Systèmes d'alimentation électrique interne pour les entreprises pour 6-10 et 35-110 kV
Le schéma d'alimentation électrique interne de l'entreprise est développé en tenant compte de l'emplacement des sources d'énergie et des consommateurs, des valeurs de leurs tensions et puissances, de la fiabilité requise, de l'emplacement et de la conception des lignes, des sous-stations de distribution et des sous-stations de transformation d'atelier, ainsi que ainsi que les exigences pour le système d'alimentation.
La fiabilité ou l'économie du système est augmentée si les conditions suivantes sont remplies :
a) le nombre d'étages de transformation est réduit et la source de tension plus élevée est plus proche de l'utilisateur,
b) les lignes et les transformateurs de secours spéciaux (généralement non fonctionnels) ne sont pas fournis, tous les éléments du circuit en mode normal doivent être sous charge et fonctionner séparément, en cas d'accident de l'un des éléments (ligne, transformateur), le le repos peut fonctionner avec une surcharge admissible, prédit par PUE, et à l'exclusion de certains utilisateurs irresponsables.
c) dans toutes les connexions du système de distribution d'énergie, à partir des jeux de barres du système de transport de gaz et se terminant par des jeux de barres pour des tensions jusqu'à 1000 V de l'atelier TP, et parfois de l'atelier d'alimentation RP, le sectionnement du bus est effectué , et si les charges de la première et de la deuxième catégorie, un commutateur de transfert automatique (ATS) est fourni,
d) le fonctionnement en parallèle des lignes et des transformateurs est prévu pour des charges brusquement variables (laminoirs, postes de soudage puissants, fours électriques) ou lorsque le commutateur de transfert automatique ne fournit pas la vitesse de récupération de puissance nécessaire déterminée par le mode des consommateurs d'énergie . L'option de travail parallèle n'est acceptée qu'avec une étude de faisabilité.
L'électricité à des tensions de 6 à 10 kV est distribuée selon les circuits radiaux et principaux.
Les circuits radiaux (à un étage et à deux étages) sont utilisés pour placer les consommateurs dans des directions différentes de la source d'alimentation.
Dans les petites usines et pour la livraison de charges concentrées importantes, des schémas à une étape sont utilisés. Des dispositifs à deux niveaux avec PR intermédiaires sont mis en place pour les grandes et moyennes entreprises ayant des ateliers implantés sur un grand territoire. Les transformateurs des TP commerciaux et des gros récepteurs électriques sont alimentés par le RP intermédiaire. Les transformateurs de l'atelier TP sont étroitement connectés aux lignes et tous les équipements de commutation sont installés sur le RP. Généralement, quatre à cinq TP sont connectés à un RP.
Les chaînes radiales de plus de deux étages alourdissent la ligne des sections de tête, compliquent la protection et la commutation.
En présence de récepteurs électriques de la première et de la deuxième catégorie, les RP et les sous-stations sont alimentés par au moins deux lignes fonctionnant séparément. Si les récepteurs de troisième catégorie prédominent dans l'atelier, celui-ci est alimenté par une sous-station avec un transformateur et l'alimentation des charges critiques individuelles est préservée par des cavaliers entre les sous-stations.
Un schéma radial avec un RP intermédiaire dans lequel les conditions ci-dessus sont remplies est illustré à la Fig. 1.
Riz. 1. Schéma d'alimentation radiale de l'entreprise
RP, TP1, TP4, TP5 et TP6 sont alimentés le long des lignes radiales du premier étage. TP2 et TP3 sont alimentés par les lignes du deuxième étage. Tous les dispositifs de commutation sont situés sur GPP et RP. Deux transformateurs sont installés à TP1, TP2 et TPZ, chacun avec une connexion morte aux lignes d'alimentation. Chaque ligne et transformateur est dimensionné pour couvrir l'ensemble des charges de la première catégorie et les charges principales de la deuxième catégorie En l'absence de données sur la nature des charges, chaque ligne et transformateur des postes à deux transformateurs est sélectionné sur la base de 60-70% de la charge totale de la sous-station .
Les bus GPP, RP, TP1, TP2 et TPZ sont séparés (principe de séparation profonde). Les unités sectionnelles sont généralement ouvertes et disposent d'une unité ATS. En cas de défaillance d'un élément (ligne ou transformateur), il est éteint, le dispositif ATS du dispositif sectionnel est activé, qui, lorsqu'il est allumé, alimente les consommateurs via un élément parallèle du circuit, en utilisant sa capacité de surcharge .
Un transformateur est installé sur TP4, TP5 et TP6. Pour alimenter les récepteurs de la deuxième catégorie, un cavalier est réalisé entre TP4 et TP5 côté 0,4 kV.Le débit des cavaliers basse tension, des câbles ou des jeux de barres (dans le cas d'un schéma fonctionnel transformateur-bus), entre les sous-stations, si nécessaire dans les conditions de fiabilité, est pris comme 15-30% de la capacité du transformateur.
Les récepteurs électriques de la deuxième catégorie ne nécessitent pas de redondance particulière et peuvent donc être alimentés à partir d'une source unique. Cependant, l'interruption de l'alimentation électrique entraîne des pertes de production ou des dommages causés par le coût des temps d'arrêt de la main-d'œuvre, la perturbation du processus technologique, les pénuries de produits, etc.
Dans les entreprises industrielles, la majorité des récepteurs de la deuxième catégorie, et certains d'entre eux dans leurs caractéristiques sont proches des récepteurs électriques de la première catégorie, et certains de la troisième. Compte tenu du degré de fiabilité des éléments individuels du système d'alimentation, le PUE prévoit d'alimenter les récepteurs de la deuxième catégorie soit par une seule ligne aérienne ou fil de courant, soit par une ligne de câble divisée en deux câbles.
Si l'un des câbles est endommagé, le disjoncteur éteint toute la ligne, le personnel déconnecte le câble endommagé des deux côtés avec le sectionneur et allume le disjoncteur. Toute la charge est transférée au câble de travail.
Les schémas radiaux sont utilisés pour les câbles ou les lignes aériennes. Les circuits de jonction sont utilisés pour le placement linéaire («empilé») des sous-stations sur le territoire de l'entreprise et sont réalisés sous la forme de jonctions simples et doubles avec alimentation électrique unidirectionnelle ou bidirectionnelle.
Les autoroutes uniques sans réserves (Fig. 2, a) sont utilisées pour approvisionner les consommateurs irresponsables. Le schéma d'une seule ligne avec alimentation bidirectionnelle (Fig. 2, b) est plus fiable.En mode normal, les sous-stations peuvent être alimentées à partir d'une seule source (avec la seconde en secours) ou à partir de deux sources en même temps, tandis que le tronc est ouvert sur l'une des sous-stations. Un cas particulier d'une seule ligne avec alimentation bidirectionnelle est un circuit en anneau (Fig. 2, c).
Riz. 2. Schémas d'autoroutes uniques: a - alimentation à partir d'une seule source, b - avec alimentation bidirectionnelle, c - anneau
Les circuits à deux lignes sont très fiables et sont utilisés en présence de charges des première et deuxième catégories dans des sous-stations à deux sections de bus (Fig. 3, a) ou dans des sous-stations à deux transformateurs sans bus haute tension. Chaque rack est conçu pour couvrir la charge des utilisateurs responsables de toutes les sous-stations. Les interrupteurs de section sont généralement ouverts et équipés d'ATS. Les lignes peuvent être alimentées à partir d'une deuxième source. Le schéma d'une ligne militaire avec alimentation bidirectionnelle (ligne "opposée") est utilisé en présence de deux sources indépendantes (Fig. 3, b).
Riz. 3. Schémas des réseaux traversants : a — double traversée du réseau en présence de bus haute tension dans les sous-stations ateliers, b — avec alimentation bidirectionnelle en l'absence de bus haute tension dans les sous-stations ateliers
Structurellement, les circuits principaux sont constitués de câbles, de fils et de lignes aériennes.Pour les lignes de câbles 6-10 kV, il est recommandé de ne pas connecter plus de quatre à cinq transformateurs d'une capacité de 1000 kVA à un tronc. Les circuits de jeu de barres sont recommandés en cas d'utilisateurs concentrés et de transmission de flux d'énergie plus faibles.
Les principales lignes aériennes relient les stations de transport de gaz individuelles à une tension de 35 à 220 kV et alimentent le PGV.Les entrées profondes sont réalisées sous la forme de lignes aériennes principales avec dérivations vers les sous-stations 35-220 kV ou sous la forme de câbles radiaux et de lignes aériennes. Le manchon profond permet la distribution d'énergie à tension accrue, raccourcit la longueur des lignes de câbles 6-10 kV, permet de se passer des sous-stations intermédiaires 6-10 kV, détruit les GPP puissants, facilite la régulation de la tension et simplifie le développement du système d'alimentation.
Schémas d'alimentation interne pour les récepteurs électriques de la première catégorie
Pour les récepteurs de la première catégorie de fiabilité, une interruption de l'alimentation n'est autorisée que pendant le temps de l'introduction automatique d'une alimentation de secours, et l'alimentation doit être réalisée par deux sources d'alimentation indépendantes. Une source d'alimentation indépendante PUE est considérée comme une source sur laquelle la tension est maintenue lorsqu'elle disparaît des autres sources.
Les sources indépendantes comprennent l'appareillage de deux centrales électriques ou sous-stations, ainsi que deux sections de jeux de barres de distribution (RU) qui ne sont pas électriquement connectées l'une à l'autre ni au point de réception ni via le réseau d'alimentation (Fig. 4).
Riz. 4. Alimenter une grande entreprise à partir de deux sources indépendantes
La séparation profonde de toutes les connexions du système avec les dispositifs ATS sur les commutateurs sectionnels garantit la fiabilité et l'alimentation électrique ininterrompue des consommateurs de la première catégorie.
Les récepteurs électriques d'un groupe spécial de la première catégorie nécessitent une fiabilité accrue de l'alimentation. Ils doivent être alimentés par trois sources indépendantes, de sorte que lorsque l'un d'eux est réparé, l'alimentation est fournie par les deux autres.Dans les circuits d'alimentation, cette condition est remplie par des jarretières de rechange provenant des sous-stations voisines (Fig. 5) ou par des groupes électrogènes diesel spéciaux.
Riz. 5. Exemple de schéma d'alimentation électrique lors de l'alimentation d'un groupe spécial de consommateurs d'électricité
Les cavaliers de câble (et la capacité de la troisième source d'urgence) sont sélectionnés en fonction de la charge d'un groupe spécial de récepteurs, conçus uniquement pour un arrêt sans problème de la production.
Avec une petite puissance de récepteurs d'un groupe spécial, il est possible de fournir des unités d'alimentation sans coupure (UPS) d'une capacité de 16-260 kVA avec des batteries rechargeables.
Voir aussi sur ce sujet (schémas de bonne qualité) :
Schémas d'alimentation typiques pour les installations industrielles