Электроснабжение промышленных предприятий — Напряжения питающих и распределительных сетей

Система электроснабжения (СЭС) объединяет источники, системы преобразования, передачи, распределения электроэнергии. Приемники электроэнергии (потребители) не включаются в СЭС. Системы электроснабжения промышленных предприятий основываются на электроустановках, которые нужны для обеспечения потребителей электрической энергией. Потребителем может быть электроприемник или другой агрегат, который преобразовывает электрическую энергию в иной вид энергии. Также этих механизмов может иметься несколько. В таком случае их объединяют в одну технологическую группу и размещают на отдельном пространстве.

Электроснабжение промышленных предприятий строится на основе питающих, распределительных, трансформаторных, преобразовательных подстанций, а также на связывающих их кабельных, воздушных сетей, токопроводов (низкого и высокого напряжения). Проектирование электроснабжения промышленных предприятий должно происходить с учетом важнейших требований, определяющих:

• надежность;
• удобство;
• безопасность;
• обеспечение необходимого количества/качества энергии;
• бесперебойность снабжения электрической энергии в обычном режиме и послеаварийном;
• экономичность по затратам энергии, материалов и оборудования.

Соблюдать вышеперечисленные требования возможно при использовании взаимного резервирования путей предприятия и сплочения питания промышленных и коммунальных (а также сельских) потребителей. В момент сооружения на предприятии собственной электрической станции необходимо учесть близлежащие потребители энергии (внезаводские).

Стандарт бытового напряжения в СССР до 60-х годов XX века

В СССР вплоть до 60-х годов XX века эталоном бытового напряжения считались 127 В. Это значение обязано своим появлением талантливому инженеру русско-польского происхождения Михаилу Доливо-Добровольскому, разработавшему в конце XIX века трёхфазную систему передачи и распределения переменного тока, отличную от ранее предложенной Николой Тесла – двухфазной.

Изначально в трехфазной системе Добровольского линейное напряжение (между двумя фазными проводниками) составляло 220 В. Фазное напряжение (между нейтральным и фазным проводником), которое мы используем в бытовых целях, меньше линейного на «корень из трёх» – соответственно для данного случая получаем указанные 127 В.

Схемы электроснабжения промышленных предприятий

Самая надежная, экономичная система электроснабжения – та, при которой источники наивысшего напряжения приближены к потребителям максимально, а прием электрической энергии распределяется по всем пунктам. При строительстве системы все ее элементы формируются под нагрузкой. При этом, «холодный» резерв не применяется. Таким образом, потери электрической энергии снижаются, а надежность – возрастает. Почему это происходит? Резервные элементы, которые продолжительное время находились в бездействии, могут при включении не заработать из-за неисправного состояния. Для того чтобы избежать последствий данной ситуации, в схеме предусматривается «скрытый» резерв, который в послеаварийном состоянии сможет взять на себя основную нагрузку нерабочего элемента.

Возобновление питания потребителей происходит автоматически на переменном оперативном токе. В этом случае производится автоматическое отключение неисправных потребителей на послеаварийный период. Кстати, зачастую с успехом используется раздельная работа элементов. В таком случае ток короткого замыкания понижается и коммутация упрощается.

Автоматика обеспечивает надежность электроснабжения в раздельной работе. Качество питания получается не хуже, чем при параллельной работе. Применяется секционирование всех элементов со схемами АВР (автоматическое включение резерва). Такой метод способствует увеличению надежности электроснабжения. К сожалению, не во всех случаях раздельная работа с АВР показывает необходимый результат. Добиться быстрого восстановления системы удается не всегда.

Схемы электрического снабжения формируются по ступеням, которые обозначают мощность предприятия и расположение электрических нагрузок. Чаще всего используются 2-3 ступени. Если их больше, то усложняются защита, эксплуатация, коммутация. Такие схемы применимы на периферийных участках, на отдельных трансформаторах.

Схемы с одной ступенью используются на малых и средних предприятиях, применяясь на:

• магистральных, радиальных линиях глубоких проводов 110-220 кВ – мощность более 50 МВ-А;
• магистральных, радиальных токопроводах 6-10 кВ – мощность более 15-80 МВ-А;
• магистральных, радиальных кабельных сетях 6-10 кВ – мощность 15-20 МВ-А.

Схемы с более глубокими вводами, магистральными токопроводами требуют соблюдения некоторых моментов. Например, если есть возможность без труда реализовать принцип дробления подстанций и глубокие вводы 110 кВ, то нет нужды использовать токопроводы. В том случае, если расположение немалого числа подстанций 35-220 кВ, а прохождение воздушных линий глубоких вводов затруднено, то используются токопроводы. Исходя из этих подсчетов, можно принять окончательное решение построения схемы.

СССР переходит на новый стандарт – 220/380 В

В Советском Союзе, несмотря на наличие прогрессивного стандарта 220/380 В, при реализации плана массовой электрификации строили сети переменного тока преимущественно по устаревшей методике – на 127/220 В. Первые попытки перейти на напряжение европейского образца были предприняты в нашей стране ещё в 30-х годах XX века. Однако массовый переход был начат лишь в послевоенное время, его причиной стала возрастающая нагрузка на энергосистему, которая поставила инженеров перед выбором – либо увеличивать толщину кабельных линий, либо повышать номинальное напряжение. В итоге остановились на втором варианте. Определённую роль в этом сыграл не только фактор экономии материалов, но и привлечение к работе немецких специалистов, имевших прикладной опыт использования электрической энергии с напряжением 220/380 В.

Переход растянулся на десятилетия: новые подстанции строили уже под номинал 220/380 В, а большинство старых переводили лишь после плановой замены отслуживших свой срок трансформаторов. Поэтому в СССР долгое время параллельно сосуществовали два стандарта для сетей общего пользования – 127/220 В и 220/380 В. Окончательное переключение на 220 В некоторых однофазных потребителей, по свидетельствам очевидцев, произошло только в конце 80-х — начале 90-х годов.

Приемники, обеспечивающие электроснабжение промышленных объектов

• 1 Приемники, обеспечивающие электроснабжение промышленных объектов
• 2 Электроснабжение промышленных зданий. Напряжение
• 3 Схемы электроснабжения промышленных предприятий
• 4 Электроснабжение промышленных предприятий и установок в неблагоприятных климатических условиях

Так как электросети и подстанции являются элементами общей структуры предприятия, они должны координироваться с технологическими, строительными частями, а также с планом здания. К примеру, высокие требования к надежному и качественному электроснабжению предъявляются крупными предприятиями цветной и черной металлургии. Они отличаются высокими значениями суммарных установленных мощностей электрических приемников, которые могут достигать 1700-2000 МВт.

Электроприемники можно разделить на 3 категории:

1. Электроприемники, которые вследствие перерывов в электроснабжении могут проявить опасность для людей, нанести ущерб оборудованию, продукции и т. д. Такие приемники должны питаться от двух отдельных источников. Перерыв электроснабжения возможен только на период автоматического включения резерва. Примеры: котельные производственного пара, доменные цехи, приводы вагранок, ответственные насосные, разливочные краны и др.

2. Электроприемники, перерыв в работе которых связан с недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов, транспорта. Допустимы перерывы питания на время, которое необходимо для ручного включения резерва.

3. Прочие электроприемники, которым позволен перерыв электроснабжения на время ремонта (не более одних суток). Например, вспомогательные цеха, неответственные склады, цеха несерийного производства и др.

Для того чтобы правильно решать вопросы надежности, нужно точно установить режимы, которые возникают при аварии и после нее. Аварийный режим – временный режим, возникающий из-за нарушения приемлемой работы системы электроснабжения или ее отдельных элементов. Послеаварийный режим – режим после ликвидации аварии, который длится до полного восстановления нормальной работы.

Очевидно, что система электроснабжения должна строиться так, чтобы при послеаварийном режиме она смогла обеспечить функционирование главных производств промышленного предприятия (после необходимых пересоединений). При послеаварийном режиме допускаются перебои в подаче электроэнергии приемниками третьей и отчасти второй категорий на небольшое время.

Электроснабжение промышленных предприятий и установок в неблагоприятных климатических условиях

Большинство предприятий имеют загрязненные области, которые возникают из-за образования вредных веществ. Они отрицательно влияют на токоведущие элементы электрических установок. Источники загрязнения – химические, ферросплавные производства, а также производства стали, магния и др. Такие загрязнения имеют пять степеней (первая степень – самая мощная).

Для загрязненных областей устанавливаются специальные нормативы для определения типа изоляции, подстанций, линий электропередач. Также рассчитываются минимальные промежутки от источников загрязнения. Расстояние зависит от класса производства. К примеру, для пятой степени – от пятидесяти метров, для первой – до 1500 метров.

Проблема загрязнения требует особого внимания и принятия необходимых мер.

В каких странах кроме США распространен стандарт 100 — 127 В?

Вот список стран, где используются сети 100–127 В. Это стоит учитывать, если планируете поехать на отдых заграницу.

Как видим, не так уж и мало стран, где напряжение 100–127 В.

Ток в электросети

Когда-то в детстве отец мне купил мой первый тестер ТЛ-4М. Я мерил все подряд, пока мою голову не посетила «гениальная» идея — измерить ток в розетке. В итоге — выбило пробки, в тестере сгорел шунт, а я понял — ток измеряется всегда только через нагрузку. С тех пор средства измерения тока сильно шагнули вперед, и для этого используются только токовые клещи (трансформаторный метод), шунты практически не применяются.

Ток, точнее, его значение, форма и составляющие, значительно зависит от нагрузки. Например, вот как выглядит форма напряжения и тока при работе диммера:

Напряжение в сети и ток ЧЕРЕЗ диммер

Естественно, присутствуют гармоники тока и напряжения. Гармоники говорят о том, как отличаются формы напряжения и тока от синусоидальной.

Гармоники напряжения и тока

Гармоники напряжения и тока можно увидеть в графическом виде, как на скрине выше, так и в виде таблицы — с 1-й до 50-й гармоники. И для однофазной, и для трехфазной сети.

Электричество промышленное, статическое и атмосферное

Все темы данного раздела:

Основные принципы государственной политике в области охраны труда Государственная политика в области охраны труда базируется на принципах: (8 принципов СТР-278 (научный комментарий) ст. 4.) 1й принцип — приоритет ж
Государственное финансирование мероприятий ОТ · средства на подготовку специалистов ОТ · научные разработки · содержание Национального научно-исследовательского института ОТ · содержание сети органов государственного

Права работников на ОТ во время работы на предприятии Законом «Об охране труда» предусматривается, что каждому работнику на рабочем месте гарантированы в соответствии с требованиями нормативных актов об ОТ: · безопасность технологических проц

Льготы и компенсации за тяжелые условия труда Работники, занятые на работах с тяжелыми и вредными условиями труда в предусмотренном законодательством порядке имеют следующие льготы: · бесплатно обеспечиваются лечебно-профилактическим

Охрана труда женщин и несовершеннолетних Запрещается использование труда женщин на тяжелых работах и на работах с вредными или опасными условиями труда, на подземных работах, кроме некоторых подземных работ (нефизических или работ по сани

Органы управления ОТ в Украине Государственное управление ОТ осуществляют: · Кабинет Министров Украины (при КМ Украины действует Национальный Совет по вопросам безопасной жизнедеятельности населения); · Государ

Ответственность за нарушение законодательства о труде и ОТ Согласно статей 18, 19 Закона «Об охране труда» работник обязан: · знать и выполнять требования нормативных актов по ОТ; · знать правила и инструкции обращения с машинам

Защита oт шума Шум — беспорядочное объединение разных по уровню и частоте звуков в рабочей зоне. Шум действует- не только на слуховой аппарат, но и вызывав расстройство сердечно‑сосудистой и нервной систем,

Защита от пыли Для защиты органов дыхания работающих от пыли в рабочей зоне на промышленных предприятиях выполняют следующие мероприятия: · воздух рабочей зоны очищают механической вентиляцией;

Горение вещества и способы его тушения Виды горения: взрыв, вспышка, воспламенение, тление, самовоспламенение, горение. По происхождению пожары делятся на: · экзогенные, возникающиеот внешнего тепловогоисточника (откры

Понятие огнестойкость Огнестойкость – способность конструкции, материала задерживать распространения огня (пожара), температуры, выраженная временем (в часах). Здания и сооружения подразделяются на пять степеней огнесто

Электрические ожоги Электрические ожоги бывают поверхностные и внутренние. Поверхностные ожоги — поражают кожный покров. Внутренние ожоги — поражают глубоколежащие органы и ткани тела. По ус

Факторы окружающей среды К неблагоприятным факторам окружающей среды относятся производственные помещения, открытые или наружные электроустановки на открытом воздухе. Производственные помещения по степени опасност

Индивидуальные средства защиты в электроустановках При эксплуатации электроустановок для исключения электротравматизма используют специальные средства индивидуальной защиты, которые делятся на основные и вспомогательные. Основные средства

Предупреждающие надписи, плакаты, приспособления К электрозащитным средствам относятся также предупреждающие переносные плакаты, надписи, которые имеют свою специфику. Их назначение — привлечение внимания работающих к непосредственной опасности,

Запрещающие надписи и плакаты Размер плаката — 240 × 130мм. Красные буквы на белом фоне. Содержание надписей: «Не включать — работают люди», «Не открывать — работают люди», «Не включать — работают

Зануление и защитное заземление Для защиты людей от поражения электрическим током вследствие повреждения изоляции в сети с изолированной нейтралью и перехода напряжения до 1000В на токопроводные части оборудования, машин, механиз

Правила поведения во время грозы Человек, во время грозы может быть на производстве, на улице, дома, в лесу, на поле. На производстве все здания, сооружения, линии электропередач, радио, связи оснащены устройствами молние

Вентиляция и конденсирование воздуха По назначению системы вентиляции и конденсирования подразделяются на рабочие и аварийные. Рабочая вентиляция — это такая, которая постоянно создает необходимые метеорологи

Ежегодные медицинские осмотры неполнолетних Для предупреждения профессиональных заболеваний — нормального развития молодежи законодательством об охране труда установлены предварительные и периодические медицинские осмотры. Для лиц моложе 18

Основы Анатомии человека Каждый человек должен знать строение и функции организма (анатомию и физиологию). Анатомия (от греческого — рассечение) изучает строение организма человека, его органов, тканей, клеток.

Основные количественные показатели организма человека Объем крови: · у мужчин — 5 л.; · у женщин — 4 л. Сердечные сокращения: · 60-80 ударов в минуту. Артериальное давление (в возрасте 18-45 лет):

Первая помощь при поражении электрическим током Пораженного необходимо: · как можно быстрее освободить от токоведущих частей; · быстро отключить напряжение рубильником или выключателем; · для освобождения от токоведущи

Оживление методами искусственного дыхания, непрямого массажа сердца На рисунке показано правильное положение рук при проведении наружного массажа сердца и определении пульса на сонной артерии (пунктир).

Непрямой (закрытый) массаж сердца Наружный массаж сердца. Если отсутствует не только дыхание, но и пульс на сонной артерии, одного искусственного дыхания при оказании помощи недостаточно, так как кислород из легких не может перенос

Частота

Все знают, что частота питающего напряжения у нас в розетке равна 50 Гц. Это означает, что 50 раз в секунду все повторяется. Иначе говоря, длительность периода напряжения равна 20 мс. Если точнее, то согласно ГОСТ 29322-2014 частота напряжения должна быть 50±0,2 Гц. То есть от 49,8 до 50,2 Гц.

Пожалуй, частота — единственный параметр, на который ничего не влияет. И ее стабильность зависит только от работы электростанции. Вот как график частоты выглядит на экране анализатора качества электроэнергии:

Частота питающей сети

Из графика видно, что частота отклоняется не более чем на 0,03 Гц от номинала, что с большим запасом укладывается в ГОСТ.