Napájení z napájecího systému lze provést podle dvou schémat (obr. 1):
hluboký vstup zdvojeného hlavního vedení o napětí 35 kV na území podniku s napojením z obou stran několika párů transformátorů;
s jedním výkonným GPP pro celý podnik. První schéma (viz obr. 1, a) se používá ve velkých podnicích, které zabírají velká území a mají oblasti pro průchod vedení s napětím 35 kV. Druhé schéma (viz obr. 220, b) se používá ve středních podnicích se soustředěným zatížením. Tato schémata jsou hlavními elektrickými výkresy projektu, na základě kterých jsou vytvořeny všechny ostatní výkresy, jsou provedeny síťové výpočty a je vybráno hlavní elektrické zařízení.
Obr. 1. Schémata externího napájení pro velké (a) a střední (b) podniky
Při projektování napájecích zdrojů pro průmyslové podniky by schémata vysokého napětí měla znázorňovat zdroje, rozvodny a trafostanice s přípojnicemi, hlavní spínací zařízení (olejové nebo vzduchové jističe, reaktory), umístění automatických přepínačů, všechny transformátory a vysokonapěťové výkonové přijímače (vysokonapěťové elektromotory, měničové jednotky, elektrické pece atd.). Vedle příslušných grafických symbolů je třeba uvést jmenovité napětí přípojnic, typy jističů, jmenovité proudy a reaktance tlumivek, jmenovité výkony a napětí vinutí transformátorů a jejich schémata zapojení, jmenovité usměrněné proudy a napětí jednotek měničů, jmenovité výkony elektromotorů. V blízkosti obrázků kabelových a venkovních vedení uveďte jejich délku, jakož i třídy a průřezy kabelů, materiál (měď nebo hliník) a průřezy vodičů venkovních vedení a proudových vodičů.
Obr. 2. Hlavní napájecí obvody:
jediný; b – end-to-end s obousměrným napájením; c – prstenec; g – dvojitý; TP1—TP6 — trafostanice
Napětí 110 kV se nejčastěji používá pro napájení podniků z elektrické sítě. Zvýšení kapacity průmyslových podniků, snížení minimálního výkonu transformátorů o 110/6. 10 kV až 2500 kV A přispívají k využití napětí 110 kV pro napájení podniků nejen středních, ale i malých výkonů.
Napětí 220 kV se používá pro napájení z elektrizační soustavy velkých podniků, vytváření hlubokých vstupů s dezagregací rozvoden. V některých případech je použití napětí 220 kV v solárních elektrárnách usnadněno blízkou vzdáleností od podniku k trase vedení 220 kV.
Distribuční síť o napětí 6 (10) kV (méně často 35 kV) je vnitřní síť podniku, která slouží k přenosu elektřiny z autobusů distribučního místa plynu a distribučního místa plynu do distribučních a transformoven nadzemním vedením. , kabelová vedení a vodiče. V závislosti na kategorii zátěží a jejich umístění je distribuční síť z jednoho nebo dvou nezávislých zdrojů budována podle radiálního, hlavního nebo smíšeného schématu.
Svazkové obvody mohou být jednoduché, end-to-end s obousměrným napájením, kruhové a dvojité.
Jediný okruh (obr. 2, a) se používá pro spotřebitele třetí kategorie. Toto schéma vyžaduje méně linek a přepínačů. Na jedno hlavní vedení se připojují dva nebo tři transformátory TP o výkonu 1000 kV A nebo čtyři nebo pět transformátorů o výkonu 1600 kV A (omezení je způsobeno citlivostí ochrany relé). Nevýhodou schématu je absence záložního napájecího kanálu pro případ poškození vedení. Proto se takové schéma nepoužívá pro kabelová vedení, protože čas na nalezení poškození a opravy kabelů může přesáhnout 250 hodin.
Spolehlivější je obvod end-to-end s obousměrným napájením (obr. 2, b). Hlavní vedení je připojeno k různým zdrojům energie. Za normálních podmínek je otevřena na jedné z rozvoden. Režim se používá k zásobování spotřebitelů druhé kategorie.
Kruhový obvod (obr. 2, c) je vytvořen spojením dvou jednoduchých linek s propojkou pro napětí 6 (10) kV. Obvod slouží k napájení spotřebičů druhé kategorie prostřednictvím venkovního vedení. V normálním režimu je kruh otevřený a rozvodny jsou napájeny z jediné sítě. Ale když dojde k poruše některé části sítě, napájení transformátoru se přeruší pouze na dobu trvání operací, aby se odpojila poškozená část pro opravu a sepnul propojkový odpojovač.
Dvojitý obvod (obr. 2, d) je poměrně spolehlivý, protože v případě jakéhokoli poškození na lince nebo v transformátoru mohou všichni spotřebitelé (včetně první kategorie) přijímat elektřinu z druhé linky. Vstup záložního napájení probíhá automaticky pomocí zařízení ATS. Toto schéma je dražší než schéma uvedené výše, protože náklady na výstavbu linek se zdvojnásobí.
Obr. 3. Radiální napájecí obvody pro napájení spotřebitelů třetí (a), druhé (b) a první (c) kategorie spolehlivosti napájení
Radiální obvody (obr. 3) slouží k napájení soustředěných zátěží a výkonných elektromotorů. Pro spotřebitele první a druhé kategorie jsou poskytovány dvouokruhové radiální obvody a pro spotřebitele třetí kategorie jsou poskytovány jednookruhové obvody. Radiální obvody jsou spolehlivější a snáze se automatizují než hlavní obvody.
Schéma znázorněné na Obr. 3, a, je určeno pro spotřebitele třetí kategorie. Při připojení automatického znovuzapínacího zařízení (AR) nadzemního vedení lze toto schéma použít pro spotřebitele druhé kategorie a za přítomnosti nouzových napájecích zdrojů – také pro spotřebitele první kategorie.
Obvod znázorněný na Obr. 3, b, se používá pro spotřebitele druhé kategorie. V některých případech může být použit i pro spotřebitele první kategorie. Když napětí na jedné ze sekcí sběrnice zmizí, zůstanou některé spotřebiče připojené k druhé sekci v provozu.
Schéma znázorněné na Obr. 3, c, se používá pro spotřebitele první kategorie. Když napětí na jedné ze sekcí sběrnice zmizí, napájení spotřebičů se obnoví automatickým zapnutím sekcí.
Obr. 4. Schéma smíšeného napájení
se provádí podél radiálních čar a zálohování se provádí podél jedné koncové dálnice, znázorněné na obr. 4 přerušovaná čára.
Na všech uvedených schématech jsou sekční zařízení v normálním režimu ve vypnutém stavu. Hlavně v distribučních sítích
Smíšená schémata kombinují prvky hlavních a radiálních schémat (obr. 4). Základní výživa pro každého spotřebitele
jsou použity otevřené obvody, které splňují požadavky na omezení zkratových proudů a nezávislý provozní režim sekcí.
Uzavřené sítě se používají zřídka, protože zkratové proudy se výrazně zvyšují (až dvakrát), jsou vyžadovány spínače na obou koncích vedení a ochrana relé se stává složitější. Uzavřené sítě však mají řadu výhod: větší spolehlivost napájení pro přijímače, které jsou vždy připojeny ke dvěma (nebo více) zdrojům energie; nižší energetické ztráty díky rovnoměrnějšímu zatížení sítě; menší pokles napětí. Tyto výhody jsou zvláště významné při napájení velkých instalací. V takových instalacích může spuštění výkonného elektromotoru způsobit velké odchylky napětí v otevřeném obvodu, což znemožňuje startování a samočinné spouštění motoru při zatížení, protože startovací moment je nižší než odporový moment na hřídeli motoru.
Zapnutí transformátorů a vedení pro paralelní provoz prudce (téměř na polovinu) snižuje ekvivalentní odpor napájecí sítě a zajišťuje úspěšné startování motoru. V některých případech se takové zařazení využívá pouze při spouštění hlavních motorů (například u velkých čerpacích a kompresorových stanic, kde se používají motory srovnatelného výkonu s transformátory).
Zásobování elektřinou do hutních provozů s plným výrobním cyklem (vysoké pece, ocelárny a válcovny) je realizováno zpravidla z nejbližší energetické soustavy přes rozvodnu energetického systému na napětí 110 nebo 220 kV a z místního závodu tepelné elektrárny (obr. 5). Kogenerační jednotka místního závodu je obvykle připojena k elektrické síti 110 kV (220 kV).
Rázová zatížení válcoven musí být absorbována energetickým systémem. To je třeba vzít v úvahu při vypracovávání projektu napájení pro metalurgický závod. Energetická soustava musí být výkonná, aby zajistila minimální přípustnou úroveň kolísání napětí v napájecí síti 110 kV (220 kV).
Pro omezení škodlivých účinků rázového cyklického zatížení na kvalitu elektrické energie v napájecím systému se doporučují následující opatření.
- Omezení jalového výkonu spotřebovaného ventilovými měniči při provozu s hlubokou regulací.
- Vývoj a realizace elektrických pohonů se sníženou spotřebou jalového výkonu.
Obr. 5. Blokové schéma napájení Blooming 1150 (iontový pohon)
3. Přiblížení zdrojů energie k elektrickým přijímačům s rázovou zátěží; napájení elektrických obloukových pecí při zvýšeném napětí; napájení velkých elektromotorů přímo z GPP nebo PGV, obcházení příslušné dílenské rozvodny atd.
4. Snížení reaktance vedení napájejících velké elektrické přijímače pomocí kabelů a vodičů se sníženou reaktivitou, snížení reaktivity reaktorů atd.; použití spínačů se zvýšeným limitním spínaným proudem.
Obr. 6. Napájecí obvody EAF využívající duální reaktor
5. Připojení rázových a tichých zátěží na různé větve duálního reaktoru (obr. 6), jejichž parametry je nutné volit na základě podmínek pro stabilizaci napětí na větvi reaktoru napájející výkonové přijímače s tichým provozním režimem.
- Použití transformátorů s děleným sekundárním napěťovým vinutím s dělicím koeficientem Kp > 3,5 na GPP a PGV, když jsou jednomu z výkonových vinutí přiřazeny ostře proměnlivé rázové zatížení.
- Napájení skupin elektrických přijímačů s rázovým zatížením (s významným výkonem) prostřednictvím samostatných transformátorů.
- Použití synchronních kompenzátorů s vysokorychlostním (tyristorovým) buzením a také synchronních elektromotorů s volným jalovým výkonem pro omezení vlivu rázů a zatížení ventilů.
Pro synchronní elektromotory napájené z běžných sběrnic s rázovým zatížením by měly být použity automatické vysokorychlostní regulátory buzení.
Z uvedených schémat jsou nejpoužívanější, zejména pro středně energetické podniky, schémata s děleným vinutím GPP transformátorů a duálních reaktorů (viz obr. 6).
Kolísání napětí na úsecích s tichou zátěží pod vlivem prudce se měnícího zatížení na ostatních úsecích bude menší, než když jsou všechny zátěže připojeny k jednomu sběrnicovému úseku.
