Types de schémas d'alimentation et leurs domaines d'application
Le principal problème de la distribution basse tension est la sélection des circuits. Un circuit correctement conçu doit garantir la fiabilité de l'alimentation. récepteurs électriques en fonction de leur degré de responsabilité, d'indicateurs techniques et économiques élevés et de la facilité d'exploitation du réseau.
Tous les circuits rencontrés en pratique sont des combinaisons d'éléments distincts — départs, jonctions et dérivations, pour lesquels nous adopterons les définitions suivantes :
alimentateur — une ligne conçue pour transporter l'électricité appareillage (panneau) à un point de distribution, une autoroute ou un récepteur électrique séparé ;
autoroute - une ligne destinée au transport d'électricité vers plusieurs points de distribution ou consommateurs d'énergie qui y sont connectés en différents points,
branche — ligne sortante :
a) de la ligne principale et destiné au transport de l'électricité vers un point de distribution ou un récepteur électrique,
b) à partir d'un point de distribution (tableau de distribution) et est destiné à la transmission de l'électricité vers un récepteur électrique ou vers plusieurs petits récepteurs électriques inclus dans le "circuit".
À l'avenir, toutes les lignes d'alimentation, autoroutes et succursales du dernier aux points de distribution seront appelées un réseau d'approvisionnement, et toutes les autres succursales - un réseau de distribution.
L'un des principaux problèmes résolus dans la conception des réseaux de magasins est le choix entre les schémas de distribution d'énergie principaux et radiaux.
Dans un schéma d'alimentation dorsale, une ligne — la ligne principale — dessert, comme indiqué, plusieurs points de distribution ou récepteurs qui lui sont connectés en ses différents points, avec une alimentation radiale, chaque ligne est un faisceau reliant un nœud du réseau (sous-station, distribution point) avec un seul utilisateur. Dans le complexe global du réseau, ces schémas peuvent être combinés.
Pour que la distribution des vivres puisse s'effectuer par des routes dont chacune alimente un certain nombre de points, de ces derniers aux récepteurs, des lignes radiales peuvent diverger.
Schémas d'alimentation typiques pour les installations industrielles
Le diagramme radial illustré à la Fig. 1, a, est utilisé dans les cas où il existe des nœuds individuels avec des charges concentrées suffisamment importantes, par rapport auxquelles la sous-station occupe une place plus ou moins centrale.
Riz. 1. Schémas de distribution de l'énergie électrique des sous-stations aux récepteurs électriques : a — radial ; b — ligne principale avec charges concentrées ; c — ligne principale avec charge répartie.
Avec un schéma radial, des récepteurs électriques individuels suffisamment puissants peuvent recevoir de l'énergie directement de la sous-station, et des groupes de récepteurs électriques moins puissants et rapprochés - via des points de distribution installés aussi près que possible du centre géométrique de la charge. Les lignes d'alimentation basse tension sont connectées aux sous-stations aux tableaux de distribution principaux via des disjoncteurs et des fusibles ou via des disjoncteurs à air.
Les circuits radiaux alimentés directement par les sous-stations comprennent tous les circuits d'alimentation des récepteurs électriques haute tension, soit à partir de l'appareillage haute tension dans la sous-station, soit directement à partir du transformateur abaisseur, si le schéma "transformateur bloc - récepteur électrique" est adopté .
Les schémas d'alimentation du tronc s'appliquent dans les cas suivants :
a) lorsque la charge a un caractère concentré, mais que ses nœuds individuels sont situés dans la même direction par rapport au poste et à des distances relativement faibles les uns des autres, et que les valeurs absolues des charges des nœuds individuels sont insuffisantes pour une utilisation rationnelle du schéma radial (fig. 1, 6);
b) lorsque la charge est répartie avec un degré d'uniformité différent (Fig. 1, c).
Dans les circuits principaux à charges concentrées, la connexion de groupes séparés de récepteurs électriques, ainsi que de circuits radiaux, s'effectue généralement via des points de distribution.
La tâche de localiser correctement les points de distribution revêt une importance particulière. Les principales dispositions à observer dans ce cas sont les suivantes :
a) la longueur des voies d'accès et des autoroutes doit être minimale et leur tracé doit être pratique et accessible ;
b) doivent être minimisés et, si possible, exclure complètement les cas d'alimentation inversée (par rapport au sens du flux d'électricité) des récepteurs électriques ;
c) les points de distribution doivent être situés dans des endroits pratiques pour l'entretien et en même temps pour ne pas interférer avec le travail de production et ne pas bloquer les chemins.
Les récepteurs électriques peuvent être connectés aux points de distribution indépendamment les uns des autres, ou combinés en groupes - "chaînes" (fig. 2 -b).
Riz. 2 Schémas de connexion des récepteurs électriques aux points de distribution : a — connexion indépendante ; b — connexion en chaîne.
La guirlande est recommandée pour les récepteurs électriques de faible puissance proches les uns des autres, mais à une distance considérable du point de distribution, ce qui permet de réaliser d'importantes économies de consommation de fil. Cependant, dans ce cas, les consommateurs électriques monophasés et triphasés ne doivent pas être connectés sur un même circuit.
De plus, pour des raisons opérationnelles, il est déconseillé de connecter entre eux :
(a) plus de trois récepteurs électriques au total ;
b) récepteurs électriques de mécanismes à diverses fins technologiques (par exemple, moteurs électriques de machines à couper les métaux avec moteurs électriques d'unités de plomberie).
Pour les charges réparties sur l'autoroute, il est recommandé que les récepteurs électriques soient connectés directement aux autoroutes, et non via les points de distribution, comme cela est habituel dans les schémas discutés ci-dessus.
Ainsi, les deux principales exigences suivantes sont imposées aux autoroutes à répartition de charge :
a) la pose des chaussées doit être effectuée à la hauteur la plus basse possible, mais non inférieure à 2,2 m du sol ;
b) la conception des autoroutes doit permettre une dérivation fréquente des récepteurs électriques et, lors de la pose dans des endroits accessibles, exclure la possibilité de toucher des pièces sous tension.
Les autoroutes réalisées sous la forme répondent à ces exigences pneus dans des boîtes métalliques fermées.
Les jeux de barres sont généralement utilisés dans les ateliers où les récepteurs électriques sont disposés en rangées plus ou moins régulières et où, de plus, des déplacements fréquents d'équipements sont possibles. Ces ateliers comprennent des ateliers mécaniques, de réparation mécanique, d'outillage et autres ateliers similaires en raison de la nature de l'agencement de l'équipement et des conditions environnementales.
Aux charges concentrées, lorsque le nombre de branches du réseau est relativement faible, le réseau électrique doit être posé beaucoup plus haut, en choisissant des endroits où il est possible de remplir avec des fils nus (barres ou conducteurs) ou des fils isolés. Dans le même temps, en raison de l'absence de fermeture continue, la productivité de la ligne augmente et l'ensemble de la structure devient moins cher.
Alimentation secteur éclairage électrique, en règle générale, n'est pas connecté aux lignes d'alimentation et aux autoroutes, mais est réalisé par des réseaux séparés des bus des tableaux principaux des sous-stations.
Dans le cas des schémas "bloc transformateur - réseau", les réseaux d'éclairage sont le plus souvent bifurqués des tronçons principaux du réseau électrique. La séparation des réseaux électriques et d'éclairage est causée par les circonstances suivantes :
a) une perte de tension relativement faible autorisée dans les réseaux d'éclairage,
b) la possibilité d'éteindre l'ensemble du réseau d'alimentation tout en maintenant l'alimentation en éclairage.
Une exception à cette règle générale est autorisée pour les objets d'importance secondaire avec de faibles charges et un travail visuel irresponsable, ainsi que pour l'alimentation de l'éclairage de secours.
Le choix du schéma d'alimentation électrique est également fortement influencé par la nécessité de réduire la puissance des consommateurs d'électricité des 1ère et 2ème catégories.
Pour les récepteurs électriques de la 1ère catégorie, l'alimentation électrique doit provenir de deux sources indépendantes, qui peuvent comprendre des transformateurs de puissance s'ils sont connectés à des sections différentes non interconnectées de l'appareillage à haute tension. Dans ce cas, l'alimentation de secours des récepteurs électriques doit disposer d'un allumage automatique (ATS).
Habituellement, les installations les plus critiques disposent d'unités de rechange en cas de panne ou de réparation préventive des unités de travail. L'inclusion d'unités de réserve peut également être automatique, si nécessaire selon les conditions du processus technologique. Un exemple de réduction mutuelle automatique de deux unités est le schéma de la fig. 3.
Riz. 3. Schémas de redondance de puissance pour les consommateurs d'électricité basse tension. 1 - dispositif d'allumage et d'extinction manuel ou automatique ; 2 — appareils à commutation manuelle ou automatique.
Pour les récepteurs électriques de 2ème catégorie, l'alimentation de secours est mise en marche par les actions du personnel d'astreinte, mais les principes de construction des circuits restent les mêmes que pour les consommateurs d'électricité de 1ère catégorie à la seule différence que la deuxième source d'alimentation peut ne pas être indépendante.
Pour les groupes d'utilisateurs basse tension, il est possible d'utiliser deux schémas radicalement différents pour réduire la puissance, illustrés à la Fig. 3.
Selon le schéma a, les consommateurs d'énergie sont divisés en deux groupes, chacun ayant une alimentation électrique distincte, et par conséquent les deux alimentations sont généralement allumées. Selon le schéma b, les consommateurs électriques sont alimentés par l'une des alimentations, et l'autre est une alimentation de secours. Dans les deux cas, chaque départ doit être conçu pour la charge totale des deux groupes de récepteurs électriques, mais le schéma est préférable, car il a moins de perte de puissance et une plus grande fiabilité de fonctionnement.
Le choix du plan énergétique est également influencé par le flux de production. Par exemple, les récepteurs électriques de tous les mécanismes reliés les uns aux autres par une certaine dépendance technologique doivent également être combinés en termes d'alimentation normale et de secours.