Принципы построения однолинейной схемы энергоснабжения цеха

Однолинейная схема электроснабжения цеха является основным документом при проектировании энергоснабжения промышленного предприятия, так же как и любого другого объекта, начиная от частного дома и заканчивая крупным торговым центром. Любое производство или устройство, для работы которого требуется электрическая энергией, имеет схему, в которой указано расположение элементов и их взаимосвязь. Для понятия принципа электропитания предприятия подробная схема часто бывает избыточной и трудной для восприятия.

Для упрощения был разработан стандарт построения однолинейных схем, которые, несмотря на некоторые упрощения, дают полное представление о структуре распределения питания и взаимосвязи между всеми элементами сети. Упрощение схемы ни в коем случае не снижает информативность, напротив, избавленный от излишних подробностей чертеж позволяет намного быстрее и полнее оценить структуру и построение электрической сети. Любые электрики на любом предприятии гораздо быстрее сориентируются в однолинейной схеме, чем в подробной.

Ранее мы уже писали про все этапы проектирования.

Принципы построения

Основная особенность однолинейной схемы заключается в способе отображения линий электропередач и устройств, подключенных к ним. Вне зависимости от количества фаз, на электросхеме будет нарисована одна линия. Также и устройства не имеют подробного изображения подключения каждой фазы. Для того, чтобы понять количество фаз, линия электроснабжения перечеркивается косыми чертами по количеству фаз. Например, вместо трехлинейной линии электропередач, на схеме необходимо нарисовать одну линию с тремя косыми черточками или одной чертой с цифрой 3. Вместо перечеркивания рядом может быть соответствующая надпись. В подписях к устройствам в сокращенном виде указывается название подключенных фаз.

Все однолинейные схемы имеют одинаковый принцип построения, будь то схема столярного цеха или предприятия по производству металлоизделий.

Системы электроснабжения промышленного предприятия и принципы их построения

Определение 1
Система электроснабжения – это совокупность источников, а также средств преобразования, распределения и передачи электрической энергии.

Для того, чтобы обеспечить электрической энергией промышленное предприятие, необходимо присоединить его к сетям энергетической системы с последующим распределением электроэнергии внутри предприятия по отдельным подразделениям. Сети электроснабжения предприятия делятся на сети внутреннего электроснабжения (внутризаводские, межцеховые и т.п.) и сети внешнего электроснабжения (от места присоединения к энергетической системе до приемных пунктов). Принципы построения системы электроснабжения промышленного предприятия следующие:

Готовые работы на аналогичную тему

Курсовая работа Электроснабжение промышленных предприятий 460 ₽ Реферат Электроснабжение промышленных предприятий 240 ₽ Контрольная работа Электроснабжение промышленных предприятий 210 ₽

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

1. Источники высшего напряжения должны быть на максимально близком расстоянии к потребителям электрической энергии, а ее приемники рассредотачиваться по нескольким пунктам на территории предприятия.
2. Выбор составляющих схемы электроснабжения должен осуществляться исходя из условия их постоянного функционирования под нагрузкой. При данном режиме работы увеличивается степень надежности электроснабжения предприятия, а также снижаются потери.
3. Схемой системы электроснабжения промышленного предприятия должна быть предусмотрена раздельная работа параллельных цепей (линии электропередач, трансформаторы и т.п.), обусловленная меньшими токами короткого замыкания.
4. При разработке схемы системы электроснабжения предприятия должен применяться принцип секционирования на всех уровнях системы.
5. Схемой системы электроснабжения должна быть предусмотрена возможность проведения монтажных работ сборкой узлов (индустриальный метод).
6. Схемой системы электроснабжения должен быть предусмотрен технический учет электрической энергии.

Ты эксперт в этой предметной области? Предлагаем стать автором Справочника Условия работы

Виды однолинейных схем

В процессе проектирования электроснабжения используются два типа однолинейных электрических схем:

1. Расчетная.
2. Исполнительная.

Сложные однолинейные схемы электроснабжения
Принципиальных различий между перечисленными типами нет. Расчетная однолинейная схема выполняется на этапе проектирования объекта электроснабжения. В процессе строительства может возникнуть необходимость в изменении некоторых элементах, порядок подключения, коммутации. Все изменения фиксируются в исполнительной схеме, которая затем будет являться основным документом эксплуатируемого объекта. Именно исполнительная схема фигурирует в пакете документов при сдаче объекта в эксплуатацию, поскольку наиболее полно отображает текущее состояние сети и приемников электроэнергии. Электрики предприятия имеют дело исключительно с исполнительной схемой.

Сложные однолинейные схемы электроснабжения большого предприятия невозможно расположить на одном чертеже, поэтому на основном листе располагают структурную блочную схему соединения, а на дополнительных – полные однолинейные схемы каждого из блоков.

Расчетная и исполнительная однолинейные схемы строятся на основании расчетных данных по потребляемой мощности потребителей, требований к надежности энергоснабжения, защите от поражения электрическим током.

Строительство и ремонт ведутся на основании монтажных схем, которые учитывают точное расположение всех элементов сети и питающих магистралей, но без подробностей по их характеристикам.

Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения

1.2.17. Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

1.2.18. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории. Электроприемники первой категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

1.2.19. Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания. В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п. Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения. Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

1.2.20. Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

1.2.21. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Условные обозначения

Условные обозначения на однолинейной схеме
Обозначения на электрических схемах строго стандартизированы. Все обозначения подробно описаны в ЕСКД – Единой Системе Конструкторской Документации. ЕСКД, в свою очередь, опирается на требования соответствующих ГОСТов.

Сходные элементы, например рубильники и автоматические выключатели, имеют похожие обозначения. Различия заключаются в некоторых деталях, о которых нельзя забывать. То же самое относится ко всем прочим элементам: катушкам реле, контакторов, измерительным приборам и так далее.

При составлении однолинейной схемы категорически запрещается использование нестандартных обозначений во избежание путаницы и неоднозначного толкования.

Данная ситуация может возникнуть при использовании для прорисовки схем различного программного обеспечения. Разработанные, в основном за рубежом, подобные программы имеют библиотеки графических изображений элементов, не соответствующие отечественной нормативной документации.

Основные понятия, которые включает в себя определенные виды схемы электроснабжения

Магистралью называется линия, которая имеет относительно большую протяженность и объединяет в себе несколько потребителей. Именно такой принцип устройства подразумевает проект электропроводки для квартиры, где приборы освещения и точки подключения размещаются на общем кабеле. Провод, с помощью которого осуществляется связь прибора и магистрали, называется ответвлением. Если же говорить о линии, которая соединяет районную электрическую сеть со щитом, трансформатором или подстанцией, то ее любые виды схем электроснабжения обозначают, как фидер.

Объекты, для которых происходит разработка проектов, делятся на три категории. Для первой устанавливается наивысшая степень важности, соответствующая необходимости поддержания жизнеобеспечения человека или целостности ценного оборудования. Если город, в котором разрабатывается электропроект – Москва, то таковыми могут считаться котельные, медицинские и детские образовательные учреждения, предприятия коммунального транспорта.

Пример проекта детского электроснабжения сада

Вперед

Эти объекты всегда соединяются с двумя фидерами и оснащены автоматикой переключения. Для потребителей второй категории переключение производится вручную, а для третьей категории резервного источника питания не предусмотрено.

Что должно отображаться на однолинейной схеме

Чертеж однолинейной схемы предприятие должен давать исчерпывающую информацию о характеристиках линий электропитания, вплоть до марки, сечения и длины питающих проводов, информацию о типах коммутационных и преобразующих устройств, приборов учета и потребителей мощности. Для потребителей указывается не только потребляемая мощность, но и ее реактивная составляющая, то есть cosφ. Как пример, можно привести схему токарного цеха, где сосредоточено большое количество асинхронных двигателей, которые являются мощными потребителями с высоким cosφ. Энергоснабжение таких потребителей требует установки корректора мощности. Итак, перечень необходимых обозначений:

1. Класс, тип и напряжение питающей линии, от которой ведется энергоснабжение.
2. Границы зон ответственности потребителей и энергопоставляющей организации.
3. Тип и характеристики преобразователей электроэнергии (трансформаторов, подстанций).
4. Тип и характеристики вводных и распределительных щитов.
5. Приборы которые учитывают электроэнергию.
6. Коммутирующие устройства.
7. Устройства резервного электроснабжения.
8. Тип тяговой подстанции (ТП) при ее наличии.
9. Расположение и характеристики автоматов защиты (предохранителей и УЗО).
10. Характеристики потребителей электроэнергии (категория требований надежности, потребляемая мощность, cosφ).
11. Длина, марка и технические характеристики питающих линий.

На однолинейной схеме не отображается разводка электропроводки, а только общие детали системы электроснабжения.

Схема электроснабжения деревообрабатывающего цеха, как и большинства аналогичных цехов выполняется по принципу распределения нагрузки на всем протяжении линии. Подобный принцип имеют магистральные схемы электроснабжения, в отличие от радиальных, когда вся нагрузка сосредоточена на конце питающей линии.

Общие требования

1.2.11. При проектировании систем электроснабжения и реконструкции электроустановок должны рассматриваться следующие вопросы:

1. перспектива развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжения;
2. обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей электрической энергии, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их принадлежности;
3. ограничение токов КЗ предельными уровнями, определяемыми на перспективу;
4. снижение потерь электрической энергии;
5. соответствие принимаемых решений условиям охраны окружающей среды.

При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и экономической целесообразности технологического резервирования.

При решении вопросов резервирования следует учитывать перегрузочную способность элементов электроустановок, а также наличие резерва в технологическом оборудовании.

1.2.12. При решении вопросов развития систем электроснабжения следует учитывать ремонтные, аварийные и послеаварийные режимы.

1.2.13. При выборе независимых взаимно резервирующих источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях.

1.2.14. Требования 1.2.11-1.2.13 должны быть учтены на всех промежуточных этапах развития энергосистем и систем электроснабжения.

1.2.15. Проектирование электрических сетей должно осуществляться с учетом вида их обслуживания (постоянное дежурство, дежурство на дому, выездные бригады и др.).

1.2.16. Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:

• в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ — более 10 А;
• в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи: более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
• более 20 А при напряжении 10 кВ;
• более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор — более 5А.

Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью.

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.

Нормативная документация

Основой для составления однолинейных схем является ЕСКД, которая утверждена ГОСТ 2.702-75. В ЕСКД оформлены основные требования к нормам составления схем.

Условные графические элементы и их обозначения регламентируются ГОСТ 2.710-81, в котором содержатся описание всех составляющих электрической сети. Обозначения и конфигурация отдельных элементов может устанавливаться внутренними стандартами предприятия.

Составление однолинейной схемы является крайне ответственным мероприятием. Но даже если все грамотно составить, принципиальная схема не дает гарантии, что она пройдет все необходимые согласования, поскольку ее составление должно производиться только теми организациями, которые имеют разрешение на подобного рода работы.

занимается разработкой и сопровождением всех типов документации по проектированию электрических сетей любых типов и объектов. Узнать стоимость услуг, сроки выполнения и порядок согласования этапов работ, просмотреть уже готовые проекты и получить другую исчерпывающую информацию о деятельности компании можно любым способом связи со страницы «Контакты».

Требования к системе электроснабжения промышленного предприятия

Главным требованием к системе электроснабжения промышленного предприятия является ее экономичность, которая связана с ежегодными расходами и затратами. К ним можно также отнести потери электрической энергии и незапланированные расходы материалов. Для того, чтобы обеспечить надежную и экономичную работу системы применяется взаимное резервирование имеющихся сетей и объединение питания, которое поступает к различным объектам.

Если на промышленном предприятии есть собственная электрическая станция, понижающая подстанция и другие источники электроэнергии, надо учитывать внезаводских потребителей. Все электрические подстанции и сети включаются в состав единого комплекса промышленного предприятия вместе с производственными помещениями и коммуникациями. Из-за этого разработка проекта системы электроснабжения должна быть связана с технологическими и строительными частями посредством общего генерального плана.

Самые высокие требования предъявляются к системам электроснабжения металлургических, химических и других энергоемких предприятий, потому что данные предприятия обладают высокими суммарными мощностями электроприемников и потребителей. Их суммарные мощности могут достигать отметки в 1,5 — 2 тысячи мегаватт.

Необходимо подобрать научные статьи для учебной работы? Укажи тему и получи ответ через 15 минут получить помощь

Кольцевые схемы

В случае нахождения тяговых подстанций вблизи источника электрообеспечения применяются кольцевые схемы. Если сравнивать кольцевую и радиальную схемы, то первый способ подключения более дешевый, так как имеет меньшее количество кабельных линий и защитного оборудования. При отключении электростанции, от которой подается напряжение, в кольцевой схеме прерывается электроснабжение всех тяговых подстанций в цепочке, а в радиальной — отключается только одна подстанция. Но в плане надежности системы она уступает радиальной, так как при отключении источника питания отключается вся линия тяговых подстанций.

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