Электроснабжение промышленных предприятий

Содержание

 

Введение

1. Общая часть

1.1 Общие сведения об электрических системах, сетях и источниках электроснабжения

1.2 Напряжения и способы выполнения электрических сетей

1.3 Тяговая трансформаторная подстанция, как часть системы электроснабжения

2. Специальная часть

2.1 Электроснабжение промышленных предприятий

2.2 Конструктивное исполнение цеховых сетей

2.3 Современные технологии по экономии электроэнергии

3 Техника безопасности и охрана труда

3.1 Общие сведения о технике безопасности

3.2 Воздействие электрического тока на человека

4. Экономическая часть

4.1 Технико-экономические расчёты систем электроснабжения промышленных предприятий

4.2 Методика технико-экономических расчётов

4.3 Укрупнённые показатели стоимости подстанции

4.4 Постоянная часть затрат по подстанциям

Литература

 

 

Введение

 

Российской акционерное общество энергетики и электрификации «ЕЭС России» (РАО «ЕЭС» России) учреждено в соответствии с указами Президента Российской Федерации от 15 августа 1992 года №923 и от 5 ноября 1992 года №1334, направленными на обеспечение управляемости Единой энергетической системы и сохранение электроэнергетики в виде единого комплекса при акционировании предприятий и организаций, выходивших из ведомственной подчиненности.

Сегодня РАО "ЕЭС России" является монополистом в сфере энергоснабжения и представляет собой финансово-производственный холдинг, в состав которого входят региональные энергокомпании, крупные федеральные электростанции, а также межсистемные электрические сети. Контрольный пакет акций (52%) РАО "ЕЭС России" принадлежит государству. Государство регулирует деятельность энергохолдинга и устанавливает цены на его услуги и продукцию.

Далее среди крупнейших держателей идет The Bank of New York International Nominees (19,96%) – а это означает, что практически 20% акций РАО «ЕЭС Россия» обращаются в виде АДР (американские депозитарные расписки) на американском фондовом рынке. Третий держатель - Некоммерческое партнерство “Национальный Депозитарный Центр” (номинальный держатель) – соответственно 6,44% акций обращаются на российском фондовом рынке. Что занятно, акции РАО «ЕЭС» (т.е. эти 6%) составляют более 95% объема российского рынка акций.

Что касается структуры управления РАО «ЕЭС», то она достаточно стандартна: Общее собрание акционеров, Совет директоров, Правление. Председателем Правления РАО «ЕЭС России» является Анатолий Борисович Чубайс. (Председателем Совета Директоров является А.С.Волошин, руководитель Администрации Президента Р.Ф. В Совете директоров заседают Министр финансов А.Л.Кудрин, Министр экономического развития и торговли РФ Г.О.Греф, Министр РФ по антимонопольной политике и поддержке предпринимательства И.А.Южанов, А.Б.Чубайс и еще 10 важных персон.

В настоящее время РАО «ЕЭС» находится в процессе реструктуризации, причем сейчас идет лишь первый этап реформирования. Процесс длительный и, естественно, поднимающий огромное количество спорных моментов.

Если говорить о реформе, то говорить придется очень долго. Если интересно, историю реформы и планы можно найти на официальном сайте РАО «ЕЭС России» - www.rao-ees.ru Ресурс, стоит заметить, очень содержательный.

Основные направления деятельности РАО "ЕЭС России":

управление Единой энергетической системой России;

производство, передача, и распределение электрической и тепловой энергии;

поддержание в надлежащем состоянии электростанций и электрических сетей;

оперативно-диспетчерское управление технологическим процессом производства и поставок электроэнергии;

технический надзор за состоянием электростанций и сетевых объектов ЕЭС России;

организация функционирования и развитие ЕЭС России, предоставление услуг на федеральном оптовом рынке электрической энергии (мощности) – ФОРЭМ;

организация работ, обеспечивающих сбалансированное развитие ЕЭС России (в том числе прогнозирование спроса на энергию, проектирование, инвестирование, строительство энергетических объектов).

 

 

1. Основная часть

1.1 Общие сведения об электрических системах, сетях и источниках электроснабжения

 

Работа современных промышленных предприятий связана с потреблением электрической энергии, вырабатываемой электростанциями.

Электрическая станция- это промышленное предприятие, вырабатывающее электроэнергию и обеспечивающее её передачу потребителям по электрической сети.

 

Рис.1.1. Принципиальная схема электрической системы: ТЭЦ, АЭС, ТЭС, ГЭС- теплоцентраль, атомная, тепловая, гидравлическая станции; СН- собственные нужды; СК- синхронные компенсаторы; СШ- сборные шины; НГ- нагрузка на генераторном напряжении; П/ст- трансформаторные подстанции.

 

Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии, называется электрической подстанцией.

Линией электропередачи (ЛЭП) называют электроустановку, предназначенную для передачи электрической энергии.

Электрическая сеть- это совокупность воздушных и кабельных ЛЭП и подстанций, работающих на определённой территории. Совокупность электростанций, электрических сетей и электропотребителей, связанных общностью процесса производства, передачи и использования электроэнергии, называют энергетической системой. На некоторых электростанциях вырабатывается не только электрическая, но и тепловая энергия.

Поэтому энергосистема охватывает и установки производства, распределение и использование теплоты. Электрическую часть энергосистемы называют электрической системой.

Источниками питания электрических систем служат электрические станции.

Основными типами электростанций являются гидроэлектрические тепловые и атомные электростанции. На гидроэлектростанции (ГЭС) в электрическую энергию преобразуют механическую энергию водного потока реки- гидравлическую энергию.

На тепловых электростанциях (ТЭС) в электрическую преобразуют энергию, выделяемую при сгорании каменного угля, торфа, сланцев, газа, нефти и других видов топлива.

Главный недостаток тепловых электростанций- низкий коэффициент полезного действия. Лишь 30- 40% теплоты, полученной при сгорании топлива, используется полезно, а остальная часть - отдаётся охлаждающей воде при конденсации пара и дымовыми газами. Эта энергия безвозвратно теряется в процессе производства электроэнергии.

Атомные электростанции (АЭС)– это тоже тепловые паротурбинные станции, но использующие в качестве топлива ядерное горючие.

В технологической схеме АЭС роль котла выполняет атомный реактор. Теплота, выделяющаяся в реакторе при делении ядер урана или плутония, передаётся теплоносителю– тяжёлой воде, гелию и т.п. От теплоносителя тепловая энергия передаётся парогенератору. Далее та же схема преобразования энергии пара в механическую энергию паровой турбины и в электрическую энергию, что и на ТЭС.

В настоящее время преимущественное развитие имеют ТЭС. Это обусловлено двумя основными факторами: удельными капиталовложениями и сроками строительства ТЭС. По мере совершенствования оборудования освоение больших единичных мощностей реакторов показатели АЭС постепенно приближаются к показателям ТЭС. В качестве резервного источника питания, а также в начальный период эксплуатации предприятий, размещенных в районах Сибири и Крайнего Севера, для временного электроснабжения применяют дизельные, газотурбинные электростанции и энергопоезда.

Основным элементом дизельных электростанций (ДЭС) является дизель – генератор. В качестве первичных двигателей в основном применяют безкомпрессорные четырёх– и двухтактные дизели мощностью 5– 1000 кВт, имеющие частоту вращения 375– 1500 об/мин. Дизели комплектуют генераторами переменного тока. В настоящее время исследуют возможность более широкого использования тепловой энергии вулканов и гейзеров– на геотермальных станциях, электростанций с магнитогидродинамическими генераторами, энергии ветра– на ветроэлектростанциях, энергии приливов и отливов– на приливных электростанциях. Опытные промышленные установки, работающие на этих видах энергии, уже имеются.

 

 

1.2 Напряжение и способы выполнения электрических сетей

 

Номинальным напряжением приёмников электрической энергии, генераторов и трансформаторов называют то напряжение, при котором обеспечивается их нормальная и бесперебойная работа. Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным напряжением приёмников электроэнергии, которые от неё питаются. К приёмникам электроэнергии в данном случае относят также первичные обмотки трансформаторов.

Правилами устройствами электроустановок (ПУЭ) они разделены на установки напряжением до 1000 В и напряжением выше 1000 В.

Рассмотрим линию местной сети, питающуюся непосредственно от генератора Г с номинальным напряжением Ur = U1. В линии имеет место потеря напряжения, поэтому приёмники электроэнергии, подключённые к ней, будут находиться под разными напряжениями.

Изменение напряжения вдоль линии при заданных нагрузках изображено на рис. прямой линией U1 = U2 , причём для частного случая взято U1 = 230 В и U2 = 210 В.

 

Рис.1.2. Номинальное напряжение сети

 

Работа приёмников будет тем лучше, чем меньше на их зажимах отклонения напряжения от номинального. За номинальное напряжение электрической сети берут среднее арифметическое значение напряжений в начале U1и в концеU2 линии, т.е.

 

Uн. = (U1 + U2)/2

 

Под этим напряжением будут находиться приёмники, расположенные, например, при равномерной нагрузке линии в середине её. В нашем случае Uн.=(230+210)/2 = 220 В.

Номинальным напряжением электросети называют среднее арифметическое значении рабочих напряжений в начале и конце линии сети. Напряжение генераторов, на которое их конструируют, берется на 5% выше номинального напряжения сети. Например, при номинальном напряжении сети 6 кВ номинальное напряжение генераторов будет 6,3 кВ.

Для электроустановок до 1000 В приняты номинальные напряжения, приведённые в таблице.

 

Таблица1.1. Номинальные напряжения систем электроснабжения приёмников, В

Постоянный ток		Переменный ток (частота f=50 Гц)
источники	приемники	источники		приемники
		однофазные	трехфазные	однофазные	трехфазные
28,5 115 230 460	27 110 220 440	42 230 – –	42 230 400 690	40 220 380 660	40 220 380 660

 

Для установок выше 1000 В применяют следующие стандартные напряжения: 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ. Для питания электродвигателей небольшой мощности (до 100 – 150 кВт) применяют напряжение 380 В.

Способы выполнения сетей должны обеспечивать надёжность, долговечность, пожарную безопасность, экономичность, индустриальность монтажа, а при скрытых проводах – по возможности заменяемость проводов.

В общественных, административно– бытовых, инженерно– лабораторных и других подобных зданиях, как правило, должна применяться скрытая прокладка проводов.

Сети производственных и вспомогательных зданий следует выполнять открыто: кабелями и защищёнными проводами; незащищёнными изолированными проводами на изоляторах, в лотках, в коробах, в трубах; шинопроводами.

Электропроводки незащищёнными изолированными проводами на изоляторах и клицах могут применяться во всех невзрывоопасных установках, в том числе и наружных. В последнее время этот вид проводки вытесняется тросовыми электропродками.

В отдельных случаях на изоляторах целесообразно прокладывать голые провода (например, при высоких температурах, на недоступной высоте), разрешены во всех непожаро–и невзрывоопасных помещениях. Этот же вид проводки является преимущественным в установках наружного освещения – для воздушных линий.

Тросовые электропроводки могут выполняться кабелями и проводами, прокладываемыми по тросу (диаметром 1,9– 6,5мм) или проволоке (стальной оцинкованной или горячекатаной, имеющей лакокрасочные покрытия, диаметром 5,8– 8мм), а также специальными проводами.

Прокладку проводов в трубах следует ограничивать, допуская её лишь в тех случаях, когда безтрубные проводки не могут быть применены.

 

1.3 Тяговая трансформаторная подстанция, как часть системы электроснабжения

 

Подстанции 110– 330 кВ ГВ рекомендуется осуществлять с закрытой установкой всего электрооборудования, включая понижающие трансформаторы. Условия минимальной площади, занимаемой такими ПС, обуславливают целесообразность применения КРУЭ 110– 220 кВ.

Линии 110– 330 кВ ГВ целесообразно выполнять кабельными маслонаполненными низкого и среднего давления и с искусственным охлаждением токоведущих жил при крупных ПС ГВ (ориентировочно более 100– 150 МВхА). При дефиците маслонаполненных кабелей в средних городах могут применяться ВЛ ГВ.

ТП 10(6)– 20 кВ в отечественной практике обычно выполняются в виде отдельно стоящих сооружений. ТП 10(6) кВ сооружаются с применением кирпича (стены), сборного железобетона (фундаменты, крыша, внутренние перемычки), бетона и цемента (полы), лесоматериалов (двери) и стальных крепежно-монтажных изделий.

ТП универсальная с двумя трансформаторами мощностью до 630 кВхА- БКТПу-2х630. Она предназначена для электроснабжения электроприёмников жилищно-коммунальной и общественной застройки г. Москвы. БКТПу представляет собой готовое изделие, полностью укомплектованное оборудованием (за исключением силовых трансформаторов) и смонтированное. Силовые трансформаторы монтируются в БКТПу после установки её на фундамент, причём их передвижение осуществляется широкой стороной. Конструктивное выполнение БКТПу предусматривает эксплуатационное её только в Московской кабельной сети Мосэнерго.

В районах малоэтажной застройки (1– 4 этажа) для питания силовых и осветительных нагрузок потребителей промышленных, городских и поселковых сетей применяются однотрансформаторные подстанции с трансформаторами 1х160 кВА и 1х250кВА.

Оборудование подстанции размещается в отдельно стоящем двухэтажном здании. Силовой трансформатор и щит 0,38 кВ располагаются в отдельных помещениях первого этажа, а РУ 10(6) кВ- на втором этаже. РУ 10(6) кВ комплектуется из камер серии КСО-366.