Электроснабжение предприятий

Альтернативные системы и источники энергии

Наряду с электрогенераторами для организации автономных систем электроснабжения может быть использовано оборудование, работающее на альтернативных источниках энергии.

Наиболее распространенным является энергия ветра – такие установки успешно используются в горных районах Алтая, Урала и Хакасии, а также в северных прибрежных районах России, а за рубежом использование энергии ветра уже давно позволяет экономить на энергоресурсах огромные суммы.

Менее распространено в нашей стране использование солнечного света для получения энергии – это связано с неравномерным световым днем в ряде регионов и с высокой стоимостью внедрения таких систем. Тем не менее, частные коттеджи используют солнечные панели уже давно для организации автономного электропитания.

В то же время в зарубежных странах, климатические особенности которых предполагают большое количество солнечных дней, использование энергии солнца развито очень широко. Например, в странах ЮВА солнечная энергия – один из главных источников получения электричества. Панели там стоят недорого, они просты в монтаже и обслуживании и позволяют производить электроэнергию в необходимом количестве для любых объектов.

Солнечные и ветряные электростанции имеют два важных преимущества перед станциями, работающими на топливе – во-первых, они используют возобновляемые ресурсы, во-вторых, не приносят вреда экологии.

Проектирование систем электроснабжения

Создание проекта СЭ означает разработку документации, на основе которой исполнители будут на практике реализовывать инфраструктурный объект, обеспечивающий энергетическое обслуживание потребителей. Сама документация может быть представлена в виде схем, описаний, графиков, таблиц и чертежей. Как правило, проектирование подразумевает изначальную разбивку всего комплекса на несколько подсистем. Благодаря такому подходу система электроснабжения оптимизируется в соответствии с конкретными требованиями для каждого участка инфраструктуры.

Независимо от иерархии систем, основой для проектирования выступают электроустановки. Специалист оценивает и формирует наиболее выгодные связи между электроустановками, трансформаторными подстанциями, потребителями и промежуточными электротехническими устройствами, формирующими сеть до 1 кВ или более 1 кВ. Понятие выгоды в данном случае многогранно.

Согласно требованиям нормативных актов, проектирование систем электроснабжения должно ориентироваться на оптимизацию финансовых ресурсов, надежность, безопасность, гибкость в эксплуатации и возможность дальнейшего расширения системы. Тем не менее за основу разработки технической части группа проектировщиков берет конкретные значения и параметры, отражающие требования потребителя электроэнергии. На основе расчетов системы уже конструкторы подбирают оптимальные решения для физической реализации проекта – составляются схемы, в которых указываются станции, узлы, детали и элементы систем и подсистем.

Классификация подстанций систем электроснабжения

Классификация подстанций систем электроснабжения по функциональности:

• Трансформаторные – принимают, преобразовывают ток и напряжение, распределяют электроэнергию;
• Преобразовательные – принимают, преобразовывают род тока и частоту, распределяют электроэнергию;
• Распределительные – принимают и распределяют электроэнергию без ее преобразования.

Трансформаторные подстанции классифицируются по своему значению в системах энергоснабжения таким образом:

• Главные понизительные;
• Глубокого ввода;
• Трансформаторы до 10 кВ.

Распределительные подстанции по своему назначению бывают такими:

• Узловые (напряжение от 110 кВ);
• Центральные распределительные пункты (напряжение составляет 10 кВ);
• Распределительные пункты (напряжение – 10 кВ).

По способу присоединения к питающей линии бывают такие подстанции:

• Тупиковая (линия питает только одну подстанцию);
• Проходные (включаются в магистраль, имеют вход и выход питания);
• Ответвительные (подключение проводится через ответвление от линии).

Также подстанции систем электроснабжения классифицируются по типу установки и защищенности оборудования от внешней среды. Все виды и типы установок используются активно в современной энергетике.

Задачи систем электроснабжения

Для работы любого электрооборудования требуется соответствующий источник питания. Хотя сегодня развиваются технологии, оптимизирующие процессы аккумуляции других видов энергии, электричество по-прежнему участвует в поддержании работы большей части эксплуатируемых потребителей. В качестве последних могут выступать бытовые приборы, электронные устройства, производственные агрегаты, осветительная техника, инженерные станции, строительный инструмент и т. д. Основная задача СЭ заключается именно в снабжении электричеством. Однако специалисты не рассматривают эту функцию в процессе организации сетей.

В ходе проектирования и установки отдельных компонентов энергоснабжающей инфраструктуры главная задача питания разделяется на несколько частей или технологических этапов. В первую очередь система электроснабжения выполняет генерацию самой энергии. Это начальный этап, в процессе которого формируется электрический заряд. Далее осуществляется передача электроэнергии по соответствующей сетевой инфраструктуре, характеристики которой зависят от места прокладки, требований безопасности и т. д. Конечная задача данной системы будет заключаться в распределении энергии между разными потребителями. Некоторые системы ориентируются на одного потребителя, обеспечивая транспортировку от места генерации и до конечной точки энергоснабжения, но это бывает редко, в основном при обслуживании крупных промышленных объектов.

Ограниченные автономные системы электроснабжения

Для функционирования ограниченных автономных систем необходимо присутствие только необходимых подсистем и устройств. Работа с ограничениями будет возможна:

• Без стабилизатора, но не будет определенного вида тока;
• Генератор не обязателен, как и система автоматического запуска. Может отсутствовать и блок коммутации, однако придется пользоваться только электричеством, накопленным в аккумуляторах;
• Без батарей и инвертора – временной промежуток между работой генератора составляет несколько минут, а период работы несколько часов;
• Автономная работа генератора дает возможность получать электроэнергию без подключения к сети

Защитные средства

Работа любой системы электроснабжения требует подключения дорогостоящего оборудования и ресурсов питания, на которых лежит большая ответственность. Это обуславливает и необходимость введения соответствующих средств обеспечения безопасной эксплуатации инфраструктуры. Обязательной является релейная защита системы электроснабжения, которая базируется на автоматических устройствах, при необходимости обеспечивающих отсечение поврежденного оборудования или участков распределения и передачи заряда. В состав таких систем входят автоматические выключатели, устройства ввода резервного оборудования, контроллеры трансформаторов, противоаварийная автоматика и т. д.

Отдельного внимания заслуживают и средства токовой защиты. Это дифференциальные и комбинированные устройства, в задачи которых, в частности, входит предотвращение замыканий на землю. Изоляционная защита систем электроснабжения представляет собой конструкционное решение, которое может быть не связано с релейной автоматикой. Однако системы контроля способны фиксировать и нарушения защитных слоев и оболочек посредством измерительной аппаратуры.

Создание системы электроснабжения промышленных предприятий

Для начала необходимо провести анализ и планирование будущих нагрузок, которые будут воздействовать на систему. От качественно проведенной системы нагрузок зависит эффективность выбранной системы и правильная работа элементов системы электроснабжения предприятий.

При оценке нагрузки следует учитывать такие показатели, как надежность электроприемников, тип используемого тока, режимы работы, а также мощность и напряжение.

На данный момент все промышленные предприятия работают на трехфазном переменном токе. Чтобы запитать приемники, работающие на постоянном токе, используются специальные преобразователи. На больших объектах применяются преобразовательные подстанции, которые оборудованы ртутными и полупроводниковыми выпрямителями.

При том что большая часть предприятий требует переменного тока, электроприемники зачастую работают на постоянном токе, поэтому преобразовательная подстанция необходима практически везде.

Существует несколько видов приемников электроэнергии:

1. Приемники с высокой частотой тока – более 10000 Гц.
2. Приемники с частотой до 10 000 Гц.
3. Самая распространенная категория – приемники нормальной частоты, которая составляет 50 Гц.
4. И приборы пониженной частоты, менее 50 Гц.

Основным током в системе промышленного электроснабжения является переменный трехфазный ток с частотой 50 Гц. Другие установки приема, с повышенной или высокой частотой, используются в промышленности с целью индуктивного и диэлектрического нагрева.

Ток пониженной частоты, в свою очередь, предназначен для питания многих плавильных установок, таких как установки электрошлакового переплава и другие.

При создании системы электроснабжения следует учитывать также то, что в разных фазах обычно разная нагрузка, в сети она часто бывает несимметрична. Среди несимметричных приемников, которые установлены на промышленных объектах, выделяют осветительные приборы, однофазные  трансформаторы и различные виды электропечей.

Все эти электрические аппараты нового поколения представлены на российской выставке «Электро».

К симметричным приемникам относятся все электрические машины, которые характеризуются симметричной работой всех трех фаз, в частности, трехфазные печи и электродвигатели.

Целесообразность модернизации подстанций систем электроснабжения

Большинство подстанций, размещенных на территории России, нуждаются в серьезной модернизации, поскольку их оборудование и детали со временем не только изнашиваются, но и становятся морально устаревшими. Современные технологии позволяют осуществлять замену постепенно, без прекращения работы и полной остановки установок.

Однако электроэнергетическая отрасль требует серьезных инвестиций в свое развитие и обновление, именно по этой причине сейчас активно ведутся научные разработки в этой сфере, привлекаются зарубежные и отечественные компании, заинтересованные в финансировании обновления подстанций.

Особенности автономные систем электроснабжения

Автономные энергоустановки пользуются большим спросом как у частных лиц – владельцев загородных домов, дач, коттеджей, так и у представителей бизнеса – начиная от небольших станций техобслуживания, кафе, магазинов и заканчивая крупными промышленными предприятиями, строительными компаниями, инфраструктурными объектами.

Главная цель автономных систем электроснабжения – обеспечение независимости объекта (здания, сооружения, комплекса) от центральных энергоснабжающих систем или возможность энергоснабжения объектов в тех районах, где отсутствует возможность подключения к электрическим сетям.

Проектирование схем электроснабжения

При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса. Однако я нашел несколько легких для использования обыкновенным человеком. Функциональные узлы или устройства в том числе выполненные на отдельной плате выделяют штриховыми линиями. Чтобы лучше использовать возможности программы и рационально использовать время hager разработал интерфейс между этой новой программой и программой для этикеток semiolog.

Самостоятельная разработка

Хотя все отображаемые элементы выглядят аналогично, но само предназначение такой схемы имеет кардинально иную функцию.

Расчетная однолинейная схема помещения в основном используется после готового просчета нагрузок, необходимых для питания отдельного здания. Такое подключение отлично демонстрирует однолинейная схема трансформатора КТП : Фото — однолинейная схема трансформатора КТП Примеры того, что должна включать однолинейная типовая схема электроснабжения поликлиники, квартиры, загородного или дачного дома , завода или прочих помещений: Точку, где объект подключается к электрической сети; Все ВРУ вводно-распределительные устройства ; Точку и марку прибора, который используется для подключения помещения в большинстве случаев, нужны также параметры щита ; Нужно не только начертить кабель питания, но и отметить на схеме его сечение и марку, иногда мастера помечают номинал; Проект должен содержать данные про номинальные и максимальные токи оборудования, которое используется на объекте.

Такое подключение отлично демонстрирует однолинейная схема трансформатора КТП: Фото — однолинейная схема трансформатора ктп Примеры того, что должна включать однолинейная типовая схема электроснабжения поликлиники, квартиры, загородного или дачного дома, завода или прочих помещений: Точку, где объект подключается к электрической сети; Все ВРУ вводно-распределительные устройства ; Точку и марку прибора, который используется для подключения помещения в большинстве случаев, нужны также параметры щита ; Нужно не только начертить кабель питания, но и отметить на схеме его сечение и марку, иногда мастера помечают номинал; Проект должен содержать данные про номинальные и максимальные токи оборудования, которое используется на объекте. Граница балансовой принадлежности..

Что такое принципиальная электрическая схема Принципиальная электрическая схема — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже. Назначение однолинейной схемы Однолинейная схема электроснабжения служит одним из основных документов при заключении договоров на поставку электроэнергии и выдаче технических условий ТУ на присоединение к электрическим сетям. Однолинейная схема жилого дома 15 кВт с двумя автоматами Ограничением потребляемой мощности выполнено автоматическим выключателем. Ведь они, помимо основной функциональности, отображают различное разделение плановых или существующих систем.

В данном случае специалистами выполняется расчётная однолинейная схема, являющаяся основным документом, согласно которого проводятся все необходимые электромонтажные работы. Поскольку в документе есть главное — информация.

При наличии в системе электроснабжения автономного источника питания он должен быть отражён на однолинейной схеме в обязательном порядке. Правила выполнения однолинейной схемы.. Все нормативные документы должны быть учтены при разработке документации обязательно.

При обращении в нашу компанию, мы, при необходимости, предоставляем заказчикам для ознакомления пример однолинейной схемы, разработанной нашими специалистами. Напомним, что по требованиям ПУЭ, после любого изменения в сети электропитания или конструкции электроустановки должно быть проведено повторное согласование электропроекта.

Иногда её проектируют после того, как будет рассчитана потребность проводов и питающих кабелей. Фото — однолинейная схема подстанции Как выполнить однолинейную схему Электрическая однолинейная схема электроснабжения квартиры, дома, частного предприятия выполняется по требованиям ГОСТ 2. Пример оформления однолинейной схемы жилого дома представлен на рис.
Схема питающей сети в Visio

Проектирование, монтаж систем электроснабжения и преимущества концепции «под ключ»

Проектированием и дальнейшим монтажом СЭС занимаются специальные государственные и частные профильные организации, которые прошли соответствующее лицензирование.

Сам процесс проектирования является довольно сложным и требует больших знаний в конкретной отрасли. Ошибки, допущенные на ранних стадиях проектирования, уже невозможно будет исправить во время монтажа и пуско-наладочных работ.

Проектные работы можно разделить условно на несколько этапов:

• начальный этап. На этой стадии специалисты проводят изучение фактического объекта, для которого разрабатывается система электроснабжения. Это может быть офисное или складское помещение, многоквартирный дом или частный коттедж, целый завод или небольшой цех на предприятии. Проводится подробное изучение планировки, планов этажей и намечается ориентировочное расположение точек подвода энергии;
• расчет предполагаемой нагрузки на систему. В зависимости от объекта проводится примерный расчет потребления электроэнергии и выявляется диапазон нагрузки на систему. Все расчеты проводятся исходя из требований по электробезопасности и на основании нормативных документов (ГОСТ, различные профильные предписания). В случае необходимости здание обеспечивается резервными системами электропитания или аварийными источниками энергии, которые подключаются в ручном или автоматическом режиме в случае возникновения перегрузки и отказа основной системы. В качестве примера можно привести резервное питание для больницы за счет использования дизель-генераторов;
• учет всех потребителей и объединение их в общую сеть. На этой стадии проектировщики производят окончательные подсчеты касаемо типов и количества потребителей электроэнергии (розетки, различные электроприборы, система освещения). Для систематизации и улучшения управления и обслуживания СЭС их классифицируют и группируют;
• расчет трассы электросистемы. На основании предыдущих показателей на этой стадии подбирается фактическое сечение кабельно-проводниковой продукции, достаточное для безотказного функционирования всей системы;
• расположение защитного оборудования. Вне зависимости от типа и масштабов электросистемы необходимым условием для ее полноценного и безопасного функционирования является наличие специального оборудования, которое обеспечивает комплексную или локальную защиту от перегрузок, скачков напряжения или короткого замыкания. Если речь идет о коммерческих или производственных объектах, то обязательным условием является наличие системы противопожарной защиты и оповещения;
• расчет систем управления электроснабжением. Речь идет не только о типах и разновидностях систем контроля (автоматическая, механическая, комбинированная), но и о конкретном оборудовании (централизованные или локальные пульты управления, тумблеры, выключатели и другая автоматика);

заключительный этап. На этой стадии происходит согласование всего проекта с заказчиком и дальнейшая передача документации (расчеты, схемы, эскизы) для проверки и визирования в соответствующие органы электронадзора.

Монтаж систем электроснабжения проводится высококвалифицированными специалистами. Чаще всего этим занимается организация, которая разрабатывает проект (своими силами или с привлечением подрядчиков).

Форма работы «под ключ» предусматривает для заказчика целый ряд преимуществ:

• проект разработан, зарегистрирован и согласован с государственными органами специалистами одной компании;
• дополнительно может быть заключен договор на обслуживание систем электроснабжения;
• организация-исполнитель в большинстве случаев осуществляет гарантийный ремонт систем электроснабжения, что обеспечивает заказчику существенную экономию средств и времени на поиск стороннего подрядчика.

Правильная эксплуатация систем электроснабжения и проведение регламентных профилактических ремонтных мероприятий гарантирует безотказную, долговечную и безопасную работу.

Что означает постоянный ток?

Электрический ток бывает двух видов: переменный и постоянный. Они различаются тем, что последний не меняет своего направления, он имеет два зажима (положительный «+» и отрицательный «-«) и начинает свое движение всегда из «+». А переменный ток имеет две клеммы — фазу и ноль. Именно из-за наличия одной фазы на конце проводника, его называют также однофазным.

Принципы устройства однофазного переменного и постоянного электрического тока абсолютно разные: в отличие от постоянного, переменный меняет и свое направление (образуя поток как из фазы в направлении к нулю, так из нуля по направлению к фазе), и свою величину. Так, например, переменный ток периодически меняет значение своего заряда. Получается, что при частоте 50 Гц (50 колебаний в секунду) электроны меняют направление своего движения ровно 100 раз.

Устройство систем электроснабжения

Полный цикл реализации энергоснабжения задействует несколько видов коммуникационных средств и оборудования. Это сложная инфраструктура, в состав которой входят электростанции, сети передачи энергии, распределительные устройства и т. д. Прежде всего, надо отметить источники энергии, которые ее генерируют. Это могут быть традиционные электростанции, гидрологические и тепловые установки выработки энергии. К слову, сам принцип переработки разных видов топлива еще не означает, что станции ориентированы на поставку энергии другого типа. Энергия от сгорания твердого топлива, тепловая энергия и другие источники также преобразуются в электричество. И за эту функцию отвечает отдельная группа систем, включающая преобразователи, трансформаторы, выпрямители, конвекторы и другие устройства. Они могут занимать разные места в общей инфраструктуре – и в составе базового генератора, и непосредственно перед потребителями для коррекции характеристик.

В обязательном порядке устройство системы электроснабжения включает сети передачи заряда. Для этого используются воздушные линии электропередачи, кабельные подземные каналы и бытовая электропроводка. От источника генерации через преобразователь энергия направляется в магистральную линию передачи. Далее следует этап распределения. Транспортируемый совокупный объем электроэнергии через открытое или закрытое распределительное оборудование переправляется разным потребителям. Здесь же в зависимости от структуры распределения и потребления могут использоваться средства контроля энергии, защиты, диагностики и управления.

Новинки в технологиях разработки систем подстанций для электроснабжения на выставке

Узнать, какими способами лучше всего модернизировать подстанции систем энергоснабжения, вы можете на специализированной выставке «Электро», которая состоится в ЦВК «Экспоцентр».

Мероприятие будет полностью посвящено электроэнергетике, на нем ведущие зарубежные и отечественные компании представят свои инновационные товары и разработки, оборудование для систем энергоснабжения, методы внедрения в работу последних научных разработок.

Также будут представлены новинки в технологиях разработки систем подстанций для электроснабжения.

Поставщики кабельной продукцииПрожектора для освещения строительной площадкиПрожекторы для освещения территории

Автоматизированные системы электроснабжения

С их помощью удаётся выполнить измерения различных контролируемых величин, проверять в каком состоянии находятся элементы сети, а также оценивать и оптимизировать расчёты.

В качестве целей создания таких систем может выступать следующее:

• увеличение точности, достоверности и оперативности контроля состояния энергетического оборудования;
• уменьшение сроков устранения последствий от аварий и внештатных ситуаций;
• снижение эксплуатационных затрат;
• предупреждение аварийных ситуаций;
• увеличение организационного и технического уровня ведения работ;
• снижение простоев оборудования.

Автоматизация систем электроснабжения позволяет реализовать ряд основополагающих функций, к которым относится:

• управление производством;
• контролирование, в каком состоянии находится оборудование;
• определение необходимости тех либо иных ресурсов, а также планирование их расходов в зависимости от деятельности предприятия;
• управление и организация техническим обслуживанием;
• контроль над распределением и потреблением энергоресурсов;
• передача данных в соседние автоматизированные системы;
• диагностика работы энергетического оборудования.

Сегодня, для того чтобы осуществлять экономию всех тех средств, которые выделяются на покрытие расходов за потребляемую электрическую энергию, обязательно нужно всё это учитывать. Такая система контроля напрямую связана со схемой электроснабжения самого предприятия, а также характера ЭП.

Именно поэтому в системах технического и коммерческого учёта потребления электричества применяются автономные системы электроснабжения. С её помощью выполняется учёт потребляемой предприятием электроэнергии, производится расчёт параметров такого снабжения, оперативный контроль.

АСУЭ используется и на электростанциях, а также в системах электроснабжения с большой потребляемой мощностью. Самым главным отличием таких вычислительных машин по сравнению с машинами с релейным управлением является огромный объём выполняемых функций и быстродействие. Особенно такие характеристики актуальны при анализе аварий.

Применение и построение систем бесперебойного электроснабжения различного типа

Имеются две схемы создания бесперебойного источника питания: централизованного и распределительного типа. Последняя является довольно простой и в ней не нужно составлять проектные работы, связанные с выделением отдельной сети электропитания.

Но системы распределительного типа не гарантируют 100%-ную надёжность. Плюс ко всему, она не всегда может похвастаться своей экономичностью.

Бывают случаи, когда именно распределительные системы являются единственным вариантом. Примером может стать такое предприятие, которое рассредоточено по нескольким зданиям либо объектам.

Централизованные системы бесперебойного электроснабжения являются самыми востребованными. Их очень часто используют для того, чтобы надёжно защитить телекоммуникационные информационные структуры.

Благодаря таким системам удаётся существенно облегчить задачи, касающиеся администрирования, и оперативно реагировать на все возникшие проблемы. Они работают по принципу резервирования, что обеспечивает надёжность и устойчивость к перегрузкам в сети питания.

Резервируемая централизованная система с параллельной архитектурой была впервые разработана компанией «General Electric». В её конфигурации входят два или более источника бесперебойного питания, соединённых между собой. В них нагрузка распределяется равномерно.

Такой принцип даёт возможность работать всей системе даже во время возникновения неисправностей уже её элементов. Благодаря такой гибкой структуре, к такой системе можно в любой момент подсоединить ещё один источник бесперебойного питания.

Проблемы решаемые установкой СБЭ

Любые системы бесперебойного электроснабжения обязаны справляться с большим перечнем проблем:

• провалы;
• высокочастотные шумы;
• скачки напряжения;
• импульсные помехи;
• полное отсутствие напряжения.

Распределительные системы, по сравнению с централизованными, не могут гарантировать надёжную защиту оборудованию при всех вышеперечисленных неисправностях сети питания.

Для того чтобы грамотно рассчитать все необходимые параметры систем бесперебойного электроснабжения, нужно обладать определёнными знаниями и опытом. Поэтому, чтобы обеспечить качественную и бесперебойную работу своего оборудования, следует доверить выбор таких систем настоящим профессионалам и специалистам своего дела.

Зачем нужны системы бесперебойного электроснабжения?

В нынешнее время активно развиваются информационные технологии, сильно возрастает нагрузка на электрические сети

В связи с этим очень тяжело гарантировать его качество и бесперебойное поступление, а это крайне важно для компьютерных и телекоммуникационных систем

Благодаря созданию сети надёжного электрического питания удаётся исключить простои в работе оборудования, а также внезапной и чреватой потери информации из-за неожиданного и случайного отсутствия питания.

Также, СБЭ способны существенно увеличить срок службы всей технической инфраструктуры любой компании. Всё это быстро окупится и в итоге даст вам возможность сэкономить на издержках.