4 Системы внешнего и внутреннего электроснабжения
Системы электроснабжения принято подразделять на системы внешнего и внутреннего электроснабжения. К системам внешнего электроснабжения относится та часть электроустановок, которая не находится на балансе данного предприятия и не является его собственностью, но через которую данное предприятие-потребитель получает электрическую энергию. К электроустановкам систем внешнего электроснабжения относятся электрические станции, входящие в состав генерирующих энергокомпаний (не включая заводские ТЭЦ), ЛЭП и сетевые трансформаторные подстанции, находящиеся на балансе Национальной энергетической компании (НЭК) «Укрэнерго» или энергоснабжающих компаний, в основном - облэнерго. Все эти объекты входят в состав Объединенной энергетической системы Украины (ОЭСУ). Следует заметить, что в настоящее время часть крупных промышленных объединений являются собственниками как генерирующих мощностей, так и средств передачи и преобразования этих мощностей. Однако по отношению к внутризаводским сетям эти элементы остаются элементами систем внешнего электроснабжения, входящими в состав ОЭСУ.
4.1 Энергетическая система и ее составляющие как системы внешнего электроснабжения.
В соответствии с п.1.2.2 [1] энергетической системой (энергосистемой) называется совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.
Совокупность электроустановок электростанций и электрических сетей энергосистемы называется электрической частью энергосистемы. Отсюда следует определение электроэнергетической системы (п.1.2.4 [1]) – это электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии. Таким образом, источником электроснабжения для предприятий, не имеющих своих источников электрической мощности, является электроэнергетическая система, в состав которой входят генерирующие мощности – электростанции различных типов и форм собственности, линии электропередачи различных классов напряжения и протяженности, электрические подстанции с высшим напряжением от 35 до 750 кВ, которые также могут находиться на балансе государственных (ВЛ и ПС 220÷750 кВ) и частных компаний. На рисунке 4.1 представлен пример части объединенной энергосистемы, в которой сеть 330 кВ является системообразующей и практически сформировано кольцо 750 кВ (через ПС 750кВ соседней системы). Генерирующими источниками являются атомная электростанция (АЭС), тепловые электростанции (ТЭС), две гидроэлектростанции (ГЭС), а также заводские ТЭЦ, связанные с основной сетью.
Входящие в состав энергосистемы электростанции различают по ряду признаков.
По виду используемого первичного энергоносителя:
станции, работающие на ископаемом топливе (каменный и бурый уголь, уран, сланцы, природный газ, сланцевый газ, нефть и продукты нефтепереработки);
станции, работающие на возобновляемых энергоресурсах (гидроресурсы больших и малых рек, морских приливов и отливов, энергия солнца, ветра, геотермальная водных источников, геотермальная слоев земной коры и т.п.).
По виду турбоустановок, приводящих в действие генераторы электрического тока, различают: паротурбинные, гидротурбинные (гидроэлектростанции), газотурбинные, ветровые электростанции.
По роду технологического процесса производства электрической и тепловой энергии - конденсационные и теплофикационные, а также по ряду других признаков.
Наиболее оптимальным вариантом получения надежного и устойчивого электроснабжения всех сфер жизнедеятельности общества является наличие в энергосистеме электростанций различных типов, включая использующие альтернативные энергоресурсы, что существенно повышает маневренность системы, ее надежность при стихийных катаклизмах или аварийных ситуациях технического плана.
Подстанции электрических сетей классифицируют по уровню высшего напряжения. ПС 750 и 330 кВ являются опорными подстанциями (электрическая подстанция, с которой дистанционно управляются другие подстанции электрической сети и контролируется их работа [2]). ПС 750кВ предназначены для приема мощности от крупных генерирующих источников (от АЭС на рис. 3.1) и распределения ее по сети 330 и 220 кВ в промышленном регионе, насыщенном мощными потребителями.
От ПС 330/150, 330/110 и 220/110кВ питаются ПС 110(150 кВ), входящие в состав облэнерго или крупных промышленных предприятий. В основном эти ПС являются источниками питания промышленных и коммунально-бытовых потребителей. На некоторых особо крупных предприятиях с потреблением электрической мощности в десятки МВт (например: предприятиях черной и цветной металлургии, химической промышленности и т.п.) питающими могут быть подстанции глубокого ввода напряжением 220 и 330 кВ. При построении сетей электроснабжения следует избегать параллельной работы сетей высокого и более низкого напряжений, так как это приводит к увеличению загрузки сети низкого напряжения и увеличению потерь в заводских сетях. ГПП предприятия целесообразно размещать в центре электрических нагрузок (см. раздел 3.5), если это возможно. При отсутствии указанной возможности ГПП обычно размещается на границе предприятия со стороны подвода воздушных питающих линий, если этому не препятствуют условия загрязнения изоляции.