Sélection des principaux paramètres et éléments du système d'alimentation des entreprises industrielles

La fourniture d'électricité est la fourniture d'électricité aux consommateurs et le système électrique est un ensemble d'installations électriques conçues pour fournir de l'électricité aux consommateurs. Le système d'alimentation électrique peut également être défini comme un ensemble d'installations électriques interconnectées qui alimentent une région, une ville, une entreprise (organisation).

Le but de la création d'un système d'alimentation électrique - fournir aux consommateurs une électricité de qualité appropriée avec des indicateurs de fiabilité acceptables.

Choix des méthodes alimentaires et des points d'apport énergétique

Il est recommandé d'approvisionner les entreprises industrielles d'une capacité installée de consommateurs d'énergie de 5 à 75 mW via un point de réception avec un arrangement compact de consommateurs et via deux points de réception - s'il existe deux groupes de consommateurs relativement puissants et séparés à la facilité.

Lorsque la tension du réseau d'alimentation est différente de la tension du réseau de distribution, le poste abaisseur principal (GPP) est pris comme point de réception. A la même tension des réseaux, un point de distribution central (CRP) est prévu comme point de réception.

Pour l'alimentation électrique des petites entreprises avec une puissance installée allant jusqu'à 10 mW de récepteurs électriques, il suffit de fournir un point de distribution combiné à l'un des postes de transformation. Dans tous les cas, il est recommandé d'alimenter les points de réception par la méthode d'insertion profonde, le nombre d'entrées (en présence de récepteurs électriques de première catégorie) doit être d'au moins deux.

Pour l'alimentation des entreprises industrielles, GPP et atelier postes de transformation TP avec les schémas fonctionnels les plus simples sans bus ni interrupteurs pour la tension primaire. Une exception aux règles sont les TP combinés avec RP, pour lesquels une ou deux sections de bus avec entrée de secours automatique (ATS) sont fournies à la tension primaire pour recevoir et distribuer de l'électricité lors de l'alimentation des consommateurs électriques de première et deuxième catégorie ou sans ATS lorsque alimentation des récepteurs électriques de la troisième catégorie.

Pour plus d'informations sur les catégories de récepteurs industriels en termes de fiabilité de puissance, voir ici : Récepteurs d'électricité

Dans les sous-stations de distribution et de distribution à l'intérieur 6-10 kV, y compris pour alimenter les consommateurs électriques de la première catégorie, un système de bus est utilisé. Le sectionnement et la redondance automatique sont prévus pour l'alimentation continue des consommateurs électriques de la première et de la deuxième catégorie.

La commutation des connexions de faible et moyenne puissance à une tension de 6-10 kV est effectuée à l'aide de disjoncteurs équipés ou non de fusibles d'alimentation dans les paramètres de mode nominal et de mode court-circuit. L'installation de commutateurs aux entrées et aux sections 6-10 kV est prévue pour les commutateurs de transfert automatiques, ainsi que pour les grandes sous-stations d'une capacité de 5 000 à 10 000 kVA et plus avec un nombre de départs de 15 à 20 ou plus. Dans d'autres cas, des sectionneurs ou sectionneurs de charge sont installés aux entrées et des sectionneurs aux sections.

Sélection de tension

Lorsque la tension des lignes d'alimentation n'est pas supérieure à 10 kV, la tension des réseaux locaux est supposée être égale à la tension de la source d'alimentation. Lors de la réception d'énergie à partir d'une source d'alimentation à deux tensions ou plus ou lors de la conception d'entreprises avec plus grande puissance, nécessitant l'extension des sous-stations ou centrales régionales existantes, les tensions des lignes d'alimentation sont sélectionnées sur la base de calculs technico-économiques.

Dans les entreprises industrielles, les tensions (kV) les plus courantes :

• pour les lignes d'alimentation 110, 35, 10 et 6,

• pour les réseaux de distribution 10, 6 et 0,4 / 0,23.

Jusqu'à présent, une tension de 10 kV est recommandée pour une large utilisation dans tous les cas, en particulier lorsqu'il y a peu de moteurs 6 kV dans l'usine. Dans ce cas, les moteurs 6 kV sont connectés à un réseau 10 kV via des transformateurs intermédiaires de conversion 10/6 kV.

La tension principale pour l'alimentation et l'éclairage des récepteurs électriques de l'industrie est de 0,4 / 0,23 kV.

Voir également: Choix du nombre et de la puissance des transformateurs

Sélection des schémas de distribution d'énergie pour la tension 6 - 10 kV

Ce choix dépend de la répartition territoriale des charges, de leur taille, ainsi que du degré de fiabilité requis de l'alimentation électrique.

Dans la pratique de la conception de l'alimentation électrique des entreprises industrielles, des schémas de distribution d'énergie radiale et principale sont utilisés, mais ces derniers ne sont pas suffisamment utilisés et pas dans toute leur étendue.

Les schémas radiaux sont recommandés dans les cas suivants :

• à un étage avec une ligne radiale - pour alimenter de grandes charges concentrées isolées (par exemple, des moteurs synchrones de 1000 kW pour l'entraînement de fraiseuses dans l'industrie du bois) et des charges placées dans des directions différentes de la source d'alimentation,

• à deux étages avec deux lignes radiales - pour l'alimentation électrique via RP des sous-stations d'atelier et des moteurs avec des tensions supérieures à 1000 V (par exemple, RP dans le bâtiment principal de l'atelier).

Lorsque les sous-stations sont situées favorablement pour le passage en ligne droite du réseau électrique (sans passages de retour, longs contournements de bâtiments, etc.), des réseaux simples sans réserves sont utilisés pour alimenter des sous-stations à un seul transformateur avec des consommateurs d'énergie de troisième catégorie.

S'il y a 15 à 30% de charges des première et deuxième catégories dans ces sous-stations, l'alimentation électrique des sous-stations à transformateur unique adjacentes de différentes autoroutes simples est utilisée pour la sauvegarde mutuelle d'un cavalier avec une tension allant jusqu'à 1000 V.

Des circuits doubles de bout en bout avec alimentation unidirectionnelle sont utilisés pour alimenter des sous-stations à deux sections de jeux de barres et des sous-stations à deux transformateurs avec récepteurs de puissance, principalement des première et deuxième catégories.Le nombre de transformateurs avec une tension jusqu'à 10 kV connectés à une ligne principale doit être pris 2 - 3 avec leur puissance 1000 - 2500 kVA et 3 - 4 puissances inférieures.

Schémas typiques d'alimentation électrique des entreprises industrielles

Un schéma d'alimentation électrique mis en œuvre de manière rationnelle doit garantir :

• la réception et la distribution de l'électricité conformément au programme de charge des consommateurs d'électricité,

• le degré de fiabilité d'alimentation requis,

• la possibilité d'augmenter la charge lors de l'expansion et de la reconstruction de l'entreprise,

• efficacité, confort et sécurité au travail,

• niveau de tension approprié des consommateurs d'énergie.

Le développement d'un schéma d'alimentation électrique doit être basé sur les données suivantes:

• les charges électriques, les tensions et les catégories de consommateurs électriques des consommateurs d'électricité,

• la répartition territoriale des charges et des gros récepteurs de puissance selon le schéma directeur, le nombre et la capacité des sous-stations,

• caractéristiques des alimentations,

• spécifications techniques du système d'alimentation,

• Exigences du mode d'urgence.

Lors de l'élaboration d'un schéma d'alimentation, il est nécessaire de prendre en compte:

• recommandations pour le choix des paramètres et des éléments du circuit de puissance,

• limitation nécessaire des courants de court-circuit, ainsi que des conditions pour réaliser une protection, un automatisme et un contrôle à distance simples et fiables des relais,

• la capacité de surcharge des transformateurs et des câbles, ainsi que le degré de redondance de la partie technologique,

• les perspectives de développement de l'entreprise dans les 10 prochaines années.

Les régimes tiennent compte des spécificités de l'industrie.Ils doivent garantir l'efficacité et la fiabilité de l'alimentation électrique de l'entreprise.

Des exemples de schémas d'alimentation en ligne simple pour les entreprises industrielles à une tension de 6 à 10 kV sont présentés ci-dessous.

Schémas électriques pour les entreprises industrielles à la tension 6 - 10 kV

Riz. 1. Schéma d'alimentation à une tension de réseau de distribution de 6 kV. Catégorie de responsabilité des consommateurs d'énergie électrique : 1 — premier et deuxième, 2 — troisième, 3 — deuxième et troisième

Le schéma d'alimentation représenté sur la fig. 1, il est recommandé de l'utiliser dans les entreprises de taille moyenne (puissance installée de 5 à 75 MW), qui comprennent des installations et des ateliers avec des moteurs électriques de 10 kV, dont la charge est d'environ 50% de la charge de l'entreprise, avec la possibilité de leur alimentation directe avec tension 10 kV (propre GPP, alimentations externes avec tension 10 kV).

Riz. 2. Schéma d'alimentation à une tension de réseau de distribution de 10 kV

Le schéma d'alimentation représenté sur la fig. 2, à ce stade, il est conseillé de l'appliquer dans les mêmes entreprises si la charge totale de 10 kV des moteurs électriques des ateliers et des installations est nettement inférieure à 50% de la charge de l'entreprise.

Les circuits d'alimentation avec des enroulements divisés de transformateurs ne sont pas pris en compte, car la puissance des transformateurs installés dans les installations de transport de gaz des entreprises industrielles est généralement inférieure à 25 MBA, c'est-à-dire la puissance des transformateurs fabriqués avec des enroulements divisés. Dans ces schémas, la préférence est donnée aux schémas d'alimentation principaux de TP comme étant les plus économiques.

Schémas d'alimentation de la fig. 1 et 2 sont des généralisations, par conséquent, dans des cas spécifiques, des éléments de circuit (principalement liés aux moteurs 6 kV) peuvent être manquants.

Voir aussi sur ce sujet : Schémas d'alimentation électrique interne des entreprises pour 6 - 10 et 35 - 110 kV et Schémas d'alimentation électrique typiques pour les entreprises