Что такое эсн в электрике

Что такое эсн в электрике

Требования, представляемые к надёжности электроснабжения от источников питания, определяются потребляемой мощностью объекта и его видом.

Приёмники электрической энергии в отношении обеспечения надёжности электроснабжения разделяются на несколько категорий.

Первая категория — электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции.

Из состава электроприёмников первой категории выделяется особая группа (нулевая категория) электроприёмников, бесперебойная работа которых не обходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.

Вторая категория — электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым не доотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электро-приёмников второй категории не более 30 минут.

Третья категория — все остальные электроприёмники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению ПУЭ независимыми источниками питания являются такие, на которых сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих эти электроприёмники. Согласно ПУЭ к независимым источникам могут быть отнесены две секции или системы шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих условий:

— каждая эта секция или система шин питается от независимых источников.

— секции шин не связаны между собой или же имеют связь, автоматически подключающаяся при нарушении нормальной работы одной из секций шин.

Для электроснабжения электроприёмников особой группы должен предусматриваться дополнительный третий источник питания, мощность которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.

Электроприёмники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически.

Электроснабжение электроприёмников третьей категории может выполняться от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного оборудования, не превышают одних суток.

Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Для обеспечения надежности электроснабжения можно принять однотрансформаторную схему питания.

Существуют следующие схемыэлектроснабжения: радиальные, магистральные и смешанные.

Радиальные схемы применяют в помещениях с любой окружающей средой. Данные схемы характерны тем, что от источника питания (КТП) прокладывают линии, питающие непосредственно ЭП большой мощности или комплектные распределительные устройства (шкафы, пункты, сборки, щиты), от которых по отдельным линиям питаются электро-приемники малой и средней мощности. Распределительные устройства следует располагать в центре электрических нагрузок данной группы потребителей (если позволяет окружающая среда) с целью уменьшения длины распределительных линий. Линии, по которым запитываются распределительные устройства, называются питающими и выполняются , как правило, кабелями. Радиальные схемы требуют установки на цеховых подстанциях большого числа коммутационных аппаратов и значительного расхода кабелей.

Радиальная схема проста, надёжна и в большинстве случаев позволяет использовать упрощенные схемы первичных коммутаций подстанций нижнего уровня. При аварийном отключении радиальной схемы на потребителях это не отразится. Недостатками радиальной схемы является высокая стоимость по сравнению с магистральной схемой и большой расход коммутационной аппаратуры.

Радиальные схемы следует применять:

- для электроснабжения потребителей I категории;

- для электроснабжения мощных ЭП, не связанных единым технологическим процессом;

- для электроснабжения потребителей, взаимное расположение

- которых делает нецелесообразным питание их по магистральной схеме;

- для питания насосных и компрессорных станций;

- во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях, в которых распределительные устройства должны быть вынесены в отдельные помещения с нормальной средой.

Наиболее экономичными являются магистральные схемы. Широкое применение получили схемы «блок трансформатор — магистраль» (БТМ) без распределительных устройств на подстанциях. В схемах БТМ целесообразно использование комплектных шинопроводов: в питающей сети — магистральных шинопроводов серии ШМА, в распределительной сети — распределительных шинопроводов серии ШРА. Магистральные схемы с шинопроводами обеспечивают высокую степень надежности электроснабжения. Их основными достоинствами являются универсальность и гибкость, позволяющие производить изменения технологического процесса и перестановку технологического оборудования в цехах без существенного изменения электрических сетей.

Преимуществами магистральной схемы являются лучшая загрузка магистральной линии по току, меньшее число коммутационных аппаратов, уменьшенный расход цветных металлов и затрат на выполнение электрической схемы. Недостатком такой схемы является сложная схема первичной коммутацииподстанций нижнего уровня и низкая надёжность.

Магистральные схемы применяют:

- для питания электроприемников, связанных единым технологическим процессом, когда прекращение питания одного электро-приемника вызывает необходимость прекращения всего технологического процесса;

- для питания большого числа мелких электро-приемников, не связанных единым технологическим процессом, равномерно распределенных по площади цеха.

Смешанная схема сочетает в себе элементы радиальной и магистральной схемы.

Трёхфазные сети выполняются трехпроводными на напряжение свыше 1000 В и четырёхпроводными — до 1000 В.

Нулевой провод в четырёхпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электро-приёмников.

Трёхфазные сети на напряжение 380/220 В (в числители — линейное, в знаменатели — фазное) позволяют питать от одного трансформатора трёх — и однофазные установки.

Силовые кабели предназначены для передачи и расцепления электрической энергий в самых различных условиях прокладки(в земле ,под водой, на открытом воздухе и внутри помещений).Токопроводящие жилы силовых кабелей изготавливаются из алюминия и меди.

Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. При большом количестве однофазных электро-приёмников от трёхфазных сетей осуществляются однофазные ответвления

Для цеха выбираю переменное напряжение 380В. Ток переменный, поскольку все приемники работают на переменном токе без преобразования.

2.1 Категория надёжности ЭСН и выбор схемы ЭСН

Все электроприемники по надежности электроснабжения разделяются на три категории.

Электроприемники I категории — электроприемники, 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. Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники II категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуск продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Допускается питание электроприемников II категории по одной BJI, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току BJI. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Согласно ПУЭ, электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.

Электроприемники III категории — все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 1 суток. Электроприемники учебных мастерских в отношении обеспечения надежности электроснабжения по заданию относятся к электроприемникам II и III категорий.

Электромеханический цех по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. В целях экономии и в связи с тем, что при ремонте не произойдет массовый недоотпуск продукции, выбираем трансформаторную подстанцию с одним трансформатором и магистральную схему электроснабжения согласно (2,5.7.):

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнительно мелких приемников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха. Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надежность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенных переделок электрических сетей.

Для питания большого числа электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин комплектной трансформаторной подстанции (КТП), если главные магистрали не применяются.

К главным питающим магистралям подсоединяется возможно меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания.

Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом.

К шинам низшего напряжения трансформаторной подстанции подключены через вводные выключатели РП-1, ШР-1, ШР-2, ШТР-1, ШТР-2 и ЩО.

АЗБУКА ПРОИЗВОДСТВА. Электростанция собственных нужд

Проект «Азбука производства» продолжает знакомить гостей интернет-сайта ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» с производственной терминологией и сложными технологическими процессами транспорта газа. На очереди буква «Э» с рассказом о важной составляющей энергообеспечения газотранспортных объектов — электростанции собственных нужд.

Что это такое?

Электростанция собственных нужд (ЭСН) — это электростанция, предназначенная для обеспечения конкретного объекта электрической и тепловой энергией без связи с энергосистемой.

Схема электростанции собственных нужд

Для чего это нужно?

Обеспечение энергонезависимости промышленных объектов — одна из важнейших задач развития энергетики ПАО «Газпром» . Основной функцией ЭСН является производство и снабжение электрической энергией предприятий. Необходимость строительства электростанции собственных нужд возникает в тех случаях, когда потребность в электроэнергии не может быть удовлетворена за счет сторонних источников энергоснабжения.

Сегодня на предприятиях ПАО «Газпром» функционируют около 1000 ЭСН, способных обеспечить устойчивую работу производственных объектов при возникновении перерывов в электроснабжении от линий электропередачи различных энергосистем.

Как это устроено?

Электростанция собственных нужд устанавливается на территории предприятия и оснащается электроагрегатами (совокупность приводного двигателя и генератора), системами управления и вспомогательного жизнеобеспечения. Механическая энергия, передаваемая приводным двигателем генератору, преобразуется в электрическую и передается потребителю.

На ЭСН газотранспортных объектов чаще всего применяют газотурбинные и газопоршневые электроагрегаты. Общее количество и мощность агрегатов, устанавливаемых на электростанции собственных нужд, определяется на основании технико-экономических расчетов и расчетов надежности электроснабжения. Основным и резервным топливом для агрегатов ЭСН является природный газ, подготовленный в соответствии с установленными требованиями.

Как у нас?

В ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» ЭСН эксплуатируются на ГКС «Сальск» Привольненского ЛПУМГ и ГКС «Ставропольская» Изобильненского ЛПУМГ и используются в качестве основных источников электроэнергии. На остальных компрессорных станциях резервными и аварийными источниками электроснабжения служат дизельные электростанции.

Электростанция собственных нужд на компрессорной станции «Ставропольская»

Технические характеристики электростанций (мощность, напряжение, габариты) для каждого производственного объекта определяются проектом.

На ЭСН компрессорных станций Общества в качестве приводных используются газопоршневые и газотурбинные двигатели. Электростанции собственных нужд обслуживает персонал, имеющий соответствующую профессиональную подготовку.

Дисциплина «Электроснабжение предприятий и электропривод»

ЭСН – обеспечение потребителей электроэнергией (для ЭСН исп. СЭС).

Система электроснабжения (СЭС) – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией (ЭЭ).

В СЭС выделяют 2 вида установок:

По производству ЭЭ (электрические станции);

По передаче, преобразованию и распределению ЭЭ (эл. сети).

Электростанция – предприятие или установка, предназначенная для производства ЭЭ; ЭЭ и тепловой энергии.

В зависимости от вида первичного использования энергии электростанции делятся на следующие группы:

Тепловые (ТЭС): КЭС – конденсатные, ТЭЦ – теплофикационные;

Обычно объекты народного хозяйства имеют централизованное ЭСН, т.е. ЭСН потребителей от районной энергосистемы.

Энергосистема – совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этими режимами.

Электрическая часть энергосистемы – совокупность электроустановок, электрических станций и электрических сетей энергосистемы.

Электрическая энергетическая система (ЭЭС) – электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, преобразования, передачи и распределения ЭЭ.

Основной источник ЭСН народного хозяйства сооружается в следующих случаях:

Если необходим резервный источник питания для ответственных потребителей;

При большой потребности в тепловой энергии для производства и коммунально-бытовых нужд;

При большой удаленности объекта о районной энергосистемы.

Приемник электроэнергии – аппарат, агрегат и др., предназначенные для преобразования ЭЭ в другой вид энергии.

Потребитель электроэнергии – электрический приемник (ЭП) или группа ЭП, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Системы электроснабжения по назначению делятся:

Система внешнего ЭСН – для подачи ЭЭ от энергосистемы на объект;

Система внутреннего ЭСН – для распределения ЭЭ по территории объекта.

В СЭС обычно применяется трехфазная система переменного тока частотой 50 Гц.

В СЭС применяют различные номинальные напряжения. Основой этой шкалы является напряжение ЭП.

Номинальные напряжения сетей равны номинальным напряжениям ЭП. Номинальное напряжение генераторов на электростанциях на 5 % выше номинального напряжения ЭП для компенсации потерь.

Номинальное напряжение на вторичных обмотках трансформаторов на 5 – 10 % выше номинального напряжения ЭП для компенсации потерь стандартизированы.

Основные требования к СЭС: экономичность; надежность; удобство в эксплуатации; безопасность в обслуживании; обеспечение нормируемых показателей качества ЭЭ; использование комплектного оборудования.

70 % выработанной энергии потребляется ПП.

Особенности ЭСН ПП обуславливаются:

Большой диапазон потребляемой мощности;

Большое разнообразие ЭП как по составу, мощности, режимам работы, так и по категории надежности ЭСН.

Расположение ПП, их площадь и размещение потребителей ЭЭ.

Потребители мощности ПП зависят от: вида и количества выпускаемой продукции, уровня механизации и автоматизации, режимов работы.

В зависимости от потребителей мощности ПП делятся на: большой мощности (75 – 100 МВт); средней мощности (5 – 75 МВт); малой мощности (до 5 МВт).

Все ЭП можно классифицировать по следующим признакам:

1) По виду преобразования ЭЭ

2) По общности технологического процесса

3) По режиму работы

Электротехнологические установки (электронагревательные, электролизные, ультразвук, электросварочные и др.);

Общепромышленные силовые установки (компрессоры, насосы, вентиляторы и др.);

Длительного (ДР) — работают длительное время с постоянной или мало изменяющейся нагрузкой (компрессоры, вентиляторы, насос;

Кратковременного (КР) – работают короткие промежутки времени, а затем длительно не работают;

Работают короткий промежуток времени, а затем короткий промежуток времени не работают. Время цикла до 10 минут.

Категории ЭП по надежности электроснабжения (ЭСН)

По надежности ЭСН ЭП делятся на 3 категории (ПУЭ):

I категория – ЭП, перерыв в ЭСН которых связан с опасностью для жизни людей, с расстройством сложного технологического процесса, с нанесением большого экономического ущерба .повреждением дорогостоящего оборудования, массовым браком продукции, нарушением функционирования важных объектов коммунального хозяйства (согласно ПУЭ). Примеры: электроприводные насосы станции пожарной службы, электропривод вентиляции в химически опасных цехах и т.д. ЭСН приемников этой категории должно осуществляться от 2-х независимых источников питания. Перерыв допускается на время автоматического включения резервного питания (УАВР).

II категория – ЭП, перерыв в ЭСН которых связан с массовым недовыпуском продукции, простаиванием рабочих механизмов, промышленного транспорта, нарушением нормированной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Примеры: ЭП прокатных цехов, текстильной промышленности, котельные, насосные, школы, д/сады и др. ЭСН приемников этой категории должно осуществляться от 2-х независимых источников питания. Перерыв допускается на время включения резервного питания обслуживающим персоналом (оператор выездной бригады), но не более 30 минут. Допускается ЭСН по одной воздушной линии, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта в течении 1 суток. Допускается ЭСН по одной кабельной линии, состоящей из 2-х кабелей, подключенных к одному аппарату. Допускается при наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов и возможности быстрой замены поврежденного трансформатора ЭСН ЭП от однотрансформаторной ТП.

III категория – все остальные ЭП, не подходящие под определение I и IIкатегорий. Примеры: неответственные складские помещения, неответственное производство (не серийное). ЭСН осуществляется от одного источника питания, перерыв – на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента СЭС.

Технологическая схема работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)

Для комбинированного производства тепловой и электрической энергии применяют теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), работающие на органическом топливе, с различными схемами использования паровой турбины.

Питательная вода после системы подготовки 18 питательным насосом 1 подается в водяной экономайзер 2, где нагревается за счет теплоты уходящих топочных газов, а затем идет в поровой котел 3, где вырабатывается сухой насыщенный пар, который затем проходит через пароперегреватель 4 и разделяется на два потока. Одна часть пара по паропроводу 5 идет в паровую турбину 6, где энергия пара вначале переходит в механическую энергию, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе 7. Остаточный пар из паровой турбины проходит через конденсатор 8, где охлаждается до состояния жидкости, и идет в обратную магистраль 9. Другая часть пара по паропроводу 11 подводится к технологическому производству 12 и к паровым сетевым водонагревателям 13, 14. Конденсат от ТП и конденсатора 15 также возвращается в обратную магистраль.

Работа теплосети: обратная сетевая вода насосом 16 прокачивается через паровые сетевые подогреватели воды 14 и 13 и направляется к потребителю 17 на отопление, вентиляцию и г.в. Для повышения КПД используют регенеративный подогреватель 10.

Общее устройство и классификация трансформаторных подстанций (ТрПС)

Подстанция (ПС) – электрическая установка служащая для приема, преобразования, распределения ЭЭ.

Трансформаторная подстанция (ТрПС) – ПС для преобразования напряжения ЭЭ. Главной частью ТрПС является один или несколько силовых трансформаторов.

ТрПС состоит из:

РУ ВН ();

Один или более трансформаторов;

РУ НН ().

ТрПС по своему значению и положению ЭЭС делятся на два вида:

ТрПС ЭС (узловые ПС, РТП(РПП));

ТрПС МЗ (ГПП (), ПГВ, ТП, РП).

РТП – предназначена для ЭСН городов, крупных промышленных объектов, .

ГПП – со вторичным высоким напряжением.

ПГВ – ТрПС, подключенные к линиям глубокого ввода. Выполняются по упрощенной схеме РУ высшего напряжения.

ТП – трансформаторный пункт – это ТрПС со вторичным низким напряжением, . К ТП подключаются ЭП цеха.

РП – распределительный пункт на напряжение 6(10)кВ, предназначенный для приема и распределения ЭЭ.

ТрПС по способу включения в сеть ВН:

Тупиковые (подключаются на конце линии);

Проходные (линия заходит и выходит);

Подключаются к ответвлению от проходящей линии (такие ТрПС называются «на отпайке»).

По размещению на территории ПП ТрПС:

Встроенные (занимают часть здания);

Внутрицеховые (внутри цеха без ограждения или с ограждением)

По способу монтажа ТрПС бывают:

Сборные (собираются из отдельных узлов или блоков);

Полностью изготовленные на заводе;

Состоит из полностью закрытых шкафов или блоков, в которых размещено оборудование ПС.

Комплектно поставляются к месту монтажа в собранном или подготовленном для сборки виде.

Общее устройство и классификация РУ

РУ – распределительная электроустановка служащая для приема и распределения энергии и содержащая электрические аппараты, шины и вспомогательные элементы.