Az áramellátási sémák típusai és alkalmazási területeik
A kisfeszültségű elosztás fő problémája az áramkör kiválasztása. A megfelelően megtervezett áramkörnek biztosítania kell az áramellátás megbízhatóságát. elektromos vevők felelõsségük mértékének, magas mûszaki és gazdasági mutatóinak és a hálózat könnyû kezelhetõségének megfelelõen.
A gyakorlatban előforduló összes áramkör különálló elemek – adagolók, törzsek és ágak – kombinációja, amelyekre a következő definíciókat alkalmazzuk:
feeder – egy vezeték, amelyről elektromos áramot továbbítanak kapcsolóberendezés (panel) elosztópontra, autópályára vagy külön elektromos vevőkészülékre;
autópálya - a villamos energia több elosztóponthoz vagy különböző pontokon csatlakoztatott energiafogyasztókhoz történő továbbítására szolgáló vezeték,
elágazás – kimenő vonal:
a) a fővezetékről, és villamos energia elosztóponthoz vagy elektromos vevőhöz történő továbbítására szolgál,
b) elosztópontról (kapcsolótábláról) és villamos energia továbbítására szolgál egy elektromos vevőhöz vagy több, az „áramkörbe” tartozó kis elektromos vevőkészülékhez.
A jövőben az összes adagolót, autópályát és leágazást az utolsótól az elosztópontokig ellátási hálózatnak, az összes többi ágat pedig elosztó hálózatnak nevezik.
Az üzlethálózatok tervezésénél az egyik fő megoldandó probléma a fő- és a radiális áramelosztási sémák közötti választás.
A gerinchálózati tápellátási sémában egy vonal - a fővezeték - a jelzett módon több elosztópontot vagy a különböző pontjain hozzákapcsolt vevőket szolgál ki, sugárirányú betáplálással, minden vonal egy hálózati csomópontot (alállomást, elosztót) összekötő nyaláb. pont) egy felhasználóval. A hálózat teljes komplexumában ezek a sémák kombinálhatók.
Annak érdekében, hogy az üzletek elosztását az autópályák hajtsák végre, amelyek mindegyike több pontot lát el, ez utóbbiaktól a vevőkig, a sugárirányú vonalak eltérhetnek egymástól.
Ipari üzemek tipikus áramellátási sémája
ábrán látható radiális diagram. Az 1. a) ábrát olyan esetekben használják, amikor vannak kellően nagy koncentrált terhelésű egyes csomópontok, amelyekhez képest az alállomás többé-kevésbé központi helyet foglal el.
Rizs. 1. Az elektromos energia elosztásának diagramja az alállomásokról az elektromos vevőkészülékekre: a — radiális; b — fővezeték koncentrált terhelésekkel; c — elosztott terhelésű fővonal.
Radiális sémával az egyes, kellően erős elektromos vevőkészülékek közvetlenül az alállomásról, a kisebb teljesítményű és egymáshoz közel elhelyezkedő elektromos vevők csoportjai pedig a terhelés geometriai középpontjához lehető legközelebb elhelyezett elosztópontokon keresztül kaphatnak energiát. Az alacsony feszültségű betáplálókat az alállomásokhoz a főkapcsolótáblákhoz megszakítókon és biztosítékokon keresztül, vagy levegős megszakítókon keresztül csatlakoztatják.
Az alállomásokról közvetlenül táplált radiális áramkörök magukban foglalják a nagyfeszültségű elektromos vevőkészülékek összes tápáramkörét, akár az alállomás nagyfeszültségű kapcsolóberendezéséről, akár közvetlenül a lecsökkentő transzformátorról, ha a "blokktranszformátor - elektromos vevő" sémát alkalmazzák .
A fővonali tápellátási sémák a következő esetekben érvényesek:
a) ha a terhelés koncentrált, de egyes csomópontjai az alállomáshoz képest azonos irányban és egymástól viszonylag kis távolságra helyezkednek el, és az egyes csomópontok terheléseinek abszolút értéke nem elegendő a radiális séma ésszerű használatához (1., 6. ábra);
b) amikor a terhelés eltérő egyenletességgel oszlik el (1. ábra, c).
A koncentrált terhelésű fővonali áramkörökben az elektromos vevők külön csoportjainak, valamint a radiális áramköröknek a csatlakoztatását általában elosztópontokon keresztül végzik.
Az elosztási pontok helyes elhelyezkedésének feladata különösen fontos. A főbb rendelkezések, amelyeket ebben az esetben be kell tartani, a következők:
a) az etetők és autópályák hossza minimális legyen, útvonaluk kényelmes és hozzáférhető legyen;
b) minimálisra kell csökkenteni, és lehetőség szerint teljesen ki kell zárni az elektromos vevők fordított (az áram áramlási irányához képest) betáplálásának eseteit;
c) az elosztási pontokat olyan helyen kell elhelyezni, amely alkalmas a karbantartásra, ugyanakkor ne zavarja a termelési munkát, és ne zárja el az utakat.
Az elektromos vevőegységek egymástól függetlenül is csatlakoztathatók az elosztópontokhoz, vagy csoportokba - "láncokba" kombinálhatók (2-b ábra).
Rizs. 2 Az elektromos vevők elosztópontokhoz való csatlakoztatásának sémája: a — független csatlakozás; b — lánccsatlakozás.
Az egymáshoz közel, de az elosztási ponttól jelentős távolságra lévő kis teljesítményű elektromos vevőkészülékekhez ajánlott a láncfűrész, melynek eredményeként jelentős megtakarítás érhető el a huzalfogyasztásban. Ebben az esetben azonban nem szabad egy- és háromfázisú elektromos fogyasztókat egy áramkörbe csatlakoztatni.
Ezenkívül működési okok miatt nem ajánlott a csatlakoztatás:
a) összesen több mint három elektromos vevőkészülék;
b) különféle technológiai célú mechanizmusok elektromos vevőegységei (például fémvágógépek villanymotorjai vízvezeték-egységek villanymotorjaival).
Az autópályán elosztott terheléseknél ajánlatos, hogy az elektromos vevőkészülékeket közvetlenül az autópályákra csatlakoztassák, és ne az elosztópontokon keresztül, ahogy az a fent tárgyalt sémákban szokásos.
Ennek megfelelően a teherelosztó autópályákra a következő két fő követelmény vonatkozik:
a) az autópályák fektetését a lehető legalacsonyabb magasságban, de a padlótól legfeljebb 2,2 m-re kell elvégezni;
b) az autópályák kialakításának lehetővé kell tennie az elektromos vevőkészülékek gyakori leágazását, és hozzáférhető helyen történő elhelyezéskor kizárni kell a feszültség alatt álló részek érintésének lehetőségét.
A formában készült autópályák megfelelnek ezeknek a követelményeknek gumiabroncsok zárt fémdobozokban.
A gyűjtősíneket általában olyan műhelyekben használják, ahol az elektromos vevőkészülékek többé-kevésbé szabályos sorokban vannak elhelyezve, és ahol emellett lehetőség van a berendezések gyakori mozgatására. Ilyen műhelyek közé tartoznak a gépészeti, mechanikai javító-, szerszám- és más hasonló műhelyek a berendezés elrendezése és a környezeti feltételek alapján.
Koncentrált terheléseknél, amikor a hálózatból viszonylag kicsi az elágazások száma, az elektromos hálózatot sokkal magasabbra kell fektetni, olyan helyeket választva, ahol csupasz vezetékekkel (sínekkel vagy vezetékekkel) vagy szigetelt vezetékekkel lehet feltölteni. Ugyanakkor a folyamatos zárás hiánya miatt nő a sor termelékenysége és olcsóbb lesz a teljes szerkezet.
Hálózati tápegység elektromos világítás, általában nem csatlakozik az áramellátókhoz és az autópályákhoz, hanem külön hálózatokon keresztül hajtják végre az alállomások fő kapcsolótábláinak buszait.
A "blokktranszformátor - hálózat" konstrukciók esetében a világítási hálózatok leggyakrabban az elektromos hálózat fő szakaszairól ágaznak le. Az elektromos és világítási hálózatok szétválását a következő körülmények okozzák:
a) viszonylag alacsony feszültségveszteség megengedett a világítási hálózatokban,
b) a világítási ellátás fenntartása mellett a teljes ellátó hálózat kikapcsolásának lehetősége.
Ez alól az általános szabály alól kivételt képeznek a másodlagos jelentőségű, kis terhelésű és felelőtlen vizuális munkát végző tárgyak, valamint a vészvilágítás táplálása.
Az energiaellátási séma kiválasztását jelentősen befolyásolja az is, hogy csökkenteni kell az 1. és 2. kategóriájú villamosenergia-fogyasztók teljesítményét.
Az 1. kategóriájú elektromos vevőkészülékeknél a tápellátást két független forrásból kell biztosítani, amelyek között lehetnek teljesítménytranszformátorok is, ha a nagyfeszültségű kapcsolóberendezés különböző, egymással nem összekapcsolt szakaszaira vannak csatlakoztatva. Ebben az esetben az elektromos vevőkészülékek tartalék tápegységének automatikus bekapcsolással (ATS) kell lennie.
Általában a legkritikusabb létesítményekben vannak tartalék egységek a működő egységek meghibásodása vagy megelőző javítása esetére. A tartalék egységek felvétele szükség esetén a technológiai folyamat feltételeinek megfelelően automatikus is lehet. Példa két egység automatikus kölcsönös csökkentésére az ábrán látható diagram. 3.
Rizs. 3. Tápfeszültség redundancia rendszerek kisfeszültségű villamosenergia-fogyasztók számára. 1 — kézi vagy automatikus be- és kikapcsolás eszköz; 2 — kézi vagy automatikus kapcsolású készülék.
A 2. kategória elektromos vevőinél a tartalék tápellátást az ügyeletes személyzet tevékenysége kapcsolja be, de az áramkörök felépítésének elvei ugyanazok maradnak, mint az 1. kategóriába tartozó villamosenergia-fogyasztók esetében, azzal az egyetlen különbséggel, hogy a második áramforrás nem lehet független.
Alacsony feszültségű felhasználók csoportjai számára lehetőség van két radikálisan eltérő teljesítménycsökkentési séma alkalmazására, amint az ábra mutatja. 3.
Az a) séma szerint az áramfogyasztókat két csoportra osztják, amelyek mindegyike külön tápellátással rendelkezik, ezért általában mindkét tápegység be van kapcsolva. A b séma szerint az elektromos fogyasztók az egyik tápegységen keresztül kapnak áramot, a másik pedig tartalék. Mindkét esetben minden adagolót a két elektromos vevőcsoport teljes terhelésére kell tervezni, de előnyösebb a séma, mivel kisebb a teljesítményvesztesége és nagyobb a működési megbízhatósága.
Az energiaterv megválasztását a termelési folyamat is befolyásolja. Például az összes mechanizmus elektromos vevőit, amelyek egy bizonyos technológiai függés révén kapcsolódnak egymáshoz, a normál és a tartalék teljesítmény tekintetében is kombinálni kell.