Характеристики приемников и потребителей электроэнергии: режимы работы, степени бесперебойности, удельный расход электроэнергии.

Характеристики и особенности систем электроснабжения.

Более 70% эл энергии потребляется предприятиями

Эл. снабжение - обеспечение эл. энергией потребителя

Передача эл энергии от эл станций потребителям производится энергитическими системами объединенных в несколько эл. станций

Савокупность установок по выработке распределению и потреблению эл. энергии и теплоты связанные меж. собой электрическими и тепловыми сетями называют энергитической системой

Распред устройства(РУ), ЛЭП, и приемники эл. энергии называют СИСТЕМОЙ эл. снабжения

Потребители - это предприятия, организациитерриториально обособленный цех, строй площадка, квартира, у которых приемники эл. энергии присоединены к эл сети и использ эл. энергию

Осн. потребители эл энергии :промышленность, СХ, коммунальное х-во, городов и поселков

Приемником эл. энергии называют устро-во, а именно аппарат, агрегат, установку механизмов в кот происходит преобразование эл энергии в др вид энергии или энергию, но с другими параметрами для ее использвания

СЭС и ЭУ потребителей энергии характеризуются номинальным напряжением и родом тока.

по напряжению потребители делятся на:

1)эл. приемники и эл установки U до 1000В

2)эл установки выше 1000В

это различие связано с различем в типах и конструкции аппаратов а т.ж с различием в условиях безопасности

Структура и принципы построения систем электроснабжении.

3. Источники питания и пункты приема электроэнергии.

ГЭС, ТЭС, АЭС, ТЭЦ

4.

Характеристики приемников и потребителей электроэнергии: режимы работы, степени бесперебойности, удельный расход электроэнергии.

1.1 Характеристика по режиму работы приёмников Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электрической энергии потребляется промышленными предприятиями. Приёмники данного металлообрабатывающего предприятия можно разделить на группы: - Приёмники трёхфазного тока напряжением до 1000 В.частотой 50 Гц. - Приёмники однофазного тока напряжением до 1000 В.частотой 50 Гц. - Приёмники постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и подстанций. Приёмники цехов могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки. 1. Приёмники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой. 2.Приёмники, работающие в режиме повторно – кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно – кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения и длительностью цикла.  

1.2 Характеристика потребителей по степени бесперебойности электроснабжения С точки зрения обеспечения надёжного и бесперебойного питания, преемники электрической энергии делятся на три категории. К 1 категории относят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприёмники должны обеспечиваться электропитанием от 2 и более источников, причём перерыв в электроснабжении допускается на время АВР 1 – 2 сек. Во 2 категорию входят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Для приёмников перерыв питания допускается на время необходимое для включения резерва, но не более 1 – 2ч. К 3 категории относят все остальные электроприёмники, не подходящие под определение к 1 и 2 категорий. Это главным образом различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цеха несерийного производства. Перерыв на всё время ремонта, но не более чем на 1 сутки. 

Удельный расход электроэнергии – показатель, который определяется как величина отношения общего количества электроэнергии к количеству произведённой годной продукции данного вида. Используется для определения расчётной нагрузки на различных стадиях проектирования, при технико – экономическом сравнении предлагаемых вариантов и при выполнении предварительных ориентировочных расчётах.

Pр = ( Эуд * Nсм ) / Tсм;

Где: Pр – величина расчётной нагрузки кВт*ч;

Эуд – удельный расход на единицу продукции кВт*ч;

Nсм – производительность агрегата за смену;

Tсм – продолжительность смены ч.

6. Структурные схемы передачи электроэнергии.

На рисунке ниже показана структурная схема электроснабжения города. Генераторы ГРЭС вырабатывают электроэнергию напряжением 6, 10 или 20 кВ. При таком напряжении передавать электроэнергию на большое расстояние (более 4 — 6 км) неэкономично. Поэтому в целях уменьшения потерь мощности в линиях передачу электроэнергии на большие расстояния производят при повышенном напряжении, для чего на электростанциях имеются повышающие силовые трансформаторы Тр1, которые повышают напряжение до расчетного (35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ). На электрических понижающих подстанциях, расположенных в черте города, напряжение понижается до 6 — 10 кВ. Понижающая подстанция обычно состоит из открытой части напряжением 110 — 220 кВ и закрытой части, в которой имеется распределительное устройство напряжением 6 — 10 кВ.

Структурная схема электроснабжения города:
ЭС — государственная районная электростанция (ГРЭС),
Тр1 — повышающий трансформатор при ГРЭС,
Тр2 — понижающий трансформатор центра питания,
ТрЗ — понижающий трансформатор в ТП, ВЛ — воздушная линия напряжением 35 — 750 кВ,
РУ — распределительное устройство 6 — 10 кВ понижающей подстанции (центра питания),
ПКЛ — питающая кабельная линия, РП — распределительный пункт,
РКЛ — распределительная кабельная линия, ТП — трансформаторная подстанция,
КЛ — кабельная линия напряжением 0,4 кВ,
ВРУ — вводно-распределительное устройство в жилом доме,
ГПП — главная понижающая подстанция завода,
ЩУ — щитовое устройство напряжением 0,4 кВ в цехе завода

Центр питания (ЦП) представляет собой распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы, имеющей устройство для регулирования напряжения, к которому присоединены электрические сети данного района.

В последнее время для снижения стоимости строительства понижающих подстанций распределительные устройства напряжением 6 — 10 кВ также монтируют на открытом воздухе; выполняют их в виде группы закрытых металлических шкафов комплектных распределительных устройств для наружной установки (КРУН). Силовые трансформаторы устанавливают в открытой части подстанции. Для передачи электроэнергии потребителям от РУ напряжением 6 — 10 кВ понижающей подстанции в разные точки города отходят линии. В большинстве случаев это кабельные линии, прокладываемые при выходе с подстанции в кабельных туннелях и далее в земле, а в больших городах — в городских коллекторах. Высоковольтные воздушные линии в черте городов постепенно заменяют кабельными, так как они нарушают архитектурный ансамбль и мешают развитию городского транспорта.

Как видно из рисунка, кабельная линия от ЦП проложена в распределительный пункт РП. Эта линия, не имеющая распределения электроэнергии по ее длине от ЦП до РП, называется питающей кабельной линией.

Распределительный пункт — это распределительное устройство 6 — 20 кВ, предназначенное для приема по питающим линиям электроэнергии от ЦП и передачи ее в распределительную сеть. В.распределительный пункт входят сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, устройства защиты, автоматики и телемеханики, а также измерительные приборы. Распределительный пункт может быть совмещен с трансформаторной подстанцией, обслуживающей расположенных вблизи потребителей. Из распределительного пункта по разным направлениям отходят кабельные линии РКЛ, питающие ряд трансформаторных подстанций ТП и называемые распределительными.

Трансформаторная подстанция, представляющая собой электроустановку, в которой электроэнергия трансформируется с высшего напряжения 6 — 20 кВ на низшее (до 1000В) и распределяется на этом напряжении, состоит из силовых трансформаторов, распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В, устройств управления и вспомогательных сооружений.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) состоит из трансформаторов, распределительного (или вводного) устройства 6 — 10 кВ, распределительного устройства 0,4 кВ, токопроводов между ними, поставляемых в собранном или подготовленном для сбора виде. Открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на высоких конструкциях или опорах линий электропередачи, называется столбовой или мачтовой (МТП).

От трансформаторных подстанций непосредственно к потребителям отходят воздушные линии или распределительные кабели КЛ напряжением до 1000 В, проложенные к вводно- распределительным устройствам (вводам) ВРУ или распределительным щитам, находящимся в зданиях потребителей. От вводов или распределительных щитов в домах проложены магистрали (стояки), от которых в свою очередь отходят линии распределительной сети по квартирам.

Питающие кабельные линии могут быть проложены от ЦП не только в РП, где нет трансформаторов, но и в главные понижающие подстанции заводов (ГПП), где электроэнергия распределяется по распределительным кабельным линиям и преобразуется с помощью силовых трансформаторов в электроэнергию напряжением до 1000 В. В этом случае на ГПП устанавливают силовые трансформаторы и распределительный щит напряжением до 1000 В, от которого электроэнергия шинопроводами или проводами, проложенными на эстакадах или лотках, либо по кабельным линиям передается непосредственно в цехи и далее к электроприемникам. Городская электрическая сеть включает расположенные на территории данного города электроустановки, служащие для электроснабжения токоприемников и представляющие собой совокупность питающих линий от ЦП, РП и ТП, распределительных линий напряжением 6 — 10 кВ и до 1000 В и вводных устройств у потребителей.

Для организации обслуживания городских электрических сетей в зависимости от их протяженности и сложности, а также числа подстанций в электрической системе созданы один или несколько сетевых районов, а в крупных городах — управления электросетями города, подчиняющиеся непосредственно соответствующей энергосистеме.

Персонал, обслуживающий городские электросети, должен обеспечить:

· • надежное и бесперебойное снабжение электроэнергией потребителей;

· • исправное состояние всего сетевого оборудования, сооружений и линий;

· • качественную и экономичную передачу электроэнергии, т. е. подачу нормального напряжения потребителям с наименьшими потерями и материальными затратами.

7. Режимы работы систем электроснабжения.

8. Графики нагрузок промышленных потребителей электроэнергии и формирование графиков нагрузок электроэнергетических систем.

Графики нагрузки характеризуют режим потребителя

Графики нагрузки используют для анализа работы электроустановок, для проектирования системы электроснабжения, для составления прогнозов электропотребления, планирования ремонтов оборудования, а также в процессе эксплуатации для ведения нормального режима работы.

Графиком нагрузки называется привал изменения тока, активной или полной мощности во времени потребляемой в процессе производства. При расчете удобнее пользоваться графиком активной нагрузки.

График нагрузки дает наглядное представление общего потребления мощности в течении заданного времени

По оси ординат откладывают актив или реактив. нагрузки, а по оси абцисс - время действия нагрузок.

индивидуальные графики нагрузок могут быть построены вольтметрами.

9. Коэффициенты, характеризующие графики нагрузок.

Cреднюю активную нагрузку за сутки (кВт):

Рсут = Wсут/24,

Средниюю активную нагрузку за наиболее загруженную смену (кВт):

Рсм = Wcм/8,

Коэффициент использования номинальной мощности Рн за наиболее загруженную смену:

Ки = Рсм/Рн,

Коэффициент мощности в период максимума:

Cредневзвешенный коэффициент мощности за наиболее загруженную смену

Коэффициент заполнения суточного графика активной и реактивной нагрузки:

Кн.а = Wсут /P'м24, Кн.р = Vсут /Q'м24

Коэффициент максимума активной нагрузки за наиболее загруженную смену:

Км = Рм/Рсм