Системы электроснабжения

1. Системы электроснабжения

Гужов Николай Петрович

2. Основные понятия

- Приемник электрической энергии – физическое устройство,
получающее электрическую энергию и преобразующее её в другие виды
энергии, необходимые для жизнедеятельности человека.
- Потребитель электроэнергии – совокупность электроприемников,
расположенных на определенной территории и объединенных единством
технологического процесса.
- Система электроснабжения – совокупность электротехнических
устройств (линий электропередачи, трансформаторов, электрических
аппаратов, сборных шин), предназначенных для передачи,
преобразования и распределения электроэнергии среди
электроприемников электрифицированной деятельности человека.

3. Классификация электроприемников и потребителей электроэнергии:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
По величине напряжения;
По величине мощности;
По числу фаз;
По режиму работы;
По надежности электроснабжения;
По характеру преобразования
электроэнергии.

4. Структурная схема электроэнергетики

Вход
ЭС
ЛЭП
Пон.
ПС
СЭС
Выход
Технологический
процесс
Первичный
энергоноситель
Пов.
ПС
Электроприемники
Потребитель
ЭЭС

5. Обобщенная структура СЭС

ЭЭС
ГРБПС
ЦЭП
ВВРС
Система
электроснабжения
ТП 10/0,4 кВ
10/0,41010кккВк
В
НВРС
Вход
Высоковольтные
электроприемники
Низковольтные
электроприемники
Электрифицированный технологический процесс
Выход

6. Дерево-схема системы электроснабжения

ЦЭП
РП 10 кВ
ТП 10/0,4 кВ
РП 0,38 кВ
Электроприемники
ЭПВ

7. Центр электрического питания

∙ГПП
ГПП
Без РУ ВН
РУ ВН
на блоках
отделитель-короткозамыкатель
∙ЦРП
РУ ВН
на выключателях

8. СХЕМА РУ 10 кВ

QF3
QF1
QF4
QF5
QF2
QF6
QF7

9. Высоковольтная распределительная сеть

Радиальная
Магистральная
Смешанная
Кольцевая
С двухсторонним питанием

10. РАДИАЛЬНАЯ СХЕМА

10 кВ
ЦЭП
ТП 1
...
ТП n

11. МАГИСТРАЛЬНАЯ СХЕМА

10 кВ
ЦЭП
...
ТП 1
ТП 2

12. СМЕШАННАЯ СХЕМА

ЦЭП
ТП 1
10 кВ
ТП 2
ТП 3

13. КОЛЬЦЕВАЯ СХЕМА

10 кВ
ЦЭП
...
ТП 1
ТП 2
ТП n

14. СХЕМА С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

ИП1
ИП2
...
ТП1
ТП2
ТПn

15. Подстанции 10/0,4 кВ

ТП 10/0,4 кВ
Схема,
при подключении к
радиальной сети
(без РУ ВН)
Схема,
при подключении к
магистральной сети
Схема,
при подключении к
кольцевой сети

16. СХЕМА ТП, ПРИСОЕДИНЕННОЙ К РАДИАЛЬНОЙ СЕТИ

10 кВ
ТП
QF3
QF6
QF1
QF2
Т1
Т2
QF4
QF5
0,4 кВ
...
QFn

17. СХЕМА ТП, ПРИСОЕДИНЕННОЙ К МАГИСТРАЛЬНОЙ СЕТИ

18. СХЕМА ТП, ПРИСОЕДИНЕННОЙ К КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ

19. Низковольтная распределительная сеть

• Питающая:
1. Радиальная
2. Магистральная
3. Смешанная
4. Кольцевая
5. С двухсторонним питанием
• Распределительная – только радиальная

20. СТРУКТУРА НВРС

21. СХЕМЫ НВРС

РУ 0,4 кВ
Р У 0 ,4 к В
РП
РП 1
РП 2

22. СХЕМЫ НВРС

РУ 0,4 кВ
РУ 0,4 кВ
ШМА
ШМА
ШРА1
РП1
РП2
ШРА2

23. СУТОЧНЫЙ ГРАФИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ реализация

P i
1
ti
P(t )dt, i 1,2...n,
ti

24. Числовые характеристики

Среднее значение
I cp
1 n
Ii
n i 1
I cк I эф
Среднеквадратическое значение
Дисперсия
1 n 2
Ii
n i 1
1 n
DI ( I i I cp ) 2
n i 1
2
I
Коэффициент максимума
K max
Коэффициент формы графика
Коэффициент заполнения
Kф
K зап
Коэффициент равномерности
I max
1
I ср
I ск
1
I ср
I ср
I max
Kp
1
I min
1
I max
В частном случае, если It=const, K max 1, K ф 1, I эф I cp I max I min

25. Нагрев элемента электрической сети

26. РАСЧЕТНАЯ НАГРУЗКА

27. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК: а) метод упорядоченных диаграмм; б) метод коэффициента одновременности; в) суммирование неоднородн

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ
НАГРУЗОК:
а) метод упорядоченных диаграмм;
б) метод коэффициента одновременности;
в) суммирование неоднородных потребителей;
г) метод коэффициента спроса;
д) метод удельной плотности нагрузки;
е) метод удельного расхода электроэнергии;
ж) метод прямого расчета группового графика
нагрузки.

28. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ: а) выбор мощности трансформаторов; б) расчет сечения проводников линий электропередачи; в) выбор электрических

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ:
а) выбор мощности трансформаторов;
б) расчет сечения проводников линий
электропередачи;
в) выбор электрических аппаратов;
г) выбор сборных шин.

29. ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА для однотрансформаторной ТП для двухтрансформаторной ТП

ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА
для однотрансформаторной ТП
Sном.т Sсм
для двухтрансформаторной ТП
Sном.т
Sсм
1, 4

30. КРИТЕРИИ РАСЧЕТА ПРОВОДНИКОВ ЛЭП: а) длительно допустимая токовая нагрузка; б) экономическая плотность тока; в) допустимая потеря напряжен

КРИТЕРИИ РАСЧЕТА ПРОВОДНИКОВ
ЛЭП:
а) длительно допустимая токовая
нагрузка;
б) экономическая плотность тока;
в) допустимая потеря напряжения;
г) механическая прочность;
д) условия короны.

31. Длительно допустимая токовая нагрузка - условие Экономическая плотность тока - расчет

Длительно допустимая токовая нагрузка
- условие
I p I max I дд
Экономическая плотность тока
- расчет
Sэ
Ip
jэ

32. Допустимая потеря напряжения %

Допустимая потеря напряжения
3
U U i ,
i 1
U i
Pi Ri Qi X i
2
U ном
10
0,4 кВ
Л1
R1
X1
P1 , Q1
Л2
P2 , Q2
R 2 , X2
РП 1
РП 2
Л3
R3
X3
P3 , Q3
ЭП
,%

33. КРИТЕРИИ ВЫБОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ: а) напряжение; б) функциональное назначение (коммутационные, защитные, защитно-коммутационные); в)

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
АППАРАТОВ:
а) напряжение;
б) функциональное назначение
(коммутационные, защитные, защитнокоммутационные);
в) номинальный ток;
г) условие защиты от воздействия
окружающей среды;
д) по климатическому исполнению.

34. Проверка оборудования СЭС на действия токов КЗ: 1. Кабель – расчет термически стойкого сечения 2. Электрические аппараты: а) проверка на тер

Проверка оборудования СЭС на
действия токов КЗ:
1. Кабель – расчет термически стойкого сечения
Sтер min
Bk
Ст
2. Электрические аппараты:
а) проверка на термическую стойкость,
условие
I2 t
B
тс тс
k
б) проверка на динамическую стойкость,
условие
i
i (3)
дин
уд

35. Потери активной мощности в элементах СЭС

PТ Pхх
2
Pкз k з
Pхх Pкз
S
2
S НТ
S
P Q
PЛ 3I R 2 R
R
2
U
U
2
2
2
2
2

36. Потери активной электроэнергии в трансформаторе

T
T
2
t
2
НТ
S
1 T 2
WT ( Pхх Pкз
)dt PххT Pкз 2 St dt
S
S НТ T 0
0
T
2
2
PххT Pкз 2 ( S ср S )
S НТ
PххT PкзT
P Q
2
cp
S
2
cp
2
НТ
2 P Q
PкзT
2
S НТ
2
P
2
Q

37. Потери активной электроэнергии в линии электропередачи

T
T
T
T 2
WЛ 3I Rdt 3R I dt 3R I t dt 3RTI ск2
T0
0
0
2
t
2
t
3RT ( I ) RT (
)
U U
2
2
2
2
Pcp Qcp
P Q 2 P Q
RT
RT
2
2
U
U
2
ср
2
I
S
2
cp
2
2
S
2

38. Упрощенная оценка потерь активной электроэнергии на годовом интервале времени

2
WЛ Pmax max 3I max R max
2
max
2
НТ
S
WT Pхх 8760 Pкз
S
max

39. Оптимизация работы 2-х трансформаторных подстанций

2
SA
SA
Pxx Pкз
2 Pxx 2 Pкз
2S НТ
S НТ
2