Seleção dos principais parâmetros e elementos do sistema de fornecimento de energia de empresas industriais

O fornecimento de eletricidade é o fornecimento de eletricidade aos consumidores, e o sistema de energia é um conjunto de instalações elétricas projetadas para fornecer eletricidade aos consumidores. O sistema de alimentação também pode ser definido como um conjunto de instalações elétricas interligadas que abastecem uma região, cidade, empreendimento (organização).

O objetivo de criar um sistema de fornecimento de energia é fornecer aos consumidores eletricidade de qualidade adequada com indicadores de confiabilidade aceitáveis.

Escolha de métodos alimentares e pontos de ingestão de energia

O fornecimento de empreendimentos industriais com capacidade instalada de consumidores de energia de 5 a 75 mW por meio de um ponto de recepção é recomendado para ser realizado com um arranjo compacto de consumidores e por meio de dois pontos de recepção - se houver dois grupos de consumidores relativamente poderosos e separados em a facilidade.

Quando a tensão da rede de alimentação é diferente da tensão da rede de distribuição, a subestação abaixadora principal (GPP) é tomada como ponto de recebimento. Na mesma tensão das redes, um ponto central de distribuição (CRP) é fornecido como ponto de recebimento.

Para o fornecimento de energia de pequenas empresas com potência instalada de até 10 mW de receptores elétricos, basta fornecer um ponto de distribuição combinado com uma das subestações transformadoras. Em todos os casos, recomenda-se alimentar os pontos de recepção pelo método de inserção profunda, o número de entradas (na presença de receptores elétricos da primeira categoria) deve ser de pelo menos dois.

Para alimentar empresas industriais, GPP e oficina subestações transformadoras TP com os diagramas de blocos mais simples sem barramentos e chaves para tensão primária. Uma exceção às regras são TPs combinados com RP, para os quais uma ou duas seções de barramento com entrada automática de backup (ATS) são fornecidas na tensão primária para receber e distribuir eletricidade ao alimentar consumidores elétricos da primeira e segunda categoria ou sem ATS quando alimentação de receptores elétricos da terceira categoria.

Para obter mais informações sobre as categorias de receptores industriais em termos de confiabilidade de energia, consulte aqui: Receptores de eletricidade

Nas subestações de distribuição e distribuição internas de 6 a 10 kV, inclusive para alimentar consumidores elétricos da primeira categoria, é utilizado um sistema de barramento. Seccionamento e redundância automática são fornecidos para fornecimento de energia contínua de consumidores elétricos da primeira e segunda categoria.

A comutação de conexões de baixa e média potência a uma tensão de 6-10 kV é realizada usando disjuntores de carga completos com fusíveis de alimentação ou sem eles dentro dos parâmetros do modo nominal e do modo de curto-circuito. A instalação de interruptores nas entradas e seções de 6 a 10 kV é fornecida para comutadores de transferência automática, bem como para grandes subestações com capacidade de 5.000 a 10.000 kVA e mais com o número de alimentadores de saída de 15 a 20 ou mais. Em outros casos, seccionadoras ou seccionadoras de carga são instaladas nas entradas e seccionadoras nas seções.

Seleção de tensão

Quando a tensão das linhas de alimentação não for superior a 10 kV, assume-se que a tensão das redes locais é igual à tensão da fonte de energia. Ao receber energia de uma fonte de energia com duas ou mais tensões ou projetar empreendimentos com mais grande potência, necessitando de expansão de subestações regionais existentes ou usinas de energia, as tensões da linha de alimentação são selecionadas com base em cálculos técnicos e econômicos.

Em empresas industriais, as tensões mais comuns (kV):

• para linhas de alimentação 110, 35, 10 e 6,

• para redes de distribuição 10, 6 e 0,4 / 0,23.

Até o momento, a tensão de 10 kV é recomendada para ampla utilização em todos os casos, principalmente quando há poucos motores de 6 kV na usina. Neste caso, os motores de 6 kV são conectados a uma rede de 10 kV por meio de transformadores intermediários de conversão de 10/6 kV.

A tensão principal para alimentação e iluminação dos receptores elétricos da indústria é de 0,4 / 0,23 kV.

Veja também: Escolha do número e potência dos transformadores

Seleção de esquemas de distribuição de energia para tensão 6 - 10 kV

Essa escolha depende da distribuição territorial das cargas, seu tamanho, bem como o grau de confiabilidade exigido do fornecimento de energia.

Na prática de projetar o fornecimento de energia de empresas industriais, são utilizados esquemas de distribuição de energia radial e troncal, mas estes últimos não são usados ​​\u200b\u200bsuficientemente e não em toda a extensão.

Esquemas radiais são recomendados nos seguintes casos:

• estágio único com uma linha radial - para alimentar grandes cargas concentradas isoladas (por exemplo, motores síncronos de 1000 kW para acionamento de fresadoras na indústria madeireira) e cargas colocadas em direções diferentes da fonte de energia,

• dois estágios com duas linhas radiais — para alimentação via RP de subestações de oficina e motores com tensões acima de 1000 V (por exemplo, RP no prédio principal da oficina).

Quando as subestações estão localizadas favoravelmente para a passagem em linha reta da rede elétrica (sem passagens de retorno, desvios longos de edifícios, etc.), redes individuais sem reservas são usadas para fornecer subestações de transformador único com consumidores de energia da terceira categoria.

Se houver cargas de 15 a 30% da primeira e segunda categorias nessas subestações, a fonte de alimentação de subestações de transformador único adjacentes de diferentes rodovias únicas é usada para backup mútuo de um jumper com tensão de até 1000 V.

Circuitos duplos fim-a-fim com fonte de alimentação unidirecional são usados ​​para alimentar subestações com duas seções de barramentos e subestações sem dois transformadores com receptores de energia, principalmente da primeira e segunda categorias.O número de transformadores com tensão de até 10 kV conectados a uma linha principal deve ser de 2 a 3 com sua potência de 1.000 a 2.500 kVA e 3 a 4 potências mais baixas.

Esquemas esquemáticos típicos de fornecimento de energia de empresas industriais

Um esquema de fornecimento de energia implementado racionalmente deve garantir:

• recepção e distribuição de energia elétrica de acordo com o horário de carga dos consumidores de energia elétrica,

• o grau necessário de confiabilidade da fonte de alimentação,

• a possibilidade de aumentar a carga durante a expansão e reconstrução do empreendimento,

• eficiência, conforto e segurança no trabalho,

• nível de tensão apropriado dos consumidores de energia.

O desenvolvimento de um esquema de fornecimento de energia deve ser baseado nos seguintes dados:

• cargas elétricas, tensões e categorias de consumidores elétricos de consumidores de eletricidade,

• distribuição territorial de cargas e grandes receptores de energia de acordo com o plano diretor, o número e a capacidade das subestações,

• características das fontes de alimentação,

• especificações técnicas do sistema de energia,

• Requisitos do modo de emergência.

Ao desenvolver um esquema de fornecimento de energia, é necessário levar em consideração:

• recomendações para a seleção de parâmetros e elementos do circuito de potência,

• limitação necessária de correntes de curto-circuito, bem como condições para executar proteção de relé simples e confiável, automação e controle remoto,

• a capacidade de sobrecarga de transformadores e cabos, bem como o grau de redundância na parte tecnológica,

• as perspectivas de desenvolvimento do empreendimento nos próximos 10 anos.

Os esquemas levam em conta as especificidades da indústria.Eles devem garantir a eficiência e confiabilidade do fornecimento de energia da empresa.

Exemplos de esquemas para fornecimento de energia de linha única para empresas industriais a uma tensão de 6 a 10 kV são mostrados abaixo.

Esquemas de energia para empresas industriais na tensão 6 - 10 kV

Arroz. 1. Esquema de alimentação em rede de distribuição com tensão de 6 kV. Categoria de responsabilidade dos consumidores de energia elétrica: 1 — primeiro e segundo, 2 — terceiro, 3 — segundo e terceiro

O diagrama da fonte de alimentação mostrado na fig. 1, é recomendado para uso em empreendimentos de médio porte (potência instalada de 5 a 75 MW), que incluem instalações e oficinas com motores elétricos de 10 kV, cuja carga é de cerca de 50% da carga do empreendimento, com possibilidade de alimentação direta a eles com tensão 10 kV (própria GPP, fontes de alimentação externas com tensão 10 kV).

Arroz. 2. Esquema de fornecimento de energia em uma tensão de rede de distribuição de 10 kV

O diagrama da fonte de alimentação mostrado na fig. 2, nesta fase é aconselhável aplicá-lo nos mesmos empreendimentos se a carga total de 10 kV dos motores elétricos das oficinas e instalações for significativamente inferior a 50% da carga do empreendimento.

Circuitos de alimentação com enrolamentos divididos de transformadores não são levados em consideração, pois a potência dos transformadores instalados em instalações de transmissão de gás de empresas industriais geralmente fica abaixo de 25 MBA, ou seja, a potência dos transformadores fabricados com enrolamentos divididos. Nestes esquemas, é dada preferência aos esquemas de alimentação principal de TP como os mais económicos.

Diagramas de alimentação na fig. 1 e 2 são generalizações, portanto em casos específicos podem faltar elementos do circuito (principalmente relacionados a motores de 6 kV).

Veja também neste tópico: Esquemas para fornecimento interno de energia de empresas para 6 — 10 e 35 — 110 kV e Esquemas típicos de fornecimento de energia para empresas