Электрические системы и сети

montazh_elektricheskih_setei

Системы электроснабжения

Источником электроэнергии для промышленности, строительства, сельского хозяйства и бытовых нужд яляются электрические станции: гидравлические (ГЭС), использующие энергию падающей воды, тепловые районные (ГРЭС), теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и атомные электростанции (АЭС). Передача электрической энергии к потребителям на большие расстояния осуществляется воздушными линиями электропередачи (ВЛ).

Передавать электроэнергию выгодно при высоком напряжении, так как главным показателем, характеризующим потребление электроэнергии, является полная мощность S, которая при трехфазной системе электропередачи определяется равенством 5 = УЗП/, где U — напряжение между фазными проводами линии, В; I — ток, А. Из приведенного равенства видно, что, увеличивая напряжение, можно передавать по линии одну и ту же мощность при меньших значениях тока. В этом случае резко сокращается необходимое сечение проводов, а следовательно, и расход цветного металла для линий электропередачи.
Обычно напряжение, при котором вырабатывается электроэнергия на электрических станциях, напряжение электропередачи и напряжение потребителей различаются по своему значению (например, одно из стандартных значений напряжения генераторов 10,5 кВ; напряжения электропередачи 6; 10; 35; ПО; 220; 500 кВ; напряжения потребителей электроэнергии 6 и 10 кВ; 127; 220 и 380 В).

Для преобразования электрической энергии одного напряжения в другое служат трансформаторные подстанции (ТП). Трансформаторы, преобразующие низшее напряжение в более высокое, называются повышающими трансформаторами, и наоборот — понижающими.

Совокупность электрических станций, электрических сетей, образованных воздушными линиями электропередачи, и трансформаторных подстанций составляет электрическую систему электросистему. Энергосистемой называется такая система, в которой помимо электрической вырабатывается и распределяется также тепловая энергия.

Электросистемам, как правило, придается замкнутая форма, что обеспечивает бесперебойность и надежность электроснабжения потребителей. Для передачи электроэнергии и питания электроприемников используют напряжения следующих стандартных значений: для освещения — 12; 24; 36; 127; 220 В; электродвигателей—127; 220; 380; электросварочных работ —220 и 380 линии передачи электроэнергии — 127; 220; 380 В. Для электродвигателей и распределительных сетей передачи электроэнергии — 3, 6, 10 кВ; магистральных линий электропередачи — 20, 35, ПО, 220, 500 кВ и выше.

Электроснабжающие организации должны обеспечивать подачу электроэнергии необходимого качества. Качество электроэнергии характеризуется бесперебойностью ее подачи, постоянством частоты переменного тока, стабильностью напряжения, отклонение которого от номинального значения не должно превышать заданной величины.

Все потребители электроэнергии по степени бесперебойности электроснабжения разделяются на три категории:

  1. Не допускает перерывов в электроснабжении на время, большее чем требуется для автоматического ввода в работу резервного питания; электроснабжение таких потребителей должно обеспечиваться от двух независимых источников питания.
  2. Допускает перерыв электроснабжения на время, необходимое для оперативного переключения электроприемников действиями персонала.
  3. Допускает перерыв питания на время, необходимое для производства работ длительностью не более суток. Земснаряды и другие установки гидромеханизации, за исключением особо оговоренных случаев, относятся к третьей категории потребителей.

Сети электроснабжения бывают внешними и внутренними. К сетям внешнего электроснабжения относятся линии, питающие главную понижающую подстанцию от элсктросистемы, внутреннего — линии распределения электроэнергии внутри данного производственного либо строительного объекта и прочих групп потребителей.

Электроснабжение участка гидромеханизированных работ

Земснаряды и другие средства гидромеханизированного производства, как правило, питаются электроэнергией от линий внешнего электроснабжения па напряжении 35 кВ. На понижающей трансформаторной подстанции это напряжение преобразуется па 6 кВ, являющееся рабочим напряжением земснарядов и крупных насосов. Используют также сети внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ с понижающими подстанциями 110/6 кВ.

Рассмотрим типичную для гидромехапизированпого производства схему электроснабжения. В обводненном карьере работает плавучий земснаряд. Гидравлический транспорт грунта осуществляется по трубам через перекачивающую грунтонасосную станцию ПГС на сооружаемую насыпь. От трансформаторной подстанции ТП 35/6 кВ электроэнергия по ВЛ 6 кВ передается через подключительный пункт ПП и гибкий кабель на земснаряд. Далее по ВЛ 6 кВ энергия поступает на перекачивающую грунтонасосную станцию ПГС, где, кроме того, к линии подключена понижающая трансформаторная подстанция ТП 6/0,4 кВ для электроприемников, работающих на напряжении 380 и 220 В. Проходя далее, ВЛ 6 кВ питает трансформаторную подстанцию ТП 6/0,4 кВ у основания насыпи, где энергия преобразуется на напряжение
380/220 В для освещения намывных работ и для электрифицированных кранов, используемых при укладке намывных труб.

Для электроснабжения потребителей большой мощности часто используют глубокие вводы. Глубоким вводом называется система электроснабжения, в которой понижающая подстанция с высшим напряжением внешней сети приближена к электропотребителю. Глубокие вводы экономически целесообразны с точки зрения потерь в системах электроснабжения и сокращения расхода цветных металлов при сооружении линий электропередачи.