Термины и определения электрики

Важнейшие термины и определения устанавливаются федеральными зако­нами, стандартами и обязательны для применения в документации всех ви­дов, в научно-технической, учебной и справочной литературе. Другие опреде­ляются директивными документами, например «Правилами устройства электроустановок»; отраслевыми инструкциями и циркулярами; нормами, ме­тодиками и справочными материалами научно-исследовательских, проектных и других организаций. Существуют и толковые, терминологические, энцикло­педические, политехнические и специальные словари, которыми следует пользоваться для уточнения понятия при официальных обращениях и юриди­ческих истолкованиях, при создании информационного и программно-мето­дического обеспечения. С 2001 г. журнал «Электрика» публикует понятия, оп­ределения и термины электрики, на основе которых издается «Словарь электрики», содержащий 10000 слов-понятий, словосочетаний, профессио­нальных и жаргонных выражений.

Электрика — область народного хозяйства (и науки), решающая задачи по­строения, обеспечения функционирования и развития электрической части объектов промышленности, транспорта, организаций и учреждений, сельско­го хозяйства и населения от границы раздела потребитель — энергосистема до единичного электроприемника или комплекса, поставленного изготовителем. Возникновение электрики как науки определилось наличием объекта иссле­дования и управления (электрохозяйство потребителя); разработкой собствен­ных методов расчета электротехнических и энергетических параметров объек­тов электрохозяйства; созданием адекватного объекту математического

Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей

аппарата гиперболических Я-распределений; возникновением специфических задач и методов электроменеджмента, включая подходы к решению проблем нормирования и энергосбережения. Задача электрики — оптимизация (в ши­роком смысле) формирования (из готовых изделий электротехники) и эксплу­атации (с использованием готовой энергии электроэнергетики) электрохозяй­ства потребителя с учетом неизбежной техноэволюции.

При пользовании понятиями следует учитывать: изменение их во време­ни (старение, сужение или расширение), несовпадение термина по различ­ным документам (разночтение), различное истолкование при несовпадении интересов, синонимию (сходство слов или выражений при различии напи­саний), омонимию (сходство в написании при различии значений). На каж­дом предприятии (организации) существуют документация и традиционное применение терминов, которые необходимо знать, работая на конкретном рабочем месте.

Система терминов, определяющая уровень любой науки, не может быть полной, исчерпывающей, замкнутой. Гедель дал доказательство неполноты формальных систем: имеются истинные предложения, которые в рамках этих систем нельзя доказать, но нельзя и опровергнуть. Теорема Геделя о неполно­те утверждает принципиальную невозможность формализации научного зна­ния. Это означает, что ряд понятий не может быть определен в рамках элек­троснабжения как дисциплины, требуя перехода к более широкому кругу понятий. Они в свою очередь требуют привлечения интуитивно воспринима­емых и концептуальных (по соглашению) терминов. Поэтому не будем опре­делять термины «электроэнергия», «электрическая цепь», «система», «сово­купность», «множество» и ряд других. Выделим ключевые.

Электроснабжением называют обеспечение потребителей электроэнергией, системой электроснабжения — совокупность электроустановок, предназначен­ных для обеспечения потребителей электроэнергией. Система электроснабже­ния может быть определена и как совокупность взаимосвязанных электроус­тановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия (организации).

Потребитель — предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка, квартира, у которых приемники электроэнергии присоединены к электрической сети и используют электрическую энергию. Будем придерживаться этого определения, считая его более правильным и по­лагая, что абонент энергоснабжающей организации — потребитель электро­энергии, энергоустановки которого присоединены к сетям энергоснабжаю­щей организации и который на границе предприятие-энергосистема имеет инструментальный или иной учет параметров электропотребления. Определе­ние ПУЭ: потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории, — менее удачно. Во-первых, оно ставит знак равенства между потребителем и электроприемником, что физически и юридически ошибочно; во-вторых, группу приемников как от-

/ 3 Термины и определения электрики

дельного потребителя следует выделять административно, и она не всегда объ­единена технологически или территориально. Следует считаться с условнос­тью, неформализуемостью понятия «цех» и возможностью выделения из него отделений, участков, отдельных сложных агрегатов, требующих отдельного питания и учета электроэнергии.

Закон «Об электроэнергетике» называет потребителем электрической и тепловой энергии лица, приобретающие ее для собственных бытовых или производственных нужд. Правильнее считать, что потребитель остается им, если производит, осуществляет продажу, поставку, передачу электроэнергии (и связанные с этим услуги, если эта деятельность не является основной).

Приемником электроэнергии называют устройство (аппарат, агрегат, уста­новку, механизм), в котором происходит преобразование электрической энер­гии в другой вид энергии (или в электрическую, но с другими параметрами) для ее использования. По технологическому назначению приемники электро­энергии классифицируют в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию, в частности: механизмы при­водов машин и механизмов; электротермические и электросиловые установ­ки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; установки искровой обработки; электронные и вычислительные машины; устройства контроля и испытания изделий.

Электроустановками называют совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразова­ния, передачи, накопления, распределения электрической энергии и/или пре­образования ее в другой вид энергии. Электроустановка — комплекс взаимо­связанного оборудования и сооружений. Примеры электроустановок: электрическая подстанция, линия электропередачи, распределительная под­станция, конденсаторная установка, индукционный нагреватель.

Специалисту-электрику приходится создавать и эксплуатировать различ­ные объекты, не называемые электроустановками (склад лака, инструменталь­ная, площадка хранения кабельной продукции, электротехнический конст­рукторский отдел, установки пожаротушения, воздухозабор и воздуховоды). На них распространяются другие правила безопасности и устройств, строи­тельные нормы и правила. Часть таких объектов рассматривается в ПУЭ, на­пример пневматическое и масляное хозяйство. Для них электрики выступают как технологи (требования ПУЭ являются основой задания на проектирова­ние и строительство).

Введем определение электрического хозяйства промышленных предприя­тий, представляющего совокупность генерирующих, преобразующих, переда­ющих электроустановок, посредством которых осуществляется снабжение предприятия электроэнергией и эффективное использование ее в процессе технологического производства. Электрическое хозяйство включает в себя: собственно электроснабжение (иногда называют внутризаводским электро-

Глава I. Электрическое хозяйство потребителей

снабжением), силовое электрооборудование и автоматизацию, электроосве­щение, эксплуатацию и ремонт электрооборудования. Электрическое хозяйст­во представляет собой совокупность: 1) установленных и резервных электро­технических установок, электрических и неэлектрических изделий, не являющихся частью электрической сети (цепи), но обеспечивающих ее функ­ционирование; 2) электротехнических и других помещений, зданий, сооруже­ний и сетей, которые эксплуатируются электротехническим или подчинен­ным ему персоналом; 3) финансовых, людских, вещественных и энергетических ресурсов и информационного обеспечения, которые необхо­димы для жизнедеятельности электрического хозяйства с экологическими ог­раничениями как выделенной целостности. Электрическое хозяйство включа­ет также часть электроэнергетической системы, отнесенную к предприятию.

Энергетическая система (энергосистема) — совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общ­ностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и рас­пределения электроэнергии и теплоты при общем управлении этим режимом. Электрической частью энергосистемы называется совокупность электроустано­вок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.

Система электроснабжения общего назначения — совокупность электроуста­новок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназ­наченных для обеспечения электрической энергией различных потребителей электрической энергии.

Субъект электроэнергетики — лицо, производящее, передающее, распреде­ляющее электроэнергию и оказывающее услуги по управлению.

Электрическая сеть — совокупность электроустановок для передачи и рас­пределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распредели­тельных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропе­редачи, работающих на определенной территории. Электрическую сеть можно определить и как совокупность подстанций и распределительных устройств и соединяющих их электрических линий, размещенных на территории района, населенного пункта, потребителя электроэнергии.

Подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управ­ления и вспомогательных сооружений. В зависимости от преобразования той или иной функции они называются трансформаторными (ТП) или преобра­зовательными (ПП). Трансформаторную подстанцию называют комплектной — КТП (КПП) — при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в виде, пол­ностью подготовленном для сборки.

Распределительным устройством (РУ) называют электроустановку, служа­щую для приема и распределения электроэнергии и содержащую коммутаци­онные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устрой­ства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства зашиты,

1.3. Термины и определения электрики

автоматики и измерительные приборы. Если все или основное оборудование РУ расположено на открытом воздухе, оно называется открытым (ОРУ), в зда­нии — закрытым (ЗРУ). Распределительное устройство, состоящее из полно­стью или частично закрытых шкафов и блоков со встроенными в них аппара­тами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде, называют комплектным и обо­значают: для внутренней установки — КРУ, для наружной — КРУН.

Центр питания — распределительное устройство генераторного напряже­ния или распределительное устройство вторичного напряжения понизитель­ной подстанции, к которым присоединены распределительные сети данного района.

Распределительным пунктом называют электроустановку, предназначенную для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преоб­разования и трансформации (чаще этот термин соотносят с РП до 1 кВ). Для напряжения 10(6) кВ в практике электроснабжения широко применяется эк­вивалентное понятие «распределительная подстанция» (РП). Распределитель­ный пункт напряжением до 1 кВ называют, как правило, силовым (сборкой).

Распределительным щитом называют распределительное устройство до 1 кВ, предназначенное для управления линиями сети и их защиты.

Станция управления — комплектное устройство до 1 кВ, предназначенное для дистанционного управления электроустановками или их частями с авто­матизированным выполнением функций управления, регулирования, защиты и сигнализации. Конструктивно станция управления представляет собой блок, панель, шкаф, щит.

Блок управления — станция управления, все элементы которого монтируют на отдельной плите или на отдельном каркасе.

Панель управления — станция управления, все элементы которой монтиру­ют на щитах, рейках или других конструктивных элементах, собранных на об­щей раме или металлическом листе.

Щит управления (щит станций управления — ЩСУ) — сборка из несколь­ких панелей или блоков на объемном каркасе.

Шкаф управления — станция управления, защищенная со всех сторон та­ким образом, что при закрытых дверях и крышках исключается доступ к то-коведущим частям.

Поясним термины и определения на примере схемы на рис. 1.1, где мак­симально упрощенно представлена иерархическая схема электроснабжения крупного промышленного предприятия. Предприятие является потребителем электроэнергии (абонентом). С точки зрения электриков предприятие и квар­тира неразличимы — оба потребители. Стремление свести предприятие к точ­ке, не различать специфических проблем электрики ощущалось и при созда­нии теории больших (сложных) систем электроэнергетики.

На схеме показан шестой уровень 6УР системы электроснабжения — ус­ловная граница раздела предприятие—энергосистема. Через нее предприятие обеспечивается электроэнергией:

Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей

Подстанции и ТЭЦ энергосистемы

5УР

<£> р£П®

Отдельные электроприемники

Рис. 1.1. Уровни системы электроснабжения

1.3. Термины и определения электрики

1) по линии электропередачи Л-1, как правило, воздушной ЛЭП, от под­станции энергосистемы или РУ 110 кВ ТЭЦ энергосистемы (в этом случае для потребителя не известны или не представляют интереса данные по источни­ку питания ИП-1, и он ограничивается сведениями по ЛЭП);

2) от автотрансформатора AT районной подстанции (иногда называемой узловой — УРП, которая имеет, как правило, собственное имя, например Се­верная, Металлургическая, Новокузнецкая), возможное напряжение — выс­шее в энергосистеме, подстанция удалена на расстояние, обусловленное не­электрическими требованиями (сохранение электроснабжения района при крупных авариях на предприятии и др.);

3) от трансформатора Т-1, установленного на подстанции энергосистемы, которая питает одно или несколько предприятий (потребителей), расположе­на вблизи, а иногда на территории предприятия и играет роль, близкую к ро­ли главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия;

4) по линии Л-2 от одной из РУ 10(6) кВ или от ТЭЦ энергосистемы на генераторном напряжении, в этом случае 6УР может проходить по шинам 10(6) кВ и, следовательно, линия Л-2 будет потребительской.

6УР — ключевой уровень. Выше — зона ответственности, область исследо­вания, проектирования, эксплуатации, обучения субъекта электроэнергетики (электрические станции, электрические сети и системы). Ниже — зона ответ­ственности электриков электрики. Часть от границы раздела предприятие — энергосистема до ТП 10/0,4 кВ, включая ГПП, РП и сети, собственно и есть электроснабжение. Электроустановки и сети 0,4 кВ многочисленны и разветв­лены. Они определяются электроприемниками. На схеме (1УР) условно пока­заны осветительная нагрузка, выпрямительное устройство, двигатель, нагрева­тельное устройство. Эту часть (от ТП до отдельного электроприемника) на предприятии и в проектных организациях называют силовым электрообору­дованием, а сети (Л14—Л16 и др.) — цеховыми.

Число вводов присоединения предприятия к энергосистеме от двух и бо­лее (в некоторых случаев несколько десятков) при питании на генераторном напряжении аналогично Л-2 и высоком напряжении 110(154), 220(330) кВ аналогично Л-1, AT (далее будем указывать только напряжение ПО кВ). Воз­никает задача определения нагрузки предприятия: расчетного значения, на­пример проектного или договорного; суммирования показаний счетчиков и фактического суммирования, осуществляемого приборами в режиме реально­го времени.

Присоединение со стороны предприятия к энергосистеме можно осуще­ствлять: 1) через ОРУ (ЗРУ) ПО кВ, как для Т-2 (может быть глухой ввод кабельной линией ПО кВ); 2) через РП ПО кВ предприятия, от которого питаются специальные подстанции, например печная Т-3, и обычные ГПП, например с трансформаторами с расщепленной обмоткой Т-4; 3) че­рез ГРУ 10(6) кВ собственной ТЭЦ (в последние годы у потребителей ус­танавливаются отдельные генерирующие мощности, не образующие ТЭЦ), где установлены трансформаторы связи Т-5; 4) через РП 10(6) кВ пред-

38 Глава J. Электрическое хозяйство потребителей

приятии, которые иногда называют центральными — ЦРП (их может быть несколько).

Заводские подстанции 110/10 кВ (здесь и далее подразумевается возмож­ность трансформации на 6 кВ) носят разные наименования: главные понизи­тельные (преобразовательные) — ГПП, подстанции глубокого ввода — ПГВ, опорные подстанции — ОП. Возможны и оригинальные названия, например АРЗ — Азовская районная заводская. Подстанции нумеруются по порядку.

Обычная схема распределительной подстанции 10 кВ — две секции (РП-1). Схема с одной секцией (РП-2) встречается редко и применяется для неответ­ственных потребителей или для нескольких электроприемников одной техно­логической линии; редок также и случай нескольких вводов на одну секцию (РП-3) — (подстанция в «кольце» осуществляет транзитное электроснабжение (существуют особые требования по надежности электроснабжения). От РП питаются высоковольтные электродвигатели по Л-13 и трансформаторы 10/0,4 кВ, как правило, КТП.

Часть от границы раздела предприятие-энергосистема до ТП 10/0,4 кВ (включая ГПП, РП и сети) собственно и есть электроснабжение, подразделя­емое на предприятиях на участки: подстанции глубоких вводов, воздушные линии электропередачи всех напряжений, межцеховые кабельные сети всех напряжений, установки и сети наружного освещения территории завода, вне-цеховые распределительные трансформаторные и преобразовательные под­станции. Сооружения (блоки, каналы, туннели), в которых проложены сети от ГПП к РП и ТП различных цехов, называют магистральными.

Электроустановки и сети 0,4 кВ не только многочисленны и разветвлены. Определяемые электроприемниками (осветительная нагрузка, выпрямительное устройство, двигатель, нагревательное устройство) они наиболее подвижны, изменчивы во времени (с учетом замены по условиям технологии или эколо­гии, увеличения электрической мощности или совершенствования режима и др.). При решении отдельных вопросов силового электрооборудования ограни­чения по размещению, установке и электроснабжению указывают специалис­ты по электроприводам, электротермическим установкам, освещению.

Уточним понятие потребитель и электроприемник на примере представ-леного на рис. 1.2 технологического чертежа установки 25-тонной дуговой электросталеплавильной печи, разреза подстанции и однолинейной схемы РУ-10 кВ. Формально ДСП — электроприемник, фактически — потребитель. Говоря о электроснабжении печи, подразумевают наличие других электропри­емников с различными мощностями и напряжением (механизм магнитного перемешивания, подъема и отворота свода, крановое хозяйство, освещение и различная автоматика и измерения).

С другой стороны, настольный вентилятор, отдельная лампочка, электро­двигатель мощностью, скажем, 10 Вт не дотягивают до понятия электропри­емник.

Все это — проявление ценологической закономерности, не существовав­шей в начале индустриализации: предприятие-гигант с неизбежностью окру-

1.3. Термины и определения электрики

Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей

жает себя вспомогательными устройствами и механизмами; мелкие потреби­тели, неразличимые для целей электроснабжения, группируются, чтобы быть замеченными.

Дата добавления: 2015-07-17