межі усталених відхилень напруг в енергосистемах в нормальних режимах роботи, а також в періоди зниження сумарного навантаження до 30% і нижче від максимального;
межі усталених відхилень напруги, які фактично мають місце на шинах джерела живлення даного підприємства, за даними енергосистеми і засобів регулювання напруги на цьому джерелі;
дані про зміни розрахункових втрат напруги в відповідних елементах електричної мережі підприємства в максимальному і мінімальному режимах навантажень;
дані про додавання напруги, створювані розподільними та вольтдодавальними трансформаторами, конденсаторами та іншими джерелами реактивної потужності.
У випадках, коли правильний вибір відгалужень у трансформаторів, які не мають пристроїв регулювання під навантаженнями, не забезпечують усталене відхилення напруги у струмоприймачів в межах, обумовлених ГОСТ 13109 та ДСТУ EN 50160, розробляють наступні заходи з покращення режимів напруги в електричних мережах підприємства:
застосування на ГПП знижувальнх трансформаторів (автотрансформаторів) з автоматичним регулюванням напруги під навантаженням. Цей засіб є основним і в багатьох випадках достатнім у разі застосування глибоких вводів і розосереджених ГПП, розміщених в центрах навантажень відповідних груп споживачів;
застосування конденсаторних батарей, що керуються автоматично, тиристорних компенсуючих пристроїв та синхронних електродвигунів з авторегулюванням сили струму збудження;
застосування зв'язків на напрузі до 1000 В між цеховими підстанціями, які дозволяють відключати частину трансформаторів в мінімальному режимі навантажень;
використання регулювання напруги генераторів на підприємствах, які мають власні електростанції.
Якщо режим роботи ЕП різний, та вони мають різні віддаленості від центрів живлення, а також якщо є ЕП, особливо чутливі до відхилень напруги, потрібно передбачити додаткові групові або індивідуальні засоби регулювання, в тому числі в мережах на напругу до 1000 В.
Підчас проектування передбачають найбільш доцільне поєднання регулюючих та компенсуючих пристроїв з застосуванням в окремих точках мережі керованих конденсаторних батарей для місцевого регулювання напруги.
Під час проектування електропостачання промислових підприємств, які мають в своєму складі ЕП з різко змінним ударним навантаженням, потрібно виконувати аналіз режимів їх роботи, визначати їх вплив на систему електропостачання та розраховувати показники коливань напруги в живильних мережах і характерних вузлах навантаження.
Потрібно передбачати наступні комплексні заходи і засоби з обмеження показників коливань напруги до нормованих значень:
наближення джерел живлення до ЕП з різко змінним ударним навантаженням;
зменшення реактивного опору ліній основного живлення до підстанцій, що живлять потужні ЕП;
підвищення рівнів струмів КЗ в мережах, що живлять ЕП з різко змінними ударними навантаженнями;
обмеження струмів пуску та самозапуску електродвигунів;
виділення на окремі трансформатори або на окремі гілки розщеплених обмоток трансформаторів споживачів, які не допускають поштовхів навантаження;
виділення живлення груп ЕП з ударними навантаженнями у разі значної їх потужності на окремі трансформатори;
приєднання ударних і спокійних навантажень на різні плечі здвоєного реактора, параметри якого вибирають, виходячи із умов стабілізації напруги на гілці реактора, до якої приєднано ЕП з спокійним режимом роботи;
застосування автоматичних швидкісних регуляторів збудження для синхронних двигунів, які отримують живлення від загальних шин з ударним навантаженням;
застосування пристроїв динамічної компенсації реактивної потужності на базі конденсаторів і реакторів, що керуються тиристорами.
Під час запуску електродвигунів допускають наступне зниження значення напруги:
на шинах живильних підстанцій - до 20 % у разі живлення виключно силового різко змінного навантаження на напругу 6 (10) кВ;
на шинах цехових підстанцій у разі рідкого запуску підключених до них електродвигунів (один раз впродовж зміни) - до 25 % від номінального значення напруги.
Однак при цьому слід виключати можливість виникнення провалів напруги, які є порушенням якості електричної енергії. Згідно з ДОТУ EN 50160 провал визначається як тимчасове зменшення середньоквадратичної величини напруги нижче рівня 90 % від величини опорної напруги на час від 10 мс до 1 хв включно.
Передбачають наступні заходи з обмеження рівня вищих гармонік:
застосування схем з урахуванням кількості фаз випрямляння;
застосування силових резонансних і ненастроєних фільтрів вищих гармонік, керованих (адаптивних) фільтро-компенсуючих пристроїв;
застосування пристроїв сітчастого і фазового керування синусоїдальною напругою з мінімальним її спотворенням;
проведення заходів для локалізації розповсюдження вищих гармонік електричною мережею.
Під час проектування виконують аналіз можливих несиметричних режимів в системі електропостачання, виходячи з реальних умов роботи окремих ЕП і з урахуванням впливу величин напруги зворотної і нульової послідовностей на умови роботи цієї системи електропостачання, як за технічними, так і економічними показниками.
Заходи з приведення показників якості електроенергії до регламентованих ГОСТ 13109 та ДСТУ EN 50160 значень здійснюють комплексно з компенсацією реактивної потужності, застосовуючи фільтро-компенсуючі пристрої, симетро-компенсуючі пристрої тощо.
Потрібно передбачити наступні заходи з обмеження показників несиметрії напруги до нормованих значень:
- рівномірний розподіл однофазних ЕП у трифазній електричній мережі;
-застосування симетруючих пристроїв.
ВИБІР ПІДСТАНЦІЙ І ТРАНСФОРМАТОРІВ
Вибір типу, потужності та інших параметрів підстанцій, а також місця їх розташування обумовлюють величиною і характером ЕН та місцем розташуванням їх на генеральному плані підприємства. При цьому враховують також архітектурно-будівельні та експлуатаційні вимоги, конфігурацію виробничих приміщень, розміщення технологічного устаткування, умови навколишнього середовища, охолодження, пожежної і електричної безпеки.
Підстанції, як правило, проектують з урахуванням експлуатації їх без постійного чергового персоналу з використанням простих пристроїв автоматики, сигналізації тощо.
Під час проектування належить передбачити, як правило, застосування комплектного електроустаткування на напругу 1000 В і вище.
При виборі типів, схем і виконавців комплектних пристроїв слід виходити в першу чергу з технічних показників надійності та якості.
Комплектні розподільні установки з висувними елементами застосовують :
в найбільш складних і відповідальних установках, для споживачів І категорії, де потрібно мати швидку взаємну заміну вимикачів та автоматичних вимикачів;
в електромашинних залах металургійних і хімічних підприємств, великих компресорних, насосних і кисневих станціях і інших об'єктах аналогічного загальнопромислового призначення.
Комплектні трансформаторні підстанції та цехові трансформатори розміщують з найбільшим наближенням до центру навантаження, яке живиться ними, бажано з деяким зміщенням в бік джерела живлення.
При цьому виконуються вимоги: мінімум займаної корисної площі цеху, відсутність перешкод виробничому процесу, забезпечення електричної і пожежної безпеки.
В цехах з інтенсивним рухом транспорту, а також у разі насиченості цеху устаткуванням, готовою продукцією тощо передбачають огородження КТП. Застосовувати знімні огородження слід тільки перед фронтом керування апаратами без проходів в мережах огородження. Установку КТП потужністю 630 кВ А і більше виконують без кріплення до підлоги.
Внутрішньоцехові підстанції застосовують в прохідних і ливарних цехах великої ширини з розміщенням їх переважно біля колон або біля постійних внутрішніх приміщень так, щоб не займати площі, які обслуговуються кранами. Коли крок колон недостатній для розміщення поміж ними підстанцій, допускають таке розміщення їх на площі цеху, за яким одна із колон основного приміщення знаходиться в межах периметра приміщень підстанції. При цьому колона розраховується за класом вогнестійкості відповідно до втрати несучої здатності не менше ніж R90 згідно з ДБН В.1.1-7. У разі рівномірного розподілу і великої густини навантажень і у разі завантаження цеху технологічним устаткуванням доцільно виділяти спеціальний прогін для розміщення підстанцій згідно з НПАОП 40.1-1.32 та ПУЕ.
Транспортування вузлів електроустаткування підстанцій (трансформаторних блоків КТП) виконують, за можливості, за допомогою кранів або інших цехових транспортних пристосувань.
Під час передачі креслень будівельних завдань на приміщення, в яких установлюють трансформатори, комплектні установки та інше великоблочне устаткування, вказують навантаження від найбільш важких частин цих пристроїв і місця прикладання цих навантажень. Потрібно також вказувати зони переміщення цього електроустаткування під час монтажу і експлуатації.
Вбудовані або прибудовані до цеху закриті ТП або підстанції з відкритою установкою трансформаторів біля зовнішньої сторони цеху передбачають, як правило, у разі недопустимості або у разі наявності труднощів розташування внутрішніх цехових підстанцій згідно з ДБН В.1.1-7, НПАОП 40.1-1.32 та ПУЕ.
В цехах з виробництвом категорій А, Б і В (відповідно до розділу СНиП 2.09.03 на проектування виробничих будівель промислових підприємств) цехові підстанції слід, як правило, розташовувати в спеціальних порогах (коридорах), відділених від виробничих приміщень негорючими стінами з протипожежними перешкодами за класом вогнестійкості втрати цілісності та теплоізолювальної здатності не менше REI згідно з ДБН В.1.1-7, з виходом безпосередньо назовні. В енергоємних корпусах слід, як правило, передбачати спеціальні прогони для розміщення енергоустаткування підстанцій.
Застосування окремо розміщених (зовнішніх) цехових підстанцій повинно обмежуватися наступними випадками:
живлення від одної підстанції декількох цехів, якщо центр їх навантажень знаходиться за межами цих цехів, а прибудова підстанцій до одного із цехів або спорудження самостійних підстанцій в кожному цеху економічно не виправдано;
повністю відсутня можливість розміщення підстанцій в цехах або біля їх зовнішніх стін з міркувань виробничого характеру.
Розподільний пункт слід, як правило, розміщувати на межі ділянок електричної мережі, що живляться таким чином, щоб не було зворотних перетоків енергії. Розподільні пункти, які живлять ЕП на напругу вище 1000 В, слід суміщати з найближчими ТП, якщо це не викликає значного зміщення останніх з центрів їх навантажень.
ГПП і ПГУ слід розміщувати, за можливості, ближче до центру навантажень. Підстанції ГПП або ПГУ на напругу (35 - 330) кВ, як правило, розташовують поряд з виробничими корпусами, а їх розподільні установки на напругу 6 (10) кВ рекомендується вбудовувати в ці корпуси.
Для оптимального рішення схем та компоновок ГПП і ПГУ потрібно враховувати:
необхідність зменшення території підприємства з метою економії землі;
насиченість території технологічними, санітарно-технічними, електротехнічними і транспортними комунікаціями;
наявність виробничої забрудненості атмосфери, що діє на ізоляцію і струмопровідні частини;
наявність різко змінних, вентильних і несиметричних навантажень;
наявність значного підживлення місця КЗ від електродвигунів.
У разі використання напруги 110 кВ і вище в умовах невисокого забруднення навколишнього середовища доцільність застосування закритих ГПП і ПГУ обумовлюють в проекті.
ЗРУ напругою 110 кВ і вище можуть бути застосовані в наступних випадках:
в районах із забрудненою атмосферою;
в районах з мінімальними розрахунковими температурами оточуючого повітря, нижче допустимих для електроустаткування;
розміщення ВРУ неможливе за умовами забудови майданчика.
На підстанціях районного значення з постійним черговим персоналом передбачають загальні пункти керування, які розташовують в окремих приміщеннях або зблоковано з ЗРУ. У разі розташування в окремих будівлях пункти керування слід розташувати відносно до РУ різних напруг з урахуванням мінімальних витрат на кабелі. В ЗРУ виділяють приміщення для апаратури зв'язку, ремонтних бригад, служб релейного захисту та зв'язку.
Вибір кількості і потужності цехових трансформаторів повинен виконуватися на основі ТЕР виходячи із питомої густини навантажень, повного розрахункового навантаження об'єкта (корпуси, цехи, відділення), вартості електроенергії, оптимального рівня компенсації реактивної потужності в електричній мережі 0,38 кВ тощо.
Якщо значення густини навантаження 0,2 кВА/м2 і більше, доцільно застосовувати трансформатори потужністю 400 кВ А, 630 кВ А і 1000 кВ А; якщо густина навантаження (0,2 - 0,3) кВ А/м2 економічною є потужність трансформаторів 1600 кВ А; якщо густина навантаження більше ніж 0,3 кВ А/м2, доцільно порівняти трансформатори потужністю 1600 кВА і 2500 кВА.
