Izbor glavnih parametara i elemenata sustava napajanja industrijskih poduzeća

Opskrba električnom energijom je opskrba potrošača električnom energijom, a elektroenergetski sustav je skup električnih instalacija namijenjenih opskrbi potrošača električnom energijom. Sustav napajanja može se definirati i kao skup međusobno povezanih električnih instalacija koje opskrbljuju regiju, grad, poduzeće (organizaciju).

Svrha stvaranja sustava napajanja — osigurati potrošačima električnu energiju odgovarajuće kvalitete s prihvatljivim pokazateljima pouzdanosti.

Izbor načina prehrane i točaka unosa energije

Opskrba industrijskih poduzeća s instaliranom snagom potrošača energije od 5 do 75 mW preko jedne prihvatne točke preporuča se provesti s kompaktnim rasporedom potrošača, a preko dvije prihvatne točke - ako postoje dvije relativno snažne i odvojene skupine potrošača na objektu.

Kada je napon opskrbne mreže različit od napona distribucijske mreže, kao prihvatna točka uzima se glavna snizna trafostanica (GPP). Na istom naponu mreže predviđeno je središnje razvodno mjesto (CRP) kao prihvatno mjesto.

Za napajanje malih poduzeća s instaliranom snagom električnih prijamnika do 10 mW dovoljno je osigurati jednu razvodnu točku u kombinaciji s jednom od trafostanica. U svim slučajevima preporuča se napajanje prijemnih točaka metodom dubokog umetanja, broj ulaza (u prisutnosti električnih prijemnika prve kategorije) treba biti najmanje dva.

Za napajanje industrijskih poduzeća, GPP i radionica trafostanice TP s najjednostavnijim blok shemama bez sabirnica i sklopki za primarni napon. Iznimka od pravila su TP u kombinaciji s RP, za koje su na primarnom naponu predviđene jedna ili dvije dionice sabirnice s automatskim rezervnim ulazom (ATS) za prihvat i distribuciju električne energije pri napajanju električnih potrošača prve i druge kategorije ili bez ATS kada napajanje električnih prijamnika treće kategorije.

Za više informacija o kategorijama industrijskih prijamnika u smislu pouzdanosti napajanja, pogledajte ovdje: Prijemnici električne energije

U distribucijskim i distribucijskim trafostanicama u zatvorenom prostoru 6-10 kV, uključujući i za napajanje električnih potrošača prve kategorije, koristi se jedan sustav sabirnice. Za kontinuirano napajanje potrošača električne energije prve i druge kategorije predviđeno je sekcioniranje i automatska redundancija.

Prebacivanje spojeva male i srednje snage na naponu od 6-10 kV provodi se pomoću prekidača opterećenja zajedno s osiguračima za napajanje ili bez njih unutar parametara nominalnog načina rada i načina kratkog spoja. Ugradnja prekidača na ulazima i dionicama 6-10 kV predviđena je za automatske prijenosne sklopke, kao i za velike trafostanice kapaciteta 5000-10 000 kVA i više s brojem izlaznih vodova 15-20 ili više. U ostalim slučajevima rastavljači ili rastavljači opterećenja postavljaju se na ulaze, a rastavljači na dionice.

Izbor napona

Kada napon opskrbnih vodova nije veći od 10 kV, pretpostavlja se da je napon lokalnih mreža jednak naponu izvora napajanja.Prilikom primanja energije iz izvora napajanja s dva ili više napona ili projektiranja poduzeća s više velikih snaga, koje zahtijevaju proširenje postojećih regionalnih trafostanica ili elektrana, naponi vodova odabiru se na temelju tehničkih i ekonomskih proračuna.

U industrijskim poduzećima najčešći naponi (kV):

• za napojne vodove 110, 35, 10 i 6,

• za distribucijske mreže 10, 6 i 0,4 / 0,23.

Do sada se za široku upotrebu u svim slučajevima preporučuje napon od 10 kV, posebno kada u postrojenju ima malo motora od 6 kV. U ovom slučaju, 6 kV motori su spojeni na 10 kV mrežu preko 10/6 kV međupretvornih transformatora.

Glavni napon za napajanje i rasvjetu električnih prijamnika industrije je 0,4 / 0,23 kV.

Vidi također: Izbor broja i snage transformatora

Izbor shema distribucije električne energije za napon 6 — 10 kV

Ovaj izbor ovisi o teritorijalnom rasporedu opterećenja, njihovoj veličini, kao i potrebnom stupnju pouzdanosti napajanja.

U praksi projektiranja opskrbe električnom energijom industrijskih poduzeća koriste se sheme radijalne i magistralne distribucije energije, ali potonje se ne koriste dovoljno i ne u punoj mjeri.

Radijalne sheme preporučuju se u sljedećim slučajevima:

• jednostupanjski s jednim radijalnim vodom - za napajanje izoliranih velikih koncentriranih opterećenja (npr. 1000 kW sinkroni motori za pogon glodalica u drvnoj industriji) i opterećenja postavljenih u različitim smjerovima od izvora energije,

• dvostupanjski s dva radijalna voda — za napajanje preko RP radioničkih podstanica i motora s naponima iznad 1000 V (na primjer, RP u glavnoj zgradi radionice).

Kada su transformatorske stanice povoljne za pravocrtni prolaz električne mreže (bez povratnih prolaza, dugih obilaznica zgrada itd.), za napajanje jednotransformatorskih trafostanica s potrošačima energije treće kategorije koriste se pojedinačne mreže bez rezerve.

Ako u ovim trafostanicama postoji 15-30% opterećenja prve i druge kategorije, napajanje susjednih jednotransformatorskih trafostanica iz različitih pojedinačnih autocesta koristi se za međusobnu podršku kratkospojnika s naponom do 1000 V.

Dvostruki end-to-end krugovi s jednosmjernim napajanjem koriste se za napajanje trafostanica s dva dijela sabirnica i trafostanica bez dva transformatora s prijemnicima energije, uglavnom prve i druge kategorije.Broj transformatora napona do 10 kV priključenih na jedan glavni vod treba uzeti 2 - 3 s njihovom snagom od 1000 - 2500 kVA i 3 - 4 niže snage.

Tipične sheme napajanja industrijskih poduzeća

Racionalno implementirana shema napajanja treba osigurati:

• prijem i distribucija električne energije prema rasporedu opterećenja kupaca električne energije,

• potreban stupanj pouzdanosti napajanja,

• mogućnost povećanja opterećenja tijekom proširenja i rekonstrukcije poduzeća,

• učinkovitost, udobnost i sigurnost na radu,

• odgovarajuću naponsku razinu potrošača.

Razvoj sheme napajanja trebao bi se temeljiti na sljedećim podacima:

• električna opterećenja, naponi i kategorije potrošača električne energije potrošača električne energije,

• teritorijalni raspored opterećenja i velikih primatelja električne energije prema glavnom planu, broj i kapacitet trafostanica,

• karakteristike izvora napajanja,

• tehničke specifikacije elektroenergetskog sustava,

• Zahtjevi za hitni način rada.

Prilikom izrade sheme napajanja potrebno je uzeti u obzir:

• preporuke za odabir parametara i elemenata strujnog kruga,

• potrebno ograničenje struja kratkog spoja, kao i uvjete za izvođenje jednostavne i pouzdane relejne zaštite, automatike i daljinskog upravljanja,

• opteretivost transformatora i kabela, kao i stupanj redundancije u tehnološkom dijelu,

• izglede za razvoj poduzeća u sljedećih 10 godina.

Sheme uzimaju u obzir specifičnosti industrije.Oni moraju jamčiti učinkovitost i pouzdanost opskrbe električnom energijom poduzeća.

Primjeri shema jednolinijskog napajanja za industrijska poduzeća na naponu od 6 - 10 kV prikazani su u nastavku.

Sheme napajanja za industrijska poduzeća na naponu 6-10 kV

Riža. 1. Shema napajanja na distribucijskoj mreži napona 6 kV. Kategorija odgovornosti potrošača električne energije: 1 — prva i druga, 2 — treća, 3 — druga i treća

Dijagram napajanja prikazan na sl. 1, preporuča se koristiti u poduzećima srednje veličine (instalirane snage od 5 do 75 MW), koja uključuju instalacije i radionice s elektromotorima od 10 kV, čije je opterećenje oko 50% opterećenja poduzeća, s mogućnošću izravnog napajanja istih naponom 10 kV (vlastiti GPP, vanjski izvori napajanja naponom 10 kV).

Riža. 2. Shema napajanja na distribucijskoj mreži napona 10 kV

Dijagram napajanja prikazan na sl. 2, u ovoj fazi preporučljivo je primijeniti ga u istim poduzećima ako je ukupno opterećenje od 10 kV od elektromotora radionica i instalacija znatno manje od 50% opterećenja poduzeća.

Krugovi napajanja s razdvojenim namotima transformatora nisu uzeti u obzir, budući da je snaga transformatora ugrađenih u plinske prijenosne instalacije industrijskih poduzeća obično ispod 25 MBA, tj. snaga transformatora proizvedenih s razdvojenim namotima. U ovim shemama prednost se daje glavnim shemama napajanja TP-a kao najekonomičnijim.

Dijagrami napajanja na sl. 1 i 2 su generalizacije, stoga u određenim slučajevima mogu nedostajati elementi strujnog kruga (uglavnom povezani s motorima od 6 kV).

Vidi također o ovoj temi: Sheme za unutarnje napajanje poduzeća za 6 - 10 i 35 - 110 kV i Tipične sheme napajanja za poduzeća