Вибір напруги розподільчої мережі - студопедія

Вибір напруги для системи внутрішнього електропостачання повинен бути тісно пов'язаний з вибором напруги зовнішнього електропостачання. Так при напружених ліній живлення 6 - 20 кВ, таке ж напруга доцільно застосовувати і для розподільних мереж. З іншого боку наявність електроприймачів високої напруги є основним чинником, що обумовлює вибір величини номінальної напруги розподільних мереж. При невеликій кількості електроприймачів високої напруги (до 3 - 4) їх харчування може здійснюватися від окремих підстанцій або за схемою «блок трансформатор-двигун».

Вибір раціонального напруги розподільчої мережі підприємства найчастіше проводиться після техніко-економічного розрахунку. При цьому слід враховувати наступні рекомендації.

Напруга 35 кВ. як правило, застосовується для харчування підприємств середньої потужності, а також може застосовуватися на великих підприємствах для часткового розподілу електроенергії в наступних випадках:

- при наявності великих електроприймачів 35 кВ;

- при наявності віддалених електроприймачів великої потужності;

- при напрузі живлять линів 35 кВ на підприємствах середньої потужності, із застосуванням трансформаторів 35 / 0,4 ... 0,66 кВ, без застосування проміжних напруг 6 або 10 кВ;

- при ряді інших умов.

Напруга 20 кВ в електричних мережах використовується досить рідко. В даний час апаратури на напругу 20 кВ випускається мало, що викликає її дорожнечу. Вибір напруги 20 кВ для розподілу електроенергії завжди вимагає обґрунтування.

За ізоляції і габаритам напруга 20 кВ стоїть в одному ряду з напругою 10 кВ, тому цю напругу легше подати всередину цеху, ніж напруга 35 кВ. Також при напрузі 20 кВ різко знижуються втрати напруги і енергії, в порівнянні з напругою 10 кВ. Реальність застосування цієї напруги залежить від освоєння випуску відповідного електрообладнання та його ціни.

Напруги 6 і 10 кВ найбільш широко використовуються для розподільних мереж. При їх виборі слід враховувати наступне:

- якщо генераторное напруга власної ТЕЦ або напруга існуючої мережі дорівнює 6 або 10 кВ, то за раціональне приймається, як правило, це напруга;

- якщо потужність електроприймачів 6 кВ становить понад 40 - 50% від сумарної розрахункової потужності підприємства, то за раціональне приймається цю напругу;

- якщо потужність електроприймачів 6 кВ становить менше 10 - 15% від потужності підприємства, то за раціональне приймається напруга 10 кВ, а електроприймачі 6 кВ живляться від понижувальних трансформаторів 10/6 кВ. Застосування трансформаторів 10/6 кВ також дозволяє зменшити посадку напруги при самозапуску двигунів;

- якщо на підприємстві використовується напруга 660 В, то в такому випадку більш переважно напруга 10 кВ, тому що електродвигуни середньої потужності можна живити напругою 660 В.

У всіх інших випадках необхідно провести техніко-економічний розрахунок і вибрати більш дешевий варіант.

У всіх випадках, особливо при значному зростанні навантажень підприємства слід перевірити доцільність перекладу розподільних мереж 6 кВ на напруги 10 - 20 кВ, зі збереженням високовольтних електроприймачів 6 кВ або одночасною заміною їх на електроприймачі з більш високими напругою.

При переході з 6 кВ на 10 кВ можна зберегти кабельні лінії, обладнання розподільчих пристроїв і комутаційну апаратуру, після проведення відповідних профілактичних випробувань. Силові трансформатори, трансформатори напруги і струму, розрядники і запобіжники змінюються на нові з номінальною напругою 10 кВ.

Напруга 3 кВ на нових підприємствах не застосовується. При реконструкції і розширенні підприємств з мережами 3 кВ їх слід переводити на більш високі напруги.

Виходячи з вимог до зручності експлуатації систем електропостачання схеми слід виконувати з мінімальним числом використовуваних на підприємстві напруг і ступенів трансформації. Тому при проектуванні нових і реконструкції діючих промислових підприємств слід прагнути до ліквідації напруг 6 і 35 кВ шляхом переведення існуючих мереж 6 кВ на напругу 10 кВ і створення живильних мереж напругою 110 - 220 кВ замість мереж 35 кВ. Однак при наявності на підприємстві великих електроприймачів на напругу 35 кВ (таких як електричні печі і перетворювачі на металургійних заводах і т.п.), виключити напругу 35 кВ в схемі електропостачання підприємства іноді неможливо.

Живлення електроприймачів напругою до 1000 В в основному здійснюється стандартними напругами 220, 380 і 660 В. Вибір напруги для харчування силових і освітлювальних електроприймачів напругою до 1 кВ обов'язково повинен вирішуватися комплексно.

Напруга 660 В використовується для розподілу потужностей на підприємствах з великою питомою щільністю електричних навантажень, концентрацією потужностей з великим числом електродвигунів 200 - 600 кВт. Доцільно поєднання 660 кВ з первинним номінальним напругою 10 кВ.

Система 380/220 В отримала широке застосування для спільного харчування силових і освітлювальних установок. Харчування основної маси освітлювальних установок забезпечується на напрузі 220 В, а силове навантаження на напрузі 380 В від одних і тих же трансформаторівцехових КТП. Найбільша одинична потужність трифазних електроприймачів, які отримують живлення від системи напруг 380/220 В, як правило, не повинна перевищувати 200 - 250 кВт.

Переваги застосування напруги 660 В перед напругою 380 В наступні:

- збільшення пропускної здатності мережі, а також зменшення втрат напруги і енергії в мережах;

- збільшення радіусу дії цехових ТП (приблизно в 2 рази), при цьому з'являється можливість підвищити одиничну потужність трансформаторів і тим самим скоротити число цехових ТП, ліній і апаратів напругою вище 1 кВ;

- менша вартість установки пристроїв компенсації реактивної потужності;

- кращі умови відключення однофазних коротких замикань в мережах з глухозаземленою нейтраллю;

- можливість застосування напруги 660 В замість напруги 6 кВ при використанні двигунів середньої потужності.

Недоліки застосування напруги 660 В замість напруги 380 В наступні:

- необхідність використання спеціальних трансформаторів для харчування освітлювальної мережі 220 В;

- дещо збільшується вартість електродвигунів малої потужності 660 В, а також вартість захисних і пускорегулювальних апаратів;

- недостатня номенклатура серійного обладнання напругою 660 В, особливо спеціального;

- збільшується небезпека ураження електричним струмом.

При виборі напруги 660 В необхідно пам'ятати, що воно не призначене повністю для заміни напруги 380 В. Перехід з напруги 380 В на напругу 660 В може бути раціональний лише для окремих вузлів і частин електричної мережі. У подібних випадках можливе застосування триобмоткових трансформаторів 10 / 0,66 / 0,38 кВ.

Напруга 660 В в першу чергу доцільно на тих підприємствах, на яких за умовами планування цехового обладнання, технології та навколишнього середовища не можна або важко наблизити цехові ТП до електроприймачів. Це має місце в нафтовидобувній, нафтопереробній, хімічній, металургійній промисловості, на цементних заводах, у вугільних шахтах, в кар'єрах, і т.п. Відстані від джерел до електроприймачів при цьому збільшуються і стає необхідним для зниження втрат прийняти підвищена напруга розподільчої мережі - 660 В. Напруга 660 В також доцільно на підприємствах з високою питомою щільністю електричних навантажень.

Напруга 660 В недоцільно в машинобудівній, деревообробній, легкій промисловості і в інших галузях, де є багато дрібних розосереджених на невеликій території електроприймачів.

У приміщеннях з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних переносні електричні світильники повинні мати напругу живлення не више36 В. При наявності особливо несприятливих умов, коли небезпека ураження електричним струмом посилюється тіснотою, незручним положенням працюючого, зіткненням з великими металевими добре заземленими поверхнями (наприклад, робота в колодязях , котлах та інших металевих резервуарах і т.п.), для живлення ручних переносних ламп застосовується напруга не вище 12 В.

Вибір раціонального напруги проводиться поряд з вибором раціональної схеми електропостачання і є одним з головних питань, що вирішуються при розробці проекту будівництва або реконструкції системи електропостачання. Обидва даних питання розглядаються в нерозривному зв'язку один з одним.