Электроснабжение
Покупка
Новинка
Тематика:
Электроснабжение
Издательство:
Республиканский институт профессионального образования
Автор:
Дробов Андрей Владимирович
Год издания: 2025
Кол-во страниц: 436
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-985-895-270-9
Артикул: 882565.01.99
Рассмотрены теоретические сведения об электроснабжении промышленных предприятий, назначение и конструкции элементов систем электроснабжения, схемы внутреннего и внешнего электроснабжения промышленных объектов. Приведены методы расчета нагрузок и режимов систем электроснабжения, методы проектирования систем электроснабжения и основы выбора электрооборудования, линий и проводников электрических сетей, подстанций. Освещены вопросы, связанные с компенсацией реактивной мощности и способами регулирования напряжения, с качеством электроэнергии и автоматизации в системах электроснабжения. Предназначено для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы среднего специального образования по специальности «Электроснабжение».
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
А. В. Дробов ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы среднего специального образования по специальности «Электроснабжение» Минск РИПО 2025
УДК 658.26(075.32)
ББК 31.29-5я723
Д75
А в т о р:
начальник учебно-методического центра профессионального
образования ГУО «Гомельский областной институт
развития образования» А. В. Дробов
Р е ц е н з е н т ы:
цикловая комиссия УО «Светлогорский государственный
индустриальный колледж» (М. А. Козырева);
доцент кафедры «Электроснабжение» Белорусского национального
технического университета кандидат технических наук В. Н. Калечиц
Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или
любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.
Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства
образования Республики Беларусь.
Д75
Дробов, А. В.
Электроснабжение : учеб. пособие / А. В. Дробов. – Минск :
РИПО, 2025. – 435 с. : ил.
ISBN 978-985-895-270-9.
Рассмотрены теоретические сведения об электроснабжении промышленных предприятий, назначение и конструкции элементов систем электроснабжения, схемы внутреннего и внешнего электроснабжения промышленных объектов. Приведены методы расчета нагрузок и режимов
систем электроснабжения, методы проектирования систем электроснабжения и основы выбора электрооборудования, линий и проводников электрических сетей, подстанций. Освещены вопросы, связанные с компенсацией реактивной мощности и способами регулирования напряжения, с
качеством электроэнергии и автоматизации в системах электроснабжения.
Предназначено для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы среднего специального образования по
специальности «Электроснабжение».
УДК 658.26(075.32)
ББК 31.29-5я723
ISBN 978-985-895-270-9
© Дробов А. В., 2025
© Оформление. Республиканский институт
профессионального образования, 2025
ПРЕДИСЛОВИЕ Современные производства всех отраслей экономики все в бо ́льшей степени обретают такие черты, как высокая степень механизации и автоматизации, оснащенность инновационным оборудованием, информационными устройствами и новыми технологиями. Управление современными технологическими процессами, процессами передачи информации осуществляется на основе использования электрической энергии, т. е. связано с применением различных электротехнических установок и устройств на промышленных предприятиях, транспорте, в жилых зданиях и т. д. Ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, широкое внедрение различных видов электротехнологий во всех отраслях производств, рост энерго- и электровооруженности труда обостряют проблему рационального электроснабжения потребителей. Соответственно растут требования к качеству электроэнергии, необходимости ее бесперебойной поставки и повышения эффективности использования. В связи с этим в учебном пособии в доступной форме приведены необходимые сведения об устройстве, параметрах и режимах работы систем электроснабжения, уделено внимание выработке навыков практических расчетов параметров системы электроснабжения и ее основных элементов. Учебное пособие содержит иллюстративный материал, примеры практических расчетов задач и выбора электрооборудования, приложения с приведенным современным оборудованием, характеристиками и параметрами. Учебное пособие может быть полезно инженерно-техническим работникам, работающим в области проектирования, сооружения или эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий.
Предисловие Автором учебного пособия ставилась цель: обучающийся должен уметь преобразовать теоретические знания в практическое их использование, поэтому материал излагается в таком объеме и такой последовательности, что, имея план расположения электрооборудования в цехе, зная условия среды, технологию производства и располагая значениями установленных мощностей электроприемников, можно спроектировать все элементы цеховой сети напряжением до 1 кВ, а также рассчитать количество и мощность трансформаторов цеховых подстанций с учетом использования компенсирующих устройств.
ВВЕДЕНИЕ Система электроснабжения является частью электроэнергетики промышленности, жилищно-коммунального хозяйства, транспорта, агропромышленного комплекса и всех остальных составляющих, обеспечивающих жизнедеятельность граждан. Другими словами, система электроснабжения – это совокупность электроустановок, предназначенных для производства, передачи, распределения и преобразования электрической энергии, т. е. для обеспечения потребителей электроэнергией необходимого качества. Система электроснабжения также может быть определена как совокупность взаимосвязанных установок, обеспечивающих электроснабжение города, района, предприятия. Сегодня в практике проектирования и эксплуатации решено много разных задач, таких как определение расчетных нагрузок, выбор местоположения трансформаторных подстанций, определение схем электрической сети, определение номинального напряжения, компенсация реактивной мощности и др. Однако появилось и осталось много вопросов, которые не решены или решены не до конца. Это связано с суперконцентрацией людей, разрастанием транспортных систем, развитием инженерной инфраструктуры, которые оказались факторами, способствующими в современном виде к усугублению негативных кризисных ситуаций почти во всех развитых и развивающихся странах, что, в свою очередь, выдвигает новые требования к электроснабжению. Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надежности, безопасности и удобства эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Энергетическая система (энергосистема) – совокупность электрических станций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электроэнергии и теплоты при общем управлении этим режимом. Электрической частью энергосистемы называют совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы. Потребители электрической энергии получают ее от источников электроснабжения по линиям электропередачи. Потребителем электроэнергии называют совокупность электроприемников, объединенных технологическим процессом или расположенных на одной территории. Потребителями энергии являются станок, цех, предприятие, квартира, населенный пункт. Электрическая энергия преобразуется в технологических установках в другие виды. Электротехническое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии в другие виды, называют электроприемником (приемником электрической энергии). Приемниками являются электродвигатель, лампа освещения, сварочный трансформатор и т. п. Электрическая энергия, поступающая потребителю от источника, должна обладать соответствующим качеством. Основными показателями качества электроэнергии являются: • отклонение частоты;
1.1. Основные понятия и определения • медленные изменения напряжения; • • колебания напряжения и фликер; • • несинусоидальность напряжения; • • несимметрия напряжений в трехфазных системах; • • прерывания напряжения; • • провалы напряжения и перенапряжения; • • импульсные напряжения. В производстве и передаче электроэнергии участвуют электроустановки различного назначения. Электроустановкой называют совокупность машин, аппаратов, приборов, вспомогательного оборудования вместе со зданиями и сооружениями, предназначенными для производства, трансформации, передачи и распределения электрической энергии. К электроустановкам относят электрические станции, трансформаторные подстанции, преобразовательные установки. Электрическое хозяйство предприятия – совокупность площадей, технического оснащения, исполнителей и оборудования, предназначенных для обеспечения приемников предприятий электроэнергией и организации эксплуатации и ремонта технологического и вспомогательного оборудования предприятия. Под электрооборудованием понимают совокупность электротехнических устройств и (или) изделий. Электротехническими называют устройства, в которых при работе производится (генераторы), преобразуется (электроприемники, трансформаторы, выпрямительные устройства и др.), передается и распределяется (линии электропередачи с аппаратами присоединения и защиты) электрическая энергия. Электрооборудование как элемент системы электроснабжения может различаться по принадлежности к соответствующему технологическому устройству, установке (например, электрооборудование станка, электрооборудование крана, электрооборудование подстанции, электрооборудование осветительной установки и т. п.). Электрооборудование принято разделять на силовое и осветительное. Силовое электрооборудование – это устройства, которые предназначены для приема, учета и распределения электрической энергии, и оборудование, обеспечивающее управление электроэнергией и контроль над ней. Силовое электрооборудование
Глава 1. Основные сведения об электроэнергетических системах и системах электроснабжения охватывает все виды электроприемников, исключая предназначенные для освещения. К силовому электрооборудованию относят средние (10 (6) кВ) и высоковольтные (35–220 кВ) приборы: • • трансформаторные комплектные подстанции; • • электрические приводы в технологических системах; • • кабельные сети. Силовое электрооборудование применяют в разных сферах деятельности человека: для отопления; при подаче холодной и горячей воды; в вентиляции и кондиционировании; в канализационных системах; для промышленного производства. Силовое оборудование применяют для создания автоматических инженерных систем при возведения сооружений и зданий. Оно необходимо при создании логистической и транспортной инфраструктуры. Каждому современному предприятию необходимо надежное электроснабжение. При помощи электрической энергии сегодня работает освещение, большинство станков, машины и другие агрегаты, поэтому большое внимание уделяют установке надежного и эффективного электрооборудования. Осветительное оборудование – это световые приборы, предназначенные для освещения различных объектов (светильники, прожекторы, проекторы и др.). Современная светотехника и осветительное оборудование предоставили в распоряжение потребителя множество разнообразных источников света, различных по конструкции и световым параметрам, от обычных электрических ламп бытового пользования до мощных прожекторов для наружного применения. Источником питания называют распределительное устройство генераторного напряжения на электрической станции или распределительное устройство вторичного напряжения понижающей подстанции. Электрическая станция – электроустановка, предназначенная для производства электрической энергии. Электроустановку для преобразования и распределения электроэнергии называют подстанцией (трансформаторной или преобразовательной). Совокупность электроустановок и устройств для передачи и распределения электроэнергии, состоящую из подстанций, ли
1.2. Общие сведения об электрических установках ний электропередачи и распределительных устройств, называют электрической сетью. В нее входят воздушные и кабельные линии электропередачи, трансформаторные и преобразовательные подстанции, распределительные пункты (РП), центральный распределительный пункт (ЦРП). Распределительным устройством (РУ) называют электроустановку, служащую для приема и распределения электроэнергии и содержащую коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, устройства защиты, автоматики и измерения. Если основное оборудование РУ размещено на открытом воздухе, то его называют открытым (ОРУ), а если в здании – закрытым (ЗРУ). Распределительное устройство может состоять из комплектных блоков для наружной (КРУН) и внутренней (КРУ) установки. Распределительным пунктом называют электроустановку, предназначенную для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без трансформации и преобразования. Обычно РП используют в сетях 10 (6) кВ. В сетях до 1 кВ аналогичные устройства называют пунктом распределительным (ПР), щитом, панелью, шкафом, щитком. Линией электропередачи называют устройство для передачи электроэнергии по проводам или кабелям. 1.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ Электроустановками называют установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Электроустановки разделяют: • • по назначению: генерирующие (вырабатывающие электроэнергию), потребительские (потребляющие электроэнергию), преобразовательно-распределительные (для передачи, преобразования электроэнергии в удобный для потребителей вид и распределения ее между ними); • • роду тока: постоянного и переменного; •• напряжению: до 1 кВ (силовые и осветительные) и выше 1 кВ. Электроустановки, не защищенные зданием от атмосферных воздействий, называют открытыми или наружными (электроустановки, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т. п.).
Глава 1. Основные сведения об электроэнергетических системах и системах электроснабжения Закрытыми (внутренними) электроустановками называют электроустановки, размещенные внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий. Электроустановку или ее часть, которая находится под напряжением либо на которую напряжение может быть подано включением коммутационных аппаратов, называют действующей. По функциональному назначению электроустановки классифицируют: • • на генераторы – вырабатывающие электрическую энергию; • • преобразователи напряжения (трансформаторы), преобразователи частоты – преобразующие электрическую энергию; • • провода, кабели – передающие электрическую энергию от пунктов выработки и преобразования до электроприемников; • • распределительные подстанции, узлы, щиты, устройства – распределяющие электрическую энергию; • • электродвигатели, электротермические, электросварочные, электроосветительные электроприемники и другие – потребляющие электрическую энергию. 1.3. НОМИНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ИСТОЧНИКОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Источником электроснабжения промышленных объектов являются либо распределительное устройство генераторного напряжения на электростанции, либо РУ вторичного напряжения подстанции. В основном электроснабжение промышленных объектов осуществляется от трансформаторных подстанций, которые, в свою очередь, получают электроэнергию от электростанций энергосистемы. На электростанциях электрическую энергию вырабатывают синхронные генераторы. Электростанциями называют предприятия или установки, предназначенные для производства электроэнергии. Топливом для электростанций служат газ, мазут, уголь, торф, вода, ветер, солнце, атомная энергия и др. Особенностью теплоэнергетики Беларуси является высокая доля комбинированного производства электрической и тепловой энергии на теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), поэтому оновными видами топлива на тепловых электростанциях в Республике Беларусь является природный газ, в ка