположенных в районах с чистой и загрязненной атмосферой, следует производить согласно указаниям по проектированию изоляции в районах с чистой и загрязненной атмосферой [7].

2.26. Подстанции, сооружаемые в районах вечной мерзлоты, должны отвечать требованиям указаний по проектированию подстанций в северных районах [8].

2.27. При проектировании молниезащиты закрытых и открытых распределительных устройств, подстанций и воздушных линий, электропередачи следует руководствоваться требованиями ПУЭ.

Молниезащита объектов электроснабжения, расположенных в производственных зданиях и сооружениях, должна выполняться согласно указаниям по устройству молниезащиты зданий, сооружений [9].

2.28. Эксплуатация объектов электроснабжения промышленного предприятия должна производиться согласно правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей [10] и правилам технической безопасности [11], утвержденным Госэнергонадзором.

2.29. При выполнении проекта электроснабжения промышленного предприятия следует предусматривать помещения и оборудование цеха (участка) сетей и подстанций для обслуживания подстанций, в том числе преобразовательных, воздушных линий 6 кВ и выше, межцеховых кабельных сетей напряжением до и выше 1 кВ, установок и сетей наружного освещения, трансформаторно-масляного хозяйства и др.

Штаты отделов и служб цеха сетей и подстанций определяются отраслевыми нормами.

2.30. Отступления от требований и рекомендаций НТП должны быть обоснованы в проекте, при несоблюдении требований безопасности (электробезопасности, пожарной, экологической и др.) должны быть проведены согласования в установленном порядке.

2.31. Оформление рабочей документации и ее состав при разработке системы электроснабжения промышленного предприятия должны соответствовать требованиям государственного стандарта "СПДС. Правила выполнения рабочей документации электроснабжения предприятий, зданий, сооружений".

3. Надежность. Резервирование

3.1. Категорирование электроприемников (ЭП) по надежности электроснабжения должно производиться согласно требованиям гл. 1.2 ПУЭ. При этом не следует допускать необоснованного отнесения ЭП к более высокой категории, а именно:

3.1.1. ЭП, работающие на склады, промежуточные накопители, выполняющие вспомогательные технологические операции, часть оборудования инженерного обеспечения здания, следует относить к III категории. Отнесение указанных электроприемников ко II категории приводит к необоснованному завышению не только мощностей устанавливаемых трансформаторов, но и требований к энергоснабжающей организации по обеспечению резервирования питания потребителей.

Ко II категории следует относить только такое технологическое и другое оборудование, без которого невозможно продолжение работы основного производства на время послеаварийного режима.

3.1.2. ЭП, отключение которых приводит к массовому недоотпуску продукции, нередко относят не ко II категории, а к I категории, мотивируя это решение тем, что наносится "значительный ущерб народному хозяйству". Некоторая нечеткость формулировок гл. 1.2 ПУЭ не может быть основанием для перевода ЭП крупного производства из II в I категорию.

Понятие "значительный ущерб народному хозяйству" следует относить к группе производств, региону, отрасли, но не к одному предприятию.

3.1.3. При проектировании электроустановок имеют место случаи отнесения систем управления некоторых производств к электроприемникам особой группы I категории, хотя электроприемники самого производства относятся к I категории. Некоторые информационные системы, не работающие в реальном масштабе времени, также относятся к ЭП особой группы I категории. Необоснованное отнесение ЭП I категории к особой группе значительно удорожает затраты на систему электроснабжения.

3.2. Понятие "категория ЭП по надежности электроснабжения" не следует относить к потребителю в целом, в том числе к цехам, участкам, корпусам и т.д. Это понятие правомерно только в отношении индивидуального ЭП. Для потребителя характерно лишь сочетание в различных пропорциях ЭП категорий I, II и III.

3.3. Надежность электроснабжения потребителя обеспечивается выполнением требуемой степени резервирования. Для продолжения работы основного производства в послеаварийном режиме необходима работа всех ЭП, отнесенных к I и II категориям, следовательно питание этих ЭП должно резервироваться. Резервировать питание ЭП III категории не требуется. При проектировании следует для каждого потребителя определять требуемую степень резервирования, равную отношению электрической нагрузки ЭП, работа которых необходима для продолжения работы (ЭП I и II категорий), к суммарной электрической нагрузки потребителя.

3.4. Значение требуемой степени резервирования для промышленных предприятий может меняться от 1 (отсутствуют ЭП III категории, и должно быть обеспечено 100 %-ное резервирование питания электрической нагрузки при нарушениях в системе электроснабжения) до 0 (отсутствуют ЭП I и II категорий, и резервирование питания нагрузки не требуется). Выбор элементов схемы электроснабжения, производимый, как правило, по данным послеаварийного режима, следует выполнять во всех случаях согласно требуемой степени резервирования с учетом перегрузочной способности устанавливаемого электрооборудования.

3.5. Надежность электроснабжения промышленного предприятия со сложным непрерывным технологическим процессом (НТП), требующим длительного времени на восстановление рабочего режима при нарушении системы электроснабжения, определяется помимо требуемой степени резервирования длительностью перерыва питания при нарушениях в системе электроснабжения и ее сопоставлением с предельно допустимым временем перерыва электроснабжения, при котором возможно сохранение НТП данного производства. При невозможности обеспечения НТП необходимо осуществлять технологическое резервирование. Разработка проекта электроснабжения предприятия с НТП должна производиться совместно с энергоснабжающей организацией и организацией, выполняющей проектирование технологии и технологической автоматики.

4. Источники питания

4.1. Основными источниками питания промышленных предприятий, как правило, являются электроустановки энергосистем (электростанции, подстанции, линии электропередачи).

При сооружении предприятия в районе, не имеющем связи с энергосистемой, источником питания является собственная автономная электростанция (ТЭЦ, ГТЭС и др.).

4.2. При централизованном электроснабжении на крупных промышленных предприятиях может предусматриваться сооружение собственного источника питания:

- при значительной потребности в паре и горячей воде для производственных целей;

- при наличии на предприятии отходного топлива (газа и т.п.) и целесообразности его использования для электростанции;

- при недостаточной мощности энергосистемы;

- при наличии повышенных требований к бесперебойности питания, когда собственный источник необходим для резервирования электроснабжения.

4.3. Электростанции, используемые в качестве собственных источников питания, должны быть электрически связаны с ближайшими электрическими сетями энергосистемы. Связь может осуществляться либо непосредственно на генеральном напряжении, либо на повышенном напряжении через трансформаторы связи. Пропускная способность линий и трансформаторов связи определяется исходя из следующего:

4.3.1. Если вся нагрузка предприятия покрывается собственной электростанцией, пропускная способность линий и трансформаторов связи с энергосистемой должна обеспечивать:

получение недостающей мощности при выходе из работы наиболее мощного генератора;

передачу избыточной мощности электростанции в энергосистему при всех возможных режимах.

4.3.2. Если мощность собственной электростанции недостаточна для покрытия всей нагрузки предприятия, то кроме соблюдения условий п. 4.3.1 необходимо, чтобы при выходе из работы одного трансформатора связи оставшаяся мощность трансформаторов связи и генераторов собственной электростанции обеспечивала питание электроприемников I и II категорий.

4.4. Промышленное предприятие с электроприемниками I и II категорий должно обеспечиваться электроэнергией от двух незавидных взаимно резервируемых источников питания. Выбор независимых источников питания осуществляет энергоснабжающая организация, которая в технических условиях на присоединение указывает характеристики внешних источников питания.

Из указанных характеристик разработчику проекта электроснабжения предприятия рекомендуется обратить особое внимание на ряд факторов, определяющих бесперебойность питания электроприемников при аварийном отключении одного из независимых источников питания.

4.4.1. Установившееся значение напряжения на оставшемся источнике питания в послеаварийном режиме должно быть не менее 0,9 Uн.

4.4.2. При аварийном отключении одного из источников питания и действии релейной защиты и автоматики на оставшемся источнике питания может иметь место кратковременное снижение напряжения. Если значение провала напряжения и его длительность таковы, что вызывают отключение электроприемников на оставшемся источнике питания, то эти источники питания не могут считаться независимыми. Значение остаточного напряжения на резервирующем источнике питания при КЗ на резервируемом источнике питания должно быть не менее 0,7 Uн.

4.4.3. Мощности независимых источников питания в послеаварийном режиме определяются исходя из требуемой степени резервирования системы электроснабжения предприятия.

4.5. Число независимых источников питания, обеспечивающих электроснабжение предприятия с электроприемниками I и II категорий, может быть принято в обоснованных случаях больше двух (например, при протяженных линиях, прокладываемых в неблагоприятных условиях, при недостаточной надежности одного из независимых источников питания).

4.6. Для электроснабжения электроприемников особой группы I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника питания. В качестве таких источников питания могут быть использованы собственные электростанции и электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.п.

Назначение третьего независимого источника питания обеспечить безаварийный останов производства. Завышение мощности третьего источника в целях его использования для продолжения работы производства при отключении двух основных независимых источников питания может быть допущено только при выполнении в проекте обосновывающего расчета.

4.7. Использование электростанции или ее отдельных генераторов в качестве третьего независимого источника питания для электроприемников особой группы I категории возможно при условии принятия специальных мер, обеспечивающих сохранность этого источника при тяжелых системных авариях. К таким мерам относится применение устройства делительной автоматики на связях данного источника питания с энергосистемой и быстродействующих систем регулирования.

4.8. Схема электроснабжения электроприемников особой группы I категории должна обеспечивать:

постоянную готовность третьего независимого источника и автоматическое его включение при исчезновении напряжения на обоих основных источниках питания;

перевод независимого источника в режим горячего резерва при выходе из работы одного из двух основных источников питания.

В обоснованных случаях может быть допущено ручное включение третьего независимого источника питания.

6.3. Сети 6-10 кВ

6.3.1. Электроснабжение предприятий с незначительной электрической нагрузкой осуществляется, как правило, от сетей энергосистемы 6-10 кВ. В качестве приемных пунктов могут быть применены:

центральная распределительная подстанция (ЦРП) или распределительная подстанция (РП) при нагрузке порядка 5-15 МВт;

распределительно-трансформаторная подстанция (РТП) при нагрузке предприятия, составляющей несколько мегаватт.

Питание указанных подстанций от сетей энергосистемы может производится кабельными или воздушными линиями 6-10 кВ как по радиальной, так и по магистральной схеме распределения электроэнергии. Подстанции сооружаются отдельно стоящими или сблокированными с другими зданиями.

6.3.2. Распределительные устройства 6-10 кВ ГПП и ПГВ являются по существу основными распределительными подстанциями 6-10 кВ предприятия. От РУ 6-10 кВ ГПП питаются вторичные РП 6-10 кВ, электроприемники 6-10 кВ и ТП 6-10/0,4 кВ. РУ 6-10 кВ ПГВ является, как правило, единственной распределительной подстанцией крупного цеха, корпуса или предприятия и от нее получают питание электроприемники и ТП 6-10/0,4 кВ. Помещение РУ 6-10 кВ ПГВ рекомендуется пристраивать или встраивать в производственное здание.

6.3.3. РУ 6-10 кВ двухтрансформаторных ГПП, ПГВ рекомендуется выполнять с двумя одиночными секционированными выключателями системами шин, подключаемых к расщепленным обмоткам понижающих трансформаторов или к ветвям сдвоенного реактора с общей точкой, установленного на выводе трансформатора без расщепленной обмотки.

При установке трансформаторов с нерасщепленной обмоткой (16 МВА и менее) на двухтрансформаторных ГПП и ПГВ рекомендуется выполнение РУ 6-10 кВ с одной одиночной секционированной выключателем системой шин.

Секционированные системы сборных шин 6-10 кВ работают, как правило, раздельно. В случаях, когда при раздельном режиме работы систем сборных шин действие АВР (даже быстродействующего) приводит к расстройству сложного технологического процесса, следует рассматривать возможность и целесообразность параллельной работы систем сборных шин 6-10 кВ.

6.3.4. В случае установки на двухтрансформаторных ГПП, ПГВ трансформаторов с расщепленными обмотками на различные напряжения (6 и 10 кВ) распределительное устройство для каждого из напряжений следует выполнять с одной одиночной секционированной выключателем системой шин.

6.3.5. РУ 6-10 кВ однотрансформаторных ГПП, ПГВ следует выполнять, как правило, с одной одиночной несекционированной системой шин для трансформаторов с нерасщепленной обмоткой и с одной одиночной секционированной системой шин для трансформаторов с расщепленной обмоткой.

6.3.6. Вторичные распределительные подстанции РП 6-10 кВ, питающиеся от ГПП, ЦРП, рекомендуется сооружать для удаленных от ГПП, ЦРП потребителей (компрессорных и насосных станций, производственного корпуса с несколькими ТП 6-10/0,4 кВ). При числе отходящих линий 6-10 кВ менее 8 целесообразность сооружения РП должна быть обоснована. Предельная, подключаемая к РП, нагрузка определяется исходя из пропускной способности выключателя линии, питающей РП. РП 6-10 кВ следует выполнять с одной одиночной секционированной выключателем системой шин.

6.3.7. Число ступеней распределения электроэнергии на напряжении 6-10 кВ не должно для промышленных предприятий быть, как правило, более двух. Рекомендуемые ступени распределения приведены в табл.

Источник питания

I ступень

II ступень

РУ 6-10 кВ ГПП

ТП, ЭП

РУ 6-10 кВ ГПП

РП

ТП, ЭП

РУ 6-10 кВ ПГВ

ТП, ЭП

ЦРП 6-10 кВ

РП

ТП, ЭП

ЦРП 6-10 кВ

ТП, ЭП

РП 6-10 кВ

ТП, ЭП

Электроприемниками 6-10 кВ (ЭП) являются электродвигатели, термические установки, преобразовательные подстанции и установки.

6.3.8. Распределение электроэнергии от ГПП, ЦРП до РП 6-10 кВ может выполняться по радиальным, магистральным и смешанным схемам в зависимости от территориального расположения нагрузок, потребляемой мощности, требований надежности, условий окружающей среды. Магистральным схемам следует, как правило, отдавать предпочтение как более экономичным.

Кольцевые магистрали на предприятиях допускается применять для питания потребителей III и частично II категории при соответствующем расположении питаемых ими групп подстанций и при единичной мощности трансформаторов не более 630 кВА.

6.3.9. Магистральные схемы распределения электроэнергии при напряжении 6-10 кВ рекомендуется осуществлять токопроводами, отличающимися большей надежностью по сравнению с линиями, выполненными из большого числа параллельных кабелей. Для энергоемких предприятий могут быть рекомендованы следующие магистральные схемы, выполненные токопроводами 6-10 кВ:

- от трансформаторов ГПП по магистралям получают питание несколько РП 6-10 кВ;

- от шин генераторного напряжения ТЭЦ, собственной электростанции прокладываются магистрали до РП 6-10 кВ, расположенных по промплощадке предприятия. Трасса токопровода в этом случае, в основном, проходит вне площадки.

Для указанных схем распределения следует применять, как правило, двухцепные токопроводы. Применение двух одноцепных токопроводов взамен двухцепного токопровода должно быть обосновано в проекте.

Питание двух РП 6-10 кВ может быть выполнено по магистральной кабельной линии, если этому не препятствует расположение РП и значение электрической нагрузки.

6.3.10. Радиальные схемы распределения электроэнергии при напряжении 6-10 кВ следует применять при нагрузках, расположенных в различных направлениях от источника питания. Эти сети, как правило, следует выполнять кабельными линиями.

Радиальным схемам питания секций 6-10 кВ следует отдавать предпочтение по сравнению с магистральными схемами при повышенных требованиях к надежности электроснабжения электроприемников, подключенных к этим секциям (при питании от РП, в основном, электроприемников I категории).

6.3.11. Питание индивидуальных электроприемников 6-10 кВ (двигателей, печей, преобразовательных подстанций и установок и т.п.) следует выполнять радиальными кабельными линиями от секций 6-10 кВ подстанции. Питание ТП 6-10/0,4 кВ может выполняться кабельными линиями как по радиальной, так и по магистральной (к одной магистрали могут быть подключены до трех трансформаторов мощностью 1000 кВА или два трансформатора мощностью 1600 кВА) схеме. Отказ от магистральных схем питания ТП должен быть обоснован в проекте.

6.3.12. Для промышленных предприятий могут быть допущены схемы с присоединением под один выключатель 6-10 кВ двух кабельных линий, идущих к разным двухсекционным РП 6-10 кВ или разным двухтрансформаторным ТП. В этом случае питание указанных РП и ТП должно предусматриваться не менее чем по двум линиям, отходящим от разных секций источника питания.

6.3.13. При питании специфических (нелинейных, резкопеременных и несимметричных) нагрузок 6-10 кВ следует руководствоваться следующими положениями:

6.3.13.1. Питание специфических нагрузок в нормальном режиме рекомендуется производить от отдельной секции сборных шин 6-10 кВ, если этому не препятствует значение электрической нагрузки.

6.3.13.2. Трансформаторные подстанции 6-10/0,4 кВ, от которых получают питание осветительные приборы с лампами накаливания и чувствительные к изменениям ПКЭ электроприемники, следует подключать к секции сборных шин 6-10 кВ, не питающей специфические нагрузки.

6.3.13.3. Указанные в пп. 6.3.13.1, 6.3.13.2 секции сборных шин 6-10 кВ рекомендуется подключать к разным ветвям расщепленной обмотки низкого напряжения сетевого трансформатора 110-330/6-10 кВ мощностью 25 МВА и более. В случае установки сетевых трансформаторов с нерасщепленными обмотками низкого напряжения (16 МВА и менее) указанные секции сборных шин рекомендуется подключать к разным ветвям сдвоенного реактора 6-10 кВ, установленного на выводе сетевого трансформатора.

6.3.13.4. Трансформаторные подстанции 6-10/0,4 кВ, не питающие указанную в п. 6.3.13.2 нагрузку, и электродвигатели 6-10 кВ могут подключаться к любой ветви расщепленной обмотки сетевого трансформатора или сдвоенного реактора. При наличии синхронных двигателей предпочтительным является их подключение к секции шин, от которой питаются специфичные электроприемники.

6.3.13.5. Специфические нагрузки рекомендуется подключать к точкам сети 6-10 кВ с наибольшими значениями токов КЗ.

6.3.14. При установке сдвоенного реактора на вводе следует предусматривать равномерное распределение нагрузки между секциями подстанции. Следует принимать значение тока каждой ветви сдвоенного реактора не менее 0,675 номинального тока обмотки трансформатора либо суммарного тока нагрузки, учитывая возможность неравномерности нагрузок, а также изменения нагрузок по секциям в процессе эксплуатации.

6.3.15. Распределительные подстанции следует, как правило, размещать на границе питаемых ими участков сети таким образом, чтобы не было обратных протоков энергии.

6.3.16. При построении схемы подстанции на стороне напряжения 6-10 кВ следует по возможности избегать применения громоздких и дорогих выключателей. С этой целью токопроводы напряжением 6-10 кВ следует подключать непосредственно к трансформатору через отдельные выключатели.

При отсутствии отбора энергии на напряжении 6-10 кВ помимо токопровода следует применять схему блока "трансформатор-токопровод".

6.3.17. Для промышленных предприятий могут применяться при напряжении 6-10 кВ выключатели нагрузки в комплекте с предохранителями во всех случаях, когда параметры этих аппаратов достаточны по рабочему и послеаварийному режимам, а также по токам короткого замыкания.

На отходящих линиях напряжением 6-10 кВ силовые предохранители следует устанавливать после разъединителя или выключателя нагрузки, считая по направлению мощности.

6.3.18. При выборе выключателей 6-10 кВ для электроприемников с периодическим циклом работы необходимо учитывать заводские данные по коммутационному ресурсу выключателей.

6.3.19. При необходимости компенсации емкостных токов в сетях 6-10 кВ на подстанциях ГПП, ПГВ должны устанавливаться заземляющие реакторы. При напряжении 6-10 кВ заземляющие реакторы подключаются к сборным шинам через выключатели и отдельные трансформаторы. Не допускается подключение заземляющих реакторов к трансформаторам собственных нужд, присоединенным к основным трансформаторам до ввода на шины 6-10 кВ, а также к трансформаторам, защищенным плавкими вставками. При проектировании установок компенсации емкостных токов следует учитывать требования действующих указаний [14].

2. Типовые схемы внешнего электроснабжения предприятий.

________________________________________________________________________

Для электроснабжения предприятий с небольшой нагрузкой используются сети 10 кВ с питанием их от ближайших ПС 110 кВ энергосистемы; для электроснабжения средних и крупных предприятий, как правило, применяются сети 110 кВ, в отдельных случаях - 220-500 кВ.

Используются следующие основные схемы распределения электроэнергии:

главная понижающая ПС (ГПП) предприятия 220-500/110 кВ для распределения электроэнергии между ПС глубоких вводов (ПГВ) 110/10(6) кВ; ГПП в отдельных случаях целесообразно совмещать с ПС энергосистемы, предназначенной для электроснабжения района;

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

ПГВ 220/10(6) кВ - для крупных предприятий с сосредоточенной нагрузкой.

Подавляющее большинство крупных промышленных предприятий имеет потребителей 1-й и 2-й категорий, поэтому их внешнее электроснабжение осуществляется не менее чем подиум линиям. Предпочтительной является схема, при которой линии выполняются на отдельных опорах и идут по разным трассам (или каждая ПС питается по двум цепям, подвешенным на опорах разных двухцепных ВЛ). Выбор пропускной способности питающих линий производится таким образом, чтобы при выходе из работы одной из них оставшиеся обеспечивали питание приемников электроэнергии 1-й и 2-й категорий, необходимых для функционирования основных производств.

ПГВ выполняются, как правило, по простейшим схемам с минимальным количеством оборудования на напряжении ВН.

На рис. 1.12-1.16 приведены примеры схем внешнего электроснабжения крупных промышленных предприятий.

Рис 1.12. Схема внешнего электроснабжения химкомбината с нагрузкой 300 МВт: а — схема сети: 6 — схема подстанции

Для обеспечения потребноcти в тепле химкомбината (рис. 1.12) предусмотрена ТЭЦ мощностью 200 МВт. Недостающая мощность подастся из системы по сети 220 кВ. Для приема этой мощности предусмотрена ГПП 220/110/10 кВ, которая служит для питания нагрузок электролиза на 10 кВ. для распределения электроэнергии по территории комбината к ПГВ 110/6 кВ и приема мощности от ТЭЦ на напряжении 110 кВ. Рис 1.13. Схема внешнего электроснабжения завода минеральных удобрений с нагрузкой 150 МВт: а - схема сети; С - схема подстанций

Сравнительно небольшое потребление тепла заводом минеральных удобрений (рис. 1.13) удовлетворяется от котельной; 90 % электрической нагрузки приходится на потребителей 1-й категории. В связи с этим три ПГВ 110/6 кВ выполняют по схеме двух блоков линия - трансформатор с возможностью покрытия всей нагрузки от одного блока.

Потребность в тепле нефтехимкомбината (рис. 1.14) удовлетворяется от ТЭЦ мощностью 150 МВт, дефицит электрической мощности - от районной ПС 330/110 кВ. Мощность распределяется как от шин 6 кВ ТЭЦ, так и от пяти ПГВ 110/6 кВ. Рис. 1.14. Схема внешнего электроснабжения нефтехимического комбината с нагрузкой 300 МВт

3. Разомкнутые и замкнутые системы регулирования электропривода. Обратные связи. Оценка качества регулирования

Замкнутый электропривод[править | править код]

Структура замкнутых электроприводов: а - с компенсацией возмущения; б - с обратной связью.

Замкнутый электрический привод может быть построен по принципам отклонения с использованием обратных связей или компенсации внешнего возмущения.

Принцип компенсации мы можем рассмотреть на примере компенсации наиболее явно выраженного внешнего возмущения электропривода — момента нагрузки М_с при регулировании его скорости (рис.а).Основным признаком такой замкнутой структуры электрического привода является наличие цепи, по которой на вход привода вместе с задающим сигналом скорости подается сигнал U_M = k_MM_Q, пропорциональный моменту нагрузки М_с. В результате этого управление ЭП осуществляется суммарным сигналом ошибки, который автоматически изменяется в нужную сторону при колебаниях момента нагрузки, обеспечивая с помощью системы управления поддержание скорости ЭП на заданном уровне.

Несмотря на свою высокую эффективность, электрические приводы по данной схеме выполняются крайне редко из-за отсутствия простых и надежных датчиков момента нагрузки М_с (возмущающего воздействия).В связи с данным фактом подавляющее количество замкнутых структур электроприводов используют принцип обратной связи (отклонения). Он характеризуется тем что имеет цепь обратной связи, соединяющую выход электрического привода с его входом, отсюда и пошло название замкнутых схем.

Все виды применяемых в замкнутых электрических приводах обратных связей делятся на положительные и отрицательные, жесткие и гибкие, линейные и нелинейные.

Положительной называется обратная связь, в которой сигнал направлен согласно и складывается, с управляющим сигналом, в то время как сигнал отрицательной связи направлен в противоположную сторону (знак «минус» на рис. б).Жесткая обратная связь охарактеризована тем, что данная связь действует как в установившемся режиме, так и в переходном режиме электрического привода. Сигнал гибкой обратной связи производится только в переходных режимах электропривода и используется для обеспечения требуемого им качества, как пример устойчивости движения, допустимого перерегулирования и т.д.

Линейная обратная связь охарактеризована своей пропорциональной зависимостью между управляемой координатой и сигналом обратной свﮦязﮦи, в то время как при производстве нелинейной связи эта зависимость не будет пропорциональной.

Структура замкнутых электроприводов: а - с компенсацией возмущения; б - с обратной связью.

Для регулирования движения исполнительных органов эксплуатируемых машин иногда требуется изменять несколько переменных электрического привода, например ток, момент и скорость. В таком случае замкнутые приводы создаются по одной из следующих структурных схем.

 УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 16

К государственному экзамену по специальности 1-43 01 03
«Электроснабжение (по отраслям)» выпуск 2020 г.

________________________________________________________________________

1. Принципы построения защиты электрических сетей до 1кВ.

Защиты подразделяют на основные и резервные.

Основной называется защита, предназначенная для работы при всех или части видов коротких замыкания (к. з.) в пределах всего защищаемого элемента со временем, меньшим, чем у других установленных защит.

Резервной называется защита, предусматриваемая для работы вместо основной защиты данного элемента при ее отказе или выводе из работы, а также вместо защит смежных элементов при их отказе или отказах выключателей смежных элементов.

В соответствии со способами обеспечения селективности при внешних к. з. различают две группы защит: с абсолютной селективностью и с относительной селективностью.

Относительную селективность имеют защиты, на которые по принципу действия можно возложить функции резервных при к. з. на смежных элементах. С учетом этого такие защиты в общем случае должны выполняться с выдержками времени.

Абсолютную селективность имеют защиты, селективность которых при внешних к, з, обеспечивается их принципом действия, т. е, защита способна сработать только при к. з. на защищаемом элементе. Поэтому защиты с абсолютной селективностью выполняются без выдержек времени.

В зависимости от способа включения реле тока делятся на первичные и вторичные. Обмотка первичных реле включается непосредственно в защищаемую цепь, а обмотка вторичных – через измерительный трансформатор. По способу воздействия на объект управления различают реле прямого и косвенного действия. В реле прямого действия якорь механически связан с отключающим устройством выключателя и при срабатывании реле отключается выключатель. В реле косвенного действия его контакт подаёт сигнал на промежуточное отключающее устройство, которое воздействует на выключатель. В этом случае для питания промежуточного отключающего устройства необходим источник так называемого оперативного тока постоянного или переменного.

На рис. 1.9-1.10 показаны схемы защиты с первичным и вторичным реле тока прямого и косвенного действия соответственно.

Рис.1.9 Принцип выполнения           Рис.1.10 Принцип выполнения

защиты с первичным реле тока              защиты с вторичным реле

прямого действия                                   тока прямого действия

Если ток в сети 0,4 кВ рис.1.9 токпревышает допустимое значение, то подвижный ферромагнитный якорь, жестко связанный с защёлкой 2, преодолевая усилия растянутой пружины, притягивается к неподвижному сердечнику, на который намотана обмотка 3. При этом защёлка освобождается и другой растянутой пружиной отключается выключатель.

Срабатывание защиты рис.1.10 происходит аналогичным образом, только через катушку вторичного реле тока 3 проходит не рабочий ток сети 6-35 кВ, а значительно уменьшенный ток вторичной обмотки трансформатора тока 4. При увеличении тока в сети 6-35 кВ увеличивается и ток, проходящий через обмотку3. При этом якорь вторичного реле тока втягивается внутрь катушки вверх и своим толкателем освобождает защелку 2, что приводит к отключению выключателя.

Схемы защиты с первичным реле тока прямого действия просты и достаточно надёжны, но они находят применение только в сетях и установках напряжением до 1 кВ. С помощью вторичных реле прямого действия могут быть выполнены токовые защиты в сетях напряжением до 35 кВ.

Более совершенными являются схемы защиты с вторичным реле тока косвенного действия (рис. 1.11)

Рис.1.11 Схема защиты с вторичным реле тока косвенного действия

При срабатывании реле 1 его контакт замыкает цепь оперативного тока отключающего электромагнита 2, сердечник которого втягивается внутрь катушки вверх и происходит отключение выключателя.

Вторичные реле косвенного действия получили более широкое применение в релейной защите и автоматике.

2. Выбор экономически целесообразной площади сечения проводников.

Выберем сечения кабельных линий напряжением 10 кВ питающей и распределительной сети по нагреву и экономической плотности тока.

    Выберем сечение проводников питающих линий РП 10 кВ, по нагреву и экономической плотности тока.

    По условию задания нужно выбрать быть одножильные кабеля марки АПвП-10, расположение – в плоскость, прокладка: в земле в траншее, расстояние в свету – 300 мм, условия прокладки – нормальные.

    Выберем сечение проводников по нагреву:

    где:  – поправочный коэффициент на прокладку кабелей, , для расстояния в свету – 300 мм, т.к. условия прокладки нормальные, то остальные поправочные коэффициенты равны 1.

    Предварительно выберем кабель АПвП-10 3(1Х150) с

    Допустимый ток проводника с учетом фактических условий прокладки:

    Сечение проводника проходит по нагреву в нормальном режиме:

296.1 А ≥ 194 А

    Допустимый ток проводника с учетом его допустимой перегрузки в послеаварийном режиме:

     – для кабелей из сшитого полиэтилена проложенных в земле.

    Сечение проводника проходит по нагреву, в послеаварийном режиме:

346.4 А ≥ 323.4 А

    Выберем сечение проводника для Л1п по экономической плотности тока:

    где:  экономическая плотность тока, при

, принимается F = 120

    Окончательно для линии Л1п следует принять проводники АПвП-10 3(1Х150), с .

    Выберем сечение линий по нагреву и экономической плотности тока для проводников распределительных линий. Расчет приведем для линии Л1. Для остальных линий расчет будет таким же. Результаты расчета и выбора проводников занесем в таблицу 7 – 9.

    По условию задания, для распределительных линий должны быть выбраны кабеля марки ААБШв-10, проложенные в воздухе на эстакадах, условия прокладки – нормальные.

    Предварительно выберем кабель ААБШв-10 3Х25 с .

    Допустимый ток проводника с учетом фактических условий прокладки:

    Сечение проводника проходит по нагреву в нормальном режиме:

65 А ≥ 40.5 А

    Допустимый ток проводника с учетом его допустимой перегрузки в послеаварийном режиме:

     – для кабелей из пропитанной бумажной изоляции проложенных в воздухе.

    Сечение проводника проходит по нагреву, в послеаварийном режиме:

81.25 А ≥ 80.9 А

    Выберем сечение проводника для Л1 по экономической плотности тока:

    где:  экономическая плотность тока, при

, принимается F = 25

    Окончательно для линии Л1 следует принять проводники ААБШв-10 3Х25 с .

Выполним проверку проводника питающей линии ГПП-РП для Л1п: АПвП-10 3(1Х150)

    Тепловой импульс тока КЗ:

где: = 1.6 с – время действия тока КЗ.

    Минимальное сечение по термической стойкости:

    где:  – принимается в зависимости от материала проводника и от начальной и конечной температуры КЗ. (В данном случае для алюминиевой жилы).

    По условию:

F ≥

150 ≥ 136.3

    Проводник проходит по термической стойкости.

3. Схема максимальной токовой защиты нулевой последовательности при однофазных и двухфазных КЗ.

В сети с односторонним питанием применяется ненаправленная МТЗ. Функциональная схема этой РЗ включает исполнительный орган (ИО) – пусковое токовое реле КАО, реле времени КТ и исполнительный орган – реле KL (рис. 4.1 а). Реле тока КАО включено на фильтр тока НП (рис. 4.1 б), ток которого равен геометрической сумме токов трех фаз.

а) б)

Рис. 4.1 Схема токовой защиты НП: а) – функциональная схема; б) – измерительная часть

Релейная защита работает при всех видах КЗ кроме трехфазных. Защита также не реагирует при качаниях в сети и на перегрузки. Благодаря этому защиту не отстраивают от токов нагрузки, что обеспечивает высокую чувствительность РЗ.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии