12. Внешнее электроснабжение промышленных предприятий. Выбор напряжения

Электроснабжение промышленных предприятий и установок является профилирующим предметом в подготовке техников-электриков.

Приемники электрической энергии промышленных предприятий получают питание от системы электроснабжения, которая является составной частью энергетической системы. Приведем основные понятия и определения, применяемые при передаче и приеме электрической энергии.

Система электроснабжения - совокупность взаимосвязанных электроустановок предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии.

Энергетическая система - совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей потребителей электроэнергии и теплоты, связанных с общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

Электрическая сеть - совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии на определенной территории, состоящей из подстанций распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, аппаратуры присоединения, защиты и управления.

Кабельной линией электропередачи называется электроустановка являющаяся совокупностью токоведущих элементов, их изоляцией и несущих конструкций, предназначенных для передачи электроэнергии на расстояния.

Приемным пунктом электроэнергии называется электроустановка, на которую поступает электроэнергия для электроприемников предприятий от внешнего источника питания. В зависимости от потребителя, потребляемой им мощности и его удаления от источника питания приемными пунктами могут быть: УРП, ГПП, ПГВ, ТП, РП и ЦРП.

Главной понизительной подстанцией (ГПП) называется подстанция, получающая питание напряжением 35 - 220 кВ непосредственно от районной энергосистемы и распределяющее электроэнергию на более низкое напряжение 6 - 35 кВ по всему объекту или отдельному его району, т.е. по ТП предприятия, включая и питание крупных ЭП на 6, 10 и 35 кВ.

При проектировании электроснабжения решается ряд основных вопросов, таких, как выбор источника электроснабжения, напряжения и трассы линий электропередачи от источника к промышленной площадке и их конструктивного исполнения, числа, мощности и расположения понизительных подстанций, напряжения и способа выполнения распределительной сети по территории промышленного предприятия и др. Напряжение сетей внешнего электроснабжения обычно определяется техническими условиями энергосистемы на подключение и зависит от мощности предприятия, его удаленности от источника питания, напряжения и свободных мощностей источников питания, перспектив развития сетей энергосистемы и промышленных предприятий в данном районе. При этом должен учитываться также характер нагрузки — наличие мощных электротермических и преобразовательных установок, крупных электродвигателей. В СН 174—75   указано, что если имеется возможность получения энергии от источника питания при двух и более напряжениях, выбор напряжения следует производить на основе технико-экономического сравнения вариантов. В технико-экономических расчетах (ТЭР) необходимо также учитывать сооружение новых или расширение существующих районных подстанций. Выполнение ТЭР в каждом отдельном случае увеличивает трудоемкость проектирования электроснабжения. Между тем при выборе напряжений внешних сетей промышленных предприятий, производимом на основе небольшого количества четко устанавливаемых факторов (нагрузки, расстояния от источника питания, возможных трасс линий электропередачи, характера потребителей) можно предложить определенные рекомендации, благодаря чему напряжение будет принято не на основе конкретного ТЭР, а на базе заранее выполненного технико-экономического анализа приведенных затрат на внешнее электроснабжение. В этом случае неизбежен отказ от учета некоторых частных или местных факторов, например, существующих элементов системы электроснабжения предприятия, однако выполнение не привязанных к конкретным условиям рекомендаций в принципе обеспечивает более перспективное развитие электроснабжения промышленного района в целом. Напряжения 6 и 10 кВ на первой ступени распределения электроэнергии (от внешнего источника электроснабжения) применяют лишь для питания промышленных предприятий от собственной ТЭЦ, а также от вблизи расположенной ТЭЦ или понизительной подстанции энергосистемы, т. е. в ограниченных случаях. Значения этих напряжений должны подвергаться технико-экономическому анализу сравнением по приведенным затратам между собой и с более высокими напряжениями, которые используются для связи с энергосистемой (35, 110, 150,220, 330 кВ) с учетом возможности применения электродвигателей на предприятии напряжением как 6, так и 0,66 и 10 кВ. Напряжение 20 кВ не нашло широкого применения в энергосистемах и на промышленных предприятиях. Сужается область применения и напряжения 35 кВ в результате повышения потребляемой мощности промышленных предприятий, где основным на первой ступени становится напряжение 110  кВ и даже 220 кВ, а также единичной мощности электротермических установок, что также повышает конкурентоспособность напряжений 110 и 220 кВ.