z

Электроснабжение промышленных предприятий

К оснащению и обустройству систем, обеспечивающих электроснабжение предприятий промышленной сферы, предъявляются особые требования. От качественной энергии и бесперебойности ее поставки зависит непрерывность технологического процесса.

Элементы системы электроснабжения промобъектов

Их функции – обеспечение электроэнергией электромеханизмов, осветительных устройств, аппаратов для сварки, станков, разнообразных машин, работающих на производственных площадках. Основные источники, отвечающие за выработку электроэнергии – гидро- и тепловые электростанции. От электростанций энергия передается на мощности центральных распределительных подстанций, имеющихся на крупных предприятиях. По ВЛЭП она поступает на оборудование цеховых распредпунктов, а затем отправляется к каждому потребителю.

Элементы системы электроснабжения промышленных объектов

Основная структура систем представлена:

  • источниками;
  • электропередающими линиями;
  • пунктами, принимающими энергию;
  • распределительными сетями;
  • энергоприемниками (потребителями).

Схемы сетей питания

Для функционирования электросистем требуется наличие сетей питающего и распределительного назначения. Схемы питания подбирают с опорой на мощность, в которой нуждается потребитель. Они бывают магистральными, радиальными, смешанными.

Магистральная схема электроснабжения

По магистральным схемам – на разных участках присоединяются линии. Они служат для поставки электроэнергии на узлы и мощные площадки потребления. Такой тип используется для машино- и приборостроительной сфер, заводов, связанных с энергоемкими производствами. Это надежные конструкции, эксплуатирующиеся в пространствах, где неагрессивные среды, а рабочие механизмы распределены равномерно.

Радиальные схемы электроснабжения

Установка радиальных схем подходит для производственного помещения, независимо от сред, преобладающих в нем. Их конструкция предусматривает соединение потребителя с подстанцией либо пунктом распределения электроэнергии с использованием отдельных линий. Такие схемы отвечают за питание сосредоточенных нагрузок и мощных электродвигателей. Смешанная представляет собой магистраль, питающую несколько пунктов, от каждого из которых к потребителям ведут радиальные линии.

Перечень требований к установленным электроснабжающим системам

Для производственных мощностей предусмотрено наличие подстанций питающего, распределительного, трансформаторного и преобразовательного типов. Они связываются с помощью кабельных коммуникаций, сетей воздушного расположения и токопроводов высокого/низкого напряжения. Распределение электроэнергии от 35-220 кВ происходит при помощи воздушных линий, от 6 до 10 кВ – кабельных.

В числе основных требований - гибкость, надежность, удобство, безопасность в эксплуатации. Они должны поставлять на предприятие энергию в требуемых количествах, без перебоев при режиме как нормальном, так и послеаварийном.

Также должна учитываться экономичность с минимумом расходов на каждый год, энергопотерь, затрат на дефицитные материалы, дорогостоящие детали и конструкции. Монтаж производится с минимальным отдалением от основных точек питания, со сведенным к минимуму количеством трансформационных ступенек, надежностью магистральных схем.

Как источник питания производственного предприятия можно рассматривать электростанцию централизованного типа или собственную станцию. Второй вариант уместен для энергоемкого объекта, при специальных запросах, связанных с надежностью поставок энергии, при расположении, удаленном от центральных электросистем.

Создание электроснабжения для промпредприятий

Создавая подстанции и электросети, следует вести их учет в строительно-технологических частях, при определении поочередности строительных работ, занесение в общий генеральный план. Это важная составляющая в общем комплексе предприятий наряду с остальными коммуникационными постройками и сооружениями.

Первоначально, анализируются и планируются нагрузки, возникающие в процессе работы. Грамотное планирование обеспечивает производительность и правильность деятельности всех системных частей. Для функционирования производственных площадок необходима трехфазная подача переменного тока.

Для запитывания энергоприемников, использующих постоянный ток, применяются преобразователи особого образца. Крупные производства оснащены рядом преобразовательных подстанций, где используются выпрямители ртутной и полупроводниковой конструкции.

Типы тока

По большей части промышленность нуждается в переменном трехфазном токе в 50 Hz. Повышенные/высокие частоты нужны для индуктивного и диэлектрического нагрева. Пониженные – для плавильных установок. Обязательно нужно учесть различие нагрузки в каждой фазе. Промышленные объекты оборудуются несимметричными и симметричными приемниками.

Энергоприемники предприятий: основное классифицирование

Важными дополнительными требованиями являются приемники, чья работа предусматривает резкопеременную нагрузку ударного типа, которая повторяется циклически. Еще бесперебойное питание поставляется потребителям, классифицированным по степеням резервирования на три типокатегории.

1 категория

В первой категории – электроприемники с важнейшими механизмами, деталями, транспортом. Они должны функционировать бесперебойно. Перерыв в их деятельности полностью прекратит течение технологического процесса, составит угрозу для здоровья и жизни сотрудников. Прекращение электроподачи часто приводит к порче оборудования.

1-я категория электроснабжения

Данная категория нуждается в наличии двух автономных источников питания. Длительность перерыва должна составлять период времени, который понадобится, чтобы включилась резервная защита. Электронагрузки первой категории представлены оборудованием для доменного цеха, ответственной насосной, котельной, вырабатывающей производственный пар, водоотливных и подъемных машин горнорудных предприятий.

Если остановка приемника способна вызвать аварию или чрезвычайную ситуацию, он относится к «особой группе». Перебои способны спровоцировать массовые отравления, пожар, взрывы. Для подобных электрических нагрузок необходим монтаж третьего электрорезерва. В пример можно назвать электрические двигатели запорной арматуры, задвижек, электроприводы вентиляторов, насосных компрессоров, приборы аварийного освещения на некоторых участках предприятия.

2 категория

Сюда относится электрооборудование, отвечающее за функционирование рабочих механизмов. Сбои в его деятельности чреваты понижением продуктивности, простоем машин, персонала. Возникает необходимость в установке двух (одного из них – резервного) источников питания. Разрешен перерыв такой длительности, чтобы дежурный запустил вручную генератор резерва. Если не предусмотрено наличие постоянных сотрудников, резерв может включить выездная бригада.

2-я категория электроснабжения

Требования снабжения энергией для этой категории приемников значительно различаются. Одни будут приближены к первой, остальные – к третьей. При рассмотрении вопроса спецрезервирования, обратитесь к Правилам устройства электроустановок. Это обеспечит рациональное использование энергетических ресурсов и затрат на оснащение электросистемы.

3 категория

В нее входит остальное электрооборудование, обеспечивающее поставку энергии на неответственные складские помещения, во второстепенные цеха.

3-я категория электроснабжения

Перерыв питания может длиться до 24 часов. За этот срок производятся ремонты с заменой поврежденных деталей либо происходит обновление оборудования.

Аварийный и послеаварийный режим

Чтобы правильно решить вопросы, связанные с надежностью поставки электроэнергии и степенью резервирований, нужно строгое определение режимов. Один из них возникает в период аварии, второй – следует за ним.

Возникновение аварийного режима происходит с нарушением нормального. Оно связано с перебоями в функционировании электросистемы объекта (участков, элементов). Аварийный отличается кратковременностью и считается переходным, длящимся до выключения проблемных звеньев. Он длится, пока не сработает защита: автоматика, реле, телеуправление.

Послеаварийный идет на смену аварийному режиму и возникает после того, как поврежденные звенья отключатся. Его длительность зависит от времени, затрачиваемого на устранение поломок. Он заканчивается с возобновлением нормального режима с обычными рабочими условиями.

Создание должно основываться на условиях, которые позволят ему в течение послеаварийного режима заниматься обеспечением работы главных производственных участков после нужных переключений/подсоединений. Для этого уместно применение средств, возможностей, не используемых при нормальном функционировании электросети (восстановление функциональности при помощи перемычек, связок, в основе которых – вторичное напряжение).

Послеаварийный режим допускает возможность ограничить уровень подаваемой мощности или создать короткие перерывы в снабжении приемников третьей и частично второй категории, пока будут проводиться переключение-пересоединение. Позволяется отступать от нормы степеней отклонений, следя за колеблющимися показаниями напряжений/частот, не выходя за пределы допусков. При этом перегрузка элементов сетей допускается в диапазоне, прописанном в соответствующем нормативном документе.

Если в послеаварийном периоде невозможно полностью сохранить функционирование основных технологических производств, важно ограничить мощности наряду с введением сокращенного производственного графика. Еще один вариант предусматривает поддержку процессов в состоянии горячего резерва. Это предоставит возможность быстро восстановить технологический процесс после возобновления энергоснабжения.

Защита системы энергоснабжения

В защиту входят специальные устройства и технические средства, автоматически отключающие поврежденное звено при перегрузках, коротких замыканиях, перенапряжениях, связанных с атмосферными воздействиями, сверхтоках. К защите предъявляется ряд требований.

Ее эффективность определяется:

  1. Защитоспособностью. Защищенность всего объекта от любых типов повреждений, ненормального режима.
  2. Чувствительностью. Фиксация повреждений должна осуществляться, независимо от рабочих режимов.
  3. Селективностью. Производить отключение коммутационного/коммутационно-защитного аппарата избирательно, в непосредственной близости от места повреждения.
  4. Устойчивостью функционирования. Защита должна надежно срабатывать, если повреждение произошло внутри защищаемого участка, и не реагировать на внешние дефекты.

Прямая защита осуществляется автоматическими воздушными выключателями, предохранителями.

Автоматические воздушные выключатели

Для высоковольтных объектов используется комплект, состоящий из чувствительного коммутационного аппарата и реле. Роль электромеханических, микроэлектронных, микропроцессорных реле – фиксировать появление сверхтоков и подавать команду на перевод силовых контактов выключателя в положение «выключен».

Функции релейной защиты

Электроснабжение часто подвержено воздействию негативных факторов, которые проявляются в перегрузках, коротких замыканиях, превышениях установленных показателей частоты и напряжения. Функции автоматических устройств и реле-защиты – контроль работы всех частей электросистемы, подача команды отключать, переключать, включать нужные элементы. Автоматика отправляет уведомления о сложившейся аварийной ситуации, чтобы оператор мог прекратить ее влияние на рабочий процесс.

Промежуточное реле

Реле – основная часть защиты данного вида. На его входном участке сравнивается совпадение поступающих величин с заданными. Если они не совпадают, на выходе параметры изменяются на нужные или создаются предпосылки к отключению.

Измерительное реле

Виды реле по функциям:

  • промежуточное – передает действия измерительного на выключатели, размножает сигналы других приборов, усиливает, передает;
  • измерительное – имеет высокую чувствительность, коэффициент возврата, сравнивает контролируемую величину с установленной;
  • исполнительное – последнее в схеме, непосредственно управляющее отключением.

Бесперебойная подача электропитания

Для эффективного непрерывного осуществления технологических операционных циклов важно качество электроэнергии. Появление перебоев, помех, скачков в напряжении нарушается технология, сокращается срок службы электрооборудования. Наличие системы бесперебойного питания (СБП) позволяет выполнить замену постоянного источника тока временным, чтобы устранить перебои с электрикой. Подключая приборы и механизмы к автоматизированному оборудованию, можно обеспечить их бесперебойную деятельность.

Системы бесперебойного питания

Бесперебойники реализуются в нескольких схемах. Они бывают феррорезонансными, взаимодействующими с сетью, с переключением, двойным преобразованием электроэнергии. У каждой – свои определенные особенности и сфера использования.

Особенности работы СБП

С их помощью незаметным образом производится подключение резервного электропитания в момент аварии на линии, нарушения снабжения высоковольтными импульсными помехами. Также они отвечают за корректировку частоты.

Каждая промышленная модель аварийного электроснабжения обязана соответствовать повышенным требованиям, ведь ее функция – защищать ряд критически сложных нагрузок. Если они каким-то образом обесточатся, последствия будут непредсказуемыми. СБП должны иметь соответствующую мощность, быть максимально надежными. Благодаря их действию, предотвращаются аварийные ситуации, минимизируются материальные убытки.

Принципы проектирования электроснабжения предприятий

Существует ряд особенностей, влияющих на пути обеспечения электричеством производственных площадок. В процессе создания проекта учитываются основные факторы. За простотой и масштабируемостью стоит отсутствие многоступенчатости, изрядной длины сетей, сложных технологий монтажа. Для нового оборудования необходимо оставлять возможность интеграции.

Проектируя пространство заводских, фабричных цехов, крайне серьезное задание – расположить электрооборудование и трансформаторные подстанции в правильных, наиболее подходящих для этого местах. На каждом участке важно обеспечить установку устройства для распределения электричества. Его нужно разместить вблизи центрального скопления нагрузки. Чтобы не перегружать устройство, нельзя подключать к нему другие приемники электроэнергии.

Бесперебойность технологического процесса. При наличии параллельных технологических потоков сеть монтируется таким образом, чтобы, отключая один ее элемент (при аварии, ремонте), не останавливать работу остальных потоков.

Защита и безопасность - у эксплуатируемого электрооборудования уровень защиты должен соответствовать производственным условиям именно этого, конкретного участка. В Правилах по устройству электроустановок содержатся рекомендации относительно степеней защиты электрооборудования в пространствах с разной средой, классом опасности.

При учете всех критериев перед началом составления проекта значительно увеличатся возможности. Можно будет проводить деятельность, направленную на расширение производства, внедрение современных инноваций, применение новейшего оборудования.

Параметры, определяемые при проектировке системы:

  • электротехническая нагрузка на узлы, энергоприемники, объект в целом;
  • структурные особенности – количество, место распределения ее звеньев, оптимальное напряжение в питающих и распределительных сетях;
  • способ перемещения электроэнергии по сетям;
  • выбор рациональных конструкций электрических установок и оборудования;
  • защитные средства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию.

Значение профессионального составления проекта

Грамотное проектирование предотвратит появление распространенных ошибок и проблем, заключающихся в необоснованном завышении сметы при монтажных работах, создании помех при монтаже инженерных коммуникаций различного назначения. Если детали будут тщательно проработаны, то монтажные «переделки» минимизируются, а все коммуникационные сети будут оптимально интегрированы.

При правильном проектировании существенно оптимизируются расходы, сокращается себестоимость производимых продуктов, обеспечивается бесперебойное, надежное функционирование промышленного предприятия. Проектная работа для промобъектов – одна из важнейших и трудоемких задач, имеющая множество функций.

В сфере промышленности постоянно появляются новые решения, технологии, оборудование. Качество электроэнергии и надежность ее поставки играют все более важную роль в эффективности производства. Решить такие задачи, организовать систему электроснабжения, максимально соответствующую всем требованиям производства и действующих нормативных документов, под силу только профессионалам.

Читайте также
Реконструкция трансформаторных подстанций
17 Августа 2022
Реконструкция трансформаторных подстанций
Существующие трансформаторные подстанции в большинстве построены еще в советское время, поэтому уже достигли своего пика изношенности.
Подробнее navigate_next
Как выбрать светильники для дома
16 Октября 2019
Как выбрать светильники для дома
Чтобы грамотно осветить квартиру, нужно выбрать осветители, учитывая особенности каждой комнаты. Читайте статью: докажем, что это несложно
Подробнее navigate_next
ТОП-7 экскаваторов-погрузчиков
23 Августа 2022
ТОП-7 экскаваторов-погрузчиков
Как выбрать спецтранспорт? На какие характеристики следует обратить внимание? Каким девайсам стоит отдать предпочтение? В этой статье мы сравним разнообразные экскаваторы-погрузчики, пользующиеся популярностью, – и вы непременно найдете ответы на свои вопросы.
Подробнее navigate_next