Система электроснабжения, сети и потребители электроэнергии
Трехфазная система ЭДС
02/09/2022
Приемники электрической энергии
02/09/2022Для того чтобы города и страны, а на самом деле — живущие в них люди, могли круглосуточно пользоваться таким замечательным благом цивилизации как качественная электрическая энергия, и имели бы доступ к ней в любом требуемом количестве, — по всему миру возводятся крупные системы электроснабжения.
Различные электроприемники (и любые электрические приборы) являются неотъемлемыми частями электрических хозяйств организаций, предприятий, и вообще любых электрифицированных объектов.
Электротехнические изделия, называемые электроприемниками, представляют собой механизмы, аппараты и агрегаты, задача которых — преобразовывать электрическую энергию в требуемый вид, например в механическую энергию электродвигателя или в световую энергию системы освещения, либо в тепловую энергию, если речь идет о нагревательном элементе. В конце концов электрические плиты и вся бытовая техника в наших домах немыслима без электричества, которое мы добываем из розетки на стене.
На сегодняшний день электроэнергия применяется всюду в мире для приведения в действие разнообразных механизмов, для питания систем искусственного освещения, многочисленной электротехники, специальных устройств учета и контроля, автоматики и защиты, для медицинских, биологических, пищевых, научных, перерабатывающих, производственных и многих-многих других целей, без которых немыслима современная цивилизация.
Базовые определения
Системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, назначение которых — обеспечивать потребителей электроэнергией.
Непосредственно электроустановки представляют собой разнообразные машины, аппараты и линии, а также вспомогательное оборудование и сооружения в которых все это установлено, служащие для производства, преобразования, передачи и распределения электроэнергии.
Система электроснабжения является частью электрического хозяйства организации или предприятия, при этом выступает подсистемой по отношению к более крупной электроэнергетической системе.
Электроэнергетическая система, также именуемая просто электрической системой, является частью энергосистемы и включает в себя приемники электроэнергии.
Энергосистема включает в себя электростанции, электрические и тепловые сети, а также соединения между ними — все это связано между собой общим режимом просто в силу непрерывности процесса производства, преобразования и распределения электроэнергии и тепла. Электрическая либо электрическая и тепловая энергия производятся на электрических станциях, которые могут состоять как из одной единственной установки, так и из группы установок для производства электрической энергии.
Электрические сети представляют собой совокупность электроустановок, назначение которых — передача и распределение электрической энергии, поставляемой электростанциями. Сеть включает в себя подстанции, линии электропередач, тоководы, присоединительную аппаратуру, а также средства управления и защиты.
Подстанции служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии. Линия электропередач, в свою очередь, передает и распределяет электроэнергию, либо просто передает ее на расстояние.
Любое среднестатистическое предприятие всегда имеет собственное электрическое хозяйство, включающее в себя прежде всего совокупность электроустановок и различных изделий, не относящихся к электрической сети, тем не менее обеспечивающих ее нормальную работу. Также в электрическое хозяйство входят помещения, здания и сооружения, эксплуатируемые электротехническим персоналом, людские, энергетические, материальные ресурсы и информационное обеспечение, призванное поддерживать полноценную жизнедеятельность хозяйства.
В составе любого электрического хозяйства всегда есть отдельные электроприемники или группы электроприемников, размещенные на определенной ограниченной территории какого-нибудь объекта, и объединенные единым технологическим процессом. Это может быть целое предприятие или отдельный станок, цех или просто конвейер. В любом случае подобную единицу или группу принято назвать потребителем электрической энергии.
Работа системы электроснабжения
Функционирование системы электроснабжения зиждется на режиме потребления электрической энергии, а также на техническом и ремонтном обслуживании. Дело в том, то система электроснабжения является непрерывно работающей, сложной динамической системой с многообразием внутренних и внешних связей.
Режим производства, передачи и распределения в системе связан с режимом питающей системы, а режим и график нагрузки определяется потребителями. Электростанция влияет на систему электроснабжения возможностью изменения со своей стороны объемов поставляемой мощности, уровня напряжения, его частоты, величины тока короткого замыкания, устойчивости и т. д.
Степень устойчивости электроснабжения в основном определяется тем, насколько регулярно и качественно выполняются технические и ремонтные работы в системе электроснабжения. Данные работы направлены на поддержание постоянной работоспособности и исправности как оборудования, так и линий электропередач. Сегодня все это достижимо благодаря наличию определенных законов формирования энергосистем и электрических хозяйств.
Классификация потребителей
Принципиально многочисленные и разнообразные потребители электроэнергии в народном хозяйстве подразделяются на четыре крупных вида (при этом 10-12% всего энергопотребления приходится на освещение):
55-65% — промышленные предприятия;
25-35% — жилые и общественные здания, коммунально-бытовые организации и предприятия:
10-15% — сельскохозяйственное производство;
2-4% — электрифицированный транспорт.
Промышленные потребители электрической энергии на предприятиях можно классифицировать по следующим пяти признакам:
1. По общей номинальной мощности установленных электроприемников:
до 5 МВт — малые предприятия;
от 5 до 75 МВт — средние предприятия;
более 75 МВт — крупные предприятия.
2. По отрасли промышленности, к которой данное предприятие относится:
металлургия;
машиностроение;
нефтехимия;
и т. д.
3. По условиям определения мощности и средств КРМ в электросети предприятия и по тарифным группам:
1 группа — присоединенная трансформаторная мощность 750 кВА и более;
2 группа — присоединенная трансформаторная мощность менее 750 кВА.
Предприятия относящиеся к 1 тарифной группе обычно производят оплату электричества по двухставочному тарифу: основная ставка за потребленную мощность, дополнительная ставка — за израсходованную электроэнергию. Мощность устройств компенсации реактивной энергии выбирается одновременно с основными элементами системы электроснабжения предприятия.
Предприятия относящиеся ко 2 тарифной группе как правило производят оплату электричества по одноставочному тарифу. При этом требуемая мощность устройств компенсации реактивной энергии для предприятия диктуется со стороны энергосистемы.
4. По категории надежности электроснабжения, в зависимости от процентного соотношения электроприемников различной надежности:
1 категория надежности электроснабжения электроприемников;
2 категория надежности электроснабжения электроприемников;
3 категория надежности электроснабжения электроприемников.
5. По категории энергетических служб.
Есть 12 категорий, конкретная категория определяется общей величиной годового плана по трудоемкости планово-предупредительного ремонта сетей и электрического оборудования предприятия. Данная характеристика отражает сложность и масштабы хозяйства, определяет размер отдела и подразделений главного энергетика.
Безусловно, основная часть всех промышленных предприятий, потребляющих электроэнергию, находится в городах. Именно города являются главными потребителями электрической энергии во всех странах. По численности населения города делятся на:
более 500000 — крупнейшие;
от 250000 до 500000 — крупные;
от 100000 до 250000 — большие;
от 50000 до 100000 — средние;
менее 50000 — малые.
Территория города, с точки зрения потребления электроэнергии, подразделяется на зоны:
Промышленная зона — в ней размещены производственные предприятия;
Коммунально-складская — в ней размещены транспортные предприятия (базы транспорта);
Внешнего транспорта — вокзалы, станции, порты;
Селитебная — жилые районы, общественные здания, сооружения, места отдыха.
Гражданские здания формируют основу застройки города. К ним относятся объекты непроизводственной сферы, такие как: жилые дома, общежития, гостиницы, торговые площадки и предприятия общепита, образовательные учреждения, предприятия бытового обслуживания и коммунального хозяйства и т. д.
Опорными данными для выбора системы электроснабжения являются электроприемники, располагаемые на плане города или предприятия, и определяющие величину и характер электрических нагрузок, а также их надежность.
