Схемы электроснабжения: Виды схем электроснабжения промышленных предприятий | СРС

Содержание

Виды схем электроснабжения промышленных предприятий | СРС

Электроснабжение от энергосистемы можно осуществить по двум схемам (рис. 1):
глубокого ввода двойной магистрали напряжением 35...220 кВ на территорию предприятия с подключением отпайкой от обеих испей нескольких пар трансформаторов;
с одной мощной ГПП на все предприятие. Первая схема (см. рис. 1, а) применяется на крупных предприятиях, занимающих большие территории и располагающих площадями для прохождения линии напряжением 35...220 кВ. Вторую схему (см. рис. 1, б) применяют на предприятиях средней мощности с концентрированным расположением нагрузок. Эти схемы являются основными электротехническими чертежами проекта, на основании которых выполняют все другие чертежи, производятся расчеты сетей и выбор основного электрооборудования.


Рис. 1. Схемы внешнего электроснабжения для крупных (а) и средних (б) предприятий

При проектировании электроснабжения промышленных пред приятии на схемах высокого напряжения должны быть показаны источники питания, распределительные пункты и трансформа торные подстанции со сборными шинами, основная коммутационная аппаратура (масляные или воздушные выключатели, реакторы), размещение устройств АВР, все трансформаторы и электроприемники высокого напряжения (высоковольтные электродвигатели, преобразовательные агрегаты, электропечи и др.). Ря дом с соответствующими графическими обозначениями нужно указать номинальное напряжение сборных шин, типы выключателей, номинальные токи и реактивные сопротивления реакторов, номинальные мощности и напряжения обмоток трансформаторов и схемы их соединения, номинальные выпрямленные токи и напряжения преобразовательных агрегатов, номинальные мощности электродвигателей. Около изображений кабельных и воздушных линий указывают их длину, а также марки и сечения кабелей, материал (медь или алюминий) и сечения проводов воз душных линий и токопроводов.


Рис. 2. Магистральные схемы электроснабжения:
а — одиночная; б — сквозная с двусторонним питанием; в — кольцевая; г — двойная; ТП1—ТП6 — трансформаторные подстанции

Напряжение 110 кВ наиболее широко применяют для электроснабжения предприятий от энергосистемы. Рост мощностей промышленных предприятий, снижение минимальной мощности трансформаторов на 110/6... 10 кВ до 2500 кВ А способствуют использованию напряжения 110 кВ для питания предприятий не только средней, но и небольшой мощности.

Напряжение 220 кВ применяют для электроснабжения от энергосистемы крупных предприятий, создания глубоких вводов с разукрупнением подстанций. В некоторых случаях применению напряжения 220 к В в СЭС способствует близкое расстояние от предприятия до трассы линий напряжением 220 кВ энергосистемы.
Распределительная сеть напряжением 6 (10) кВ (реже 35 кВ) — это внутренняя сеть предприятия, служащая для передачи электроэнергии с шин ГПП и ПГВ в распределительные и трансформаторные пункты по воздушным, кабельным линиям и токопроводам. В зависимости от категории нагрузок и от их расположения распределительная сеть от одного или двух независимых источников строится по радиальной, магистральной или смешанной схеме.

Магистральные схемы могут быть одиночными, сквозными с двусторонним питанием, кольцевыми и двойными.
Одиночную схему (рис. 2, а) применяют для потребителей третьей категории. При этой схеме требуется меньшее число линий и выключателей. К одной магистрали подключают два-три трансформатора ТП мощностью 1000... 1600 кВ • А или четыре-пять трансформаторов мощностью 250...630 кВ А (ограничение вносит чувствительность релейной защиты). Недостаток схемы — отсутствие резервного канала электроснабжения на случай повреждения линии. Поэтому для кабельных линий такую схему не применяют, так как время отыскания мест повреждений и ремонта кабелей может превышать 24 ч.

Более надежна сквозная схема с двусторонним питанием (рис. 2, б). Магистраль присоединяют к разным источникам питания. В нормальных условиях она разомкнута на одной из подстанций. Схема применяется для питания потребителей второй категории.
Кольцевая схема (рис. 2, в) создается путем соединения двух одиночных магистралей перемычкой на напряжение 6 (10) кВ. Схема применяется для питания по воздушным линиям потребителей второй категории. В нормальном режиме кольцо разомкнуто и питание подстанций осуществляется по одиночным магистралям. Но при выходе любого участка сети питание ТП прерывается лишь на время операций по отключению в ремонт поврежденного участка и включению разъединителя перемычки.
Двойная схема (рис. 2, г) достаточно надежна, так как при любом повреждении на линии или в трансформаторе все потребители (в том числе первой категории) могут получать электроэнергию но второй магистрали. Ввод резервного питания происходит автоматически с помощью устройств АВР. Данная схема дороже, чем рассмотренные выше, так как расходы на сооружение линий удваиваются.


Рис. 3. Радиальные схемы электроснабжения для питания потребителей третьей (а), второй (б) и первой (в) категорий надежности электроснабжения

Радиальные схемы (рис. 3) применяют для питания сосредоточенных нагрузок и мощных электродвигателей. Для потребителей первой и второй категорий предусматривают двухцепные радиальные схемы, а для потребителей третьей категории - одноцепные схемы. Радиальные схемы надежнее и легче автоматизируются, чем магистральные.
Схема, показанная на рис. 3, а, предназначена для потребителей третьей категории. При подключении устройства автоматического повторного включения (АПВ) воздушной линии эту схему можно применять для потребителей второй категории, а при наличии аварийных источников питания — и для потребителей первой категории.
Схему, показанную на рис. 3, б, используют для потребителей второй категории. В некоторых случаях ее можно применять и для потребителей первой категории. При исчезновении напряжения на одной из секций шин часть потребителей, присоединенных к другой секции, остается в работе.

Схему, приведенную на рис. 3, в, применяют для потребителей первой категории. Питание потребителей при исчезновении напряжения на одной из секций шин восстанавливается автоматическим включением секционного выключателя.

Рис. 4. Смешанная схема электроснабжения
осуществляется по радиальным линиям, а резервное — по одной сквозной магистрали, показанной на рис. 4  штриховой линией.
На всех приведенных схемах секционные аппараты в нормальном режиме находятся в отключенном состоянии. В основном в распределительных сетях

Смешанные схемы сочетают элементы магистральных и радиальных схем (рис. 4). Основное питание каждого из потребителей
применяют разомкнутые схемы, отвечающие требованиям ограничения токов короткого замыкания и независимого режима работы секций.
Замкнутые сети применяют редко, так как в них значительно (до двух раз) повышаются токи короткого замыкания, требуются выключатели на обоих концах линий, усложняются релейные защиты. Однако замкнутые сети имеют ряд преимуществ: большую надежность питания приемников, которые всегда подключены к двум (или более) источникам питания; меньшие потери энергии благодаря более равномерной загрузки сети; меньшее падение напряжения. Эти достоинства особенно существенны при электроснабжении крупных установок. В таких установках пуск мощного электродвигателя может вызвать при разомкнутой схеме большие отклонения напряжения, делающие пуск и самозапуск двигателя под нагрузкой невозможными, поскольку пусковой момент становится ниже момента сопротивления на валу двигателя.

Включение трансформаторов и линий на параллельную работу резко (почти вдвое) уменьшает эквивалентное сопротивление сети питания и обеспечивает успешный пуск двигателя. В некоторых случаях такое включение используется только на время пуска основных двигателей (например, на крупных насосных, компрессорных станциях, где применяются двигатели соизмеримой с трансформаторами мощности).
Электроснабжение металлургических заводов, имеющих полный цикл производства (доменный, сталеплавильный и прокатный цехи), осуществляют, как правило, от ближайшей энергосистемы через подстанцию энергосистемы при напряжении 110 или 220 кВ и от местной заводской ТЭЦ (рис. 5). Местная заводская ТЭЦ обычно имеет связь с энергосистемой напряжением 110 кВ (220 кВ).
Ударные нагрузки прокатных цехов должны восприниматься энергосистемой. Это необходимо учитывать при разработке проекта электроснабжения металлургического завода. Энергосистема должна быть мощной, чтобы обеспечить минимальный допустимый уровень колебаний напряжения в питающей сети 110 кВ (220 кВ).
Для ограничения вредного влияния ударных циклических нагрузок на качество электроэнергии в системе электроснабжения рекомендуются следующие мероприятия.

  1. Ограничение реактивной мощности, потребляемой вентильными преобразователями при их работе с глубоким регулированием.
  2. Разработка и внедрение электроприводов с пониженным потреблением реактивной мощности.


Рис. 5. Структурная схема электроснабжения блюминга 1150 (ионный привод)

3. Приближение источников питания к электроприемникам с ударной нагрузкой; питание дуговых электропечей при повышенном напряжении; питание крупных электродвигателей непосредственно от ГПП или ПГВ, минуя соответствующую цеховую подстанцию, и т.п.

4. Уменьшение реактивного сопротивления линий, питающих крупные электроприемники, за счет применения кабелей и токопроводов с пониженной реактивностью, уменьшения реактивности реакторов и т.п.; применение выключателей с повышенным предельным отключаемым током.

 


Рис. 6. Схемы питания ДСП с использованием сдвоенного реактора

5. Присоединение ударных и спокойных нагрузок к разным ветвям сдвоенного реактора (рис. 6), параметры которого должны быть выбраны исходя из условий стабилизации напряжения на ветви реактора, питающей электроприемники со спокойным режимом работы.

    1. Применение на ГПП и ПГВ трансформаторов, имеющих расщепленные обмотки вторичного напряжения с коэффициентом расщепления Кр > 3,5, при выделении на одну из обмоток питания резкопеременных ударных нагрузок.
    2. Питание групп электроприемников с ударными нагрузками (при значительной их мощности) через отдельные трансформаторы.
    3. Применение синхронных компенсаторов с быстродействующим (тиристорным) возбуждением, а также синхронных электродвигателей, имеющих свободную реактивную мощность для ограничения влияния ударных и вентильных нагрузок.

Для синхронных электродвигателей, получающих питание от общих шин с ударными нагрузками, следует применять автоматические быстродействующие регуляторы возбуждения.
Из перечисленных схем наиболее широкое применение, особенно для предприятий средней мощности, находят схемы с расщепленными обмотками трансформаторов ГПП и сдвоенными реакторами (см. рис. 6).
Колебания напряжения на секциях со спокойной нагрузкой под влиянием резкопеременной нагрузки на других секциях будут меньше, чем при подключении всех нагрузок к одной секции шин.

Радиальные схемы электроснабжения в сетях до 1000 В

Радиальные схемы электроснабжения применяют в случаях, когда необходимо питать относительно мощные электроприемники, например электроприводы насосов, воздуходувок, дымососов и прочих установок, а также в случаях, когда электроприемники малые по мощности распределены неравномерно и сосредотачиваются группами на отдельных участках, как на схеме ниже:

Из показанной схемы видно, что от распределительного щита, установленного либо в помещении цеха, либо в помещении трансформаторной подстанции, отходят линии, которые запитывают либо другие распределительные щиты, от которых питаются электроприемники меньшей мощности, либо они непосредственно питают крупные электроприемники. Каждая линия подключена к главному распределительному щиту через защитный аппарат и отключающий аппарат, выполненный автоматическими выключателями или плавкими предохранителями.

Для линий небольшой мощности для удешевления и уменьшения габаритов главного распределительного щита иногда устанавливают общие отключающие аппараты на несколько линий.

Главным достоинством радиальной системы электроснабжения является ее высокая надежность и удобство в эксплуатации. При коротком замыкании на линии или обрыве провода от электроснабжения будет отключен только один потребитель (группа потребителей), который подключен к этой линии. А остальные в это время продолжают нормально работать.

Отключающие аппараты каждой линии в распределительном щите позволяют проводить осмотр и ремонт довольно удобно, так как каждый из аппаратов подключает или отключает только свою линию. Также удобно управлять всем электрооборудованием из одного пункта.

Естественно радиальная система не идеальна и имеет некоторые минусы:

  • Много питающих линий;
  • Увеличивается протяженность электросети и, как следствие, увеличения расходов цветных металлов и рост капитальных затрат;
  • Возрастает число коммутирующей и защитной аппаратуры, установленной на распределительном щите, а это увеличивает его стоимость и габариты;

Ниже показана схема электроснабжения районной котельной с тремя котлами:

Из схемы видно, что все электроприемники питаются от двух трансформаторов (1,2), установленных на подстанции. От сборки на стороне низшего напряжения трансформатора проложены магистрали, питающие главный распределительный щит, который, в свою очередь, состоит из трех секций, из которых щиты 3,4 предназначены для питания силового электрооборудования. Щит устанавливается в отдельном запираемом помещении.

На главном распределительном щите находятся находятся переключатели 5,6,7, которые в случае аварии на одном из трансформаторов переключат нагрузку на другой, тем самым обеспечивая надежную работу котельной. Силовая сеть от главного распределительного щита строится по радиальной схеме, где каждая отходящая от главного щита линия 11,12,13,14 питает только один силовой пункт. Силовые пункты 15,16,17,18 расположены на участках, где группами сосредоточено основное электрооборудование котельной. Каждый электроприемник питается от силового пункта отдельной линией питания.

Магистральные схемы электроснабжения в сетях с напряжением выше 1000 В

В магистральных схемах, в отличии от радиальных, где питание каждой цеховой подстанции осуществляется отдельной линией с высоким напряжением от ГПП (ГРП) или распределительных пунктов РП, питание электроприемников осуществляется одной линией (кабельной или воздушной) и она заводится поочередно на каждую трансформаторную подстанцию (но не более чем на 5-6).

Магистральная схема с напряжением питания 6-10 кВ питающая цеховые трансформаторные подстанции ЦТП показана ниже:

Из схемы мы видим, что ЦТП могут подключать к общей высоковольтной магистрали через высоковольтный масляный выключатель (в нашем случае ТП-1), предохранители высоковольтные и разъединители (ТП-2), а также предохранители и выключатели нагрузки ТП-3. Применение разъединителей с предохранителями или же выключателей в первую очередь обуславливает мощность трансформатора.

Большим плюсом магистральной схемы по сравнению с радиальной есть ее стоимость – она намного дешевле, чем радиальная. Но есть также и один очень огромный минус – в случае аварии на любом участке магистральной схемы произойдет отключение головного выключателя 6-10 кВ, что приведет к обесточиванию всех подстанций.

Для устранения данного недостатка надежности электроснабжения устраивают общую резервную магистраль, пример которой показан ниже:

При использовании такой магистральной схемы электроснабжения питание ЦТП производят по рабочим магистралям, а вот при возникновении неисправностей или аварий на какой-то магистрали, она отключается от питания (с двух сторон) и питание переводится на резервную магистраль, которая находится под напряжением постоянно. Приведенную схему могут использовать для питания потребителей II и III категории. Минус такой схемы магистрального электроснабжения в том, что резервная линия используется только в аварийных режимах, в нормальном режиме она не используется.

Еще одним видом магистральной схемы электроснабжения, предназначенной для питания потребителей II категории, является схема разомкнутой кольцевой магистрали:

Полукольца следует питать от различных секций ГПП или ГРП.

Также одной из характерных схем внутреннего магистрального электроснабжения предприятий является схема с двухсторонним питанием. Она довольно гибкая и удобная:

При нормальном режиме работы данная система разомкнута. Расчет сечения кабелей производится с расчетом на возможную передачу всей мощности учитывая перегрузки. Поэтому при возникновении повреждения какого-либо участка в любой точке схемы электроснабжение восстанавливается довольно быстро (только после нахождения участка, на котором произошла авария). Такую схему можно применить для питания II и III категорий надежности электроснабжения. При размыкании место размыкания может быть выбрано произвольно, но для того, чтоб получить минимальные потери мощности при передаче электроэнергии  размыкание желательно проводить в точке токораздела.

Также при проектировании следует предусмотреть блокировки от несинхронных подключений (параллельное подключение двух питающих линий, которое не предусмотрено нормальным режимом работы сети).

Для потребителей I категории магистральное электроснабжение практически не применяется. Для таких потребителей наивысшую степень надежности проявляет автоматизированное радиальное электроснабжение.

радиальная схема электроснабжения - это... Что такое радиальная схема электроснабжения?

радиальная схема электроснабжения

 

радиальная схема электроснабжения
-
[Интент]

См. также: радиальная линия электропередачи

Радиальная схема
- схема, в которой линия электропередачи соединяет подстанцию верхнего уровня с
подстанцией нижнего уровня (или устройством распределения электроэнергии, приемником электроэнергии) без промежуточных отборов мощности. Радиальные схемы просты, надежны, в большинстве случаев позволяют использовать упрощенные схемы первичной коммутации подстанции нижнего уровня. Аварийное отключение радиальной линии не отражается на потребителях электроэнергии, подключенных к другим линиям. К недостаткам радиальных схем можно отнести более высокую стоимость по сравнению с магистральными схемами, больший расход коммутационной аппаратуры и цветных металлов.

Радиальные схемы следует применять:

  • при сосредоточенных нагрузках;
  • для питания мощных электроприемников с нелинейными, резко переменными, ударными нагрузками, отрицательно влияющими на качество электрической энергии;
  • при повышенных требованиях к надежности электроснабжения.

[Ополева Г. Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: Учеб. пособие. - М.; ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006]
 


Радиальная схема — электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам. Такие линии называют радиальными.
В электроснабжении городов радиальные линии называют питающими. Линии W1—W4  — радиальные.
Питание потребителя П1 производится двумя линиями W1 и W2. Такая схема называется радиальной с резервированием. С целью повышения надежности, линии W1 и W2 приемников I категории подключают к разным НИП.


Одноступенчатая радиальная схема

Радиальные схемы бывают одно- и двухступенчатыми.

В одноступенчатой радиальной схеме потребители (приемники) непосредственно связаны с ЦП
В двухступенчатой радиальной схеме между ЦП и потребителями (приемниками) имеются дополнительные элементы — РП.

Питание потребителей П1 и П2 производится по одноступенчатой, а ПЗ—П5 — по двухступенчатой схеме через РП. РП питается по двум радиальным линиям W2 и W3, т. е. выполнена радиальная с резервированием схема питания приемников ПЗ—П5.
Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.
Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

[http://www.baurum.ru/_library/?cat=construction-networks&id=3864]

 

Тематики

  • электроснабжение в целом

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • радиальная схема расположения скважин при заводнении
  • таймер

Смотреть что такое "радиальная схема электроснабжения" в других словарях:

  • смешанная схема электроснабжения — [Интент] Смешанная схема — электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями. Линия W1 — радиальная, W2 — магистральная. [http://www.baurum.ru/ library/?cat=construction networks id=3864] Тематики… …   Справочник технического переводчика

  • Индукционная тигельная печь — Содержание 1 Общая характеристика индукционных тигельных печей 2 Конструкция индукционной ти …   Википедия

  • СТО Газпром 2-2.3-141-2007: Энергохозяйство ОАО "Газпром". Термины и определения — Терминология СТО Газпром 2 2.3 141 2007: Энергохозяйство ОАО "Газпром". Термины и определения: 3.1.31 абонент энергоснабжающей организации : Потребитель электрической энергии (тепла), энергоустановки которого присоединены к сетям… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Электроснабжение —         служит для обеспечения электроэнергией всех отраслей хозяйства: промышленности, сельского хозяйства, транспорта, городского хозяйства и т. д. В систему Э. входят источники питания, повышающие и понижающие подстанции электрические (См.… …   Большая советская энциклопедия

  • ГОСТ 24291-90: Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24291 90: Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения оригинал документа: 4 (электрическая) подстанция; ПС Электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Хронология Московского метрополитена — Содержание 1 XX век 1.1 1901 1.2 1912 1.3 1931 1.4 …   Википедия

  • Инфраструктура — (Infrastructure) Инфраструктура это комплекс взаимосвязанных обслуживающих структур или объектов Транспортная, социальная, дорожная, рыночная, инновационная инфраструктуры, их развитие и элементы Содержание >>>>>>>> …   Энциклопедия инвестора

  • Трёхфазный двигатель — Трёхфазный синхронный двигатель Трёхфазный двигатель  электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока. Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками,… …   Википедия

Типовые схемы электроснабжения • Energy-Systems

Типовые схемы электроснабжения: основные понятия

Выбор схемы электроснабжения является ключевым вопросом распределения электроэнергии. Ведь только правильно составленная схема обеспечивает надёжность процессу энергопотребления. Любая схема электроснабжения представляет собой своеобразный конструктор из составляющих элементов.

К числу таковых относятся фидер (линия, которая отвечает за транспортировку энергии от распределительного щита к приёмнику электроэнергии), магистраль (линия, передающая электроэнергию сразу нескольким приёмникам) и ответвление (отходящая от магистрали линия, служащая для передачи электричества энергоприёмнику).

Пример типового проекта электроснабжения многоэтажного здания

Назад

1из7

Вперед

Основными видами типовых схем электроснабжения являются радиальная и магистральная. На практике наиболее распространены радиальная схема либо с односторонним, либо с двусторонним питанием, смешанная схема (радиально-магистральная) и магистральная с односторонним питанием.

Радиальная схема применяется тогда, когда есть в наличии отдельные узлы больших нагрузок. При её использовании некоторые элетроприёмники запитываются непосредственно от трансформаторной станции.

Достоинствами радиальной схемы являются её максимальная простота и тот факт, что аварийное отключение линии не влечёт за собой сбой в электроснабжении остальных потребителей электричества. Недостатки, конечно же, тоже имеются. Во-первых, такие схемы требуют большой расход кабеля, а следовательно, имеют высокую стоимость, а во-вторых, одиночные схемы не отличаются высокой степенью надёжности.

К магистральным схемам прибегают в ситуациях, когда нагрузка имеет сосредоточенный характер, а отдельные узлы располагаются все в одном направлении и на небольшом расстоянии друг от друга. Очевидными преимуществами являются небольшой расход кабеля и более качественная загрузка линий. Среди недостатков стоит выделить сложности в обнаружении повреждений и не самую высокую надёжность электроснабжения.

Типовые схемы электроснабжения: выбор категории

Выбор схемы электроснабжения зависит не только от вышеперечисленных факторов, хотя их важность, безусловно, неоспорима. Самый главный критерий – категория электроснабжения потребителя энергии. Всего выделяют три таких категории. К первой категории отнесены те потребители электричества, сбой в работе которых может повлечь серьёзную угрозу жизни и здоровью людей, а также может стать причиной огромного материального ущерба. В этой категории находятся предприятия тяжёлой промышленности, установки канализации и водоснабжения и т.д. есть в этой категории особая группа предприятий и объектов оборонного значения и важнейших государственных учреждений.

Ко второй категории отнесены потребители, нарушения в электроснабжении которых становятся причиной остановки технологического процесса, простоя рабочих механизмов и приводят к нарушениям жизни населения. Это учебные и детские заведения, предприятия лёгкой и машиностроительной промышленности.

Наконец, все прочие потребители электроэнергии относятся к оставшейся третьей категории. Питание данной категории энергией может осуществляться из одного источника, но с обязательным условием, что длительность перерыва в электроснабжении не должна превышать одни сутки. Вторая категория должна обеспечиваться электричеством от двух независимых источников питания. Перерыв в снабжении должен занимать небольшой промежуток времени, необходимый для включения резерва. Первая категория также обеспечивается двумя независимыми источниками питания, но при этом перерыв может быть только на время автоматического восстановления подачи энергии.

Исходя из вышеизложенного становится понятно, что все работы по составлению типовых схем электроснабжения, составление и разработка типовых проектов (ТП) должны быть выполнены на самом высоком качественном уровне, а следовательно, поручить это можно только настоящим профессионалам. Наша компания в полной мере располагает таким подбором квалифицированных кадров, мы можем предоставить заказчикам пример технического задания на проектирование ТП или же сам электропроект для наглядности. Любой заказ будет выполнен на самом высоком уровне и точно в срок.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Основные схемы электроснабжения

Хотя бы раз в жизни мы с вами слышали выражение от специалистов “переключили на резервное питание”. Что это значит? Оказывается, речь идет о схеме электроснабжения.

Схема электроснабжения в доме.

Основным вопросом распределения электроэнергии является выбор схемы. Правильно составленная схема должна обеспечивать надежность питания потребителей. Все встречающиеся на данный момент схемы представляют собой конструкцию отдельных элементов: фидеров, магистралей и ответвлений.

Фидер – линия, предназначенная для передачи электроэнергии от распределительного устройства к распределительному пункту, магистрали или отдельному электроприемнику.

Магистраль – линия, предназначенная для передачи электроэнергии нескольким распределительным пунктам или электроприемникам, присоединенным к ней в разных точках.

Ответвление – линия, отходящая от магистрали и предназначенная для передачи электроэнергии к одному распределительному пункту или электроприемнику.

Одним из главных вопросов при проектировании сетей электроснабжения является выбор схем.

Основными являются магистральные и радиальные.

На рисунке ниже мы представили наиболее часто встречающиеся на практике схемы:

  • а – радиальная с односторонним питанием.
  • б – радиальная с двухсторонним питанием
  • в – радиально-магистральная (смешанная)
  • г – магистральная с односторонним питанием.

При магистральной схеме снабжения одна линия-магистраль обслуживает несколько распределительных пунктов или приемников, присоединенных к ней в разных ее точках.

Схема электроснабжения.

При радиальной схеме электроснабжения каждая линия является как бы лучом, соединяющим узел сети с единственным потребителем. Ну, а в общем комплексе сети эти схемы могут сочетаться.

Радиальная схема применяется в случаях, когда имеются отдельные узлы достаточно больших сосредоточенных нагрузок, по отношению к которым подстанция занимает центральное месторасположение. При радиальной схеме отдельные мощные электроприемники могут получать питание непосредственно от подстанции. К числу радиальных схем с непосредственным питанием от подстанции относятся все схемы питания электроприемников высокого напряжения либо от распределительного устройства высшего напряжения на подстанции.

К достоинствам радиальных схем можно отнести следующее:

  1. Максимальная простота.
  2. Аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.

Но есть и недостатки:

  1. Большой расход кабельной продукции и, следовательно, высокая стоимость системы.
  2. При одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

Магистральная схема электроснабжения применяется, когда нагрузка имеет сосредоточенный характер, но отдельные ее узлы оказываются расположенными в одном и том же направлении по отношению к подстанции и на сравнительно небольших расстояниях друг от друга. При магистральных схемах с сосредоточенными нагрузками присоединение отдельных групп электроприемников, так же как и при радиальных схемах, производится обычно через распределительные пункты. Размещение распределительных пунктов имеет важное значение.

Здесь можно перечислить следующие требования:

Схема радиального электроснабжения.

  1. Протяженность магистралей должна быть минимальной.
  2. Распределительные пункты должны быть размещены в местах, удобных для обслуживания.
  3. Должны быть сведены к минимуму случаи обратного питания электроприемников.

Как и в радиальных схемах, так и в магистральных есть свои преимущества и недостатки.

К преимуществам можно отнести следующее:

  1. Меньше расход кабеля.
  2. Лучшая загрузка линий.

К недостаткам относятся:

  1. Трудности при нахождении места повреждения.
  2. Более низкая надежность электроснабжения.

При выборе схем электроснабжения потребителей руководствоваться надо не только тем, что мы рассмотрели выше. Основным и, пожалуй, главным критерием выбора является категория электроснабжения того или иного потребителя. Все они разделяются на 3 основных категории.

Магистральная схема электроснабжения.

1 категория – потребители и электроустановки, перерыв которых в электроснабжении может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. К потребителям и электроустановкам 1 категории относятся металлургические предприятия химической и горной промышленности, операционные, установки водоснабжения и канализации. Из состава потребителей и электроустановок 1 категории выделяется особая группа. К данной группе относятся особо важные госучреждения, военные объекты и объекты гражданской обороны.

2 категория – потребители и электроустановки, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недодопуску продукции, массовым простоям рабочих и механизмов, нарушению нормальной деятельности большого количества городских и сельских жителей. К потребителям и электроустановкам 2 категории относятся предприятия машиностроительной и легкой промышленности, учебные, детские дошкольные учреждения.

3 категория – это все остальные потребители и электроустановки.

Потребители и электроустановки 1-й категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания, и перерыв при нарушении электроснабжения одного из источников питания может быть лишь на время автоматического восстановления питания.

Потребители и электроустановки 2-й категории обеспечиваются электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания, и перерыв в электроснабжении должен составлять время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной бригадой.

И для потребителей и электроустановок 3-й категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы в электроснабжении, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы, не превышают одних суток.

Схемы электроснабжения напряжением до 1 кВ -

Соединение трансформаторов со сборными шинами распределительных устройств низкого напряжения могут осуществляться без применения коммутационных аппаратов (рис. 13.9, а), с применением неавтоматических аппаратов, например рубильников (рис. 13.9, б, в), если на трансформатор не может быть подано напряжение со стороны низкого напряжения, но требуется ручное отключение нагрузки или ручное отключение трансформатора. Такие схемы применяются очень редко.

На промышленных предприятиях, в портах и гидросооружениях присоединения выполняются через автоматические выключатели напряжением до 1 кВ (рис. 13.9, г). Если на двухтрансформаторных подстанциях предусматривается параллельная работа секций шин или автоматическое подключение любой из секций шин низкого напряжения при выходе из строя одного из трансформаторов, то на низковольтной стороне необходимо устанавливать автоматические выключатели для подачи питания при аварии с одним из трансформаторов (рис. 13.9, д).

Присоединение отходящих линий НН выполняется через плавкие предохранители (рис. 13.10, а, б, в) и через автоматические выключатели (рис. 13.10, г, д, е). Схемы обеспечивают отключение электроприемников и сетей НН при профилактическом обслуживании и автоматическое отключение при коротких замыканиях за установленными аппаратами.

Электрические сети напряжением до 1 кВ могут выполняться радиальными, магистральными, смешанными. Участок сети, питающий отдельные электроприемники (ЭП), называется ответвителем, а питающий группу ЭП или группу распределительных шкафов —магистралью.

На рис. 13.11, а приведена схема простейшей радиальной сети; на рис. 13.11, б — радиальная сеть с вторичными магистралями, когда от распределительного щита 1 ТП отходят две радиальные линии к главным шкафам 2, от которых идут вторичные магистрали к распределительным шкафам 3 и от последних — ответвления к отдельным ЭП 4.

Внутрицеховые сети часто выполняются по схеме блок «трансформатор—магистраль». При такой схеме на ТП распределительный щит не ставится, магистраль подводится через разъединитель или автоматический выключатель FS прямо в цех, а от нее ответвлениями питаются ЭП. При расположении подстанции в центре нагрузки получила распространение схема блок «трансформатор—магистраль» с вторичными магистралями (рис. 13.12).

Схема цепочки (рис. 13.13) применяется при малых мощностях электроприемников, количестве их не более четырех и стабильном расположении на площади. При нестабильном расположении технологического оборудования цепочка является неудобной и может применяться только для питания электродвигателей мощностью 1—2 кВт.



Осветительные сети разделяются на два вида: питающие (магистральные), прокладываемые от трансформаторов до групповых щитков, и групповые — идущие от щитков до светильников и штепсельных розеток. Схема групповых сетей для трехфазной сети с глухо- заземленной изолированной нейтралью приведена на рис. 13.14.

Распределительные пункты имеют в качестве аппаратов управления и защиты автоматы или рубильники с предохранителями. В сетях с заземленной нейтралью и нулевым проводом предохранители и автоматы устанавливаются только в фазных проводах, а в нулевом проводе в целях безопасности их установка не допускается.

Схемы питания осветительных установок составляются с учетом требований надежности, вытекающих из степени ответственности и освещенности объектов и учета целесообразности совмещения питания силовых и осветительных сетей.

Освещение может быть рабочее и аварийное. Рабочее освещение создает нормированные уровни освещенности при нормальной эксплуатации; аварийное — обеспечивает условия видения, необходимые для временного продолжения деятельности персонала или для безопасного выхода людей из помещения в случае погасания светильников рабочего освещения.

На схеме питания силовой и осветительной нагрузок от двух ТП (рис. 13.15) аварийное освещение получает питание от оставшейся л двух в работе ТГ1.

Схема питания освещения в помещении с автоматическим переключением осветительной сети с одного трансформатора на другой (рис. 13.16, а) отличается от схемы питания осветительной сети с автоматическим переключением питания с источника переменного тока на источник постоянного тока (рис, 13.16,6).

Напряжение для осветительных установок выбирается одновременно с напряжением для силовых электроприемников. Для светильников общего освещения рекомендуется напряжение 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали и не выше 220 В переменного тока при изолированной нейтрали. Напряжение 380 В допускается для светильников с лампами, выпускаемыми на это напряжение (лампы ДРЛ мощностью 2000 Вт), и для светильников, электрические схемы которых требуют применения этого напряжения. Электроснабжение рабочего освещения, как правило, выполняется самостоятельными линиями от щитков подстанций. При этом электроэнергия от подстанций передается питающими линиями на осветительные магистральные пункты или щитки, а от них — групповым осветительным щиткам. Источники света получают питание от групповых щитков по групповым линиям. Допускается также питание освещения от силовых магистралей при схеме блок «трансформатор—магистраль», если колебания напряжения и отклонения напряжения не превышают норм, установленных для осветительных сетей. Запрещается присоединение сетей освещения всех видов к распределительной силовой сети.

Если по условиям колебаний или отклонения напряжения совместное питание силовой и осветительной нагрузок невозможно, то используют отдельный трансформатор для питания только осветительной нагрузки (см. гл. 20).

Система электроснабжения

| Схема источника питания переменного тока

Система электроснабжения:

Передача электроэнергии от электростанции к помещениям потребителей известна как Система электроснабжения.

Система электроснабжения состоит из трех основных компонентов, а именно электростанции, линий передачи и системы распределения. Электроэнергия вырабатывается на электростанциях, которые расположены в благоприятных местах, как правило, вдали от потребителей.Затем он передается на большие расстояния к центрам нагрузки с помощью проводов, известных как линии передачи. Наконец, он распространяется среди большого количества мелких и крупных потребителей через распределительную сеть.

Систему электроснабжения в целом можно разделить на

(i) постоянный ток или c. система

(ii) надземная или подземная система.

В настоящее время, 3-фазный, 3-проводный переменный ток Система повсеместно принята для производства и передачи электроэнергии как экономичное предложение.Однако распределение электроэнергии осуществляется по 3-фазному, 4-х проводному переменному току. система. Подземная система дороже, чем надземная. Поэтому в нашей стране для передачи и распределения электроэнергии в основном * принята воздушная сеть.

Схема источника питания переменного тока:

Большая сеть проводов между электростанцией и потребителями может быть в общих чертах разделена на две части, а именно, систему передачи и систему распределения. Каждую часть можно дополнительно разделить на две части: первичная передача и вторичная передача, первичная передача и вторичная передача.Рис. 7.1. показывает схему типичного переменного тока. схема электроснабжения по однолинейной схеме. Можно отметить, что необязательно, чтобы все схемы питания включали все каскады, показанные на рисунке. Например, в определенной схеме мощности может не быть вторичной передачи, а в другом случае схема может быть настолько маленькой, что будет только распределение, а не передача.

1.Генераторная станция: На Рис. 7.1 G.S. представляет собой генерирующую станцию, где электроэнергия вырабатывается 3-фазными генераторами переменного тока, работающими параллельно.Обычное напряжение генерации - 11 кВ. Для экономии при передаче электроэнергии напряжение генерации (т.е. 11 кВ) повышается до 132 кВ (или более) на генерирующей станции с помощью трехфазных трансформаторов. Передача электроэнергии при высоком напряжении имеет несколько преимуществ, включая экономию материала проводника и высокую эффективность передачи. Может показаться целесообразным использовать максимально возможное напряжение для передачи электроэнергии для экономии материала проводника и получения других преимуществ.Но есть предел, до которого это напряжение можно увеличить. Это связано с тем, что повышение напряжения передачи приводит к проблемам с изоляцией, а также к увеличению стоимости распределительного и трансформаторного оборудования. Следовательно, выбор подходящего напряжения передачи - это, по сути, вопрос экономики. Обычно первичная передача осуществляется при напряжении 66, 132, 220 или 400 кВ.

2. Первичная передача: Электроэнергия 132 кВ передается по трехфазной трехпроводной воздушной сети на окраины города.Это формирует первичную передачу.

3. Вторичная передача: Первичная линия передачи оканчивается на приемной станции (RS), которая обычно находится на окраине города. На приемной станции напряжение понижается до 33 кВ понижающими трансформаторами. От этой станции электроэнергия 33 кВ передается по трехфазной трехпроводной воздушной сети на различные подстанции (ПС), расположенные в стратегических точках города. Это формирует вторичную передачу.Рис.7.2

4. Первичное распределение: Вторичная линия передачи заканчивается на подстанции (ПС), где напряжение снижается с 33 кВ до 11 кВ, трехфазное, трехпроводное. Линии 11 кВ проходят вдоль основных дорог города. Это формирует первичное распределение. Можно отметить, что крупным потребителям (имеющим потребность более 50 кВт), как правило, предоставляется мощность 11 кВ для дальнейшей обработки на их собственных подстанциях.

5. Вторичное распределение: Электроэнергия от первичной распределительной линии (11 кВ) подается на распределительные подстанции (ДР).Эти подстанции расположены вблизи населенных пунктов потребителей и понижают напряжение до 400 В, 3-х фазные, 4-х проводные для вторичного распределения. Напряжение между любыми двумя фазами составляет 400 В, а между любой фазой и нейтралью - 230 В. Однофазная осветительная нагрузка в жилых помещениях подключается между любой одной фазой и нейтралью, тогда как трехфазная нагрузка двигателя 400 В подключается к трехфазным линиям. напрямую.

Здесь стоит упомянуть, что вторичная распределительная система состоит из фидеров, распределителей и обслуживающей сети.На рис. 7.2 показаны элементы системы распределения низкого напряжения. Фидеры (SC или SA), исходящие от распределительной подстанции (DS) Электроэнергия. Подают электроэнергию распределителям (AB, BC, CD и AD). Прямое подключение от фидеров к потребителю не предоставляется. Вместо этого потребители подключаются к дистрибьюторам через свои сервисные сети.

Примечание. Практическая энергосистема имеет большое количество вспомогательного оборудования (например, предохранители, автоматические выключатели, устройства контроля напряжения и т. Д.).Однако такое оборудование не показано на рис. 7.1. Это потому, что количество информации, включенной в диаграмму, зависит от цели, для которой диаграмма предназначена. Здесь наша цель - показать общую схему энергосистемы. Поэтому расположение автоматических выключателей, реле и т. Д. Не имеет значения.

Далее структура энергосистемы представлена ​​однолинейной схемой. Полная трехфазная цепь редко требуется для передачи даже самой подробной информации о системе.Фактически, полная диаграмма скорее скроет, чем прояснит информацию, которую мы ищем с точки зрения системы.

Цепи питания

| Практические аналоговые полупроводниковые схемы

Существует три основных типа источников питания: нерегулируемый (также называемый грубой силой ), линейный регулируемый и переключающий . Четвертый тип схемы источника питания, называемый с регулируемой пульсацией, представляет собой гибрид между схемами «грубой силы» и «переключением» и заслуживает отдельного раздела.

Нерегулируемый

Нерегулируемый источник питания - это самый примитивный тип, состоящий из трансформатора , выпрямителя и фильтра нижних частот . Эти источники питания обычно демонстрируют большое количество пульсаций напряжения (то есть быстро меняющуюся нестабильность) и другие «шумы» переменного тока, накладываемые на мощность постоянного тока. Если входное напряжение изменяется, выходное напряжение будет изменяться пропорционально. Преимущество нерегулируемых поставок в том, что они дешевы, просты и эффективны.

линейно регулируемый

Линейный регулируемый источник питания - это просто «грубый» (нерегулируемый) источник питания, за которым следует транзисторная схема, работающая в «активном» или «линейном» режиме, отсюда и название «линейный стабилизатор ». (В ретроспективе это очевидно, не так ли?) Типичный линейный регулятор предназначен для вывода фиксированного напряжения для широкого диапазона входных напряжений, и он просто сбрасывает любое избыточное входное напряжение, чтобы обеспечить максимальное выходное напряжение на нагрузку. Это чрезмерное падение напряжения приводит к значительному рассеиванию мощности в виде тепла.Если входное напряжение станет слишком низким, транзисторная схема потеряет стабилизацию, что означает, что она не сможет поддерживать постоянное напряжение. Он может только снизить избыточное напряжение, но не восполнить недостаток напряжения в цепи грубой силы. Следовательно, вы должны поддерживать входное напряжение как минимум на 1–3 вольт выше желаемого выходного напряжения, в зависимости от типа регулятора. Это означает, что эквивалент мощности не менее от 1 до 3 вольт, умноженный на ток полной нагрузки, будет рассеиваться схемой регулятора, выделяя много тепла.Это делает источники питания с линейной регулировкой неэффективными. Кроме того, чтобы избавиться от всего этого тепла, они должны использовать большие радиаторы, которые делают их большими, тяжелыми и дорогими.

Переключение

Импульсный регулируемый источник питания («переключатель») - это попытка реализовать преимущества схем с прямым и линейным регулированием (компактность, эффективность и дешевизна, но также «чистое» стабильное выходное напряжение). Импульсные источники питания работают по принципу выпрямления входящего переменного напряжения линии электропередачи в постоянный ток, преобразования его в высокочастотный прямоугольный переменный ток через транзисторы, работающие как переключатели включения / выключения, повышая или понижая это напряжение переменного тока с помощью легкого веса. трансформатор, затем выпрямляет выход переменного тока трансформатора в постоянный ток и фильтрует его для конечного выхода.Регулировка напряжения достигается изменением «рабочего цикла» инверсии постоянного тока в переменный на первичной стороне трансформатора. Помимо меньшего веса из-за меньшего размера сердечника трансформатора, коммутаторы имеют еще одно огромное преимущество по сравнению с двумя предыдущими конструкциями: источник питания типа может быть сделан настолько независимым от входного напряжения, что он может работать в любой системе электроснабжения мир; они называются «универсальными» источниками питания. Обратной стороной коммутаторов является то, что они более сложны и из-за своей работы имеют тенденцию генерировать много высокочастотного «шума» переменного тока в линии электропередачи.Большинство коммутаторов также имеют на своих выходах значительные пульсации напряжения. У более дешевых типов этот шум и пульсации могут быть такими же сильными, как и для нерегулируемого источника питания; такие коммутаторы начального уровня не бесполезны, потому что они по-прежнему обеспечивают стабильное среднее выходное напряжение, и есть «универсальные» входные возможности. Дорогие переключатели не имеют пульсаций и имеют почти такой же низкий уровень шума, как и некоторые линейные переключатели; эти переключатели обычно столь же дороги, как и линейные источники питания. Причина использования дорогого коммутатора вместо хорошего линейного в том, что вам нужна универсальная совместимость с энергосистемой или высокая эффективность.Высокая эффективность, малый вес и небольшие размеры - вот причины, по которым импульсные источники питания почти повсеместно используются для питания цифровых компьютерных схем.

Регулируемая пульсация

Источник питания с пульсирующим регулированием является альтернативой линейно регулируемой проектной схеме: источник питания «грубой силы» (трансформатор, выпрямитель, фильтр) составляет «входной конец» схемы, но транзистор работает строго в его состоянии. В режиме выключения (насыщение / отсечка) мощность постоянного тока передается на большой конденсатор по мере необходимости для поддержания выходного напряжения между высокой и низкой уставкой.Как и в переключателях, транзистор в стабилизаторе пульсаций никогда не пропускает ток, находясь в «активном» или «линейном» режиме в течение значительного промежутка времени, что означает, что очень мало энергии будет потрачено впустую в виде тепла. Однако самым большим недостатком этой схемы регулирования является необходимое присутствие некоторой пульсации напряжения на выходе, поскольку напряжение постоянного тока изменяется между двумя уставками управления напряжением. Кроме того, это пульсирующее напряжение изменяется по частоте в зависимости от тока нагрузки, что затрудняет окончательную фильтрацию постоянного тока.Цепи регулятора пульсаций, как правило, немного проще, чем схемы переключателя, и им не нужно обрабатывать высокие напряжения в линии питания, с которыми должны работать переключающие транзисторы, что делает их более безопасными в эксплуатации.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Классификация источников питания

и их различные типы

Блок питания - это часть оборудования, которое используется для преобразования мощности, подаваемой из розетки, в полезную для многих частей внутри электрического устройства. Каждый источник энергии должен управлять своей нагрузкой, которая к нему подключена.В зависимости от конструкции блок питания может получать энергию от различных типов источников энергии, таких как системы передачи электроэнергии, электромеханические системы, такие как генераторы и генераторы переменного тока, преобразователи солнечной энергии, устройства хранения энергии, такие как аккумулятор и топливные элементы, или другие источник питания. Существуют два типа источников питания: переменного и постоянного тока. В зависимости от электрических характеристик электрического устройства оно может использовать питание переменного или постоянного тока.

Что такое блок питания?

Источник питания можно определить как электрическое устройство, используемое для подачи электроэнергии на электрические нагрузки.Основная функция этого устройства - изменение электрического тока от источника на точное напряжение, частоту и ток для питания нагрузки. Иногда эти блоки питания можно назвать преобразователями электроэнергии. Некоторые типы расходных материалов представляют собой отдельные элементы нагрузки, тогда как другие изготавливаются в виде устройств, которыми они управляют.


Блок-схема источника питания

Схема источника питания используется в различных электрических и электронных устройствах.Цепи питания подразделяются на различные типы в зависимости от мощности, которую они используют для обеспечения цепей или устройств. Например, схемы на основе микроконтроллера обычно представляют собой схемы регулируемого источника питания (RPS) 5 В постоянного тока, которые могут быть спроектированы с помощью различных методов для изменения мощности с 230 В переменного тока на 5 В постоянного тока.

Блок-схема источника питания и пошаговое преобразование 230 В переменного тока в 12 В постоянного тока обсуждаются ниже.

  • Понижающий трансформатор преобразует 230 В переменного тока в 12 В.
  • Мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный.
  • Конденсатор используется для фильтрации пульсаций переменного тока и подает их на регулятор напряжения.
  • Наконец, регулятор напряжения регулирует напряжение до 5 В и, наконец, используется блокирующий диод для измерения пульсирующей формы волны.
Блок-схема источника питания

Классификация источников питания и их различные типы

Здесь мы обсудим различные типы источников питания, которые существовали на рынке.В таблице ниже указаны основные типы источников питания для следующих условий.

9014 901 9014 9014 901 901 901 901

ВЫХОД = DC

ВЫХОД = AC

INPUT = AC

  • Изолирующий трансформатор
  • Источник переменного тока
  • Преобразователь частоты

INPUT = DC

Variable трансформатор.Трансформатор может иметь несколько обмоток или ответвлений, и в этом случае прибор использует переключатели для выбора различных уровней напряжения. В качестве альтернативы можно использовать регулируемый трансформатор (регулируемый автотрансформатор) для непрерывного изменения напряжения. Некоторые источники переменного тока включают измерители для контроля напряжения, тока и / или мощности.

Переменный источник питания переменного тока

Нерегулируемый линейный источник питания

Нерегулируемый источник питания содержит понижающий трансформатор, выпрямитель, фильтрующий конденсатор и спускной резистор.Этот тип источника питания из-за простоты является наименее дорогостоящим и наиболее надежным для требований низкого энергопотребления. Главный недостаток - непостоянство выходного напряжения. Оно будет варьироваться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, а пульсации не подходят для электронных приложений. Пульсации можно уменьшить, заменив конденсатор фильтра на фильтр LC (индуктор-конденсатор), но стоимость его возрастет.

Нерегулируемый линейный источник питания
Входной трансформатор

Входной трансформатор используется для преобразования входящего линейного напряжения до необходимого уровня источника питания.Он также изолирует выходную цепь от сети. Здесь мы используем понижающий трансформатор.

Выпрямитель

Выпрямитель, используемый для преобразования входящего сигнала из формата переменного тока в необработанный постоянный ток. Пожалуйста, обратитесь по этим ссылкам. Доступны различные типы выпрямителей: однополупериодный и двухполупериодный выпрямители.

Конденсатор фильтра

Пульсирующий постоянный ток от выпрямителя подается на сглаживающий конденсатор. Это устранит нежелательную рябь в пульсирующем постоянном токе.

Сглаживающий резистор
Сглаживающий резистор

также известен как резистор стока источника питания. Он подключается к конденсаторам фильтра для отвода накопленного заряда, поэтому источник питания системы не представляет опасности.

Программируемый источник питания

Этот тип источника питания позволяет дистанционно управлять его работой через аналоговый вход или цифровые интерфейсы, такие как GPIB или RS232. Контролируемые свойства этого источника питания включают ток, напряжение, частоту.Эти типы расходных материалов используются в широком спектре приложений, таких как производство полупроводников, генераторов рентгеновского излучения, мониторинг роста кристаллов, автоматическое тестирование оборудования.

Как правило, в этих типах источников питания используется микрокомпьютер, необходимый для управления и контроля работы источника питания. Блок питания, снабженный интерфейсом компьютера, использует стандартные (или) проприетарные протоколы связи и язык управления устройством, такой как SCPI (стандартные команды для программируемых инструментов)

Блок питания компьютера

Блок питания в компьютер - это часть оборудования, которая используется для преобразования мощности, подаваемой из розетки, в полезную мощность для нескольких частей компьютера.Он преобразует переменный ток в постоянный.

Он также контролирует перегрев с помощью управляющего напряжения, которое может изменяться вручную или автоматически в зависимости от источника питания. Блок питания или блок питания также называют преобразователем мощности или блоком питания.

В компьютере внутренние компоненты, такие как корпуса, материнские платы и блоки питания, доступны в различных конфигурациях, размеры которых известны как форм-фактор. Все эти три компонента должны быть хорошо согласованы, чтобы правильно работать вместе.

Регулируемый линейный источник питания

Регулируемый линейный источник питания аналогичен нерегулируемому линейному источнику питания, за исключением того, что вместо резистора утечки используется трехконтактный стабилизатор. Основная цель этого источника питания - обеспечить нагрузку требуемым уровнем мощности постоянного тока. Источник питания постоянного тока использует источник переменного тока в качестве входа. Для разных приложений требуются разные уровни атрибутов напряжения, но в настоящее время источники питания постоянного тока обеспечивают точное выходное напряжение. И это напряжение регулируется электронной схемой, так что оно обеспечивает постоянное выходное напряжение в широком диапазоне выходных нагрузок.Блок-схема регулируемого источника питания

Здесь представлена ​​основная принципиальная схема регулируемого линейного источника питания, представленная ниже.

Регулируемый линейный источник питания

Основными особенностями этого источника питания являются следующие.

  • КПД этого источника питания колеблется от 20 до 25%
  • В качестве магнитных материалов, используемых в этом источнике питания, используются сердечники из CRGO или стали.
  • Он более надежный, менее сложный и громоздкий.
  • Дает более быстрый ответ.

К основным преимуществам линейного источника питания можно отнести надежность, простоту, дешевизну и низкий уровень шума.Наряду с этими преимуществами, есть некоторые недостатки, такие как

. Они лучше всего подходят для нескольких приложений с низким энергопотреблением, в результате, когда требуется высокая мощность; недостатки становятся более очевидными. К недостаткам этого источника питания можно отнести большие потери тепла, габариты и низкий КПД. Когда линейный источник питания используется в приложениях большой мощности; для управления мощностью требуются большие компоненты.

Сглаживание

После выпрямления из сигнала переменного тока необходимо сглаживать постоянный ток, чтобы удалить изменяющийся уровень напряжения.Для этой цели обычно используются конденсаторы большой емкости.

Регулятор напряжения

Линейный регулятор имеет активное (BJT или MOSFET) проходное устройство (последовательное или шунтирующее), управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с точным опорным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного уровня выходного напряжения. Есть два основных типа линейных источников питания. Узнайте больше о различных типах регуляторов напряжения с принципом работы.

Регулятор серии

Это наиболее широко используемые регуляторы для линейных источников питания.Как следует из названия, в схему помещается последовательный элемент, как показано на рисунке ниже, и его сопротивление изменяется с помощью управляющей электроники, чтобы гарантировать, что правильное выходное напряжение генерируется для потребляемого тока.

Концепция последовательного регулятора напряжения или последовательного регулятора прохода
Шунтирующий регулятор

Шунтирующий регулятор менее широко используется в качестве основного элемента в регуляторе напряжения. При этом переменный элемент размещается поперек нагрузки, как показано ниже. Сопротивление истока установлено последовательно со входом, а шунтирующий регулятор регулируется, чтобы гарантировать, что напряжение на нагрузке остается постоянным.

Шунтирующий стабилизатор напряжения с обратной связью

Импульсный источник питания (SMPS)

SMPS имеет выпрямитель, фильтрующий конденсатор, последовательный транзистор, регулятор, трансформатор, но он более сложен, чем другие источники питания, которые мы обсуждали.

Импульсный источник питания

Показанная выше схема представляет собой простую блок-схему. Напряжение переменного тока выпрямляется до нерегулируемого постоянного напряжения с помощью последовательного транзистора и регулятора. Этот постоянный ток прерывается до постоянного высокочастотного напряжения, что позволяет значительно уменьшить размер трансформатора и позволяет использовать источник питания гораздо меньшего размера.Недостатки этого типа источника питания состоят в том, что все трансформаторы должны изготавливаться по индивидуальному заказу, а сложность источника питания не подходит для низкопроизводительных или экономичных применений с низким энергопотреблением. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать все о SMPS.

Импульсный источник питания (SMPS)

Источник бесперебойного питания (ИБП)

ИБП - это резервный источник питания, который в случае сбоя или колебаний напряжения дает достаточно времени для правильного отключения системы или для резервного генератора. запускать.ИБП обычно состоит из группы аккумуляторных батарей и схем измерения и кондиционирования мощности. Кроме того, ознакомьтесь с принципиальной схемой ИБП и различными типами, пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о принципиальной схеме и работе ИБП.

Источник бесперебойного питания (ИБП)

Источник питания постоянного тока

Источник постоянного тока - это источник постоянного напряжения, обеспечивающий постоянное напряжение на нагрузке. Согласно его плану, источник питания постоянного тока может управляться от источника постоянного тока или от источника переменного тока, такого как сеть электропитания.

Источник питания постоянного тока

Это все о различных типах источников питания, включая линейные источники питания, импульсный источник питания, источник бесперебойного питания. Кроме того, для реализации проектов в области электроники и электротехники или любой информации о типах источников питания вы можете оставить свой отзыв, чтобы дать свои предложения, комментарии в разделе комментариев ниже.

Типовые схемы электроснабжения резервных и производственных генераторных установок

Турбины и дизельные двигатели

Основными типами первичных двигателей, используемых в генераторных установках с приводом от двигателя для промышленных объектов и коммерческих зданий, являются Дизельные двигатели, газовые турбины и паровые турбины .Турбины используются в основном для производственных установок, тогда как дизельные двигатели могут использоваться как для производственных, так и для резервных агрегатов.

Типовые схемы электропитания для резервных и производственных генераторных установок

Темы, затронутые в этой статье, не зависят от типа используемого первичного двигателя, поэтому будет использоваться общий термин генераторная установка . Выбор первичного двигателя определяется такими соображениями, как наличие и тип топлива, и не рассматривается в этой технической статье.

Так как дизельные двигатели используются очень часто, будет дана некоторая конкретная информация о дизель-генераторных установках.


Резервные генераторные установки

Типичный источник питания основных нагрузок для коммерческих зданий, небольших промышленных объектов или для аварийного питания блочных подстанций на более крупной площадке показан на Рисунке 1.

При нормальных условиях эксплуатации основная нагрузка поставляется от электросети. При потере этого питания срабатывает автоматический выключатель Q3 , запускается генераторная установка, а затем нагрузка питается от резервной генераторной установки путем включения автоматического выключателя генератора Q2 .

Рисунок 1 - Типичное аварийное питание для небольших промышленных предприятий

Критические нагрузки, которые не могут принять отключение электроэнергии, питаются от ИБП. ИБП оснащен статическим переключателем, который немедленно отключает выпрямительный / инверторный модуль в случае внутренней неисправности и, таким образом, обеспечивает непрерывную подачу электроэнергии.

Типичные размеры генераторной установки для этой схемы: от 250 кВА до 800 кВА . Достоинством этой схемы является ее простота и понятность.Все основные нагрузки подключаются к той же сборной шине, что и генераторная установка, поэтому отключение нагрузки не требуется. Время резервного питания ИБП обычно может быть ограничено до 10 минут , поскольку ИБП будет питаться от аварийного источника питания.

Как обычное, так и резервное питание ИБП следует брать от основной шины.

Для крупных промышленных объектов часто используется централизованная система аварийного электроснабжения, как показано на рисунке 2. Главный аварийный распределительный щит обычно питается от электросети, хотя на некоторых участках одна из генераторных установок может работать постоянно.

Аварийный распределительный щит предназначен для параллельной работы генераторных установок, а также для подключения к электросети .

Рисунок 2 - Типичное аварийное электроснабжение для крупных промышленных объектов

Автоматический переход от электросети к аварийному электроснабжению выполняется на каждой блочной подстанции. Поскольку аварийный распределительный щит обычно находится под напряжением, можно использовать быстрые переключения без потери нагрузки установки.

Использование централизованного аварийного электроснабжения имеет следующие преимущества:

  1. меньшее количество генераторных установок для объекта (обычно максимум 2),
  2. постоянно включенный аварийный источник питания, позволяющий использовать схемы быстрого переключения,
  3. без потерь аварийного питания за счет обслуживания одной генераторной установки.

Генераторные установки для таких систем обычно находятся в диапазоне 1–4 МВт .

Испытание под нагрузкой генератора 500 кВА

2. Производственные генераторные установки

Для удаленных объектов, не имеющих электроснабжения, используются несколько генераторных установок. Типичная распределительная система показана на рисунке 3.

Количество комплектов N будет зависеть от требуемой мощности, но, поскольку генераторные установки требуют периодического обслуживания, мощность станции должна быть обеспечена от комплектов N - 1 без каких-либо сброс нагрузки .

Размер генераторной установки должен быть таким, чтобы она была загружена не менее на 50% . Плохой коэффициент нагрузки может нанести вред комплектам. Например, дизельные двигатели с нагрузкой менее 30% не достигают хорошей рабочей температуры , что приводит к плохому сгоранию и ухудшению качества смазочного масла.

Рисунок 3 - Промышленная площадка без коммунального снабжения

Следует также учитывать работу завода на N - 2 наборах , этот случай имеет место, когда один набор находится в обслуживании и есть потеря дополнительного набора.Наивысший коэффициент начальной нагрузки F , который может использоваться с N установленными генераторами, так что сброс нагрузки не требуется для режима N - 2 может быть определен из:

Например, самый высокий коэффициент нагрузки для N = 6 будет 80%. Автоматические выключатели для шинопровода часто используются для технического обслуживания . Во время нормальной работы установки все автоматические выключатели шинопровода нормально замкнуты. При расчетах короткого замыкания всегда следует учитывать работу с N генераторами, так как это нормально, когда резервные агрегаты подключаются до отключения агрегатов для обслуживания.

Источник питания, использующий локальную генерацию, обычно намного слабее, чем источник питания , и поэтому вероятно, что сброс нагрузки потребуется для поддержания стабильности системы в условиях неисправности.

Определение того, какая нагрузка должна быть сброшена, требует динамического моделирования сети для различных условий неисправности, таких как потеря генератора или короткое замыкание. Перед исследованием необходимо определить, какие рабочие конфигурации следует учитывать.

Условия эксплуатации с автоматическим выключателем шинопровода как в разомкнутом, так и в замкнутом положении значительно увеличивают сложность системы отключения нагрузки, поскольку каждая шина может работать независимо и потребует определенных критериев отключения нагрузки. Для большинства предприятий рекомендуется использовать только стандартную рабочую конфигурацию для динамического моделирования и определения стратегии сброса нагрузки.

На рисунке 3 показан каждый генератор, имеющий собственный трансформатор.Использование генераторных трансформаторов имеет несколько преимуществ:

  1. Обеспечивает гибкость в выборе напряжения генератора,
  2. Снижает пиковый ток короткого замыкания на главной плате,
  3. Позволяет использовать заземление генератора с высоким сопротивлением (снижает возможное повреждение генератора) .

Турбинный генератор, работающий на природном газе, 1 мегаватт

Ссылка // Интеграция местного производства электроэнергии на промышленных объектах и ​​в коммерческих зданиях Т.Hazel (Schneider Electric)

Повышение энергоэффективности серверов за счет использования источников питания высокого напряжения

% PDF-1.4 % 38 0 объект > эндобдж 55 0 объект > поток 11.08.572018-06-26T16: 04: 10.051-04: 00Acrobat Distiller 6.0 (Windows) e0067743145efd59f792af4852ade33be1a0522366472ba0122755PScript5.dll Версия 5.2.22009-04-20T17: 34: 12.000-04: 002009-04-20T17: 34: 12.000-04: 002009-04-20T17: 34: 12.000-04 00application / pdf

  • en
  • 2018-06-26T16: 11: 17.652-04: 00
  • e0067743
  • Повышение энергоэффективности серверов за счет использования источников питания высокого напряжения
  • uuid: 3e7a041d-024a-4547-af0f-59391f58d2fcuuid: 65f5952d-a3ab-49a6-91ee-6ae7f0d1498f Acrobat Distiller 6.0 (Windows)
  • eaton: вкладки поиска / тип-содержимого / ресурсы
  • eaton: страна / северная америка / сша
  • eaton: систематика продуктов / backup-power, -ups, -surge - & - it-power-distribution / backup-power- (ups) / eaton-bladeups
  • eaton: language / en-us
  • eaton: ресурсы / маркетинговые ресурсы / официальные документы
  • конечный поток эндобдж 32 0 объект > эндобдж 34 0 объект > эндобдж 40 0 объект > эндобдж 1 0 obj > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 27 0 объект > поток HW] o6} ׯ {ein ("C \ lCFcvRR]] ^ J @ $ s9d. {\ text {VOLL}} \) - это цена значения потерянной нагрузки, а \ (r_ {s, d} \) - нагрузка, не обслуживаемая в сцене загрузки. s в блоке д .{\ text {VOLL}} \) следует установить на относительно высокую константу, чтобы избежать сброса нагрузки в любой загрузочной сцене.

    Таким образом, целевая функция:

    $$ \ hbox {min} \; C _ {\ text {INV}} + C _ {\ text {OPE}} + C _ {\ text {VOLL}} $$

    (5)

    Ограничения

    Баланс нагрузки по питанию, охлаждению и обогреву

    В каждом блоке должны быть ограничения баланса нагрузки d .{\ text {AC}} \). В данной статье игнорируется возможность подачи питания КТЭ между разными блоками.

  • 2)

    Баланс охлаждающей нагрузки \ ((s = c, e) \)

    Холодильную нагрузку обеспечивает кондиционер и холодильная установка на основе бромистого лития ГТЭЦ. {\ text {AC}} \) нагрузка, питаемая переменным током.{\ text {GL}} \) тепловая нагрузка, обеспечиваемая GHB.

  • Моделирование и ограничения CCHP
    Двигатель внутреннего сгорания

    Главный принцип работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС) CCHP: сжигание топливного газа для выработки энергии и отработанного тепла дымового газа и воды в цилиндрах. Влияние высоты и температуры окружающей среды на характер КТЭЦ незначительно, что может быть проигнорировано в модели планирования.{\ text {CCHP}}} \ le 1 $$

    (14)

    При ограниченном пространстве для размещения устройств электроснабжения, не более одного типа ГТУ будет построено в одном блоке d за весь период планирования.

    Нагреватель чиллера абсорбционного бромида лития

    Нагреватель чиллера абсорбционного бромида лития (Li-Br ACH) CCHP может использовать имеющееся отходящее тепло \ (q ^ {\ text {R}} \) (кВт) для получения холодопроизводительности \ ( q_ {c} \) или теплотворная способность \ (q_ {h}. {\ text {BR}} = 1.{\ text {WA}} $$

    (19)

    Котел отопления газовый

    КПД котла зависит от его нагрузки. Если уровень нагрузки ниже 80% или выше 100% номинальной мощности GHB, эффективность будет значительно снижена. Без потери линейности модели планирования работа GHB ограничена от 80% до 100% номинальной мощности, номинальный КПД которой может быть равен 0.{\ text {AC}} \) - нагрузка охлаждения и мощность в соответствующем блоке d и сценарии нагрузки s . Уравнение (25) означает, что общие затраты на переменный ток должны быть больше, чем сумма, необходимая для обеспечения охлаждающей нагрузки в экстремальной ситуации.

    Подстанции

    Ключ к моделированию подстанции заключается в том, что общая пропускная способность должна быть в пределах диапазона произведения нагрузки и соответствующего отношения мощности к нагрузке \ (\ gamma _ {\ hbox {min}} \ sim \ gamma _ {\ hbox {max}} \):

    $$ \ gamma _ {\ hbox {min}} g_ {s} ^ {\ text {SUB}} \ le g_ {0} ^ {\ text {SUB}} + \ sum \ пределы _ {{J \ in \ varphi _ {{}} ^ {\ text {SUB}}}} {x_ {J} ^ {\ text {SUB}} g_ {J} ^ {\ text {SUB}}} \ le \ gamma _ {\ hbox {max}} g_ {s} ^ {\ text {SUB}} $$

    (26)

    $$ \ sum \ limits _ {{J \ in \ varphi ^ {\ text {SUB}}}} {x_ {J} ^ {\ text {SUB}}} \ le 1 $$

    (27)

    , где (26) должен быть установлен в сцене с экстремальной нагрузкой s (\ (s = e \)), в которой \ (g_ {0} ^ {\ text {SUB}} \) - начальная емкость подстанция, \ (\ sum \ limits _ {{J \ in \ varphi ^ {\ text {SUB}}}} {x_ {J} ^ {\ text {SUB}} g_ {J} ^ {\ text {SUB}} } \) - это мощность расширения, определяемая переменной инвестиционного решения \ (x_ {J} ^ {\ text {SUB}} \) и вариантами планирования \ (g_ {J} ^ {\ text {SUB}} \), выбранными из установить \ (\ varphi ^ {\ text {SUB}} \).Мы использовали \ (\ gamma _ {\ hbox {min}} = 1.8 \), \ (\ gamma _ {\ hbox {max}} = 2.1 \) в соответствии с Руководством по планированию Государственной сетевой корпорации Китая. Уравнение (27) гарантирует, что будет реализован только один вариант расширения подстанций.

    Типовая схема системы электропитания переменного тока (генерация, передача и распределение) и элементы системы распределения (полное примечание со схемами) ~ ALL TIME ELECTRICAL

    Типовая схема системы питания переменного тока

    Сеть линий между генерирующей станцией (электростанцией) и потребителем электроэнергии можно разделить на две части.

    • Система трансмиссии
    • Распределительная система

    Мы можно изучить эти системы в других категориях, например, в основных трансмиссия и вторичная трансмиссия. Аналогично первичное распределение и вторичное распространение. Это показано на изображении ниже (одна линия или однолинейная схема типовой схемы системы питания переменного тока)

    Это не обязательно, чтобы все шаги, указанные выше изображение должно быть включено в другие схемы питания.Может быть разница. Например, во многих случаях вторичной передачи нет. схем, в некоторых (маленьких) схемах передачи нет, а только распределение.

    Следующие части показаны на рисунке 1.

    Рисунок 1: Однолинейная схема системы электроснабжения


    1. Генераторная станция
    2. Первичная передача
    3. Вторичная передача
    4. Первичное распределение
    5. Вторичное распределение

    Ниже приводится подробная информация о вышеуказанных разделах

    .

    Генераторная станция:

    В место, где электроэнергия вырабатывается параллельно включенными трехфазными генераторы / генераторы называется генерирующей станцией.Обычный генерирующее напряжение может составлять 11 кВ, 11,5 кВ, 12 кВ или 13 кВ. Но экономически желательно увеличить производимое напряжение с (11 кВ, 11,5 кВ или 12 кВ) до 132 кВ, 220 кВ или 500 кВ или выше (в некоторых странах до 1500 кВ) Повышающий трансформатор (силовой трансформатор).

    Первичная передача:

    В электроснабжение (в 132кВ, 220кВ, 500кВ или выше) передается на центр нагрузки трехфазной трехпроводной воздушной системой передачи.

    Вторичная передача:

    Площадь далеко от города (окраины), который связан с приемной станцией по линии называется вторичной передачей. На приемной станции пониженный уровень напряжения понижающими трансформаторами до 132кВ, 66 или 33 кВ, а электрическая мощность передается по трехфазной трехпроводной воздушной линии. систему на разные подстанции. Итак, это вторичная передача.

    Основное распределение:

    На подстанции уровень вторичного напряжения передачи (132 кВ, 66 или 33 кВ) снижается до 11 кВ с помощью понижающих преобразований.

    обычно электроснабжение доставляется тем, кто Потребитель, требующий 11 кВ, от этих линий несет 11 кВ ( в трехфазной трехпроводной воздушной системе), и они делают отдельный переводник станция для управления и использования этой мощности.

    в других случаях для более тяжелых потребителей (в больших масштабах) их потребность составляет около 132 кВ или 33 кВ. Oни принимать электроэнергию от вторичной передачи или первичной распределения (в 132 кВ, 66 кВ или 33 кВ), а затем понизьте уровень напряжения понижающими трансформаторами на собственной подстанции для использование (т.е. для электрической тяги и др.).

    Вторичное распределение:

    Электрический мощность определяется по формуле (от первичной распределительной линии, например, 11 кВ) до распределительная подстанция. Эта подстанция находится рядом с потребителями. участки, где уровень напряжения снижен понижающими трансформаторами 440В от понижающих трансформаторов. Эти трансформаторы называют распределением трансформаторы, трехфазная четырехпроводная система). Так что есть 400 Вольт (Трехфазная система питания) между любыми двумя фазами и 230 вольт (одиночная Phase Supply) между нейтралью и фазным (под напряжением) проводами.Жилой нагрузка (например, вентиляторы, освещение, телевизор и т. д.) может быть подключена к любому фазный и нейтральный провода, при этом может быть подключена трехфазная нагрузка непосредственно к трем фазовым линиям.

    Элементы распределительной системы

    Вторичное распространение можно разделить на три части

    1. Питатели
    2. Дистрибьюторы
    3. Сервисные линии или сервисная сеть
    Питатели:

    Те электрические линии, которые соединяют генерирующую станцию ​​(электростанцию) или подстанцию ​​с распределителями, называются фидерами.

    Помните ток в фидерах (в каждой точке) постоянен, а уровень напряжение может быть разным; ток, протекающий в фидерах, зависит от размер проводника.

    Дистрибьюторы:

    Те ленты, которые извлекаются для подачи электроэнергии потребителям или те линии, по которым потребители получают электроэнергию, называется дистрибьюторы.

    В качестве показано на рис. 2, ток в каждой секции распределителей разный. в то время как напряжение может быть таким же.Выбор дистрибьюторов зависит от падение напряжения и может быть спроектировано в соответствии с падением напряжения. Это потому что потребители получают номинальное напряжение в соответствии с правилами.

    ПРИМЕЧАНИЕ: основное различие между питателем и дистрибьютором заключается в том, что ток в Фидер такой же (в каждой секции), с другой стороны, напряжение такое же в каждая секция Дистрибьютора

    Сервисные линии или сервисная сеть :

    Обычный кабель, который подключается между распределителями и терминалом нагрузки потребителя, называется служебной линией или служебной сетью.

    Вот полная схема типичной системы электропитания переменного тока, другими словами, вся вышеупомянутая история на изображении ниже.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *