Typická schémata napájení pro spotřebitele elektřiny
Výkonové přijímače kategorie I, II a III kladou s ohledem na stupeň spolehlivosti napájení různé požadavky na napájecí zdroje a obvody.
Výkonové přijímače I. kategorie musí být napájeny elektřinou ze dvou nezávislých vzájemně redundantních zdrojů energie a přerušení jejich napájení při výpadku napájení z jednoho zdroje může být povoleno pouze po dobu automatického obnovení napájení.
Pro napájení vyhrazené skupiny přijímačů kategorie I musí být zajištěno dodatečné napájení z třetího nezávislého vzájemně redundantního zdroje napájení. Nezávislý zdroj energie pro napájecí přijímač nebo skupinu napájecích přijímačů se nazývá napájecí zdroj, který udržuje napětí v mezích regulovaných PUE pro post-nouzový režim, když dojde k poruše na jiném nebo jiném napájecím zdroji těchto přijímačů.
Nezávislé zdroje energie zahrnují dvě sekce nebo sběrnicové systémy jedné nebo dvou elektráren a rozvoden za předpokladu, že jsou splněny tyto dvě podmínky:
1) každá sekce nebo sběrnicový systém je napájena z nezávislého zdroje energie;
2) sekce (systémy) autobusů nejsou vzájemně propojeny nebo mají spojení, které se automaticky přeruší v případě poruchy jedné sekce (systému) autobusů.
Lokální elektrárny, elektrárny energetického systému, speciální jednotky nepřerušitelného napájení, akumulátory atd. Nebo pokud zálohování napájení není ekonomicky proveditelné, provádí se technologické zálohování.
Napájení energetických přijímačů kategorie I se zvláště složitým technologickým procesem, který vyžaduje dlouhou dobu k obnovení provozního režimu, za přítomnosti technicko-ekonomických studií, je realizováno dvěma nezávislými vzájemně redundantními zdroji energie, které podléhají dodatečným požadavky stanovené z charakteristik technologického procesu.
Část schématu napájení průmyslového podniku s aplikací charakteristických výpočtových jednotek: T1, T2 — výkonové transformátory soustavy; GPP – hlavní upínací rozvodna; RP – rozvodna; M — elektromotory; 1 – přijímač elektřiny; 2 — sběrnice distribučního uzlu nebo hlavní sběrnice; 3 — sběrnice rozvodného zařízení transformovny pro napětí do 1 kV; 4 — transformátory snižovací transformovny; 5 — sběrnice distribuční rozvodny (RR); 6 — pneumatiky GPP; 7 — vedení zásobující podnik
Napájecí přijímače kategorie II poskytují elektřinu ze dvou nezávislých vzájemně redundantních zdrojů energie. U napájecích přijímačů kategorie II jsou v případě výpadku napájení z jednoho napájecího zdroje povoleny výpadky napájení na dobu potřebnou k zapnutí záložního napájení akcemi služebního personálu nebo mobilního provozního týmu. PUE umožňuje napájení přijímačů pro elektřina:
• II. kategorie — na jednom venkovním vedení včetně kabelové vložky, pokud se předpokládá možnost nouzové opravy tohoto vedení na dobu nejvýše 1 dne;
• Kategorie I — jedna kabelová linka sestávající z minimálně dvou kabelů připojených k jednomu společnému zařízení;
• Kategorie II — od jednoho transformátoru za přítomnosti centralizované zálohy transformátorů a možnosti výměny poškozeného transformátoru v časovém úseku ne delším než 1 den.
U energetických přijímačů kategorie III je napájení realizováno z jednoho zdroje energie za předpokladu, že přerušení napájení nutné pro opravu nebo výměnu poškozeného prvku napájecí soustavy nepřesáhne 1 den.
Vnitřní napájecí zdroj
Radiální silové obvody pro spotřebitele elektřiny. Radiální okruhy jsou takové, ve kterých je elektřina z elektrárny (podnikové elektrárny, rozvodny nebo distribučního místa) přenášena přímo do dílenské rozvodny bez odboček podél cesty k napájení dalších spotřebitelů. Takové obvody mají spoustu odpojovacích zařízení a elektrických vedení. Na základě toho můžeme dojít k závěru, že použití radiálních výkonových schémat by mělo být používáno pouze pro napájení dostatečně výkonných spotřebitelů.
Na Obr. 1 ukazuje typická schémata radiálního napájení spotřebitelů elektřiny pro vnitřní (externí) napájecí systémy průmyslových podniků. Schéma na Obr. 1 a je určen pro napájení uživatelé kategorie III nebo uživatelé kategorie II, kde je povolen výpadek proudu na 1-2 dny.
Schéma na Obr. 1, b je určeno pro spotřebitele kategorie II, u kterých lze povolit výpadek proudu na dobu nejvýše 1-2 hodin. Schéma na Obr. 1, c je určen k zásobování spotřebitelů kategorie I, ale používá se také k zásobování spotřebitelů kategorie II, kteří mají v celostátním měřítku národohospodářský význam, a přerušení dodávky elektrické energie, které vede k nedostatku výrobků (např. například uvolnění ložisek).
Rýže. 1. Typické radiální silové obvody ve vnitřním a vnějším napájecím systému průmyslového závodu
Jednoznačně se doporučují hlavní napájecí obvody pro spotřebitele elektřiny používané ve vnitřním napájecím systému podniků, kde je mnoho spotřebitelů a radiální schémata napájení. Typicky dálkové okruhy poskytují připojení pěti až šesti rozvoden s celkovou uživatelskou kapacitou ne větší než 5000-6000 kVA.
Na Obr. 2 znázorňuje typický napájecí obvod. Toto schéma se vyznačuje sníženou spolehlivostí napájení, ale umožňuje snížit počet zařízení pro odpojení napětí a úspěšněji organizovat uživatele energie do skupiny pěti až šesti rozvoden.
Rýže. 2. Typický hlavní napájecí obvod ve vnitřním napájecím systému průmyslového závodu
Rýže. 3.Typický dvoulinkový napájecí obvod ve vnitřním napájecím systému průmyslového závodu
Pokud je potřeba zachovat přednosti dálničních okruhů a zajistit vysokou spolehlivost napájení, použijte systém dvojitých průjezdních (průchozích) dálnic (obr. 3). V tomto schématu je v případě výpadku jakéhokoli vysokonapěťového napájecího vedení napájení spolehlivě zajištěno přes druhé vedení automatickým přepínáním spotřebičů na nízkonapěťovou část transformátoru, která zůstává v provozu. K tomuto přepnutí dochází s časem 0,1-0,2 s, což prakticky neovlivňuje napájení uživatelů.
Schémata smíšeného napájení pro spotřebitele elektřiny. V praxi projektování a provozu napájecích systémů pro průmyslové podniky je vzácné najít schémata postavená pouze na radiálním nebo pouze na kmenovém principu.Větší a zodpovědní uživatelé nebo přijímače jsou obvykle napájeni radiálně.
Střední a malí spotřebitelé jsou seskupeni a jejich jídlo probíhá podle základního principu. Toto řešení umožňuje vytvořit vnitřní schéma napájení s nejlepšími technickými a ekonomickými ukazateli. Na Obr. 4 znázorňuje takové smíšené schéma napájení.
Rýže. 4. Typické schéma smíšeného napájení (radiální-hlavní) ve vnitřním napájecím systému průmyslového podniku
Externí napájení
Je napájen z elektrické sítě bez vlastních elektráren. Na Obr. 5 ukazuje schémata napájení průmyslových závodů, které jsou napájeny pouze elektrickými systémy. Na Obr. 5a ukazuje diagram radiálního posuvu.Zde se napětí vnější napájecí sítě shoduje s nejvyšším napětím sítě na území uvnitř podniku (vnitřní energetický systém), takže pro podnik jako celek není nutná žádná transformace. Tato schémata napájení jsou typická pro napájení převážně při napětí 6, 10 a 20 kV.
Na Obr. 5, b je schéma tzv. hlubokého bloku příkonu 20-110 kV a méně často 220 kV, kdy je napětí z elektrizační soustavy bez transformace zavedeno podle schématu dvojité tranzitní (průchozí) dálnice do vnitřní území podniku. V tomto schématu jsou při napětí 35 kV přímo v budovách dílen instalovány snižovací transformátory a mají nižší napětí 0,69 — 0,4 kV.
Při napětích elektrizační soustavy 110 — 220 kV je však přímá konverze z 0,69 — 0,4 kV pro komerční sítě obvykle nepraktická z důvodu relativně nízkého celkového výkonu spotřebičů v jednotlivé prodejně. V takových případech lze doporučit přechodnou konverzi na napětí 10 – 20 kV v několika mezilehlých snižovacích rozvodnách, z nichž každá musí zásobovat vlastní skupinu prodejen.
V případě velkých pecí nebo speciálních konverzních zařízení s vysokým výkonem může být vhodné převést napětí 110 nebo 220 kV přímo na procesní napětí (obvykle jiné než 0,69 nebo 0,4 kV) instalací speciálních snižujících transformátorů přímo na toto napětí. v budovách dílen.
Na Obr.5, c ukazuje možné schéma napájení pro průmyslový podnik s přítomností transformace prováděné v místě přechodu z vnějšího na vnitřní schéma napájení, které je typické pro podniky s významným výkonem a velkým územím. Na Obr. 5, d, je uveden diagram za podmínky transformace na dvě napětí, která je charakteristická pro výkonné jednotky (dílny) podniků nacházejících se ve značné vzdálenosti od sebe.
Napájení z elektrizační soustavy, pokud má průmyslový podnik vlastní elektrárnu.
Rýže. 5. Typická schémata napájení při napájení průmyslových podniků pouze z energetické soustavy
Rýže. 6. Typická schémata napájení při zásobování průmyslových podniků z elektrizační soustavy a vlastní elektrárny
Na Obr. 6 ukazuje typická schémata napájení průmyslových podniků, pokud má podnik vlastní elektrárnu. Na Obr. 6 a schéma je uvedeno pro případ, kdy se umístění elektrárny shoduje se středem elektrických zátěží podniku a napájení podniku z energetického systému se provádí při napětí generátoru.
Na Obr. 6,b znázorňuje schéma pro případ, kdy je elektrárna umístěna ve vzdálenosti od středu svých elektrických zátěží, ale napájení ze systému je získáváno napětím generátoru. Na Obr. 6, c znázorňuje schéma pro případ, kdy je napájení ze soustavy prováděno při zvýšeném napětí a distribuce elektřiny na území podniku probíhá při napětí generátoru Elektrárna závodu je umístěna mimo střed elektrických zátěží.
Na Obr.6, d znázorňuje obvod, jehož podmínky jsou podobné obvodu znázorněnému na OBR. 6, c, ale transformace se provádí při dvou napětích. Ve schématech na Obr. 5, b, da Obr. 6, d pro napájení ze systému napětím 35 — 220 kV, možnosti uvedené na obr. 7. Schéma na Obr. 7, a (bez spínačů na straně vysokého napětí) se doporučuje jako levnější a provozně neméně spolehlivý než obvod na obr. 7, b.
Rýže. 7. Schémata připojení transformátorů GPP k napájecí síti 35 – 220 kV elektrizační soustavy
Aplikace schématu na Obr. 7, ale je to možné pouze v případech, kdy se zapínání a vypínání transformátorů neprovádí každý den, protože dodržují ekonomicky proveditelný režim své práce. Pokud jsou transformátory vypínány a zapínány každý den, zvolte schéma uvedené na obr. 7, b.
Je poháněn pouze vlastní elektrárnou. Na Obr. 8 znázorňuje schéma zásobování spotřebitelů elektřiny z vlastní elektrárny, což je typické pro podniky vzdálené od sítí energetické soustavy; s rozvojem elektrifikace se však počet takových energetických schémat bude dále snižovat.
Rýže. 8. Typické schéma napájení při napájení průmyslového podniku pouze z vlastní elektrárny
Při napájení dílen, které mají vakuové elektrické pece všech typů, je třeba mít na paměti, že přerušení napájení vakuových čerpadel vede k havárii a odmítnutí drahých výrobků. Tyto trouby by měly být klasifikovány jako energetické přijímače kategorie I.