Литературный обзор. 
Расчет реорганизации электроснабжения и выбор оборудования для предприятия

Работа промышленных предприятий, прежде всего, связана с потреблением электрической энергии, вырабатываемой на электростанциях.

Электростанция — это промышленное предприятие, которое вырабатывает электроэнергию и обеспечивает её передачу потребителю по электрической сети.

Электрической сетью называется совокупность подстанций, а так же распределительных устройств и соединяющих их электрических линий, размещённых на территории района, населённого пункта, потребителя электрической энергии.

Электрические сети как правило классифицируют по назначению (области применения), масштабным признакам, и по роду тока.

Сети бывают:

• — Общего назначения: электроснабжение сельскохозяйственных, бытовых, промышленных и транспортных потребителей.
• — Автономного электроснабжения: электроснабжение автономных и мобильных объектов (транспортные средства, суда, самолёты, космические аппараты, автономные станции, роботы и т. п.)
• — Технологических объектов: электроснабжение производственных объектов и прочих инженерных сетей.

Масштабные признаки, размеры сети:

• — Магистральные сети — это сети связывающие отдельные регионы, страны и их крупнейшие источники. Для магистральных сетей характерны сверхвысокие и высокие уровни напряжения и большие потоки мощности (гигаватты).
• — Региональные сети — это небольшие сети масштаба региона (области, края). Они имеют питание от магистральных сетей или собственных региональных источников питания. Региональные сети, как правило, обслуживают крупных потребителей, таких как город, предприятие или месторождение. Для них характерны высокий и средний уровень напряжения, а так же большие потоки мощности (сотни мегаватт, гигаватты).
• — Районные и распределительные сети. Имеют питание от региональных сетей. Обычно собственных источников питания не имеют, обслуживают средних и мелких потребителей, таких как поселки, транспортные узлы, небольшие предприятия. Для них характерны средний и низкий уровень напряжения и небольшие потоки мощности (мегаватты).
• — Внутренние сети — это небольшие сети, например, в рамках района города, завода, квартала, села. Часто имеют только 1 или 2 точки питания от внешней сети. При этом иногда имеют собственный резервный источник питания. Характеризуются низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (сотни киловатт, мегаватты).
• — Электропроводка — это сети, самого нижнего уровня, например отдельного здания, цеха или помещения. Часто рассматриваются вместе с внутренними сетями. Характеризуются низким и бытовым уровнем напряжения, а так же маленькими потоками мощности (десятки и сотни киловатт).

Виды тока.

— Переменный трёхфазный ток: используется в большинстве сетей высоких, средних и низких классов напряжений, а так же магистральные, региональные и распределительные сети. Переменный электрический ток передаётся по трём проводам таким образом, что фаза переменного тока в каждом из них смещена относительно других на 120°. Каждый провод и переменный ток в нём называются «фазой». Каждая «фаза» имеет определённое напряжение относительно земли, которая выступает в роли четвёртого проводника.

Переменный однофазный ток: большинство сетей бытовой электропроводки, оконечных сетей потребителей. Переменный ток передаётся к потребителю от распределительного щита или подстанции по двум проводам (т. н. «фаза» и «ноль»). Потенциал «нуля» совпадает с потенциалом земли, но конструктивно «ноль» отличается от провода заземления.

— Постоянный ток: большинство контактных сетей, некоторые сети автономного электроснабжения, а также ряд специальных сетей сверхвысокого и ультравысокого напряжения. Постоянный ток пока имеет ограниченное распространение.

Принципы работы электрической сети.

Электрические сети осуществляют передачу, распределение и преобразование электроэнергии в соответствии с возможностями источников и требованиями потребителей.

Переменный ток Множество крупных источников электроэнергии, электростанции, построены с использованием генераторов переменного тока. Кроме того, амплитудное напряжение переменного тока может быть легко изменено при помощи трансформаторов, это позволяет повышать и понижать напряжение для передачи. Основные потребители электроэнергии используют непосредственное переменный ток. Мировым стандартом генерации, передачи и преобразования электроэнергии является использование переменного трёхфазного тока. В России и ряде других европейских стран промышленная частота тока равна 50 герц, в США, Японии и других странах — 60 герц.

Многие бытовые потребители используют переменный однофазный. Переменный однофазный ток получается из переменного трёхфазного тока путём объединения потребителей в группы по фазам. При этом каждой группе потребителей выделяется одна из трёх фаз, а второй провод («ноль»), используемый при передаче однофазного тока, является общим для всех групп и в своей начальной точке должен быть заземлен.

Классы напряжения При передаче большой электрической мощности на низком напряжении возникают большие омические потери из-за высоких значений протекающего тока. Для снижения потерь уменьшают протекающий ток: при снижении тока в 2 раза омические потери снижаются в 4 раза. Следовательно, большие мощности выгодно передавать при высоком напряжении. Однако при строительстве высоковольтных сетей возникает ряд технических трудностей; кроме того, непосредственно потреблять электроэнергию с высоким напряжением очень проблематично для конечных потребителей.

Преобразование напряжения Как правило, генераторы источника и потребители работают с низким номинальным напряжением. Потери энергии в линиях обратно пропорциональны квадрату напряжения, поэтому для снижения этих потерь электроэнергию выгодно передавать на высоких напряжениях. Для этого на выходе от генератора его повышают, а на входе потребителя его понижают при помощи трансформаторов.

Структура сети Электрическая сеть может иметь очень сложную структуру из-за территориального расположения потребителей, источников, требований надёжности и других соображений. В сети выделяются линии электропередачи, соединяющие подстанции. Линии могут быть как одинарными, так и двойными (двухцепными), а так же иметь ответвления. К подстанциям обычно подходит несколько линий. Внутри подстанции преобразуется напряжение и происходит распределение потоков электроэнергии между подходящими линиями. Для соединения линий иоборудования внутри подстанций используются электрические коммутаторы различных типов.

Для наглядного представления структуры сети используют специальное начертание схемы сети, однолинейная схема, которая представляет собой три провода трёх фаз в виде одной линии. На схеме отображаются линии, секции и системы шин, коммутаторы, трансформаторы, а так же устройства защиты.

Структура сети электроснабжения может быть изменена путём переключения коммутаторов. Это необходимо для отключения аварийных участков сети или для временного отключения участков при ремонте. Структура сети также может быть изменена для оптимизации электрического режима сети.

Основные компоненты сети Сеть электроснабжения характеризуется тем, что связывает территориально удалённые пункты источников и потребителей. Это может быть осуществлено при помощи линии электропередачи — специальных инженерных сооружений, состоящих из проводников электрического тока, сооружений для размещения и прокладки, средств изоляции и защиты.

2. Расчетная часть