Схемы электроснабжения металлургических предприятий

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЦЕХОВ И УСТАНОВОК

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Источниками питания металлургических предприятий явля­ются электростанции и сети районных энергосистем напряже­нием 110—500 кВ. Установлены следующие номинальные значения напряжения в сетях переменного тока, кВ: 0,127; 0,38; 0,66; 6; 10; 35; ПО; 220; 330; 500; 750; 1150.

Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформа­торов принимают на 5 % выше, с учетом возможности компен­сации потерь напряжения в сети. Напряжение каждого звена системы электроснабжения следует выбрать на основании тех­нико-экономических расчетов.

Надежность системы электроснабжения. Категории электроприемников

Надежность — свойство системы электроснабжения, обу­словленное ее безотказностью, ремонтопригодностью, долго­вечностью и обеспечивающее нормальное выполнение заданных ее функций.

Безотказность — свойство системы электроснабжения непрерывно сохранять работоспособность в определенных ре­жимах и условиях эксплуатации.

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) приемники электроэнергии по требуемой степени бесперебойно­сти электроснабжения подразделяются на три категории:

к первой категории относятся приемники, для которых пере­рыв в подаче электроэнергии связан с опасностью для жизни, здоровья людей, значительным ущербом народному хозяйству, браком продукции, порчей оборудования или двигательным рас­стройством технологического процесса;(Потребители 1-й категории: доменные печи (главный подъем, конусы, вращающийся распределитель, пушка), разливочные машины, воздуходувки, насосы водоснабжения, устройства га­зоочистки, газодувки, плавильные печи, завалочные машины, дутьевые вентиляторы, лебедки перекидки и подъема заслонок печей, механизм наклона конвертера, все электрооборудование электросталеплавильных печей, краны разливочного и печного пролетов, все оборудование машин непрерывного литья загото­вок (МНЛЗ), механизм наклона миксера, привод для дутья вагранки, разливочные краны литейного цеха, непрерывные го­рячие широкополосовые прокатные станы, нагревательные и ме­тодические печи и т. п. Допустимая длительность ввода резерва 1,5—2 с.)

ко второй категории относятся приемники, для которых пере­рыв в подаче электроэнергии связан с существенным недовыпу­ском продукции, простоем большого числа людей и механизмов;(Потребители 2-й категории: мостовые краны шихтового двора, рудные перегружатели, оборудование дробления, раз­мола и т. д., двор изложниц, отделения разделывания слитков, отделения футеровки; кислородные станции (относятся обычно ко 2-й категории, но при продувке металла в конвертерах только кислородом без воздушного дутья их относят к 1-й кате­гории); блюминг, слябинг, рельсобалочные, трубопрокатные, ли­стовые и сортовые станы, станы холодной прокатки, ножницыкалибровочные, проволочные станы и т. д. Допустимая дли­тельность ввода резерва — десятки минут).

к третьей категории относятся все электроприемники, не под­ходящие под определения 1-й и 2-й категорий, допускающие перерывы в электроснабжении без существенного ущерба для потребителей в течение времени, необходимого для ремонта или замены вышедшего из строя электрооборудования.

Ниже в качестве примера перечислены некоторые потреби­тели металлургического предприятия в соответствии с их кате­гориями (Потребители 3-й категории: механические, кузнечные, дере­вообделочные, ремонтные цехи, гаражи, железнодорожный цех, депо, склады, вспомогательные объекты, не относящиеся к по­требителям 1-й и 2-й категорий. Допустимый перерыв в подаче энергии соответствует длительности ремонта системы электро­снабжения).

. Особые группы приемников 1-й категории – это приемники отключение которых связано с возможностью взрыва, пожара, поэтому для избежания аварий должны работать. Пока не будет завершен процесс, они не регламентированы, а дол­жны выявляться совместно с технологами для каждого конкрет­ного случая (аварийное освещение ряда цехов, электродвига­тели задвижек и запорной аппаратуры, аппаратура КИП, сред­ства связи, электродвигатели насосов охлаждения доменных и методических печей, электродвигатели воздуходувок доменных печей и т. п.).

Требование бесперебойного электроснабжения удовлетворя­ется благодаря питанию ответственных потребителей несколь­кими (не менее чем двумя) независимыми линиями электропе­редачи, обеспечению резервными трансформаторами, коммута­ционными аппаратами, электродвигателями. При аварии одной из питающих линий оставшиеся линии и связи должны обеспе­чить питание всех электроприемников 1-й и основных электро­приемников 2-й категории, бесперебойная работа которых необ­ходима для функционирования основных производств. При этом необоснованное завышение мощности группы электропри­емников 2-й категории, требующих повышенного резервирова­ния, не должно допускаться.

В соответствии с категорийностью электроприемников к си­стемам электроснабжения предъявляются различные обяза­тельные требования. Электроприемники 1-й категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источни­ков питания.

Независимым считается источник, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках. Неза­висимыми источниками можно считать подведенные из разных пунктов энергосистемы линии электропередач; различные сек­ции шин подстанции, если каждая секция питается от отдель­ного трансформатора, а тот в свою очередь — от отдельной ли­нии и т. д.

Схемы электроснабжения металлургических предприятий

Система электроснабжения предприятия состоит из питающих распределительных (РП), трансформаторных (ТП), преобразо­вательных подстанций (ПП) и связывающих их кабельных и воздушных сетей, а также токопроводов напряжением до 1000 В и выше. Поскольку на металлургическом предприятии имеются потребители первой и особой категорий, то число пи­тающих линий должно быть не менее двух. Обычно же число питающих линий значительно больше.

Схема электроснабжения строится таким образом, чтобы вся система была экономична, надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество электроэнергии в нормальных и послеаварийных режимах, обеспечи­вала необходимое резервирование, защиту и т. п. в процессе проекти-рования системы электроснабжения на основании тех­нико-экономических расчетов осуществляют выбор номинальных напряжений, определяют электрические нагрузки, выби­рают число, мощность и тип трансформаторов и трансформа­торных подстанций; аппаратуру защиты; систем компенсации,
реактивной мощности, способ регулирования напряжения и т. п.

При построении cxем электроснабжения необходимо учиты­вать специфические особенности технологических процессов металлургических предприятии; наличие зоны с загрязненной и агрессивной средой, «особых» групп электроприемников, тре­бующих повышенной надежности питания и дополнительного резервирования приемников с резкопеременной ударной на­грузкой; режимы работы наиболее ответственных агрегатов. Недоучет особенностей технологии может привести как к недо­статочному резервированию, так и к излишним затратам на ре­зервирование.

Для выравнивания графиков нагрузки и оптимизации электропотребления необходимо с целью разгрузки источников питания в часы максимумов предусмотреть совместно с техноло­гами возможность избирательного отключения или снижения нагрузки (в разумных пределах) части электроприемников без ущерба для планового выпуска продукции.

Питающие завод линии электропередачи (ЛЭП) присоединя­ются к шинам районной понизительной подстанции (РПС). Вблизи завода сооружаются пункты приема электроэнергии от энергосистемы: узловые распределительные подстанции (УРП) либо главные понизитедьные подстанции (ГПП) первичным на­пряжением 35—330 кВ.| Число и тип приемных пунктов зависят от потребляемой мощности, от размещения нагрузок на терри­тории завода и т. п.

Электроснабжение металлургических предприятий осущест­вляется по двум основным схемам: по схеме глубокого ввода и по схеме главной понизительной подстанции. Главная понизи­тельная подстанция получает питание от районной энергоси­стемы и распределяет энергию на более низком напряжении (10 или 6 кВ) по предприятию. Стремление уменьшить длину линий низкого напряжения (до 1000 В) привело к проникнове­нию сетей напряжением 110—330 кВ непосредственно к цехам с мощными потребителями, т. е. к глубокому вводу напряже­ния 110—330 кВ на территорию предприятия. Глубокие вводы 11О—330 кВ применяются при передаваемых мощностях около 60 MB • А и более. При глубоких вводах отпадают промежуточ­ные распределительные пункты (РП), резко сокращаются рас­пределительные сети вторичного напряжения 6—10 кВ, уменьшаются потери, значительно облегчается задача регулирования и т. п.

Система электроснабжения с применением глубоких вводов, при которой сети с высоким напряжением 110—330 кВ макси­мально приближены к потребителям электроэнергии, является наиболее экономичной и надежной для крупных предприятий, к которым относятся металлургические заводы. В этом случае электроэнергия напряжением ПО—330 кВ от районной под­станции РПС подается на центральную (узловую) подстанцию предприятия УРП, от которой получают электроэнергию под­станции глубокого ввода ПГВ, расположенные вблизи мощных потребителей. От ПГВ электроэнергия напряжением 6—10 кВ подводится к распределительным пунктам РП, а также непо­средственно к крупным потребителям электроэнергии (мощ­ным электропечам, синхронным электродвигателям, преобразо­вателям).

От РП электроэнергия подводится непосредственно к мощ­ным потребителям 6—10 кВ, а также к цеховым трансформа­торным подстанциям ТП. От цеховых трансформаторных под­станций ТП получают энергию напряжением до 1000 В различ­ные потребители.

Схемы распределения электроэнергии строятся по ступенчатому принципу. Обычно применяются две-три ступени. При большем числе ступеней усложняются коммутация, защита, эксплуатация. Первой ступенью распределения электроэнергии является сетевое звено между источником питания предприятия (УРП, ГПП, ТЭЦ) и ПГВ. Второй ступенью является сетевое звено между РП или распределительным устройством (РУ) вторичного напряжения ПГВ и цеховыми ТП или же отдель­ными электроприемниками высокого напряжения: электродви­гателями, электропечами, преобразователями; это звено выпол­няется, как правило, кабельной линией 6—10 кВ.

Применяются две основные схемы распределения электро­энергии: радиальная и магистральная, в зависимости от числа и взаимного расположения потребителей (подстанций, электро­двигателей и т. п.) по отношению к питающему их пункту. При радиальной системе к потребителю, РП или ТП прокладыва­ются отдельные независимые линии. При магистральной схеме питание нескольких потребителей осуществляется одной или двумя общими линиями. Радиальные схемы распределения электроэнергии применяются главным образом для питания крупных сосредоточенных нагрузок, расположенных в различ­ных направлениях от центра питания. Магистральные схемы применяют для питания распределенных нагрузок, расположен­ных в одном направлении. Выбор той или иной схемы распре­деления электроэнергии производится на основании технико-экономических расчетов.

Оборудование подстанций

Подстанции служат для преобразования и распределения элек­тростанции. Каждая подстанция имеет трансформаторы, распределительные устройства (РУ), содержащие коммутационные аппараты, аппараты защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины и т. n.

Различают главные понизительные подстанции ГПП, под­станции глубокого ввода ПГВ, цеховые трансформаторные под- станции, электропечные подстанции, преобразова­тельные подстанции. Под­станции выполняются от­дельно стоящими, пристро­енными к зданию цеха, встроенными или внутрице­ховыми.

Как отмечалось, основным требованием к системе электроснабжения является бесперебойность, надеж­ность.

Наиболее надежным считается электроснабже­ние потребителей 1-й кате­гории при установке на це­ховой подстанции двух трансформаторов с устрой­ствами автоматического ввода резерва (АВР) на стороне низшего напряже­ния. При двухтрансформаторной станции выключатель ВЗ в нормальном режиме отключен, и каждая секция шин питается от своего ввода. При аварийном отключении одного из вводов при помощи устройства АВР включается секционный выключатель ВЗ и электроснаб­жение подстанции переводится на один ввод.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: