Врсте шема напајања и области њихове примене

Главни проблем у дистрибуцији ниског напона је избор кола. Правилно дизајнирано коло треба да обезбеди поузданост напајања. електрични пријемници у складу са степеном њихове одговорности, високим техничко-економским показатељима и лакоћом рада мреже.

Сва кола која се сусрећу у пракси су комбинације одвојених елемената — хранилица, стабала и грана, за које ћемо усвојити следеће дефиниције:

фидер — вод дизајниран за пренос електричне енергије из разводни уређај (панел) до дистрибутивног места, аутопута или посебног електричног пријемника;

аутопут - вод намењен за пренос електричне енергије до више дистрибутивних тачака или потрошача енергије који су на њега повезани на различитим местима,

грана — излазна линија:

а) са магистралног вода и намењене за пренос електричне енергије до дистрибутивног места или пријемника,

б) са дистрибутивног места (разводне табле) и намењен је за пренос електричне енергије на један електрични пријемник или на више малих електричних пријемника укључених у „коло“.

Убудуће ће се сви доводници, магистрални путеви и краци од последњег до дистрибутивних тачака звати доводном мрежом, а сви остали краци - дистрибутивном мрежом.

Један од главних проблема који се решава у пројектовању продајних мрежа је избор између главне и радијалне шеме дистрибуције електричне енергије.

У главној шеми напајања, једна линија — главна линија — служи, како је назначено, неколико дистрибутивних тачака или пријемника повезаних са њом на различитим тачкама, са радијалним напајањем, свака линија је сноп који повезује мрежни чвор (подстаницу, дистрибуцију тачка) са једним корисником. У целокупном комплексу мреже, ове шеме се могу комбиновати.

Тако да се дистрибуција залиха може вршити путем аутопутева, од којих сваки снабдева одређени број тачака, од ових до пријемника, радијалне линије могу да се разилазе.

Типичне шеме напајања за индустријска постројења

Радијални дијаграм приказан на Сл. 1, а, користи се у случајевима када постоје појединачни чворови са довољно великим концентрисаним оптерећењима, у односу на које трафостаница заузима мање или више централно место.

Пиринач. 1. Дијаграми дистрибуције електричне енергије од трафостаница до електричних пријемника: а — радијални; б — главни вод са концентрисаним оптерећењима; ц — магистрални вод са распоређеним оптерећењем.

Са радијалном шемом, појединачни довољно снажни електрични пријемници могу да примају енергију директно из трафостанице, а групе мање моћних и блиско распоређених електричних пријемника — преко дистрибутивних тачака постављених што ближе геометријском центру оптерећења. Нисконапонски фидери се повезују са трафостаницама на главне разводне табле преко прекидача и осигурача или преко ваздушних прекидача.

Радијална кола са директним напајањем из трафостаница обухватају сва кола за напајање високонапонских електричних пријемника, било из високонапонске расклопне јединице у трафостаници, било директно из опадајућег трансформатора, ако је усвојена шема „блок трансформатор – електрични пријемник“. .

Шеме магистралног напајања примењују се у следећим случајевима:

а) када је оптерећење концентрисано, али су његови појединачни чворови лоцирани у истом правцу у односу на подстаницу и на релативно малим растојањима један од другог, а апсолутне вредности оптерећења појединих чворова су недовољне за рационално коришћење радијалне шеме (сл. 1, 6);

б) када је оптерећење распоређено са различитим степеном уједначености (сл. 1, в).

У магистралним колима са концентрисаним оптерећењима, повезивање одвојених група електричних пријемника, као и радијалних кола, обично се врши преко дистрибутивних тачака.

Задатак правилног лоцирања тачака дистрибуције је од посебног значаја. Главне одредбе које треба поштовати у овом случају су следеће:

а) дужина довода и аутопутева треба да буде минимална, а њихова траса треба да буде погодна и приступачна;

б) треба минимизирати и, ако је могуће, потпуно искључити случајеве обрнутог (у односу на правац тока електричне енергије) напајања електричних пријемника;

ц) дистрибутивна места треба да буду смештена на местима погодним за одржавање и да истовремено не ометају рад производње и да не блокирају путеве.

Електрични пријемници могу бити повезани на дистрибутивне тачке независно један од другог, или комбиновани у групе — „ланци“ (сл. 2 -б).

Пиринач. 2 Шеме повезивања електричних пријемника на дистрибутивне тачке: а — независна веза; б — ланчана веза.

Даиси-цхаин се препоручује за електричне пријемнике мале снаге близу један другом, али на знатној удаљености од дистрибутивне тачке, због чега се могу постићи значајне уштеде у потрошњи жице. Међутим, у овом случају, једнофазни и трофазни потрошачи електричне енергије не смеју бити повезани у једно коло.

Поред тога, из оперативних разлога, не препоручује се заједничко повезивање:

(а) укупно више од три електрична пријемника;

б) електрични пријемници механизама за различите технолошке намене (нпр. електромотори металорезачких машина са електромоторима водоводних јединица).

За дистрибуирана оптерећења на аутопуту, препоручује се да се електрични пријемници прикључе директно на аутопутеве, а не преко дистрибутивних тачака, као што је уобичајено у горе наведеним шемама.

Сходно томе, на аутопутеве са распоређеним оптерећењем намећу се следећа два главна захтева:

а) полагање магистралних путева мора се вршити на најмањој могућој висини, али не ниже од 2,2 м од пода;

б) пројектовање магистралних путева мора да омогући често рачвање електричних пријемника, а при полагању на приступачним местима искључити могућност додиривања делова под напоном.

Аутопутеви направљени у форми испуњавају ове захтеве гуме у затвореним металним кутијама.

Сабирнице се углавном користе у радионицама где су електрични пријемници распоређени у мање-више правилне редове и где су, поред тога, могућа честа померања опреме. Такве радионице обухватају механичке, механичке поправке, алатне и друге сличне радионице по природи распореда опреме и условима средине.

При концентрисаним оптерећењима, када је број огранака из мреже релативно мали, електричну мрежу је потребно положити знатно више, бирајући места на којима је могуће напунити голим жицама (сабирницама или проводницима) или изолованим жицама. Истовремено, због недостатка непрекидног затварања, продуктивност линије се повећава и цела структура постаје јефтинија.

Мрежно напајање електрично осветљење, по правилу, није прикључен на напојне водове и магистралне путеве, већ се изводи одвојеним мрежама од сабирница главних централа трафостаница.

У случају шема „блок трансформатор – мрежа“, мреже осветљења се најчешће одвајају од главних делова електричне мреже. Раздвајање електричне и светлосне мреже узроковано је следећим околностима:

а) релативно мали губитак напона дозвољен у мрежама осветљења,

б) могућност искључивања целе мреже за напајање уз одржавање напајања осветљења.

Изузетак од овог општег правила дозвољен је за објекте секундарног значаја са малим оптерећењем и неодговорним визуелним радом, као и за напајање хитне расвете.

На избор шеме напајања значајно утиче и потреба за смањењем снаге за потрошаче електричне енергије 1. и 2. категорије.

За електричне пријемнике 1. категорије напајање мора бити из два независна извора, који могу укључивати енергетске трансформаторе ако су повезани на различите, а не међусобно повезане, делове високонапонске расклопне апаратуре. У овом случају, резервно напајање електричних пријемника мора имати аутоматско укључивање (АТС).

Обично најкритичније инсталације имају резервне јединице у случају квара или превентивне поправке радних јединица. Укључивање резервних јединица може бити и аутоматско, по потреби према условима технолошког процеса. Пример аутоматског међусобног смањења две јединице је дијаграм приказан на сл. 3.

Пиринач. 3. Шеме редундантне снаге за нисконапонске потрошаче електричне енергије. 1 — уређај за ручно или аутоматско укључивање и искључивање; 2 — апарат за ручно или аутоматско пребацивање.

За електричне пријемнике 2. категорије резервно напајање се укључује деловањем дежурног особља, али принципи изградње кола остају исти као и код потрошача електричне енергије 1. категорије са једином разликом што други извор напајања можда није независан .

За групе нисконапонских корисника могуће је користити две радикално различите шеме за смањење снаге, приказане на сл. 3.

Према шеми а, потрошачи електричне енергије су подељени у две групе, од којих свака има одвојено напајање, па су стога оба извора напајања обично укључена. Према шеми б, електрични потрошачи се напајају преко једног од извора напајања, а други је резервни. У оба случаја, сваки фидер мора бити пројектован за укупно оптерећење две групе електричних пријемника, али је шема пожељнија, јер има мањи губитак снаге и већу поузданост у раду.

На избор енергетског плана утиче и ток производње. На пример, електрични пријемници свих механизама који су међусобно повезани кроз одређену технолошку зависност такође морају бити комбиновани у смислу нормалног и резервног напајања.