Бкрп

Ссылки по теме

• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
  / Нормативный документ от 9 февраля 2007 г. в 02:14
• Библия электрика
  / Нормативный документ от 14 января 2014 г. в 12:32
• Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Том 10 
  / Нормативный документ от 2 марта 2009 г. в 18:12
• Кабышев А.В., Тарасов Е.В. Низковольтные автоматические выключатели
  / Нормативный документ от 1 октября 2019 г. в 09:22
• Правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
  / Нормативный документ от 30 апреля 2008 г. в 15:00
• Князевский Б.А. Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок
  / Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 12:36
• Маньков В.Д. Заграничный С.Ф. Защитное заземление и зануление электроустановок
  / Нормативный документ от 27 марта 2020 г. в 09:05

Классификации электрооборудования промышленных предприятий

Помимо основных категорий можно также разделить электрооборудование промышленных предприятий на типы.

Самым распространенным оборудованием на любом предприятии является станок. Станок представляет собой мощную машину, которая работает от электросети и используется для обработки каких-либо поверхностей, в частности, дерева, металла или пластика.

Станки для обработки металла могут быть токарные, фрезеровочные, шлифовальные, заточные, долбежные, зубообрабатывающие и сверлильные.

Отдельной категорией выделяются станки для прессования, к ним относятся молоты, ножницы, механические и гидравлические прессы, ковочные машины, автоматические линии, кузнечные и гибочные машины.

Среди самых современных видов оборудования особой популярностью пользуются станки для обработки газом и пламенем, машины для нанесения металлопокрытий, машины для газотермического напыления и гибкие роботы.

Промышленное оборудование представлено не только станками, оно классифицируется по самым разным признакам.

В частности, в зависимости от особенностей конструкции все электрооборудование можно разделить на две категории:

• Состоящее из технологических и энергетических элементов, например, доменные и шахтные станки, гидравлическое оборудование, трансформаторы, машины для погрузки и разгрузки.
• Состоящее из инженерных устройств – лифты, системы коммуникации, эскалаторы, механизмы распределения электроэнергии.

В зависимости от типа транспортировки машины и механизмы можно разделить на габаритные и малогабаритные.

В зависимости от метода воздействия на производственный процесс оборудование бывает термическое, химическое и механическое. Электрооборудование промышленных предприятий относится к механическому типу.

Ознакомиться с полным ассортиментом электрооборудования можно на специализированных регулярных выставках, таких как «Электро», проходящих ежегодно.

При выборе нового оборудования для цехов и различных производственных помещений, необходимо выбирать только качественные товары от ведущих производителей.

Внимание следует обратить на такие параметры, как мощность, производительность, тип тока, на котором работает оборудование (обычно все машины работают на переменном токе), а также простота эксплуатации и безопасность. Больше о современном электрооборудовании промышленных предприятий можно узнать на ежегодной выставке «Электро»

Больше о современном электрооборудовании промышленных предприятий можно узнать на ежегодной выставке «Электро»

Энергосбережение на промышленных предприятияхЭнергоэффективность и энергосбережение на предприятииSmart Grid

Нагревать воздух? Увольте!

Итак, если воспользоваться формулой активной мощности, то получится следующее:

P = U x I, где:U – напряжение, измеряемое в Вольтах;I – ток, измеряемый в Амперах;P – мощность, измеряемая в Ваттах или Вольт-амперах.

Но есть и еще одна формула, описывающая упоминавшийся уже закон Джоуля-Ленца, согласно которой тепловая мощность, выделяемая при прохождении тока, равна квадрату его величины, умноженной на сопротивление проводника. Нагревать окружающий линию электропередачи воздух — значит, зря расходовать энергию. А уменьшить эти потери можно теоретически двумя способами. Первый из них предполагает уменьшение сопротивления, то есть утолщение проводов. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление, и наоборот. Но расходовать металл зря тоже не хочется, он дорогой, медь все-таки. К тому же двойной расход материала проводника приведет не только к удорожанию, но и к утяжелению, что, в свою очередь, повлечет увеличение трудоемкости монтажа высотных линий. И опоры потребуются более мощные. А потери снизятся только вдвое.

Устройство электроподстанций

Подстанцию можно упрощенно представить в образе комплекса, выполняющего определенные задачи, в которое проходит входное электропитание. Энергетический комплекс разбивается на функциональные модули.

Оборудование содержит в себе основной элемент – трансформатор или автотрансформатор.

Такой трансформатор преобразовывает электроэнергию (расщепление, понижение, повышение линий). По своей сущности он аналогичен привычному трансформатору.

Единственной отличительной чертой является величина проходящего напряжения. Устройство работает с достаточно большими мощностями.

Следовательно, выделяет немалое количество тепла, которое, в свою очередь, требуется регулярно рассеивать и отводить. Именно поэтому в оборудование установлен специальный радиатор.

Немаловажным модулем считается вводная конструкция под кабельные и воздушные линии электропередач. Их основополагающей ролью является организация приема и передачи напряжения.

В данную конструкцию включены специальный шкаф, разъединители и изоляторы. По окончанию преобразования электроэнергия в трансформаторе передается в распределительное устройство, которое принимает и расформировывает по оборудованию электричество.

Распределительные устройства могут быть открытыми. Они располагаются на открытом воздухе. Могут быть закрытыми, то есть находится в закрытом пространстве. А также комплектными. Данный вид составлен из шкафов с компонентами.

Классификация подстанций

Функционально подстанции делятся на:

• Трансформаторные подстанции — подстанции, предназначенные для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при помощи трансформаторов.

• Преобразовательные подстанции — подстанции, предназначенные для преобразования рода тока или его частоты.

Электрическое распределительное устройство, не входящее в состав подстанции, называется распределительным пунктом. Преобразовательная подстанция, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный и последующего преобразования постоянного тока в переменный исходной или иной частоты называется вставкой постоянного тока.

По значению в системе электроснабжения:

Главные понизительные подстанции (ГПП); Подстанции глубокого ввода (ПГВ);

Тяговые подстанции для нужд электрического транспорта, часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током; Комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). Последние называются цеховыми подстанциями в промышленных сетях, городскими — в городских сетях.

В зависимости от места и способа присоединения подстанции к электрической сети нормативные документы не устанавливают классификации подстанций по месту и способу присоединения к электрической сети. Однако ряд источников даёт классификацию исходя из применяющихся типов конфигурации сети и возможных схем присоединения подстанций.

• Тупиковые — питаемые по одной или двум радиальным линиям

• Ответвительные — присоединяемые к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях

• Проходные — присоединяемые к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием

• Узловые — присоединяемые к сети не менее чем тремя питающими линиями

Ответвительные и проходные подстанции объединяют понятием промежуточные, которое определяет размещение подстанции между двумя центрами питания или узловыми подстанциями. Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетоки мощности между узлами сети, называют транзитными.

Также используется термин «опорная подстанция», который как правило обозначает подстанцию более высокого класса напряжения по отношению к рассматриваемой подстанции или сети.

В связи с тем, что ГОСТ 24291-90 определяет опорную подстанцию как «подстанцию, с которой дистанционно управляются другие подстанции электрической сети и контролируется их работа», для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «центр питания».

По месту размещения подстанции делятся на:

• Открытые — оборудование которой расположено на открытом воздухе.

• Закрытые — подстанции, оборудование которых расположено в здании.

Электроподстанции могут располагаться на открытых площадках, в закрытых помещениях (ЗТП — закрытая трансформаторная подстанция), под землёй и на опорах (МТП — мачтовая трансформаторная подстанция), в специальных помещениях зданий-потребителей. Встроенные подстанции — типичная черта больших зданий и небоскрёбов.

Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения коронного разряда. Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного электрического пробоя, применяются специальные меры: используются специальные изоляторы, провода разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

StudFiles.ru

Оборудование электрических станций

Основным оборудованием на электростанции являются:

Электрогенератор – это электрическая машина, которая применяется на электростанциях для преобразования механической энергии движения в энергию электрического тока, используя принцип электромагнитной индукции.

Роль источника механической энергии для генератора могут исполнять паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания, поток ветра или воды, который вращает колесо или даже мускульная сила человека.

Компенсатор – машина, предназначенная для генерации реактивной мощности. Он в электрической системе выполняет роль водонапорной башни в системе водоснабжения.

То есть, зависимо от величины тока, компенсатор может отдавать мощность в сеть или же забирать её оттуда.

Трансформатор – устройство для преобразования параметров электрического тока. Широко применяются на линиях электропередач, распределительных приборах.

Чаще всего, трёхфазные, реже – однофазные трансформаторы. Силовые трансформаторы используют на электрических подстанциях.

Безопасность

Все работы, производимые в электрической подстанции, относятся к разряду особо рискованных, поэтому требуют чрезвычайных мер по обеспечению безопасности труда. В основном ремонт и обслуживание производятся при полном или частичном обесточивании. После того как напряжение будет отключено (электрики говорят «снято»), при условии наличия всех необходимых допусков, токоведущие шины заземляются во избежание случайного включения. Для этого же предназначены и предупредительные таблички «Работают люди» и «Не включать!». Персонал, обслуживающий высоковольтные подстанции, систематически проходит обучение, а навыки и полученные знания периодически контролируются. Допуск № 4 дает право выполнять работы на электроустановках свыше 1 кВ.

Оборудование электрических подстанций

Электрический ток имеет неоспоримые преимущества перед остальными видами энергии. В первую очередь, это возможность её передачи на большие расстояния. Но даже в этом случае невозможно исключить некоторые потери, так как проводники обладают определённым сопротивлением, соответственно часть энергии тратится на её передачу.

При высоком напряжении энергию можно передать на огромные расстояния. Поэтому все линии электропередач – высоковольтные (110-1150 кВ). При этом сила тока понижается, чтобы уменьшить нагревание проводников и потери энергии. Для этого и применяются силовые трансформаторы, которые размещают на электроподстанциях.

Существуют и понижающие подстанции, они выполняют обратные функции: понижают напряжение и пропорционально увеличивают силу тока.

В комплекс подстанции могут входить:

• силовые трансформаторы, автотрансформаторы;
• выключатели, разъединители;
• преобразователи;
• измерительное оборудование;
• системы защиты и автоматики;
• вспомогательные системы;
• молниезащитные сооружения;
• бытовые помещения.

Производители и поставщики оборудования для электроподстанций

На сегодняшний день существует множество производителей и поставщиков оборудования для электроподстанций.

Среди таких компаний можно выделить:

• «Электрощит», Самара. Данная компания производит высоковольтные устройства, силовые трансформаторы, измерительные трансформаторы;
• Пермская ООО «Световые и Электрические Технологии». Это поставщик материалов для строительства, поставщик энергетического оборудования;
• «Энергосетьпроект», Нижний Новгород. Организация занимается проектированием электроподстанций с напряжением 110-750 кВ;
• «Премьер-Энерго», Москва. Компания занимается линиями электропередач, диспетчерским управлением каналов;
• «Электромодуль», Красноярск. Предоставляет услуги по монтажу, техническому обслуживанию, пусконаладке электроподстанций.

Решение

Чтобы уменьшить нагрев проводов при передаче энергии, нужно снизить величину проходящего тока. Это совершенно ясно, ведь его снижение вдвое приведет к уменьшению потерь вчетверо. А если в десять раз? Зависимость квадратичная, значит, убытки станут в сто раз меньше! Но мощность должна «качаться» та же, которая нужна совокупности потребителей, ожидающих ее на другом конце ЛЭП, идущей от электростанции иногда за сотни километров. Напрашивается вывод о том, что необходимо увеличить напряжение во столько же раз, во сколько уменьшен ток. Трансформаторная подстанция в начале линии передачи как раз для этого и предназначена. Из нее выходят провода под очень большим напряжением, измеряемым десятками киловольт. На протяжении всего расстояния, отделяющего ТЭС, ГЭС или АЭС от того населенного пункта, куда она адресована, энергия путешествует с малым (относительно) током. Потребителю же нужно получить мощность с заданными стандартными параметрами, которые в нашей стране соответствуют 220 вольтам (или 380 V межфазным). Теперь нужна не повышающая, как на входе ЛЭП, а понижающая подстанция. Электрическая энергия поступает на распределительные устройства для того, чтобы в домах горел свет, а на заводах крутились роторы станков.

Трансформатор

Главная задача этого сооружения – донести энергию до потребителя. Перед отправкой напряжение нужно повысить, а после ее получения понизить до стандартного уровня.

При всем том, что схема электрической подстанции включает множество элементов, главным из них является все же трансформатор. Принципиальной разницы между устройством этого изделия в обычном блоке питания бытового прибора и промышленными образцами высокой мощности нет. Трансформатор состоит из обмоток (первичной и вторичной) и магнитопровода, сделанного из ферромагнетика, то есть материала (металла), усиливающего магнитное поле. Расчет этого устройства – вполне стандартная учебная задача для студента технического вуза. Главное отличие трансформатора подстанции от его менее мощных аналогов, бросающееся в глаза, помимо размеров, состоит в наличии системы охлаждения, представляющей собой совокупность масляных трубопроводов, опоясывающих греющиеся обмотки. Проектирование электрических подстанций, однако, задача непростая, так как необходим учет многих факторов, начиная от климатических условий и заканчивая характером нагрузки.

Цифровая подстанция

• 1. Оперативно-диспетчерское управление. В этой части решаются задачи управления в нормальных и утяжеленных режимах работы. Для формирования управляющих воздействий используются модели электроэнергетических систем в нормальных режимах. Управляющие воздействия реализуются, в основном, оперативно-диспетчерским персоналом с использованием вспомогательных устройств автоматики. Быстродействие — от нескольких минут, до нескольких часов.
• 2. Противоаварийное управление. Эта часть комплекса обеспечивает управление при сильных возмущениях в условиях электромеханических переходных процессов (например, внезапное отключение линии, генератора, сброс или наброс значительной нагрузки). Цель управляющих воздействий — прекращение или ослабление аварийных режимов, обеспечение перехода к новому установившемуся режиму. Управляющие воздействия осуществляются, в основном, воздействием противоаварийной автоматики на регуляторы турбин, регуляторы возбуждения, регуляторы напряжения трансформаторов, коммутационные аппараты и др. Быстродействие — от долей секунды, до нескольких минут.
• 3. Релейная защита. Она выполняет локальное управление электроэнергетической системой путем быстрого выявления и отделения поврежденных элементов от исправной части электроэнергетической системы. Управляющие воздействия осуществляются, как правило, через коммутационные аппараты (выключатели). Быстродействие — от долей секунды, до нескольких секунд.

Эти три части управляющего комплекса построены на основе принципиально разных моделей электроэнергетических систем, имеют существенно разные динамические характеристики и, поэтому, реализуются в виде отдельных управляющих систем.