Tipuri de scheme de alimentare cu energie electrică și domeniile lor de aplicare

Principala problemă în distribuția de joasă tensiune este selecția circuitului. Un circuit proiectat corespunzător ar trebui să asigure fiabilitatea sursei de alimentare. receptoare electrice în conformitate cu gradul de responsabilitate a acestora, indicatori tehnico-economici înalți și ușurința în exploatare a rețelei.

Toate circuitele întâlnite în practică sunt combinații de elemente separate - alimentatoare, trunchiuri și ramuri, pentru care vom adopta următoarele definiții:

feeder — o linie concepută pentru a transmite energie electrică de la aparat de comutare (panou) la un punct de distribuție, autostradă sau receptor electric separat;

autostradă - linie destinată transportului de energie electrică către mai multe puncte de distribuție sau consumatori de energie conectați la aceasta în puncte diferite,

ramură — linie de ieșire:

a) de la linia principală și destinate transportului de energie electrică către un punct de distribuție sau receptor electric;

b) dintr-un punct de distributie (tableau de distributie) si este destinata transmiterii energiei electrice catre un receptor electric sau catre mai multe receptoare electrice mici incluse in "circuit".

În viitor, toate alimentatoarele, autostrăzile și ramurile de la ultimul până la punctele de distribuție vor fi numite rețea de alimentare, iar toate celelalte ramuri - rețea de distribuție.

Una dintre principalele probleme rezolvate în proiectarea rețelelor de magazine este alegerea între schemele de distribuție a energiei principale și radiale.

Într-o schemă de alimentare cu coloană vertebrală, o linie - linia principală - deservește, așa cum este indicat, mai multe puncte de distribuție sau receptoare conectate la ea în diferitele sale puncte, cu o alimentare radială, fiecare linie este un fascicul care conectează un nod de rețea (substație, distribuție). punct) cu un singur utilizator. În complexul general al rețelei, aceste scheme pot fi combinate.

Pentru ca distribuirea depozitelor să se efectueze pe autostrăzi, fiecare dintre ele furnizează un număr de puncte, de la acestea din urmă la receptoare, liniile radiale pot diverge.

Scheme tipice de alimentare cu energie electrică pentru instalațiile industriale

Diagrama radială prezentată în fig. 1, a, se foloseste in cazurile in care exista noduri individuale cu sarcini concentrate suficient de mari, in raport cu care statia ocupa un loc mai mult sau mai putin central.

Orez. 1. Diagrame de distribuție a energiei electrice de la substații la receptoarele electrice: a — radiale; b — linie principală cu sarcini concentrate; c — linie de trunchi cu sarcină distribuită.

Cu o schemă radială, receptoarele electrice individuale suficient de puternice pot primi energie direct de la substație și grupuri de receptoare electrice mai puțin puternice și distanțate - prin puncte de distribuție instalate cât mai aproape de centrul geometric al sarcinii. Alimentatoarele de joasă tensiune sunt conectate la substații la tablourile principale prin întrerupătoare și siguranțe sau prin întrerupătoare cu aer.

Circuitele radiale cu alimentare directă de la substații includ toate circuitele de alimentare pentru receptoarele electrice de înaltă tensiune, fie din tabloul de înaltă tensiune din substație, fie direct de la transformatorul coborâtor, dacă se adoptă schema „transformator bloc - receptor electric”. .

Schemele de alimentare trunchi se aplică în următoarele cazuri:

a) când sarcina are o natură concentrată, dar nodurile sale individuale sunt situate în aceeași direcție față de stație și la distanțe relativ mici unul de celălalt, iar valorile absolute ale sarcinilor nodurilor individuale sunt insuficiente pentru utilizarea rațională a schemei radiale (fig. 1, 6);

b) când sarcina este distribuită cu un grad diferit de uniformitate (Fig. 1, c).

În circuitele trunchiului cu sarcini concentrate, conectarea unor grupuri separate de receptoare electrice, precum și a circuitelor radiale, se realizează de obicei prin puncte de distribuție.

Sarcina de a localiza corect punctele de distribuție este de o importanță deosebită. Principalele prevederi care trebuie respectate în acest caz sunt următoarele:

a) lungimea alimentatoarelor și a autostrăzilor să fie minimă, iar traseul acestora să fie convenabil și accesibil;

b) ar trebui să fie minimizate și, dacă este posibil, să excludă complet cazurile de alimentare inversă (în raport cu direcția fluxului de energie electrică) a receptoarelor electrice;

c) punctele de distributie sa fie amplasate in locuri convenabile pentru intretinere si in acelasi timp sa nu interfereze cu munca de productie si sa nu blocheze caile.

Receptoarele electrice pot fi conectate la punctele de distribuție independent unele de altele sau combinate în grupuri - „lanțuri” (fig. 2 -b).

Orez. 2 Scheme de conectare a receptoarelor electrice la punctele de distribuție: a — racordare independentă; b — legătură în lanț.

Daisy-chain-ul este recomandat pentru receptoarele electrice de putere redusă apropiate unele de altele, dar la o distanță considerabilă de punctul de distribuție, în urma cărora se pot realiza economii semnificative în consumul de sârmă. Cu toate acestea, în acest caz, consumatorii electrici monofazați și trifazici nu trebuie să fie conectați într-un singur circuit.

În plus, din motive operaționale, nu se recomandă conectarea împreună:

(a) mai mult de trei receptoare electrice în total;

b) receptoare electrice ale mecanismelor pentru diverse scopuri tehnologice (de exemplu, motoare electrice ale mașinilor de tăiat metale cu motoare electrice ale unităților sanitare).

Pentru sarcinile distribuite pe autostradă, se recomandă ca receptoarele electrice să fie conectate direct la autostrăzi, și nu prin punctele de distribuție, așa cum este de obicei în schemele discutate mai sus.

În consecință, următoarele două cerințe principale sunt impuse autostrăzilor cu sarcină distribuită:

a) amenajarea autostrăzilor trebuie efectuată la cea mai mică înălțime posibilă, dar nu mai mică de 2,2 m de podea;

b) proiectarea autostrăzilor trebuie să permită ramificarea frecventă a receptoarelor electrice, iar atunci când sunt amplasate în locuri accesibile, să excludă posibilitatea atingerii părților sub tensiune.

Autostrăzile realizate în formă îndeplinesc aceste cerințe cauciucuri în cutii metalice închise.

Barele colectoare sunt utilizate în general în atelierele unde receptoarele electrice sunt dispuse în rânduri mai mult sau mai puțin regulate și unde, în plus, sunt posibile mișcări frecvente ale echipamentelor. Astfel de ateliere includ ateliere mecanice, reparații mecanice, scule și alte ateliere similare, după natura amenajării echipamentelor și a condițiilor de mediu.

La sarcini concentrate, când numărul de ramificații din rețea este relativ mic, rețeaua electrică trebuie așezată mult mai mare, alegând locuri unde se poate umple cu fire goale (bare colectoare sau conductori) sau fire izolate. Totodată, din cauza lipsei de închidere continuă, productivitatea liniei crește și întreaga structură devine mai ieftină.

Sursa de alimentare iluminat electric, de regulă, nu este conectat la surse de alimentare și autostrăzi, ci este realizat prin rețele separate de magistralele centralelor principale ale substațiilor.

În cazul schemelor „transformator bloc - rețea”, rețelele de iluminat sunt de cele mai multe ori ramificate din secțiunile principale ale rețelei electrice. Separarea rețelelor electrice și de iluminat este cauzată de următoarele circumstanțe:

a) pierderi de tensiune relativ scăzute permise în rețelele de iluminat,

b) capacitatea de a opri întreaga rețea de alimentare cu menținerea alimentării cu iluminat.

O excepție de la această regulă generală este permisă pentru obiectele de importanță secundară cu sarcini reduse și lucrări vizuale iresponsabile, precum și pentru alimentarea iluminatului de urgență.

Alegerea schemei de alimentare cu energie electrică este influențată semnificativ și de necesitatea reducerii puterii pentru consumatorii de energie electrică din categoriile I și II.

Pentru receptoarele electrice de categoria I, alimentarea cu energie electrică trebuie să fie din două surse independente, care pot include transformatoare de putere dacă sunt conectate la secțiuni diferite, neconectate, ale tabloului de înaltă tensiune. În acest caz, sursa de alimentare de rezervă a receptoarelor electrice trebuie să aibă o pornire automată (ATS).

De obicei, cele mai critice instalații au unități de rezervă în caz de defecțiune sau reparație preventivă a unităților de lucru. Includerea unităților de rezervă poate fi și automată, dacă este necesar în funcție de condițiile procesului tehnologic. Un exemplu de reducere reciprocă automată a două unități este diagrama prezentată în fig. 3.

Orez. 3. Scheme de redundanță a puterii pentru consumatorii de energie electrică de joasă tensiune. 1 — dispozitiv pentru pornire și oprire manuală sau automată; 2 — aparate pentru comutare manuală sau automată.

Pentru receptoarele electrice de categoria a 2-a, alimentarea de rezervă se pornește prin acțiunile personalului de serviciu, dar principiile de construcție a circuitelor rămân aceleași ca la consumatorii de energie electrică din categoria I cu singura diferență că a doua sursă de alimentare poate să nu fie independentă.

Pentru grupuri de utilizatori de joasă tensiune, este posibil să se utilizeze două scheme radical diferite pentru reducerea puterii, prezentate în Fig. 3.

Conform schemei a, consumatorii de energie sunt împărțiți în două grupuri, fiecare dintre ele având o sursă de alimentare separată și, prin urmare, ambele surse de alimentare sunt de obicei pornite. Conform schemei b, consumatorii electrici sunt alimentați printr-una dintre surse de alimentare, iar cealaltă este o rezervă. În ambele cazuri, fiecare alimentator trebuie proiectat pentru sarcina totală a celor două grupuri de receptoare electrice, dar schema este de preferat, deoarece are mai puțină pierdere de putere și o fiabilitate mai mare în funcționare.

Alegerea planului energetic este influențată și de fluxul de producție. De exemplu, receptoarele electrice ale tuturor mecanismelor conectate între ele printr-o anumită dependență tehnologică trebuie să fie combinate și în ceea ce privește puterea normală și de rezervă.