Электроснабжение металлургических цехов и установок. Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии. Источниками питания металлургических предприятий являются электростан-ции и сети районных энергосистем напряжением 110— 500 к. В. На металлурги-ческих комбинатах, где имеется большое количество доменного газа, строятся собственные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Строительство собственных ТЭЦ объясняется потребностью в тепловой энергии для технологических целей и отопления, возможностью использования вторичных энергоресурсов, а также необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Установлены следующие номинальные значения напряжения в сетях переменного тока, к. В: 0, 127; 0, 38; 0, 66; 6; 10; 35; НО; 220; 330; 500; 750; 1150. Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов принимают на 5 % выше, с учетом возможности компенсации потерь напряжения в сети. Напряжение каждого звена системы электроснабжения следует выбрать на основании технико- экономических расчетов. Надежность системы электроснабжения. Категории электроприемников. Надежность — свойство системы электроснабжения, обусловленное ее безотказностью, ремонтопригодностью, долговечностью и обеспечивающее нормальное выполнение заданных ее функций. Безотказность — свойство системы электроснабжения непрерывно сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) приемники электроэнергии по требуемой степени бесперебойности электроснабжения подразделяются на три категории:
Электроснабжение металлургических цехов и установок. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) приемники электроэнергии по требуемой степени бесперебойности электроснабжения подразделяются на три категории: • к первой категории относятся приемники, для которых перерыв в подаче электроэнергии связан с опасностью для жизни, здоровья людей, значительным ущербом народному хозяйству, браком продукции, порчей оборудования или двигательным расстройством технологического процесса. Допустимая длительность ввода резерва 1, 5— 2 с. ; • ко второй категории относятся приемники, для которых перерыв в подаче электроэнергии связан с существенным недовыпуском продукции, простоем большого числа людей и механизмов. Допустимая длительность ввода резерва — десятки минут ; • к третьей категории относятся все электроприемники, не подходящие под определения 1 -й и 2 -й категорий, допускающие перерывы в электроснабжении без существенного ущерба для потребителей в течение времени, необходимого для ремонта или замены вышедшего из строя электрооборудования. Допустимый перерыв в подаче энергии соответствует длительности ремонта системы электроснабжения.
Электроснабжение металлургических цехов и установок. Повышение качества электроэнергии Показателями качества электроэнергии являются отклонения напряжения и частоты, колебания напряжения, несинусоидальность формы кривой напряжения переменного тока, несимметрия напряжений основной частоты, а в цепях постоянного тока также коэффициент пульсации выпрямленного напряжения. Отклонение напряжения (d. U) — разность между фактическим значением напряжения U и его номинальным значением Uном при сравнительно медленном изменении (не более 1% в секунду). Обычно величина d. U выражается в процентах от номинального значения. Колебание напряжения — это разность между наибольшим Umax и наиме-ньшим Umin действующими значениями напряжения при сравнительно быстрых изменениях (не менее 1 % в секунду). Основными причинами, вызывающими недопустимые отклонения и колебания напряжения, являются: перегрузка сетей, отсутствие местного регулирования напряжений, неправильный выбор сечений токоведущих элементов, неправильное построение схем электроснабжения. Отклонения и колебания напряжения в питающей сети нарушают нормальный режим работы технологических электроустановок, вызывают снижение их производительности, увеличивают удельные расходы электроэнергии, сырья и вспомогательных материалов. Так, повышение напряжения на 1 % приводит к росту потребляемой реактивной мощности асинхронного электродвигателя примерно на 3. . . 7%; при этом изменяется скольжение, а следовательно, частота вращения; снижается (в квадрате) и вращающий момент двигателя.
Электроснабжение металлургических цехов и установок. Снижение напряжения в осветительной сети приводит к уменьшению световых потоков ламп накаливания (в степени 3, 6), к уменьшению освещенности рабочих мест и связанному с этим снижению производительности труда. При повышении же напряжения срок службы ламп накаливания резко снижается. При снижении напряжения заметно снижается эффективность работы электротермических установок и печей; снижается производительность, качество продукции, в частности качество термообработки и т. п. В отдельных случаях отклонения напряжения приводят к порче технологического оборудования и снижению межремонтных сроков его работы. Все это ведет к значительным убыткам. По действующим нормам допускаются отклонения напряжения: для осветительных приемников производственных помещений — от -2, 5% до +5%, для асинхронных электродвигателей — от -5% до +10 % и во всех прочих случаях от -5% до +5 %. При резких колебаниях напряжения допускается их значение около 1, 5 % (до 10 раз в час) и более (единичные колебания).
Электроснабжение металлургических цехов и установок. Несинусоидальность формы кривой напряжения. Потребители с нелинейными вольт-амперными характеристиками (тиристорные преобразователи, сварочные агрегаты, электродуговые печи и др. ) искажают форму кривой напряжения. Несинусоидальность формы кривой напряжения на зажимах любого электроприемника длительно допустима, если коэффициент несинусоидальности не превышает 5%. Наличие высокого уровня гармонических составляющих в сетях электроснабжения вызывает дополнительные потери электроэнергии в элементах сети, увеличивает погрешности электроизмерительных приборов, вызывает ложное срабатывание реле защиты, приводит к сбоям в работе систем контроля, автоматики, телемеханики и связи, вызывает радиопомехи и т. д. Несимметрия напряжений возникает при подключении к трехфазной сети несимметричных приемников электроэнергии: дуговых и индукционных электропечей, печей электрошлакового переплава, однофазных электросварочных установок, осветительных приборов и т. п. Несимметрия нагрузок искажает систему фазных и линейных напряжений, вследствие чего одна фаза линии работает с перегрузкой, тогда как другие фазы недогружены. В результате снижается пропускная способность электросетей, увеличиваются потери энергии в них. Однофазными приемниками электроэнергии несимметрия напряжений воспринимается как увеличение или уменьшение приложенного к ним напряжения. Несимметрия напряжений вызывает дополнительный нагрев электродвигателей переменного тока; она создает противодействующий момент, уменьшающий полезный момент электродвигателя.
Электроснабжение металлургических цехов и установок. Регулирование напряжения в электросетях. Для обеспечения требуемых значений напряжений у электроприемников применяют централизованное регулирование напряжения на шинах центра питания или местное регулирование напряжения путем изменения сопротивлений отдельных элементов, коэффициентов трансформации трансформаторов или изменения протекающей по элементам сети реактивной мощности. Стабилизация уровней напряжения у приемников осуществляется в основном регулированием напряжения путем переключения ответвлений обмоток питающих трансформаторов и автотрансформаторов. Часто на перегруженных линиях используют установки продольной емкостной компенсации (УПК), синхронные компенсаторы и т. п. Установка продольной емкостной компенсации УПК используется на перегруженных радиальных линиях. Она состоит из последовательно включенных в линию конденсаторов и позволяет компенсировать индуктивное сопротивление и потерю напряжения в линии. Поперечная емкостная компенсация. Конденсаторы, подключенные к сети параллельно, обеспечивают поперечную компенсацию. Генерируя реактивную мощность, они компенсируют ее и одновременно стабилизируют напряжения вследствие уменьшения потерь напряжения в сети. В периоды малых нагрузок, когда напряжение повышено, должно быть предусмотрено отключение батарей конденсаторов во избежание перенапряжений. Синхронные компенсаторы позволяют автоматически и плавно регулировать напряжение сети путем автоматического регулирования возбуждения.
Схемы электроснабжения металлургических предприятий. Для ограничения колебаний напряжения целесообразно: приближать электроприемники с резкопеременной нагрузкой к основным, наиболее мощным источникам питания; предусматривать питание такого рода приемников от отдельных линий, а других — непосредственно от источников питания; ограничивать пусковые токи мощных электродвигателей и агрегатов; применять автоматическое регулирование возбуждения мощных синхронных двигателей; предусматривать питание осветительных нагрузок от отдельных трансформаторов; применять установки продольной компенсации. Схема электроснабжения строится таким образом, чтобы вся система была экономична, надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество электроэнергии в нормальных и послеаварийных режимах, обеспечивала необходимое резервирование, защиту и т. п. В процессе проектирования системы электроснабжения на основании технико-экономических расчетов осуществляют выбор номинальных напряжений, определяют электрические нагрузки, выбирают число, мощность и тип трансформаторов и трансформаторных подстанций; аппаратуру защиты; систем компенсации реактивной мощности, способ регулирования напряжения и т. п.
Схемы электроснабжения металлургических предприятий. Питающие завод линии электропередачи (ЛЭП) присоединяются к шинам районной понизительной подстанции (РПС). Вблизи завода сооружаются пункты приема электроэнергии от энергосистемы: узловые распределительные подстанции (УРП) либо главные понизительные подстанции (ГПП) первичным напряжением 35… 330 к. В. Число и тип приемных пунктов зависят от потребляемой мощности, от размещения нагрузок на территории завода и т. п. Схемы распределения электроэнергии строятся по ступенчатому принципу. Обычно применяются две-три ступени. При большем числе ступеней усложняюся коммутация, защита, эксплуатация. Первой ступенью распределения электроэнергии является сетевое звено между источником питания предприятия (УРП, ГПП, ТЭЦ) и ПГВ. Второй ступенью является сетевое звено между РП или распределительным устройством (РУ) вторичного напряжения ПГВ и цеховыми ТП или же отдельными электроприемниками высокого напряжения: электродвигателями, электропечами, преобразователями; это звено выполняется, как правило, кабельной линией 6… 10 к. В. Применяются две основные схемы распределения электроэнергии: радиальная и магистральная, в зависимости от числа и взаимного расположения потребителей (подстанций, электродвигателей и т. п. ) по отношению к питающему их пункту. При радиальной системе к потребителю, РП или ТП прокладываются отдельные независимые линии. При магистральной схеме питание нескольких потребителей осуществляется одной или двумя общими линиями.
Скачать презентацию Электроснабжение металлургических цехов и установок Системой электроснабжения называют
Тема 7 Эл_снабж(4ч).ppt