Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Проектирование электроустановок

Выбор архитектурных деталей сети - Проектирование электроустановок

Оглавление
Проектирование электроустановок
Установленная мощность потребителя
Силовая нагрузка электроустановки
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Эксплуатационные аспекты распределительных сетей ВН
Создание новой подстанции ВН
Защита подстанции ВН
Подстанция потребителя с учетом на НН
Выбор понижающего трансформатора Подстанции потребителя с учетом на НН
Использование оборудования ВН на подстанции потребителя с учетом на НН
Подстанция потребителя с учетом на ВН
Создание распределительных понижающих подстанций
Подключение к низковольтной распределительной сети
Присоединение потребителей к низковольтной распределительной сети
Тарифы и учет электроэнергии потребителей
Выбор архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Характеристики электроустановки
Характеристики оборудования высокого и низкого напряжения
Критерии оценки архитектуры сети
Выбор основных элементов архитектуры сети
Выбор архитектурных деталей сети
Выбор оборудования сети
Оптимизаця архитектуры сети
Глоссарий по сети, ID-Spec
Пример электроснабжения
Системы заземления в системах низкого напряжения
Система установких низкого напряжения
Кабели и шинопроводы низкого напряжения
Внешние воздействия в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Защита от косвенного прикосновения
Автоматическое отключение при двойном КЗ
Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений без автоматического отключения
Защита имущества от ущерба вследствие пробоя изоляции
Система TT
Система TN
Система IT
УЗО

7 Выбор архитектурных деталей
Это второй этап проектирования электроустановки. На этом этапе делается следующий выбор:
Компоновка.
Централизованное или децентрализованное распределение.
Необходимость использования резервных генераторов.
Необходимость использования источников бесперебойного питания (ИБП).
Конфигурация сети низкого напряжения.
Архитектурные комбинации.
7.1 Компоновка
Схема расположения основного оборудования высокого и низкого напряжения на объекте или в здании. Выбор компоновки применяется к результатам этапа 1.
Рекомендации по выбору:
Установка источников питания как можно ближе к центру электрических нагрузок.
Минимизация воздействий, связанных с внешней средой: специальные помещения в здании, если условия в цехе накладывают большие ограничения (температура, вибрации, пыль и т.д.).
Размещение тяжелого оборудования (трансформаторы, генераторы и т.д.) вблизи стен или основных выходов для облегчения техобслуживания.
Пример компоновки приводится на следующей схеме (рис. D12):
Положение центра электрических нагрузок
Рис. D12: Положение центра электрических нагрузок служит ориентиром для размещения источников питания

7.2 Централизованная или децентрализованная (распределенная) компоновка
Централизованная компоновка: ЭП соединяются с источником питания радиальными линиями. Кабели прокладываются между главным распределительным устройством низкого напряжения (ГРЩ) и ЭП или вторичными распределительными устройствами (радиальное распределение) (рис. 013):
Пример централизованной компоновки
Рис. D13: Пример централизованной компоновки
Децентрализованная компоновка - ЭП подключаются к источникам питания через шинопровод. Магистральные и распределительные шинопроводы хорошо подходят при децентрализованной компоновке для питания многих ЭП, которые рассредоточены, что упрощает замену, перемещение или добавление ЭП (рис. D14):
Пример децентрализованной компоновки
Рис. 014: Пример децентрализованной компоновки с шинопроводами
Характеристики централизованной компоновки (см. сводную таблицу на рис. D15):
гибкость установки: отсутствует;
распределение нагрузки: локализованные нагрузки (мощные ЭП ). Характеристики децентрализованной компоновки:
гибкость установки: гибкость во внедрении (перемещение автоматизированных рабочих мест и т.д.);
распределение нагрузки: равномерное распределение ЭП низкой мощности.
Питание по кабелям повышает независимость цепей (освещение, штепсельные розетки, отопление,


*Ориентировочное значение по стандарту EN50160 "Характеристики напряжения, подаваемого через распределительные сети общего пользования".

 

Распределение нагрузки

Гибкость

Локализованные нагрузки

Промежуточное распределение

Равномерное распределение

Отсутствие гибкости

 

 

 

Гибкость

Централизованная

Децентрализованная

в проектировании

 

 

 

Гибкость во внедрении

Централизованная

Децентрализованная

Эксплуатационная гибкость

 

 

 

Рис. D15: Рекомендации по выбору централизованной или децентрализованной компоновки
вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC), двигатели, вспомогательные устройства, охранная система и т.д.), снижая последствия отказа с точки зрения эксплуатационной готовности электроустановки.
Использование шинопроводов позволяет объединять цепи питания нагрузок и экономить на проводке за счет повышения коэффициента ее использования. Выбор между кабелями и шинопроводами по коэффициенту использования позволяет найти экономически оптимальное соотношение между капитальными затратами, затратами на монтаж и эксплуатацию. Эти два способа распределения электроэнергии часто объединяются.
Использование резервных генераторов (рис. D16)
Здесь рассматриваются только резервные генераторы низкого напряжения.
Электроэнергия, подаваемая резервным генератором, вырабатывается синхронным генератором с
приводом от теплового двигателя.
Электроэнергия не может вырабатываться до достижения генератором номинальной скорости. Поэтому этот тип машины не подходит для обеспечения бесперебойного электропитания. В зависимости от способности генератора обеспечить питанием всю установку или только ее часть, возможно полное или частичное резервирование.
Как правило, резервный генератор отсоединен от сети. Поэтому необходима система переключения на такой источник питания.
Генератор может работать постоянно или периодически. Его время резервной работы зависит от количества топлива.
Основные характеристики, учитываемые при внедрении резервного генератора низкого напряжения:
Подсоединение резервного генератора
Рис. 016: Подсоединение резервного генератора
Чувствительность нагрузок к перерывам питания.
Эксплуатационная готовность распределительной сети общего пользования.
Другие ограничения (например: использование генераторов обязательно в больницах или высотных зданиях).
Генераторы могут использоваться для снижения платежей за электроэнергию или комбинированной выработки тепла и электроэнергии. Эти два аспекта не рассматриваются в данном руководстве.
Использование резервного генератора необходимо, если нагрузки не могут отключаться внезапно на неопределенный период времени (приемлемы только длительные перерывы в электроснабжении), или если сеть энергосистемы имеет низкую эксплуатационную готовность.
Число необходимых резервных генераторов определяется по тем же критериям, что и число необходимых трансформаторов, а также с учетом экономических факторов и эксплуатационной готовности (резервирование, пусковая надежность, наличие средств технического обслуживания).
7.3 Использование источников бесперебойного питания (ИБП)
Энергия, необходимая для работы ИБП запасается в аккумуляторной батарее или маховике. Эта система позволяет предотвращать перебои в питании. Время работы ИБП ограничено: от нескольких минут до нескольких часов.
Одновременное использование резервного генератора и блока ИБП служит для постоянного питания нагрузок, для которых перебои в питании недопустимы (рис. D17). Время работы батареи или маховика должно быть сопоставимо с максимальным временем запуска генератора. Блок ИБП служит также для питания нагрузок, чувствительных к помехам (генерация «чистого» напряжения независимо от сети).
Основные характеристики, учитываемые при внедрении блока ИБП:
Чувствительность нагрузок к перерывам питания.
Чувствительность цепей к помехам.
Конфигурация с радиальной линией
Рис. D18: Конфигурация с радиальной линией
Двухполюсная конфигурация
Рис. D19: Двухполюсная конфигурация
Двухполюсная конфигурация с двумя ГРЩ
Рис. D20: Двухполюсная конфигурация с двумя ГРЩ и перемычкой NO
Использование блока ИБП необходимо только в случае недопустимости перебоев в питании.

Рис. D17: Пример подсоединения ИБП
7.4 Конфигурация цепей низкого напряжения
Основные возможные конфигурации (см. рис. D18 - D25):
Конфигурация с радиальной линией: это исходная и наиболее простая конфигурация. Нагрузка подсоединяется только к одному источнику. Такая конфигурация обеспечивает минимальный уровень эксплуатационной готовности, так как отсутствует резервирование на случай отказа источника питания.
Двухполюсная конфигурация: питание обеспечивается через 2 трансформатора, подсоединенные к одной линии среднего напряжения. В случае близко расположенных трансформаторов они подсоединяются, как правило, параллельно к одному распределительному устройству высокого напряжения.
Вариант: двухполюсная конфигурация с перемычкой. Чтобы повысить эксплуатационную готовность на случай отказа одного ввода или проведения техобслуживания одного из трансформаторов, можно разделить главный распределительный щит (ГРЩ) на 2 секции с использованием перемычки с нормально открытым (NO) секционным выключателем. Как правило, такая конфигурация требует использования устройства автоматического включения резерва (АВР) на секционном выключателе.
Разъединяемое распределительное устройство (простое разъединяемое соединение): ряд неответственных ЭП может подсоединяться к специальному распределительному устройству, получающему питание от ГРЩ. Соединение с ГРЩ может при необходимости отключаться (перегрузка, работа генератора и т.д.).
Взаимосвязанные распределительные устройства: если трансформаторы физически удалены друг от друга, они могут соединяться с помощью шинопроводов. Ответственная нагрузка может запитываться одним или другим трансформатором. Поэтому эксплуатационная готовность повышается, поскольку нагрузка может быть всегда запитана в случае отказа одного из источников. Резервирование может быть:
полным: каждый трансформатор способен питать всю установку;
частичным: каждый трансформатор способен питать только часть установки. В этом случае часть нагрузок должна отключаться (сброс нагрузки) при отказе одного из трансформаторов.
Кольцевая конфигурация: эта конфигурация может рассматриваться в качестве расширения конфигурации с соединением между распределительными устройствами. Как правило, четыре трансформатора, подсоединенные к одной линии среднего напряжения, питают кольцевую сеть, образованную шинопроводами. Каждая нагрузка питается несколькими трансформаторами. Такая конфигурация хорошо подходит для установок с высокой плотностью нагрузки (кВА/м2). Если все нагрузки могут запитываться через 3 трансформатора, обеспечивается полное резервирование
на случай отказа одного из трансформаторов. Фактически, каждый шинопровод может может получать питание с двух сторон. В ином случае необходимо учитывать ухудшение работы (с частичным сбросом нагрузки). Эта конфигурация требует разработки специальной селективной защиты при всех режимах короткого замыкания.
Питание по двум вводам: эта конфигурация реализуется при необходимости обеспечения максимальной эксплуатационной готовности. Она включает в себя 2 независимых источника питания, например:
2 трансформатора, питаемые от разных линий высокого напряжения;
1 трансформатор и 1 генератор;
1 трансформатор и 1 ИБП.
Устройство АВР используется для предотвращения параллельного подключения источников. Эта конфигурация обеспечивает проведение профилактического техобслуживания всей распределительной электросистемы на стороне питания без остановки производства.
Комбинации конфигураций: установка может состоять из нескольких блоков с разной конфигурацией в соответствии с требованиями по обеспечению эксплуатационной готовности для разных типов нагрузки. Например: генератор и ИБП, выбор по секциям (некоторые секции
Разъединяемое распределительное устройство
Рис. D21: Разъединяемое распределительное устройство

Рис. D22.
Кольцевая конфигурация
Рис. D23: Кольцевая конфигурация
с питанием через кабели, а другие - через шинопроводы).
Конфигурация с двумя вводами и устройством АВР
Рис. D24: Конфигурация с двумя вводами и устройством АВР


Рис. D25: Пример комбинации конфигураций
1 Радиальная линия, 2 Соединение распределительных устройств, 3 С двумя вводами

Наиболее вероятный и обычный набор характеристик для различных возможных конфигураций приводится в следующей таблице:


Учитываемая характеристика

Конфигурация

Радиальная

Двух-
полюсная

Сбрасываемая нагрузка

Взаимо-
связанные распред. устройства

Кольцевая

С двумя вводами

Топология объекта

Любая

Любая

Любая

Уровень 1 5- 25000 м2

Уровень 1 5-25000 м2

Любая

Компоновка

Любая

Любая

Любая

Средняя или высокая

Средняя или высокая

Любая

Ремонто-
пригодность

Минимальный уровень

Стан-
дартный уровень

Мини-
мальный уровень

Стандартный уровень

Стандартный уровень

Улучшенный уровень

Потребляемая мощность

< 2500 кВА

Любая

Любая

>1250 кВА

> 2500 кВА

Любая

Распределение нагрузки

Локали-
зованные нагрузки

Локали-
зованные нагрузки

Локали-
зованные нагрузки

Среднее
или равномерное распределение

Равномерное распре-
деление

Локали-
зованные нагрузки

Чувствительность к перерывам питания

Длительные перерывы

Длительные перерывы

Сброс

Длительные перерывы

Длительные перерывы

Короткие перерывы или отсутствие перерывов

Чувствительность к помехам

Низкая

Высокая

Низкая

Высокая

Высокая

Высокая

Другие ограничения

/

/

/

/

/

Двустороннее питание нагрузок



 
« Приемка зданий и сооружений под монтаж электрооборудования   Разъединители, отделители, короткозамыкатели »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.