Электрические сети промышленных предприятий - Схемы распределения энергии в сетях предприятий на 6—10 кВ

2. ХАРАКТЕРНЫЕ СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В СЕТЯХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА НАПРЯЖЕНИИ 6—10 кВ
Электроснабжение промышленных предприятий состоит из трех систем:
системы внешнего электроснабжения высокого напряжения от районных подстанций энергосистемы до главной понизительной подстанции предприятия (ГПП) или до центрального распределительного пункта (ЦРП), от которых питается электроэнергией предприятие. Номинальные напряжения современных внешних сетей электроснабжения 6—10, 20, 35, 110, 150, 330, 500 и 750 кВ;
системы внутреннего электроснабжения (внецеховые сети) — сети высокого напряжения от ГПП и ЦРП до цеховых трансформаторных подстанций на номинальные напряжения 6—10, 20 кВ. На крупных предприятиях иногда прокладывается глубокий ввод, при котором сети внутреннего электроснабжения имеют номинальные напряжения 35, 110 кВ;
внутрицеховых электрических сетей — от цеховых трансформаторных подстанций до силовых и осветительных групповых пунктов и электроприемников на номинальные напряжения 220, 380 и 660 В.
Сети внешнего электроснабжения находятся в ведении районной энергосистемы. Сети внутреннего электроснабжения либо обслуживаются районной энергосистемой, либо находятся в ведении службы главного энергетика предприятия. Внутрицеховые электрические сети находятся в ведении предприятия и обслуживаются отделом главного энергетика и энергетиками цехов.
Схемы внецеховых сетей могут быть радиальные, магистральные и смешанные — радиально-магистральные. Выбор схемы сетей зависит от требований, предъявляемых к степени надежности электроснабжения, а также от взаимного расположения главной понизительной подстанции и цеховых понизительных подстанций предприятия.
Простейшие радиальные схемы показаны на рис. 1. Схема питания однотрансформаторной подстанции без резервирования (рис. 1, а) применяется для электроприемников III категории надежности.

Рис. 1. Простейшие радиальные схемы распределения энергии между цеховыми подстанциями:
а — питание однотрансформаторной ТП одной линией; б —то же двумя ливнями под одним выключателем; в —двумя радиальными линиями от двух источников питания; г — двумя радвальными линиями без РУ 6—10 кВ в ТП; И7, и Wa — линии электропередачи
Схема рис. 1, б допускается для II категории надежности при наличии складского резерва трансформатора. Схема питания подстанции по двум радиальным линиям (рис. 1,в) обеспечивает I категорию надежности. На рис. 1,г показан вариант схемы питания подстанции по I категории надежности без РУ 6 (10) кВ на подстанции.
Если в схеме рис. 1,г секционный автоматический выключатель на сборных шинах 0,4 (0,69) кВ заменить на разъединитель или рубильник, то схема будет отвечать требованиям II категории.
Наиболее распространенные магистральные схемы приведены на рис. 2. Схема рис. 2, с обеспечивает III категорию надежности, а схема рис. 2,6 — I категорию. Для электроснабжения электроприемников II категории может быть применена схема рис. 2, в (кольцевая), о которой в нормальном режиме кольцо разомкнуто между двумя группами подключенных трансформаторных подстанций (ТП).

Рис. 2. Магистральные схемы внутреннего электроснабжения предприятий:
а — одиночная (III категория надежности); б — двойная (1 и II категории надежности); в — кольцевая, разомкнутая (II и III категории надежности); г —двойная, сквозная (I категория надежности); д — кольцевая от двух источников питания; е — двойная, кольцевая без РУ 6—10 кВ в ТП
При повреждении одного из питающих магистральных кабелей или одного из кабелей на перемычках между ТП одна из групп ТП окажется обесточенной на время, требуемое дежурному персоналу (или выездной бригаде) для оперативного переключения в ТП с отключением поврежденного кабельного участка для ремонта. Таким образом, на время ремонта поврежденного участка электроприемники, подключенные ко всем ТП кольцевой схемы (или к группе ТП), перейдут в III категорию надежности. Ремонт поврежденного участка кабельной сети, проложенной в земле, в зимнее время может потребовать до 2—3 сут. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе кольцевой схемы с учетом назначения подключенных к ТП электроприемников.
Не рекомендуется включать в одно кольцо более четырех-пяти ТП во избежание в аварийном режиме длительного отключения отдельных участков кольцевой схемы.
Экономичные по расходу кабельной продукции схемы с двойными сквозными магистралями (рис. 2, б, г, е) рекомендуются для I категории надежности. При применении схем рис. 2,6, е с подключением ТП без РУ 6—10 кВ (глухое подключение) следует иметь в виду, что при повреждениях на отдельных участках этих схем для вывода в ремонт поврежденного участка возникает необходимость вручную отсоединять концы жил поврежденного кабеля у болтового соединения на выключателях нагрузки 6—10 кВ, через которые подключены трансформаторы. В этих условиях требуется строгое соблюдение эксплуатационным персоналом правил техники безопасности по допуску в высоковольтную часть ТП, производству оперативных переключений и ремонтных работ. Наличие в ТП распредустройства 6—10 кВ создает более безопасные условия для эксплуатационного персонала. Это обстоятельство следует учитывать при выборе схемы ТП: с РУ 6—10 кВ или без него в зависимости от квалификации персонала.
Можно обойтись без РУ 6—10 кВ в ТП путем установки блоков высоковольтного транзита (БВТ).
Блок БВТ представляет собой камеру наружной установки в водопыленепроницаемом исполнении, в которой установлен выключатель нагрузки с предохранителями 6—10 кВ или без них. Схема подключения БВТ показана на рис. 3.
Блоки БВТ имеют габариты и массу, увеличенные по сравнению с обычными камерами внутренней установки типа КСО; в них предусмотрены удобный ввод кабеля 6—10 кВ для подключения его к верхним контактам выключателя нагрузки и место для установки разрядника или трансформатора напряжения.
Автоматическое включение резервного питания (A BP) осуществляет быстрый переход питания от отключившегося источника энергии на резервный. На стороне 0,4 кВ АВР выполняют секционные автоматические выключатели (рис. 2, б, е), на стороне 6— 10 кВ — выключатели высокого напряжения (рис. 2, г).
Автоматическое повторное включение (АПВ) осуществляет быстрое восстановление электроснабжения при пропадании напряжения на одной из питающих линий высокого напряжения. На промпредприятиях применяют преимущественно однократное АПВ (одно включение после аварийного отключения). Устройство АПВ имеет выдержку времени 0,2— 0,5 с.

Рис. 3. Подключение блоков БВТ к ТП 6—10 кВ
Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) применяется для предотвращения чрезмерного снижения частоты тока при перегрузке генераторов на питающих сеть электростанциях. Она выполняется с помощью реле контроля частоты тока, дающего сигнал на отключение, и предусматривается только при наличии требования районной энергосистемы в технических условиях на присоединение мощности; АЧР обычно устанавливают на линиях, питающих электроприемники III и частично II категорий надежности.