ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение
в
ысшего
профессионального образования
НОВОУРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра промышленной электроники
.
Курс лекций «Электроснабжение промышленных предприятий»
для специальности 140604 «Электропривод»
очно-заочной формы обучения
Новоуральск 2009
Введение
Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.
На каждом промышленном предприятии имеется ряд потребителей электроэнергии: электродвигатели, лампы освещения, электропечи и т.п. – все они требуют надёжного и бесперебойного электроснабжения.
Источниками электроэнергии являются тепловые, гидравлические, атомные электростанции, которые расположены на некотором расстоянии от потребителей. Доля альтернативных станций в системе электроснабжения, таких как ветровые, солнечные, до сих пор ничтожна мала.
Электрическая энергия от места её выработки передаётся потребителям по электрическим сетям – совокупности линий электропередач и подстанций различного напряжения.
Первая линия электропередачи на 2 кВ была построена в 1882 году в Германии и имела протяжённость 57 км. Сегодняшние линии электропередачи, естественно, несоизмеримо протяжённее и мощнее.
Огромным достоинством российской объединённой энергосистемы, которая берёт начало со знаменитого плана ГОЭЛРО, разработанным в 1920 году, по сравнению с энергосистемами других стран, является то, что энергосистемы разных районов страны объединены в одну энергосистему. Учитывая огромные размеры территории России, её часовую многопоясность, можно значительно сократить суммарную вырабатываемую мощность электростанций, и направлять потоки электроэнергии от мест выработки к потребителям по мере их необходимости.
Наряду с развитием единой энергосистемы при обеспечении энергоснабжения освояемых северных и восточных территорий, всё актуальней встаёт проблема создания местных электросетей и автономных систем электроснабжения.
По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. Созданию таких систем способствует следующее:
выбор и применение рационального числа и мощности трансформаторных подстанций,
использование рациональных напряжений,
рациональное размещение цеховых и главных понизительных подстанций,
совершенствование методики определения электрических нагрузок,
оптимизация систем промышленного электроснабжения.
Рассмотрение и изучение вышеперечисленных вопросов может дать дополнительные средства предприятию, а также является основой курса «Электроснабжение промышленных предприятий».
Лекция №1 Приёмники электрической энергии. Электрические нагрузки.
Цель лекции:
рассмотрение классификации приёмников электроэнергии и их характеристик,
рассмотрение графиков электрических нагрузок предприятия,
определение показателей, характеризующих приёмники электроэнергии
определение расчётной нагрузки.
Понятие о многоступенчатой передаче электроэнергии.
На электростанциях электроэнергию вырабатывают при относительно низких напряжениях: 0,23-0,4 и 3,15-10,5 кВ. При таких напряжениях передавать электроэнергию на большие расстояния невыгодно, поэтому генераторное напряжение повышают до напряжения 35-110-220 кВ и выше и по магистральным линиям электропередачи передают в районы потребления. Там напряжение вновь понижают до 6, 10 кВ и на таком напряжении электроэнергия распределяется между пунктами потребления. Для непосредственного использования в установках потребителя напряжение ещё раз снижают до 220/380 В.
Рис. 1.1 Многоступенчатая схема передачи электроэнергии потребителям.
Т1, Т2 – повышающие трансформаторы, Т3-Т-6 – понижающие трансформаторы, ВЛ – воздушная линия.
Номинальное напряжение является одним из основных параметров, характеризующих конкретную электроустановку. Согласно правил устройства электроустановок все электроустановки делятся на:
установки до 1000 В,
установки свыше 1000 В.
Для электроснабжения предприятий распределительные устройства и установки до 1000 В имеют незначительное значение и используются, как правило, как потребители электроэнергии, поэтому основное внимание в данном курсе уделяется установкам выше 1000 В.
Стандартные напряжения переменного трёхфазного тока (линейные значения) в России являются: 3, 6, 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ (в настоящее время линии 1150 кВ используются на напряжение 750 кВ). Для электроснабжения предприятий напряжение выше 220 кВ применяется редко. Выбор того или иного стандартного напряжения определяет построение всей системы электроснабжения промышленного предприятия. Но естественно, чем крупнее предприятие, тем целесообразней выбирать напряжение высшего уровня.