Диплом - Проектирование электроснабжения десятиэтажного жилого дома

Приложения3.doc

Упрощённая схема сети
Два варианта электроснабжения жилого дома
Принципиальная однолинейная схема ПС 1004 кВ «Новая»
Схема построение АСКУЭ
Технико-экономический расчёт электроснабжения жилого дома
Шкаф ввода серии ВВН

Диплом.doc

Застройка городов обуславливает необходимость соответствующего развития распределительных электрических сетей которые являются важнейшими элементами системы электроснабжения любого населенного пункта. Занимая промежуточное положение между центрами питания и потребителями они предназначены для передачи и распределения электрической энергии среди всех потребителей расположенных на территории города
С помощью распределительных сетей осуществляется электроснабжение жилых домов общественно - коммунальных учреждений мелких средних а иногда и крупных промышленных потребителей. Через городские потребительские сети в настоящее время передается до 40 % вырабатываемой в стране электрической энергии. Такие сети становятся самостоятельной областью энергетики и проблема их рационального сооружения приобретает определенное значение.
Важнейшим вопросом рационального построения распределительных сетей является установление требуемого уровня надежности электроснабжения потребителей. В зависимости от этих требований определяется объем резервных элементов в системе их питания что влияет непосредственным образом на все технико-экономические показатели сетей.
Из плана участка октябрьского района изображённого на листе 1 мы видим что потребитель этого района: школы детские сады предприятия торговли предприятия общественного питания поликлиника и девятиэтажные жилые дома. Все эти потребители относятся к потребителям II категории. Также имеются двух- трёх- и пятиэтажные дома и частный сектор одноэтажной застройки которые относятся к потребителям III категории. Потребителей I категории в данном районе нет.
Строящийся 10-ти этажный жилой дом с электроплитами относится к потребителям II категории. Для его подключения к источнику питания необходимо:
провести расчеты и обосновать выбор силового трансформатора высо-
ковольтного оборудования провести расчет короткого замыкания (КЗ) при наиболее тяжелых условиях (3-х фазном КЗ) проверить селективность работы релейной защиты;
для проверки экономической целесообразности выбранного варианта
схемы необходимо провести технико-экономические расчеты выбранного вари
также должны быть рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности при эксплуатации оборудования электрических сетей;
необходимо рассмотреть спецвопрос - энергосбережение.
Проектирование электроснабжения десятиэтажного жилого дома с электроплитами
1 Структура электроснабжения района
Электроснабжение жилого района поступает от центра питания (ЦП) ПС 11010 кВ "Арбеково-1" по двум кабельным линиям 10 кВ на распределительный пункт РП - 22. От РП-22 происходит распределение электроэнергии по району на трансформаторные подстанции (ТП) которые располагаются ближе к потребителям электрической энергии: 5-ти и 9-ти этажные дома предприятия торговли предприятия общественного питания общеобразовательные школы детские дошкольные учреждения и т. п. На рисунке 1.1 показано расположение ТП на местности которое взято из генплана города представленного в графической части (лист 1).
Рисунок 1.1 - Расположение ТП на местности
От РП-22 по лучевой схеме (двум кабелям) запитаны: ТП-706 ТП-705 ТП-64. Так же от РП-22 от разных секций шин 10 кВ по радиальной схеме запитаны РП-119. От ТП-119 от второй секции шин получает питание по лучевой схеме
ТП-562 ТП-563 ТП-565 ТП-557 ТП-558 ТП-530 ТП-534 ТП-533 ТП-526 ТП-531 ТП-559. Между ТП проложены резервные кабели которые позволяют изменять схему запитки ТП в случае аварии и выхода из строя какого-либо кабеля. Разделение питания жилого массива от разных секций шин РП-29 позволяет сохранить электроснабжение части потребителей при отключении во время аварии одой из секций шин на РП-29.
2 Характеристика городских потребителей и требования к надежности их электроснабжения
С точки зрения рассматриваемых требований к надежности все электроприемники потребителей согласно ПУЭ разбиваются на три категории.
В соответствии с ПУЭ к I категории относятся приемники перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей значительный ущерб народному хозяйству расстройство сложного технологического процесса нарушение работы важных элементов городского хозяйства. Эти электроприемники должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания и перерыв в их электроснабжении может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания. При небольшой мощности приемников в качестве второго независимого источника могут использоваться автономные электростанции аккумуляторные батареи и т. д.
Ко II категории относятся приемники перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недоотпуском продукции простоем рабочих механизмов и промышленного транспорта нарушением нормальной деятельности значительного числа городских жителей. Для этой группы приемников допустимы перерывы в электроснабжении на время необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригады.
Резервное питание может осуществляться от одного источника и ввод этого питания может производиться не автоматически. Согласно ПУЭ допускается питание рассматриваемых приемников по одной воздушной ЛЭП и от одного трансформатора при наличии централизованного резерва последних а так же при условии проведения ремонта линий и замена трансформатора за время не более одних суток.
Для потребителей III категории к которым относятся все остальные электроприёмники допустимы перерывы в электроснабжении на время необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжении но не свыше одних суток.
Электроприёмники коммунально-бытового характера классифицируются в ВСН 97-75. Согласно ВСН 97-75 к электроприёмникам I категории относятся (в целом) главные и районные водопроводные насосные станции а также канализационные насосные станции не имеющие аварийного выпуска телевизионные станции ретрансляторы центральные и опорные усилительные станции радиотрансляционных сетей городской автотранспорт и другие особо важные элементы общегородского хозяйства. К этой же категории относятся комплексы электроприёмников лечебных учреждений от бесперебойности работы которых непосредственно зависит жизнь больного (операционная отделение реанимации) электродвигатели и другие электроприёмники противопожарных устройств системы охранной сигнализации лифты аварийное освещение общественных зданий и гостиниц высотой более 16-и этажей гостиниц с числом мест более 1000 любой этажности библиотек и читальных залов на один миллион и более единиц хранения электродвигатели пожарных насосов аварийное освещение устройства пожарной и охранной сигнализации магазинов с торговыми залами общей площадью более 1800 м2 а также столовых и ресторанов с числом мест выше 500 аварийное освещение (для эвакуации) крытых зрелищных и спортивных предприятий более чем на 800 мест.
Отмечается что схема питания городских ЦП с суммарной нагрузкой 10000 кВА и более должна удовлетворять требованиям предъявляемым к системе электроснабжения приёмников I категории. В ВСН 97-75 отмечается необ
ходимость устройства автоматического включения резерва (АВР) непосредственно на вводе к электроприёмникам I категории.
Основная масса электроприёмников коммунально-бытового характера согласно ВСН 97-75 относится ко II категории. В данном случае рассматриваются следующие потребители: жилые дома и общежития с электроплитами жилые дома в шесть этажей и выше с газовыми плитами административно-общественные здания детские и учебные учреждения медицинские учреждения крытые спортивные и зрелищные предприятия на 200-800 мест предприятия общественного питания на 100-500 посадочных мест магазины с торговыми залами общей площадью от 220 до 1800 кв. м бани дома бытового обслуживания хозяйственные блоки и ателье на 50 и более рабочих мест водопроводные и канализационные станции районного и микрорайонного значения подкачивающие насосные станции гостиницы тепловые пункты и т.п.
Отмечается что схемы питания городских ЦП и ТП с суммарной нагрузкой от 400 до 10000 кВА (исключая приёмники I категории) должны удовлетворять требованиям предъявляемым к системе электроснабжения приёмников II категории.
Из плана участка октябрьского района изображённого на листе 1 мы видим что потребители этого района: школы детские сады предприятия торговли предприятия общественного питания поликлиника и девятиэтажные жилые дома. Все эти потребители относятся к потребителям II категории. Также имеются двух- трёх- и пятиэтажные дома и частный сектор одноэтажной застройки которые относятся к потребителям III категории. Потребителей I категории в данном районе нет.
3 Анализ результатов замеров нагрузки трансформаторных подстанций и определение возможности подключения дополнительной нагрузки к шинам 10 кВ РП-22
Для определения мощности РП-22 необходимо знать мощности ТП питающихся от РП-22. Исходные данные взяты из журнала замеров тока и напряжения на ТП. Эти данные сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 - Фактическая мощность трансформаторных подеташщй запитанных от РП-22
Трансформаторная подстанция
Количество и мощность трансформаторов установленных в ТП кВА
Фактическая мощность ТП кВА
ТП-562 ТП-563 ТП-565
ТП-557 ТП-558 ТП-530 ТП-534 ТП-533 ТП-526 ТП-531 ТП-559
x400 2x400 2x400 2x400 2x250 2x400 2x250 2x250
В приложении В приведена упрошенная схема городской сети питающей район.
Определим нагрузку отходящих фидеров.
uде kтп =085 - коэффициент совмещения максимумов нагрузок ТП 1табл.6.21;
Sтп - суммарная мощность ТП кВ*А.
S1З48 = 085 * (300 + 430 + 350) = 918 кВ А
S510 = 085 * (350 + 200 + 200 + 90 + 70 + 250+ 270 + 300) = 14705 кВ*А
S7=085*120 = 102 кВ*А
S1112 = 085 * (245 + 310 + 270) = 70125 кВ * А
S6 = 085*110 = 935 кВ*А
Определим мощность на шинах 10 кВ РП-22
Sрп = kмакс * SΣ (1.2)
где kмакс = 085 - коэффициент совмещения максимумов нагрузок
городских сетей и промпредприятий при вечернем максимуме и отношении нагрузок промпредприятий к городской сети равной 60% 1 табл.6.22;
SΣ - суммарная мощность ТП запитанных от шин 10 кВ РП-22 кВ-А.
Spп = 085 * (918 +14705 +102 + 70125 + 935) = 2712987 кВ * А.
Определим расчетный ток протекающий по вводному кабелю в нормальном и аварийном режимах
Питающий кабель от ЦП до РП-29 выполнен кабелем типа ААБ 3x240. Допустимый ток кабельной линии будет равен:
где kсн - коэффициент снижения токовой нагрузки 3 табл.3.26;
Iдоп - длительно допустимый ток кабеля А.
Как видим ток в нормальном и аварийном режимах значительно ниже длительно допустимого тока. Определим максимальную мощность которую можно передать по этим кабелям.
Следовательно к шинам РП-29 можно подключить дополнительную мощность 3098 кВ-А.
Значит при реконструкции ТП-705 мы имеем возможность запитать данную ТП от РП-22 т.к. мощность ТП-705 равная 310 кВ-А меньше мощности которую могут дополнительно пропустить питающие кабели.
4 Расчет нагрузки нового жилого дома и выбор схемы его электроснабжения
4.1 Активная нагрузка жилого дома
где Руд.кв - удельная нагрузка квартир зависящая от типа кухонных плит и числа квартир в доме кВт;
п - число квартир в доме;
Руд.кв =10 кВт 1 табл.6.15;
Рс - нагрузка силовых электроприемников дома;
где kc1 kc2 - соответственно коэффициенты спроса установок лифтов и прочих электродвигателей (вентиляторов насосов водоснабжения и т.п.);
kc1 = 07 kc2 = 07 Рлф.ном = 7кВт Рдв.нм = 0 1табл.6.16 и 6.17;
Рс = 07 * 5 * 7 + 07 * 0 = 245 кВт;
Ржд - 10 * 200 + 0.9 * 245 = 22205 кВт.
4.2 Полная мощность жилого дома и питающей его линии
где cos φ - коэффициент мощности линии питающей жилой дом.
4.3. Согласно ВСН 97-75 жилые дома с электроплитами относятся к электроприемникам II категории. Как отмечалось выше электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимнорезервируемых источников питания.
Рассмотрим два варианта электроснабжения жилого дома рисунок 1.2.
Рисунок 1.2 - Два варианта электроснабжения жилого дома
Вариант 1: электроснабжение дома осуществляем от ТП-705 от которой прокладываем в земле две кабельные линии 04 кВ с реконструкцией распределительного устройства 04 кВ ТП-705;
Вариант 2: у жилого дома строим трансформаторную подстанцию которую запитываем по двум кабелям 10 кв от ТП-705. От новой ТП производим запитку жилого дома двумя кабельными линиями 04 кВ.
4.4 Расчет первого варианта электроснабжения дома
Длина кабельной линии 04 кВ от ТП-705 до нового жилого дома равна 280 м. Для прокладки используем кабель типа АСБ. Согласно 2 табл.5.2 допустимые отклонения напряжения во внешней питающей сети домов с электроплитами в нормальном режиме равно 39 % а в аварийном режиме до 75 %.
Выберем сечение кабеля по условию нагревания и отклонения напряжения. Сечение кабеля по нагреву выбирают при условии передачи всей нагрузки по одному кабелю проверку этого сечения по отклонению напряжения в нормальном режиме производят при нагрузке равной половине мощности.
Выбор сечения сделаем по номограмме (рисунок 1.3) взятой из 2. По шкале мощности (точка А) от значения 227 кВт проведем перпендикуляр до пересечения с прямой соответствующей cosφ = 098 (точка Б). Проекция точки Б на ось тока покажет расчетный ток линии (точка B1) - 365 А и сечение 185 мм2 (по шкале сечений кабелей с бумажной изоляцией прокладываемых в земле) удовлетворяющее условию нагрева.
Рисунок 1.3 - Номограмма для выбора сечения сети по условиям нагрева и отклонения напряжения
Момент нагрузки определяемый как произведение мощности на длину линии найдем проведя прямую через точку A1 (1135 кВт) и точку соответствующую длине линии 028 км. Момент нагрузки равен 32 кВт*м (точка Г). Из точки Г1 в IV квадранте проведем перпендикуляр до пересечения с графиком cosφ = 098 при допустимом отклонении напряжения 5% (точка Д) и допустимом отклонении напряжения 25% (точка Д). Проекция точек Д и Д на шкале сечений (точки Е и Е соответственно) показывает что сечение линии удовлетворяющее допустимому отклонению напряжения 5% должно быть не менее 150 мм2 а при допустимом отклонении напряжения 25 % - 240 мм2. Т.к. у нас допустимое отклонение напряжения 39% лежит в интервале между 25% и 5% то сечение жил кабеля берем в интервале 150 и 240 мм2. Принимаем сечение жил кабеля 240 мм2 т.е. определяющим для выбора сечения линии оказался расчет на отклонение напряжения. Следовательно для подключения дома необходим кабель АСБ сечением 3x240+1x50.
По номограмме для анализа режима напряжения в сетях до 1000 В (рисунок 1.4) определим точное отклонение напряжения в нормальном и аварийном
Отложив на шкале Р значение мощности 1135 кВт которая передается по кабелю в нормальном режиме на шкале L-028 км и проведя через эти точки прямую на шкале моментов нагрузки получаем значение М=325 кВт*км (точка а). Из точки а проводят прямую параллельную линиям моментов до пересече-ния с графиком линии электропередачи сечением 240 мм2 (точка b). Перпендикуляр опущенный из этой точки на шкалу потерь напряжения DU укажет значение 32%. С учетом заданного cosφ = 098 и поправочного коэффициента из 2 табл.П2 фактическое отклонение напряжения составит 32*109 = 3488 % что соответствует допустимому значению равному 39%.
Для аварийного режима на шкале Р откладываем значение 227 кВт и проведя аналогичные операции получим момент нагрузки М=62 кВт-км (точка а1) на шкале потерь напряжения DU получим значение 58 %. С учетом поправочного коэффициента получим фактическое отклонение напряжения 508*1.09=6322 %. Следовательно выбранный кабель АСБ сечением 3x240+1x50 удовлетворяет условиям на нагрев и отклонения напряжения.
Рисунок 1.4 - Номограмма для анализа режима напряжения в сетях до 1000 В
При подключении нового жилого дома к ТП - 705 ее мощность увеличится поэтому необходимо проверить удовлетворяет ли мощность трансформаторов подстанции ее фактической мощности. Проведем выбор трансформаторов ТП - 705 исходя из фактически сложившейся мощности.
S ном.тр ≥* 07 * (Sжд + Sфакт.) = 376кВ * A
Принимаем к установке два трансформатора ТМ 40010.
4.5 Расчет второго варианта электроснабжения дома
) определение сечения КЛ-10 кВ от ТП-705 до новой ТП.
Расчетный ток линии 10 кВ в нормальном и аварийном режимах:
По справочным материалам 4 выбираем кабель марки ААБ - с алюминиевыми жилами изоляцией жил из пропитанной бумаги в алюминиевой оболочке бронированной стальными лентами с подушкой из битума.
Выбираем сечение жил кабельных линий учитывая допустимую нагрузку в аварийном режиме и снижение допустимого тока в нормальном режиме при прокладке кабелей в одной траншеи. Принимаем время ликвидации аварии максимальным (6ч) а коэффициент загрузки линии в нормальном режиме 0.6. До-пустимая перегрузка составляет 1.25 8 табл.3.3. Коэффициент снижения токовой нагрузки kсп принимаем равным 0.93 табл. 1.3.26.
Допустимый ток кабельных линий определяем из соотношения
25 * kсн * Iдоп ≥ Iав
Принимаем сечение жил трехжильного кабеля равным 16 мм2 с IДОП = 75А 3табл.1.3.16.
Термически стойкое сечение жилы кабеля
где kт = 95 - температурный коэффициент 8 табл.3.4;
tп - приведенное время короткого замыкания;
I = 2988 А - ток 3-фазного короткого замыкания ( п 1.6).
tп = tз + tв = 0.5 + 0.14 = 0.64с
где t3 - время действия релейной защиты с;
tв- полное время отключения выключателя с приводом;
t3 = 0.5 с - из журнала уставок релейной защиты;
tB =0.14 с 4 табл.5.1.
Ближайшее меньшее стандартное сечение составляет 25mm2 3 табл.1.3.16. Основным условием при выборе кабеля оказалось условие на термическую стойкость токами КЗ. На основании этого выбираем сечение кабеля равным 25 мм2.
Потери напряжения в кабельной линии в нормальном и аварийном режимах;
Из расчета видно что потери напряжения в линии мизерные и ими можно пренебречь;
) выбор числа и мощности силовых трансформаторов новой ТП.
Согласно технико-экономических расчетов 5 экономически всегда целесообразнее применять один трансформатор. Этот вывод может быть получен при рассмотрении общих условий существования экономических интервалов. Он подтверждается 5 рис.2.6 из которого следует что затраты двух трансформаторов по 160 кВ*А выше затрат одного трансформатора 250 кВ*А в зависимости от передаваемой мощности на 124-132%. Таким образом установка второго трансформатора для создания надежных условий электроснабжения приводит к увеличению приведенных затрат связанных только с трансформаторами на 20 % и более.
Согласно ПУЭ при наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора. Поэтому принимаем к установке один трансформатор. Мощность трансформатора определим из соотношения
Sном.тр ≥ Sжд = 227 кВ*А
Принимаем к установке трансформатор ТМ 25010. Коэффициент загрузки трансформатора составит
kЗ = Sжд Sном.тр = 227 250 = 0908
У жилого дома построим трансформаторную подстанцию с двумя кабельными вводами 10 кВ на один трансформатор мощностью 250 кВ*А типа К-31-400 М2. Данный тип ТП предусматривает возможность установки трансформатора мощностью до 400 кВ*А. Поэтому в случае увеличения мощности ТП имеется возможность заменить трансформатор большей мощности без затрат на реконструкцию ТП:
) выбор сечения КЛ 04 кВ от новой ТП до жилого дома.
Длина кабельной линии 0.4 кВ составляет ПО м. Для прокладки используем кабель с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией марки АВПБ.
Согласно 2 табл.5.2 допустимые отклонения напряжения во внешней питающей сети от 100 до 200 м до домов с электроплитами в нормальном режиме равно 33 - 39 %.
Выбор сечения кабеля по условию нагревания и отклонения напряжения сделаем по номограмме. Из рисунка 1.3 видно что по условию нагрева удовлетворяет кабель АВПБ сечением 3x185+1x50. Из этой же номограммы видно что в нормальном режиме допустимому отклонению напряжения равному 25 % соответствует сечение 150 мм (точка Е1). Следовательно для подключения дома необходим кабель сечением 3x185+1x50.
Проверим этот кабель на допустимое отклонение напряжение в нормальном и аварийном режимах по номограмме для анализа режима напряжения в сетях до 1000 В (рисунок 1.4).
Отложив на шкале Р значение 1135 кВт на шкале L-011 км и проведя через эти точки прямую на шкале моментов нагрузки получаем значение М=15 кВт*км (точка c1). Из точки c1 проводим прямую перпендикулярную линиям моментов до пересечения с графиком линии электропередачи сечением 185 мм2 (точка d1). Перпендикуляр опущенный из этой точки на шкалу потерь напряжения DU укажет значение 16 %. С учетом поправочного коэффициента равного 1.09 2 табл. П2 получим фактическое отклонение напряжения 16*1.09 = 1.744 %.
Данные отклонения напряжения удовлетворяют допустимым поэтому для электроснабжения жилого дома окончательно принимаем кабель АВПБ 3x185+1x50. Согласно технико-экономического расчета выбирается второй вариант электроснабжения жилого дома.
5 Расчеты токов трехфазного короткого замыкания
5.1 В электроустановках могут возникнуть различного вида КЗ которые сопровождаются резким увеличением тока. Поэтому все электрооборудование устанавливаемое в системах электроснабжения должно быть устойчивым к токам КЗ и выбираться с учетом этих величин.
Устойчивыми при токах КЗ являются те аппараты проводники и уст
ройства которых при расчетных условиях выдерживают воздействия этих токов не подвергаясь электрическим механическим и иным разрушениям или деформациям препятствующим их дальнейшей нормальной эксплуатации.
При расчете токов КЗ в электроустановках напряжением выше 1000 В учитываются индуктивные сопротивления электрических машин силовых трансформаторов воздушных и кабельных линий. Активные сопротивления элементов системы электроснабжения не учитываются если выполняется условие:
где rS и хS - соответственно суммарные активные и индуктивные сопротивления элементов системы электроснабжения до точки КЗ Ом.
Для расчетов токов КЗ составляют расчетную схему системы электроснабжения и на ее основе схему замещения. Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему на которой указывают все элементы системы электроснабжения и их параметры влияющие на ток КЗ.
При выборе расчетной схемы исходят из нормальных предусматриваемых для данной установки условий длительной ее работы и не считаются с кратковременными видоизменениями схемы этой электроустановки которые не предусмотрены для длительной эксплуатации например послеаварийные режимы.
Схема для расчета токов трехфазного КЗ показана на рисунке 15.
Ток трехфазного КЗ находится по выражению
где ЕS - линейное значение эквивалентной ЭДС схемы замещения кВ;
хS - суммарное эквивалентное сопротивление Ом.
Расчеты приведем в именованных единицах поэтому для определения тока КЗ необходимо привести все электрические величины к напряжению ступени на которой имеет место КЗ.
Рисунок 1.5 - Схема для расчёта токов трёхфазного КЗ
Эквивалентная ЭДС при расчетах в именованных единицах близка к номинальному напряжению Ucp.ном. Поэтому в приближенных расчетах можно не определять эквивалентную ЭДС а принять ее равной соответственно номинальному напряжению. Тогда выражение (1.2) примет вид
Составим схему замещения (рисунок 1.6) и нумеруем ее элементы в порядке их расположения от системы источника питания в направлении к токам КЗ.
Рисунок 1.6 - Схема замещения
5.2 Исходные данные для расчета сопротивлений элементов схемы замещения сведены в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 - Исходные данные для расчета сопротивлений элементов схемы замещения
Длина кабельной линии км
Удельное сопротивление кабельных линий 10 кВ Омкм
Сопротивление источника питания определим из выражения (1.10)
где Iк1- ток трехфазного КЗ в точке К1 А. Взят из расчетов токов КЗ для отстройки защиты 2 ступени МТЗ по условию чувствительности к КЗ за трансформатором подстанции "Арбеково-1" на шинах 10 кВ.
Индуктивные и активные сопротивления кабельных линий соответственно:
Суммарное сопротивление до точки К2:
x2Z = хс + х2 = 0755 + 0339 = 1094 Ом
r2S = r2 = 05831 Ом.
Условие неравенства (1.8) не выполняется. В расчете трехфазного тока КЗ для точки К2 будем учитывать активное сопротивление кабельных линий. Суммарное сопротивление до точки КЗ:
х3S = хс + х2 + х5 = 0755 + 0339 + 00932 = 11872 Ом
r3S = r2 + r5 = 05831 + 02967 = 08798 Ом.
Условие неравенства (1.8) не выполняется. В расчете трехфазного тока КЗ для точки КЗ будем учитывать активное сопротивление кабельных линий.
Аналогично рассчитываются суммарные сопротивления до других точек КЗ значения которых сведены в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 - Суммарное сопротивление до точек КЗ
Суммарные сопротивления Ом
Полное суммарное сопротивление до точки КЗ Ом
Ток трехфазного КЗ в рассматриваемых точках рассчитывается по выражению (1.10).
Аналогично рассчитывается ток трехфазного КЗ в других точках а так же
ударный ток (расчет которого рассмотрен в пункте 1.6) и мощность КЗ по формулам указанным в таблице 1.4. Полученные данные сведены в таблицу 1.4.
Таблица 1.4 – Расчёт токов короткого замыкания
Значение тока трехфазного КЗ А
ПС-11010 кВ "Арбеково-1
6 Проверка высоковольтных электрических аппаратов установленных в РП-22
Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условиям длительного режима работы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для всех аппаратов производится: выбор по напряжению выбор по нагреву при длительных токах проверка на электродинамическую стойкость проверка на термическую стойкость.
В РП-22 установлены:
)в вводных ячейках: масляные выключатели типа ВМП-10 с номинальным током 1000А и приводом ПЭ-11; линейные и шинные
разъединители типа РВЗ-101000 с номинальным током 1000А; трансформаторы тока ТПЛ-10 3005;
)в ячейках на отходящих присоединениях: масляные выключатели
типа ВМП-10 с номинальным током 630А и приводами ПЭ-11; разъединители типа РВЗ-10630 с номинальным током 630А; трансформаторы тока ТПЛ-10 2005 1505 1005; на отходящих линиях используются кабели ААБ 3 ААБлу 3 ЦАСБу 3x120.
Ошиновка ячеек выполнена алюминиевыми полосами сечением 5х5мм расположенными на изоляторах плашмя с расстоянием между осями фаз 35см и между изоляторами 1м. На РП-22 применены изоляторы ОФ-10-375.
Проверку приведем для вводных ячеек. Условия проверки электрических аппаратов отходящих линий сведены в сводные таблицы.
6.1 проверка выключателей:
) по номинальному напряжению
где Uном - номинальное напряжение выключателя кВ
Uном = 10кВ 4та6л.5.1
Среднее номинальное напряжение в распределительной сети Uс.ном = 10 кВ.
Условие Uс.ном Uном выполняется;
)по номинальному длительному току
где Iном - длительный номинальный ток выключателя А;
Iрасч - расчетный ток продолжительного режима цепи.
Iрасч выбирается из наиболее неблагоприятного эксплуатационного режима
Iрасч = 149176 А см. 1.3.
Условие Iрасч Iном выполняется;
)по электродинамической стойкости предельному периодическому
где I - начальный периодический сверхпереходной ток КЗ в выключателе;
I = IК2 = 4889А (п. 1.5);
Iпр.с - предельно сквозной ток (действующее значение периодической составляющей) допустимый для рассматриваемого выключателя кА;
Iпр.с = 20кА 4та6л.5.1.
Условие I Iпр.с выполняется;
) по электродинамической стойкости ударному току КЗ
Kуд - ударный коэффициент;
iпр.с = 64 кА 4 табл.5.1
где Та - постоянная времени затухания апериодического тока;
где хΣ = 1094 Ом и rΣ =0583 Ом см. 1.6. для точки К2. За отсутствием данных активное сопротивление системы 37 кВ принято равным нулю.
)по отключающей способности номинальному току отключения
где Iоткл.ном - номинальный симметричный ток отключения выключателя. А;
In - симметричная (периодическая) составляющая тока КЗ соответствующая расчетному времени х отключения короткого замыкания.
Для определения периодической составляющей тока КЗ для учета удаленности короткого замыкания вводится отношение начального тока короткого замыкания генератора р к его номинальному току Iном т.е. характеризующая кратность тока КЗ к номинальному току. Также для нахождения абсолютных значений токов в любой момент времени переходного процесса нужно определить начальный сверхпереходной ток IГ 1. Для этого необходимо иметь данные количества типа и мощности генераторов. Этими данными мы не располагаем. Согласно 11 рис.3 периодический ток максимален в начальный момент короткого замыкания. Во время неустановившегося процесса он уменьшается и достигает периодической слагающей тока КЗ установившегося значения I.
Из этого можно сделать вывод что в расчетное время т периодический ток будет меньше значения трехфазного короткого замыкания в начальный момент короткого замыкания поэтому принимаем Iп = IК2 = 4889 А.
I откл.ном = 20 кА 4 табл.5.1.
Условие I n I откл.ном выполняется;
)по отключающей способности номинальному апериодическому току отключения
ном - номинальное относительное содержание апериодической составляющей тока отключения для времени ном = 015 1 рис. 1.29.
Номинальный апериодический ток отключения выключателя
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания соответствующая времени
где - расчетное время с;
где tз.мин - минимальное время действия релейной защиты (принимается равным 001 с) 1
tс.вык - собственное время отключения выключателя с;
tс.вык = 01 с 4 табл.5.1.
)по термической стойкости
где BК - импульс квадратичного тока кА2*с;
Iпр.т - предельный ток термической стойкости кА;
tT - предельное время термической стойкости с;
Iпр.т = 20 кА tт = 8 с 4 табл.5.1.
Импульс квадратичного тока
где Iп - действующее значение периодической составляющей тока КЗ (можно принять равным I) 1;
tOTKJl - время от начала короткого замыкания до его отключения c.
tвык - полное время отключения выключателя с приводом с;
t3 = 07 с - из журнаша уставок релейной защиты;
tвык О12 с - 4? табл.5.1.
Условие выполняется.
Таблица 1.5 - Сводная таблица по выбору масляных выключателей установленных в РП-29.
Заключение. Установленные выключатели удовлетворяют токам КЗ.
6.2 Проверка разъединителей
) по термической стойкости
Таблица 1.6 - Сводная таблица по выбору разъеденителей.
Заключение. Установленные разъединители динамически и термически стойки к токам КЗ.
6.3. Проверка трансформаторов тока
) по номинальному ток у
)на электродинамическую стойкость
) на термическую стойкость
В сводную таблицу сведем данные по условиям выбора трансформатора тока ТПЛ-10 3005 вводных ячеек трансформаторов тока ТПЛ-10 1505 установленных на отходящем присоединении в сторону ТП-565 и трансформаторов тока ТПЛ-10 1005 установленных на отходящем присоединении в сторону ТП-556 трансформаторов тока ТПЛ-10 2005 установленных на отходящем присоединении в сторону ТП «Новая».
Таблица 1.7- Сводная таблица по выбору трансформаторов тока
Заключение. Установленные трансформаторы тока удовлетворяют электродинамической и термической стойкости;
6.4 Проверка ошиновки:
) по электродинамической стойкости
Предварительно подсчитывается частота собственных колебаний шинной конструкции
Е - модуль упругости материала шин Па. Е = 7-1010 Па 11;
J -момент инерции поперечного сечения перпендикулярной плоскости колебания м4;
т - погонная масса шины кгм. т = 0.675 кгм 4 табл.7.2.
где b и h соответственно толщина и ширина шины м.
Частота собственных колебаний
При fm > 200 Гц расчет производится на статическую нагрузку без учета колебаний при КЗ. В этом случае максимальное механическое напряжение возникшее в шине под действием изгибающего момента равно
где М - наибольший изгибающий момент под действием равномерной нагрузки кГ*см;
W - момент сопротивления сечения рассматриваемой шины см3. W = 2.083 см3 12.
где fмакс - максимальное усилие действующее на 1 см длины шины средней фазы кГсм
где iуд - ударный ток трехфазного КЗ к
а - расстояние между фазами по осям см.
Наибольший изгибающий момент
Напряжение возникающее в шине под действием изгибающего момента:
)проверка на термическую стойкость
Принимаем что до короткого замыкания шина имела температуру H=70°C.
где I- установившийся ток трехфазного КЗ А;
q - сечение шины мм2 q = 250 мм2;
tф - время действия КЗ. с.
Конечный термический импульс при КЗ
Для найденного значения Ак по кривой нагрева для алюминия при КЗ находим к.расч 85 °С 4 рис.11. Условие к.расч ДОП выполняется. Следовательно ошиновка удовлетворяет условиям электродинамической и термической устойчивости.
6.5 Проверка изоляторов
Установленные изоляторы типа ОФ-10-375 характеризуются допустимым усилием
где Fpaзр - минимальное разрушающее усилие при статическом изгибе кГ:
Fpaзр =375 кГ 4 табл.5.7
Расчетное усилие на изолятор при КЗ
Условие Fрасч Fдоп выполняется т.е. изоляторы динамически стойки.
6.6 Проверка кабелей на термическую стойкость Минимальное допустимое сечение проводника по условию термической стойкости при приближенных расчетах определяется как
где Вк - импульс квадратичного тока А2-с. Вк =40000 А2-с;
С - коэффициент значение которого для кабеля с алюминиевыми жилами равен 100.
Минимальное сечение кабеля имеющихся на РП-22 равно 120 мм2. Сле
довательно кабели термически стойки.
7 Проверка высоковольтных электрических аппаратов установленных в ТП
7.1 Проверка выключателей нагрузки
Проверка проводится аналогично проверке оборудования установленного в РП-22. Данные проверки приведены в таблице 1.8.
Таблица 1.8 - Сводная таблица по выбору выключателей нагрузки
В таблице 1.8 представлено условие выбора выключателей нагрузки вводных ячеек через которые проходит наибольшая нагрузка. Выключатели нагрузки на отходящих линиях работают в гораздо меньших нагрузочных условиях. Следовательно все выключатели нагрузки установленные в трансформаторных подстанциях типа ВНз-16 удовлетворяют условиям работы сети электродинамической и термической стойкости.
8.1 Расчет релейной защиты для отходящей линии фидер №9.
Расчетная схема для расчета релейной защиты показана на рисунке 1.7. Защита выполняется по схеме неполной звезды на постоянном токе с реле типа РТ-81. Расчет защиты приводится для отходящей линии фидер № 9.
Рисунок 1.7 - Расчётная схема
Ток срабатывания максимальной защиты 5.
где kн - коэффициент надежности учитывающий погрешность реле и необходимый запас kн =1.2÷1.4 для реле РТ-81 13;
kв- коэффициент возврата реле kв=0.8÷0.85 для реле РТ-81 13;
kсзп - коэффициент самозапуска kсзп = 1.24÷1.3 13;
Iраб. макс - максимальный рабочий ток (ток нагрузки) защищаемого элемента;
Ток срабатывания реле
где - коэффициент схемы при симметричном режиме
пТ - коэффициент трансформации трансформаторов тока. ПТ =2005=40.
Ближайшая большая уставка на реле PT-81-I равна 7.5 А 13
табл.П.6 При этой уставке ток срабатывания защиты равен
Проверка чувствительности защиты в основной зоне
где Iк.мин - ток двухфазного КЗ в наиболее удаленной точке защищаемой линии.
Наиболее удаленная точка в нормальном режиме - шины 10 кВ ТП-«Новая» где ток трехфазного КЗ Iк=3247 А.
Проверка чувствительности защиты в зоне резервирования т.е. при КЗ на шинах низшего напряжения трансформатора ТП-«Новая» наиболее удаленной ТП.
где Iк.мин - ток двухфазного КЗ на шинах 0.4 кВ ТП-«Новая»
Защита чувствительна в зоне резервирования.
Далее подбирается характеристика 2 максимальной защиты линии (реле РТ-81). На карте селективности (рисунок 1.8) строится расчетная ампер-секундная характеристика 1 плавких предохранителей ПКТ - 10-315 (номинальный ток 315 А) 13 П. 11 по следующим точкам:
Сдвигаем типовую характеристику I' вправо на 20% для учета неточности работы предохранителя т.е. строим расчетную характеристику 1 по следующим точкам:
А 240 360 480 600 720 840
t сек 04 01 007 004 002 0015
Рисунок 1.8 - Карта селективности
Характеристика времени срабатывания защиты 5 должна отвечать следующим требованиям:
)ток срабатывания защиты 5 должен быть не менее чем на 10% больше
тока плавкой вставки при времени плавления tпл = 5 с который равен
0 А. Поэтому ток срабатывания защиты должен быть выбран не менее чем 1.1 *120=132 А. Выбранный ранее ток соответствует этому условию.
)должна обеспечиваться ступень селективности Dt = 0.5÷0.7 с между
характеристиками защиты 5 и предохранителем 1 во всем диапазоне
возможных КЗ. Принимаем ступень селективности Dt = 0.5 с.
Принимая за основу типовую односекундную характеристику реле РТ-81 13 рис.П.1 определяем несколько точек нужной характеристики с tс.з= 0.5 с в независимой части а затем пересчитываем абсциссы этих точек по выбранному
току срабатывания защиты по выражению (1.19).
где k – кратность I р I с.р % определяем по типовой характеристике;
I с.з – ток срабатывания защиты А
Из рисунка 1.8 видно что при всех токах КЗ выбранные характеристики полностью обеспечивают селективность действия защитных устройств.
Проверка допустимости выбранного времени срабатывания максимальной токовой защиты 5 по условию термической стойкости кабельной линии
где Sмин - минимально допустимое сечение провода мм2;
Iк - ток трехфазного короткого замыкания в начале защищаемой линии;
С - постоянная зависящая от материала провода его начальной и конечной температуры. Для кабелей 10 кВт с алюминиевыми жилами С = 91 13 с. 53;
Iотк - время от начала КЗ до его отключения вычисляемое по выражению:
где tс.з и tо.в. - время срабатывания защиты и время отключения выключателя с.
Сечение кабеля 120 мм2 значительно больше чем минимально допустимое
следовательно выбранное ранее время срабатывания защиты 5 может быть принято.
Производится расчетная проверка трансформаторов тока защиты 5:
а) проверка на 10 % погрешность. Предельную кратность находим по выражению:
где I1расч - первичный расчетный ток при котором должна обеспечиваться работа трансформаторов тока с погрешностью не более 10% для максимальной токовой защиты с зависимой характеристикой I1расч = 11 1350 = 1485 А где 1350 А - значение тока соответствующее началу независимой части характеристики защиты 5.
I1ном.тт - первичный номинальный ток трансформатора тока
По рисунку 1.9 определяем допустимое значение сопротивления нагрузки Zн.доп = 09 Ом.
Рисунок 1.9 - Кривая предельных кратностей
Наибольшее фактическая расчетная нагрузка трансформатора тока для схемы неполной звезды:
zн.расч = 2 * rпр + zр + rпер (1.23)
где rпр - сопротивление соединительных проводов; zp - полное сопротивление реле; rnеp - переходное сопротивление rпер = 01 Ом
s - сечение провода (жилы кабеля); s = 4 мм2; у - удельная проводимость для меди у = 57 м(0м*мм2).
где S - потребляемая мощность В*А; I – ток при котором задана потребляемая мощность А.
Фактическое расчетное значение сопротивления нагрузки (0365 Ом) меньше допустимого (09 Ом) следовательно погрешность трансформаторов тока менее 10 %.
б) Определение погрешности трансформаторов тока при максимальном токе КЗ в начале защищаемой линии.
По кривой предельной кратности (рисунок 1.9) определяется допустимая предельная кратность k10доп = 17 соответствующая zн.расч = 0365 Ом. Максимальная кратность тока КЗ kмакс = 4890200 = 245.
Определим значение обобщенного коэффициента А:
чему соответствует значение погрешности «20% (рисунок 1.10) т.е. значительно меньше допустимого (50 % 13 табл. 1.3).
Рисунок 1.10 - Зависимость f = y(A) ДЛЯ для опредления токовых погрешностей трансформаторов тока более 10%
в) Расчет максимального значения напряжения на выводах вторичной обмотки трансформаторов тока производится по выражению:
где kмакс - максимальная кратность тока при КЗ в начале защищаемого участка; I2 ном - номинальный вторичный ток трансформаторов тока; zн.расч - фактическая расчетная нагрузка трансформатора тока.
Это значение значительно меньше чем допускается в настоящее время (1400 В). Таким образом трансформаторы тока удовлетворяют всем современным требованиям.
1 Структура потерь электроэнергии
В условиях повышения стоимости энергоносителей снижение энергозатрат является важным фактором экономии и в конечном итоге уменьшает себестоимость продукции промышленных предприятий и повышает ее конкурентоспособность. Одним из основных энергоресурсов без которого не может работать ни одно предприятие является электроэнергия.
Опыт проведения энергетических обследований в электроэнергетических системах и системах электроснабжения показал что суммарные потери электроэнергии в них составляют до 20 % и более. Причем основные потери сосредоточены в распределительных сетях 6 - 1004 кВ (РЭС).
Рисунок 11 - Структура потерь электроэнергии
Фактические (отчетные) потери электроэнергии -разность электроэнергии поступившей в сеть и электроэнергии отпущенной потребителям.
Технические потери электроэнергии - потери электроэнергии обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании происхо
дящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям.
Условно-постоянные потери электроэнергии включают в себя:
потери в стали силовых трансформаторов и автотрансформаторов в том числе трансформаторов собственных нужд;
потери в стали понтирующих реакторов;
потери на корону в воздушных линиях;
потери в батареях конденсаторов (БСК) и статических тиристорных компенсаторах (СТК);
потери в синхронных компенсаторах (СК);
потери в ограничителях перенапряжения;
потери электроэнергии в счетчиках;
потери в измерительных трансформаторах тока и напряжения;
потери в изоляции кабельных линий;
потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий;
расход электроэнергии на плавку гололеда;
расход электроэнергии на собственные нужды подстанций.
Переменные потери электроэнергии включают в себя:
нагрузочные потери электроэнергии в трансформаторах и автотрансформаторах;
нагрузочные потери электроэнергии в воздушных и кабельных линиях;
потери электроэнергии в токоограничивающих реакторах.
Как правило наибольшую часть потерь (50-70 %)составляют так называемые коммерческие потери под которыми понимается та электроэнергия которая реально отпущена потребителям но не выставлена к оплате вследствие неправильной работы систем учета их отсутствия или явного воровства электроэнергии. Одним из наиболее действенных средств борьбы с коммерческими потерями является широкое использование переносных приборов для оперативного контроля правильности работы систем учета электроэнергии непосредственно на объектах без их предварительного отключения и демонтажа. В подавляющем большинстве случаев «слабым
звеном» в этих системах оказываются не сами счетчики электроэнергии а схемы их подключения к сети включая измерительные трансформаторы. Как правило именно в них скрыты неисправности и причины неправильной работы систем учета которые зачастую невозможно обнаружить при внешнем осмотре. Поэтому используемые приборы должны проверять не только сами счетчики электроэнергии которые в большинстве случаев оказываются неисправными но и всю систему учета в комплексе включая их схему присоединения к сети вместе с трансформаторами тока. Опыт проведения энергетических обследований показывает что примерно в каждой второй системе обнаруживается существенный недоучет электроэнергии который в большинстве случаев простым внешним осмотром не выявляется.
Составляющая технологических потерь электроэнергии на ее транспорт т.е. технические потери электроэнергии в линиях и силовых трансформаторах обычно меньше величины коммерческих потерь но все равно весьма существенна.
Признаки "очагов" технических потерь:
недопустимо высокие или недопустимо низкие уровни напряжения в
узлах электрической сети. В первом случае имеют место избытки реактивной
мощности во втором - ее дефицит;
работа автотрансформаторов и силовых трансформаторов в режимах
близких к холостому ходу;
работа линий электропередачи силовых трансформаторов и авто
трансформаторов в режимах близких к пределу по пропускной или нагрузочной
работа оборудования подстанций с расходами электроэнергии на собственные нужды превышающими их нормативные значения в частности неоптимальные режимы работы системы охлаждения трансформаторов системы
отопления и освещения зданий управления подстанциями и т.п.;
завышенные сверх нормативов или установленных сроков продолжительности ремонтных режимов электрических сетей.
Без достаточно полной информации о графиках изменения нагрузок в электрической сети их максимальных и минимальных значениях недельных и сезонных трендах и т.д. невозможно не то что правильно осуществлять мероприятия по оптимизации режимов с целью снижения технологических потерь электроэнергии но и просто достоверно рассчитать величину этих потерь.
Важной составляющей технологических потерь электроэнергии в сети являются потери связанные с неудовлетворительным качеством электроэнергии (КЭ). Ее величина может достигать нескольких процентов. Наибольшее влияние на величину потерь оказывают следующие показатели качества электроэнергии (ПКЭ) - отклонения напряжения несимметрия напряжения несинусоидальность напряжения. Поэтому для правильной текущей эксплуатации РЭС с минимальным уровнем потерь а также для проведения энергетических обследований необходимо иметь приборы регистрирующие ПКЭ.
2 Мероприятия по снижению потерь электрической энергии в городских электрических сетях
Снижение потерь электроэнергии при передаче и распределении является актуальной задачей энергоснабжающих организаций и одним из основных направлений энергосбережения.
Основным условием работы электрической сети с минимальными потерями является ее рациональное построение. При этом особое внимание должно быть уделено правильному определению точек деления в замкнутых сетях экономичному распределению активных и реактивных мощностей внедрению замкнутых и полузамкнутых схем сети 04 кВ.
Потери энергии в рационально построенных и нормально эксплуатируемых сетях не должны превышать обоснованного технологического расхода энергии при ее передаче и распределении. Мероприятия по снижению потерь энергии должны проводится в сетях где есть те или иные отклонения от рационального
построения и оптимального режима эксплуатации.
Применение современных математических методов расчета позволяет минимизировать технологические расходы электроэнергии и довести их до технически обоснованных величин.
Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях может быть достигнуто как в результате проведения мероприятий по общей оптимизации сети когда снижение потерь энергии является одной из составляющих частей комплексного плана так и в результате проведения мероприятий направленных только на снижение потерь. По этому признаку все мероприятия по снижению потерь (МПС) могут быть условно разделены на три группы:
организационные к которым относятся МПС по совершенствованию
эксплуатационного обслуживания электрических сетей и оптимизации их схем
и режимов (малозатратные и беззатратные МПС);
технические к которым относятся мероприятия по реконструкции модернизации и строительству сетей (МПС требующие капитальных затрат);
мероприятия по совершенствованию учета электроэнергии которые могут быть как беззатратные так и требующих дополнительных затрат (при организации новых точек учета).
К организационным мероприятиям могут относиться:
определение (выбор) точек оптимального деления сети 6-10 кВ;
уменьшение времени нахождения линии в отключенном положении
при выполнении технического обслуживания и ремонта оборудования и линий;
снижение не симметрии (неравномерности) загрузки фаз;
рациональная загрузка силовых трансформаторов.
К приоритетным техническим мероприятиям в распределительных сетях 10(6) - 04 кВ относятся:
в проектах предусматривающих при реконструкции перевод действующих сетей 6 кВ на повышенное напряжение 10 кВ рекомендуется
использовать установленное оборудование при соответствии его характеристик повышенному напряжению;
увеличение доли сетей на напряжение 35 кВ;
сокращение радиуса действия и строительство ВЛ 04 кВ в трехфазном
исполнении по всей длине;
применение столбовых трансформаторов (10(6)04 кВ) малой мощности для сокращения протяженности сетей напряжением 04 кВ;
перевод сетей низкого напряжения с 220 В на 380 В;
применение самонесущих изолированных и защищенных проводов для ВЛ напряжением 04-10 кВ;
использование максимально допустимого сечения проводов в электрических сетях напряжением 04 - 10 кВ с целью адаптации их пропускной способности к росту нагрузок в течение всего срока службы;
усиление элементов действующей сети путем прокладки новых линий или замене проводов и кабелей на большие сечения;
проведение работы по компенсации реактивных нагрузок;
поддержание значений показателей качества электроэнергии в соответствии с требованием ГОСТ 13109-97;
внедрение устройств автоматического регулирования напряжения под нагрузкой вольт добавочных трансформаторов средств встроенного регулирования напряжения;
внедрение нового экономического электрооборудования в частности трансформаторов с уменьшенными активными и реактивными потерями холостого хода установка конденсаторных батарей встроенных в КТП и ЗТП;
комплексная автоматизация и телемеханизация электрических сетей
применение коммутационных аппаратов нового поколения;
применение средств дистанционного определения мест повреждения в
электрических сетях для сокращения времени поиска и ликвидации аварий.
В состав мероприятий по совершенствованию учета следует предусматривать:
применение приборов учета (электросчетчики измерительные трансформаторы) более высокого класса точности измерения;
осуществление мер по предупреждению несанкционированного доступа к клеммам средств измерений;
внедрение автоматизированных систем учета сбора и передачи информации;
проведение организационных и технических мероприятий по предупреждению выявления и устранению безучетного потребления электрической энергии.
Характерной особенностью режима работы электрических сетей 04 кВ является неравномерность загрузки фаз.
Выравнивание нагрузок производится переключением нагрузки с более загруженной фазы на менее загруженные после проведения замеров нагрузок по фазам линии и анализа результатов.
Отрицательное влияние несимметрии которую нельзя устранить выравниванием нагрузок по фазам можно уменьшить:
заменой силовых трансформаторов со схемой соединения обмоток «звездазвезда» на трансформаторы со схемой «звездазигзаг» или «треугольникзвезда» которые менее чувствительны к несимметрии нагрузок;
увеличением сечения нулевого провода в линии 04 кВ до сечения фазного провода.
Важным мероприятием по сокращению технологического расхода электроэнергии является увеличение эффективности использования трансформаторов за счет сезонного отключения одного из двух трансформаторов двухтрансформаторной подстанции. При этом отключается трансформатор работающий с наименьшей нагрузкой и его нагрузка переводится на другой трансформатор.
Сокращение потерь электроэнергии достигается заменой трансформаторов при устойчивом недоиспользовании их мощности. При коэффициенте загрузки трансформатора 10(6)04 кВ меньше 05 имеет место существенное относительное увеличение потерь электроэнергии за счет потерь холостого хода
3 Автоматизированная система контроля учета и управления электропотреблением
В электроэнергетике России в настоящее время действует около 1900 районов электрических сетей (РЭС) являющихся производственными подразделениями предприятий электрических сетей (ПЭС) и обслуживающих распределительные электрические сети 038-1 ЮкВ. С целью повышения эффективности работы этих сетей надежности качества и экономичности электроснабжения потребителей в последние годы в рамках создания интегрированных автоматизированных систем управления ПЭС началось внедрение комплексов телемеханики и вычислительной техники на нижних уровнях управления - в районах электрических сетей.
В настоящее время в эксплуатации энергопредприятий в основном находятся системы АСКУЭ идеология которых была разработана еще в 70-е годы и была ориентирована на существующие в то время методики организации сбора данных по радиальному (веерному) принципу с преобразованием импульсов счетчиков в именованные величины в специально разработанных для этих целей устройствах сбора данных (УСД).
Система работает следующим образом: пропорционально нагрузки датчик выдает число импульсов которые поступают в устройство сбора и передачи данных. Каждый датчик связан с УСД отдельным каналом а адрес счетчика определяется номером канала. Каждый счетчик в зависимости от типа имеет свою так называемую постоянную импульсов которая определяет количество импульсов за 1 кВт час. Если счетчик подключен косвенно т.е. через измерительные трансформаторы тока и напряжения то показания счетчика умножаются на коэффициенты трансформации.
На рисунке 2.2 не показаны силовые цепи и схема включения приборов
учета. Каждый канал программируется на пульте УСД для каждого электросчетчика т.е. заносится информация о постоянной импульсов начальные показания номер присоединения (фидера) коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов. На выходе УСД формируется вектор данных обо всех приборах учета. Здесь информация о расходе электроэнергии представлена не в виде импульсов а в кВт часах т.е. пересчет постоянной импульсов в кВт часы их произведение на коэффициенты трансформации.
Рисунок 12 - Схема построения АСКУЭ
Соединения реализуется с использованием встраиваемых модулей связи АМР4.00.00 устанавливаемых в компьютер центрального пункта и в опрашиваемые УСПД.
Для реализации аналогичного соединения могут быть использованы HAYES совместимые модемы но для исключения проблем невысокой надежности таких соединений в специфических условий отечественных каналов связи рекомендуется использование модулей АМР4.00.00.
Рисунок 13 - Схема построения УСПД "ТОК-С
Удалённое подключение предназначено для включения в состав системы счетчиков электрической энергии оснащенных импульсным (телеметрическим) выходом. Подключение осуществляется через устройство подключения удаленных счетчиков "УС-16". Подключение счетчиков к устройствам "УС-16" осуществляется по двухпроводной линии длиной до 3-х километров. Связь устройств "УС-16" с УСПД "ТОК-С" осуществляется по двухпроводной линии длиной до 15 километров.
Удаленное подключение позволяет использовать в системе счетчики находящиеся на значительном расстоянии от УСПД5 при сокращении расхода кабельной продукции.
Обеспечивается подключение следующих типов счетчиков: САЗ САЗУ СА4 СА4У СР4 СР4У со встроенными датчиками типов Е440 Е440Л E87Q УШ Ж7-АП1 или аналогичные по параметрам. Кроме того возможно подключение электронных счётчиков типов Ф443АР Ф443А ЦЭ6803 Ф68700 ЦЭ6801 ЦЭ6001-1 ЦЭ6823 ЦЭ6850 ИАЛЬФА+И "Евро АЛЬФ А".
Счетчики подключаются к устройству "УС-16й. Каждое устройство обеспечивает подключение до 16 импульсных выходов счетчиков. (Устройство "УС-16" может быть заменено на Е441 Е441М Е443М1.)
Подключение устройств "УС-16" к УСПД "ТОК-С" осуществляется с использованием модуля АМР1.53.00. Каждый модуль установленный в УСПД обеспечивает подключение до 8 устройств "УС-16".
В основу проектируемой системы АСКУЭ должны быть заложены следующие принципы:
исходной информацией для системы должны служить данные полу
чаемые от счетчиков расхода электроэнергии;
система должна создаваться как коммерческая использующая для рас
четного и технического учета одни и те же комплексы технических средств;
сбор первичная обработка хранение и выдача в систему информации
об электроэнергии и мощности должна осуществляться с помощью метрологи
чески аттестованных и защищенных от несанкционированного доступа специализированных информационно-измерительных систем или устройств сбора и передачи данных;
информация об электроэнергии и мощности образующаяся на объектах и циркулирующая в АСКУЭ должна быть привязана к астрономическому
времени ее образования;
система сбора и передачи информации АСКУЭ по возможности должна использовать существующую систему сбора и передачи информации АСДУ РЭС.
4 Программное обеспечение центрального пункта «МикроТОК»
«МикроТОК» позволяет связываться с любым УСД и устройством управления нагрузками которые поддерживаются СУЭ "ТОК" используя любые каналы связи поддерживаемые СУЭ "ТОК5 Позволяет вести архив информации в компьютере ЦП с использованием СУБД таким образом может отображать и документировать данные за любую прошедшую дату. Позволяет решать как задачи учёта электроэнергии так и задачи оперативного контроля с
использованием мнемосхем электрических соединений и автоматическим обновлением информации на экране компьютера ЦП каждые 3 минуты. Позволяет также решать задачу управления нагрузками потребителей. Состоит из комплекта для сбора данных и СУБД. Позволяет пользователю вести архив информации на основе СУБД по своему выбору. Включает в себя исходные тексты программ следовательно позволяет переработать формы отображения и отчёты документирования данных.
ПО состоит из нескольких частей:
собственно база данных;
различные варианты ПО отображения данных.
Такая структура позволяет вести обработку данных с использованием компьютерной сети применяя различные рабочие станции сети для сбора и отображения информации. Такая структура позволяет пользователю самому разрабатывать различные варианты ПО отображения данных.
Окно "Настройка соединения с УСД" предназначено для установки параметров соединения с требуемым УСД.
Расположенные на окне элементы управления позволяют установить все необходимые характеристики устанавливаемого соединения с УСД.
На рисунке 2.4 представлен общий вид окна.
Рисунок 14 - Окно "Настройка соединения с «УСД»
При настройке ранее не использовавшегося соединения следует придерживаться следующей последовательности действий:
Ввести серийный номер УСД. При вводе номера УСД следует вводить все символы номера в т.ч. лидирующие нули. Например "00189ЕК-1289и.
Ввести пароль для доступа к УСД.
Выбрать тип устройства связи и задать его характеристики.
Выбрать тип соединения с УСД и задать его характеристики.
Выбрать и задать характеристики связного концентратора (при его использовании).
Нажать кнопку "ОК" для начала сеанса работы с УСД.
При использовании ранее созданного соединения необходимо:
Выбрать требуемый для работы номер УСД в списке номеров УСД.
При необходимости изменить ранее введенные параметры соединения.
Нажать кнопку "ОКИ для начала сеанса работы с УСД.
Программа сохраняет характеристики соединения для каждого введенного вновь серийного номера УСД.
Окно "Состояние опроса" предназначено:
для вывода информации о состоянии опроса УСД с установленными
в окне "Настройка соединения с УСД" параметрами
для разрыва текущего соединения.
Необходимость в разрыве текущего соединения может быть вызвана переходом к работе с другим соединением или неправильным заданием параметров текущего соединения.
На рисунке 2.5 представлен общий вид окна "Состояние опроса".
Рисунок 15 - Окна "Состояние опроса
Разрыв текущего соединения производится при нажатии на кнопку "Разорвать".
Закрытие окна производится стандартным образом. В случае необходимости восстановления состояния ранее закрытого окна следует воспользоваться кнопкой "Состояние соединения" окна "Микроток".
В случае завершения работы с программой выполнять разрыв соединения не обязательно. Достаточно закрыть основное окно программы "Микроток".
Индикатор процесса получения данных отображает общий размер получаемых данных и количество принятой информации. Для отдельных типов каналов связи индикатор может не выводиться.
Окно "Микроток" является основным окном приложения и используется для управления выводом информации получаемой от УСД с использованием описанного соединения.
На рисунке 2.6 представлен общий вид окна "Микроток".
Рисунок 16 - Окна "Микроток
Закрытие окна приводит к завершению работы приложения. Закрытие производится с помощью стандартной кнопки управления окном. Окно функционально разделено на три зоны:
Зона управления предназначенная для размещения элементов
управления работой приложения
Зона для вывода справочной информации
В зоне управления расположены перечисленные ниже органы управления. Элементы управления сгруппированы на трех панелях расположение которых может быть изменено по усмотрению пользователя. Кроме того могут быть отключены с помощью контекстного меню активизируемого в зоне управления по нажатии правой кнопки мыши.
Кнопка Состояние опросаНастройка соединения с УСД" - Нажатие на кнопку при установленном соединении приводит к передаче фокуса окну "Состояние опроса" и окно "всплывает" на передний план. В случае когда окно закрыто происходит восстановление его положения на момент
Нажатие на кнопку при разорванном соединении приводит к активизации окна "Настройка соединения с УСД" в котором можно определить новые параметры соединения с УСД.
Кнопка "Перезапросить все открытые запросы" -
Нажатие на кнопку приводит к активизации процессов выполнения запросов во всех открытых окнах запросов. В случае работы запросов по таймерам производится внеочередное их выполнение.
Нажатие на кнопку возможно только при наличии открытых окон обработки запросов.
Кнопка "Выбрать запрос" -
Нажатие на кнопку приводит к выводу меню содержащего перечень доступных для выбранного типа УСД запросов. Выбор запроса из меню приводит к активизации процесса обработки запроса (в случае когда запрос еще не выполнялся) или к активизации ранее созданного окна выполнения запроса.
Кнопка "Разорвать соединение" -
Нажатие на кнопку приводит к разрыву текущего соединения.
Флажок Признак необходимости разрыва соединения -
Установка признака необходимости разрыва соединения может быть
выполнена как перед выполнением первого запроса так и в сеансе работы с
При изменении состояния признака в сеансе связи с УСД его новое состояние начинает действовать после выполнения любого запроса.
Установка признака (галочка видна) необходимости разрыва соединения приводит к тому что выполнение каждого запроса начитается с установки со
единения и заканчивается его разрывом. Так при использовании коммутируемого телефонного канала связи выполнение каждого запроса будет заканчиваться освобождением телефонного канала. Это может быть использовано при работе нескольких экземпляров приложения "Микроток" или необходимости использования телефонной линии по прямому назначению.
Снятие признака (галочка не видна) необходимости разрыва соединения приводит к тому что при выполнении первого запроса используемый канал связи занимается. Освобождение канала производится при нажатии кнопки "Разорвать" окна "Состояние опроса" (или его закрытии) или установке признака необходимости разрыва соединения и выполнения любого запроса.
Кнопка "О программе"
Кнопка предназначена для вывода информации об используемой версии приложения "Микроток".
Кнопка "Запуск справочной системы приложения"
Кнопка предназначена для запуска справочной системы приложения.
Кнопка "Завершить работу"
Нажатие на кнопку приводит к разрыву установленного соединения и завершению работы приложения.
Кнопки активизации окон обработки запросов
Номенклатура доступных кнопок активизации запросов определяется типом используемого УСД. В общем случае для каждого типа УСД определена собственная номенклатура доступных запросов. Ниже приведен список типовых запросов номенклатура которых зависит от версии ПО и установленных программных компонентов поддержки оборудования различных производителей.
Электроэнергия по 3-х минутным интервалам (ЭЭЗ)
Техническая информация по периферийным устройствам (ПТИ)
Синхронизация времени (СВ)
Техническая информация (ТИ)
Электроэнергия по 30-ти минутным интервалам (ЭЭЗО)
Эквиваленты показаний счетчиков за месяц (ЭПСМ)
Эквиваленты показаний счетчиков за сутки (ЭПСС)
Электроэнергия за месяц и за сутки нарастающим итогом (ЭЭМ)
Параметры каналов (ПК)
Расширенная информация по устройству (РТИ)
Состояние устройства (СТ)
Комплектность устройства (КП)
Текущая мощность (ТМ)
Список внешних счетчиков (СВС)
Параметры внешних счетчиков (ЛВС)
Электроэнергия по месячным интервалам (ЭЭМИ)
Список внутренних событий (СВСУ)
Список событий программирования устройства (ССПУ)
Журнал аварийных событий внутренних модулей (ЖАСРВМ)
Журнал аварийных разрывов связи (САРС)
Рабочее окна "Микроток" изначально используется для расположения окон обработки запросов располагающихся на нем в виде страниц блокнота.
Зона вывода справочной информации предназначена для вывода номера УСД с которым осуществляется обмен данными и текста характеризующего состояние опроса.
Зона протокола работы предназначена для вывода линейки событий отражающих события из протокола работы соединения. Данные могут быть выведены в виде заданного числа событий или в виде временной шкалы с отображением на ней происходящих событий. Для расшифровки того или иного события требуется установить курсор на интересующий фрагмент зоны протокола.
Меню настройки активизируется при нажатии правой кнопки мыши в зоне вывода протокола работы. Используя пункты меню и окно настройки можно выполнить работы по приведению зоны вывода протокола к желаемому виду.
Окно обработки запроса в приложении "Микроток" является стандартным дотируемым окном ОС Windows. Расположение и способ доступа к окну определяются пользователем. Первоначально при активизации приложения все окна обработки запроса располагаются в рабочем поле окна "Микроток" в виде страниц блокнота. При необходимости любое окно обработки запроса может быть извлечено из блокнота и расположено в произвольном месте экрана или в рабочей зоне в виде отдельного окна.
На рисунке 2.7 представлен общий вид окна.
Рисунок 17 - Окно обработки запроса
При любом варианте расположения на окне обработки запроса располагаются следующие элементы:
информационная панель
Перечисленные элементы описаны ниже.
Информационная панель окна обработки запроса предназначена для вывода следующей информации:
номер УСД с которым осуществляется обмен данными
идентификатор запроса
тип УСД с которым осуществляется обмен данными
Панель управления окна обработки запроса предназначена для размещения перечисленных ниже органов управления
Кнопка "Настройка запроса"
Предназначена для активизации окна настройки запроса в отдельных окнах запроса кнопка отсутствует т.к. запрос не требует дополнительной настройки.
Кнопка "Очистить окно"
Предназначена для очистки окна от всей ранее выведенной информации.
Кнопка "Повторить запрос"
Предназначена для активизации выполнения запроса. В случае цикличного выполнения запроса с использованием таймера при нажатии на кнопку будет выполнен внеочередной запрос.
Кнопка "Сохранить в файле"
Предназначена для сохранения текущего содержимого в файле имя которого определяется пользователем.
Предназначена для вывода текущего содержимого окна на печатающее устройство.
Копировать в буфер обмена
Предназначена для копирования содержимого текущего окна в буфер обмена Windows. Операция копирования также может быть выполнена из контекстного меню окна. При копировании данных следует иметь в виду что при отсутствии в окне выделенной информации в буфер обмена будет скопировано все содержимое окна. В противном случае копируется выделенный в окне фрагмент данных.
Информация по запросу
Предназначена для вывода краткого описания выполняемого в окне запроса.
Рабочее поле окна обработки запроса предназначено для вывода результатов выполнения запроса.
В зависимости от типа запроса результаты выполнения запроса выводятся в виде строк текста или в виде строк текста и таблицы результатов выполнения запроса.
При необходимости данные представленные в окне могут быть сохранены в файле распечатаны на принтере или скопированы в буфер обмена Windows для их дальнейшего использования в других программах.
Окно настройки запроса предназначено для задания параметров выполнения запроса. Общий вид окна настройки запроса представлен на рисунке 2.8.
Рисунок 18 - Окно настройки запроса
Следует иметь в виду что для разных типов запросов номенклатура страниц настроек различна и общий вид окна может отличаться от представленного.
Рисунок 19 - Страница "ИНТЕРВАЛ
Элементы управления расположенные на странице предназначены для задания границ временного интервала за который требуется получить данные.
При необходимости получения данных за конкретный интервал времени следует установить указатель в положение "Интервал" и ввести границы интервала путем указания даты и времени для начала и конца интервала.
При необходимости получения определенного количества блоков данных накопленных УСД на момент выполнения запроса следует установить указатель в положение "Последние11 и ввести число требуемых блоков.
Рисунок 20 - Страница "Размерность
Использование указателя позволяет определить размерность с которой будет производиться вывод данных.
Рисунок 2.11 - Страница "Таймер
Элементы управления расположенные на странице предназначены для определения режима выполнения запроса. В случае необходимости периодического выполнения запроса необходимо установить указатель в положение "Выполнять запрос каждые" и определить интервал времени через который запрос будет повторяться в автоматическом режиме.
При отсутствии необходимости циклического выполнения запроса необ-
ходимо установить указатель в положение "Выполнить запрос однократно".
Рисунок 212 - Страница "КаналыГруппы
Элементы управления расположенные на странице предназначены для определения номенклатуры каналов по которым осуществляется вывод информации.
Для выбора определенной номенклатуры каналов необходимо установить указатель в положение "Каналы" и отметить требуемую номенклатуру.
При наличии в УСД описанных групп учета и необходимости получения данных по каналам включенным в их состав необходимо установить указатель в положение "Группы" и отметить требуемые группы.
Для получения данных по всем доступным каналам необходимо установить указатель в положение "Все каналы". В этом случае данные будут получены по всем существующим в УСД каналам.
Рисунок 2.13 - Страница "СчётчикиПараметры
Элементы управления расположенные на странице предназначены для определения номенклатуры интеллектуальных счетчиков и их параметров по которым осуществляется вывод информации.
Для получения всех данных по всем доступным счетчикам необходимо
установить указатель в положение "Все" счетчики. В этом случае данные будут получены по всем доступным УСД счетчикам в полной номенклатуре.
Для получения конкретной номенклатуры данных по отдельному счетчику следует отметить требуемый счетчик и требуемую категорию информации по нему.
Следует учитывать что номенклатура данных по каждому типу интеллектуальных счетчиков различна.
Обеспечение безопасности при монтаже и эксплуатации оборудования ПС 1004 кВ «Новая»
1 Электробезопасность
Опасное и вредное воздействия на людей электрического тока электрической дуги и электромагнитных полей проявляются в виде электротравм и профессиональных заболеваний.
Степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока электрической дуги и электромагнитных полей зависит от:
рода и величины напряжения и тока;
частоты электрического тока;
пути тока через тело человека;
продолжительности воздействия электрического тока или электромагнитного поля на организм человека;
условий внешней среды.
Электробезопасность должна обеспечиваться:
конструкцией электроустановок;
техническими способами и средствами защиты;
организационными и техническими мероприятиями.
электроустановки и их части должны быть выполнены таким образом чтобы работающие не подвергались опасным и вредным воздействиям электрического тока и электромагнитных полей и соответствовать требованиям электробезопасности.
Технические способы и средства защиты обеспечивающие электробезопасность должны устанавливаться с учетом:
а)номинального напряжения рода и частоты тока электроустановки;
б)способа электроснабжения (от стационарной сети от автономного источника питания электроэнергией);
в)режима нейтрали (средней точки) источника питания электроэнергией (изолированная заземленная нейтраль);
г)вида исполнения (стационарные передвижные переносные);
д)условий внешней среды:
особо опасные помещения
помещения повышенной опасности
помещения без повышенной опасности
на открытом воздухе;
е)возможности снятия напряжения с токоведущих частей на которых или вблизи которых должна производиться работа;
ж)характера возможного прикосновения человека к элементам цепи тока:
однофазное (однополюсное) прикосновение
двухфазное (двухполюсное) прикосновение
прикосновение к металлическим нетоковедущим частям оказавшимся под напряжением;
з)возможности приближения к токоведущим частям находящимся под напряжением на расстояние меньше допустимого или попадания в зону растекания тока;
и)видов работ: монтаж наладка испытание эксплуатация электроустановок осуществляемых в зоне расположения электроустановок в том числе в зоне воздушных линий электропередачи.
2 Воздействие электрического тока на человека
Воздействие электрического тока на человека может привести к общим и местным травмам.
Общие травмы от поражения током называют электроударами. Они сопровождаются возбуждением самых различных групп мышц тела что может привести как к судорогам так и к остановке дыхания и даже сердца. Если не принять своевременных мер то через 5 7 мин. наступает необратимое состояние (биологическая смерть).
К местным травмам относятся: ожоги металлизация кожи электрические знаки механические повреждения и электроофтальмия.
Ожоги возникают вследствие термического эффекта при прохождении тока через тело человека а также при внешнем воздействии на него электрической дуги.
Металлизация кожи связана с проникновением в неё мельчайших частиц металла при его расплавлении под действием электрической дуги.
Механическое повреждение обусловлено возбуждением и судорожным сокращением мышц тела что может вызвать их разрыв или повреждение кожных покровов вывих суставов и даже перелом костей.
Электроофтальмия - воспаление наружных слизистых оболочек глаз вследствие мощного ультрафиолетового излучения электродуги.
Установлено что увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. Так из приведенных в табл. 4.1 данных видно что с увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции организма: ощущение судорожное сокращение мышц (не отпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) фибрилляция сердца
Рассмотренные реакции организма на действие электрического тока позволили установить три критерия электробезопасности и соответствующие им уровни допустимых токов (ГОСТ12.1.038-82).
Первый критерий - неощутимый ток который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 мин. в сутки) протекания его через тело человека.
Второй критерий - отпускающий ток. Действие этого тока допустимо если длительность его протекания не превышает 30 с. Его допустимая величина для переменного тока - 6 мА для постоянного тока - 15 мА (неболевое ощущение).
Третий критерий - фибрилляционный ток действующий не более 1с. Допустимая величина для переменного тока - 50 мА для постоянного - 200 мА.
Таблица 4.1-Воздействие на организм человека переменного тока промышленной частоты.
Характер воздействия
Ощущения тока безболезненны. Управление мышцами не утрачено. Возможно самостоятельное освобождение от контакта с частями находящимися под напряжением
Ощущение тока болезненно. Управление мышцами затруднительно но возможно самостоятельное освобождение от контакта с частями находящимися под напряжением
Ощущение тока весьма болезненно. Самостоятельное освобождение от контакта с частями находящимися под напряжением невозможно
Сильные судорожные сокращения мышц. Дыхание затруднительно. Возможна остановка сердца
Парализация дыхания. Возможна фибрилляция сердца приводящая к смерти
Фибрилляция сердца Самовосстановление нормального биения сердца невозможно
Ожоги в местах контакта с частями находящимися под напряжением фибрилляция сердца
Сильные ожоги возможна фибрилляция сердца
Примечание. Фибрилляция - разновременное и разрозненное сокращение отдельных волокон мышц сердца не способное поддерживать его эффективную работу.
Поражение будет более тяжёлым если на пути тока оказывается сердце. Окружающая среда а также обстановка усиливают или ослабляют опасность поражения током.
3 Обеспечение электробезопасности ПС 100у4кВ «Новая» техническими способами и средствами
Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям применены следующие способы и средства:
защитные ограждения (временные и стационарные);
безопасное расположение токоведущих частей (рисунок 4.1 4.2);
защитное отключение;
блокировка знаки безопасности.
Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции предусмотрены следующие способы:
защитное заземление;
система защитных проводов;
Технические способы и средства применены в сочетании друг с другом так чтобы обеспечивалась оптимальная защита.
Рисунок 4.1 - Наименьшее расстояние в свету между неизолироваными тковедущими частями разных фаз в ЗРУ и между ними и заземлёнными частями
Рисунок 4.2 - Наименьшее расстояние от пола до неогороженных неизолированных токоведущих частей и до нижней кромки фарфора изолятора и высота проходоа в ЗРУ
4 Организационные и технические мероприятия по обеспечению электробезопасности на ПС 1004 кВ «Новая»
К работе в электроустановках должны допускаться лица прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам труда проверку знаний правил безопасности и инструкций в соответствии с занимаемой должностью применительно к выполняемой работе с присвоением соответствующей квалификационной группы по технике безопасности и не имеющие медицинских противопоказаний установленных Министерством здравоохранения РФ.
Для обеспечения безопасности работ на ПС 1004 кВ «Новая» должны выполняться следующие организационные мероприятия:
назначение лиц ответственных за организацию и безопасность производства работ;
оформление наряда или распоряжения на производство работ;
осуществление допуска к проведению работ;
организация надзора за проведением работ;
оформление окончания работы перерывов в работе переводов на другие рабочие места;
установление рациональных режимов труда и отдыха.
Для обеспечения безопасности работ на ПС 1004 кВ «Новая» должны выполняться следующие технические мероприятия:
отключение ПС 1004 кВ «Новая» (ее части) от ТП-705;
проверка отсутствия напряжения на рабочем месте;
механическое запирание приводов коммутационных аппаратов снятие
предохранителей отсоединение концов питающих линий и другие меры исключающие возможность ошибочной подачи напряжения к месту работы;
заземление отключенных токоведущих частей (наложение переносных заземлителей включение заземляющих ножей);
установка знаков безопасности и ограждение остающихся под напряжением токоведущих частей к которым в процессе работы можно прикоснуться
или приблизиться на недопустимое расстояние.
5 Обеспечение безопасности при выполнении электромонтажных работ
При электромонтажных работах не допускается использовать оборудование ПС 1004 кВ «Новая» не принятое в эксплуатацию в установленном порядке.
Совмещать электромонтажные работы с другими работами в том числе проводимыми одновременно несколькими организациями допускается только при наличии и соблюдении графика совмещенного проведения работ предусматривающего общие мероприятия по технике безопасности.
Персонал проводящий электромонтажные работы не должен выполнять работы относящиеся к эксплуатации оборудование ПС 1004 кВ «Новая».
В процессе монтажа электроустановок необходимо выполнять правила пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и правила пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых ра
бот на объектах народного хозяйства утвержденные Главным управлением пожарной охраны МВД РФ.
Электромонтажные работы следует начинать только после выполнения мероприятий по технике безопасности.
Выполнение и контроль этих мероприятий осуществляет ответственный представитель генерального подрядчика или субподрядной организации.
Зона в которой проводятся электромонтажные работы должна быть отделена от действующей части оборудования ПС 1004 кВ «Новая» таким образом чтобы была исключена возможность доступа работающих к токоведущим частям находящимся под напряжением.
Актом-допуском устанавливается выделение участка для проведения электромонтажных работ а также устанавливаются организационно-технические мероприятия обеспечивающие безопасность этих работ в том числе прохода электромонтажного персонала и проезда механизмов.
Последовательность проведения электромонтажных работ необходимо соблюдать таким образом чтобы предыдущая операция не являлась источником опасных и вредных производственных факторов при выполнении последующих.
Электромонтажные работы на строительных объектах следует проводить после приемки по акту готовности помещений или их части сооружений территорий или участков под монтаж электроустановок.
До начала электромонтажных работ строительные леса и подмости должны быть убраны кроме обеспечивающих эффективное и безопасное ведение работ; территория помещения кабельные каналы очищены от строительного мусора; люки ямы проемы траншеи и кабельные каналы - закрыты или ограждены; открытые кабельные каналы должны иметь переходы с перилами.
Все рабочие места в темное время суток должны быть освещены.
Во время монтажа не допускается загромождать проходы материалами не используемыми механизмами и оборудованием.
Лица допускаемые к электромонтажным работам должны проходить предварительный и периодические медицинские осмотры в сроки установленные Минздравом РФ.
Средства защиты применяемые для предотвращения или уменьшения воздействия опасных и вредных производственных факторов возникающих при электромонтажных работах должны соответствовать ГОСТ 12.4.011-87 и стандартам ССБТ на конкретные средства защиты.
Средства индивидуальной защиты должны соответствовать виду электромонтажных работ условиям их проведения применяемым машинам механизмам инструменту приспособлениям и материалам.
6 Меры безопасности при ремонте кабельных линий подключенных к подстанции 1004 кВ «Новая»
Земляные работы на территории населенных пунктов а также в охранных зонах подземных коммуникаций (электрокабели кабели связи газопроводы и др.) могут быть начаты только с письменного разрешения руководства (соответственно) организации местного органа власти и владельца этих коммуникаций. К разрешению должен быть приложен план (схема) с указанием размещения и глубины заложения коммуникаций. Местонахождение подземных коммуникаций должно быть обозначено соответствующими знаками или надписями как на плане (схеме) так и на месте выполнения работ.
При обнаружении не отмеченных на планах кабелей трубопроводов подземных сооружений а также боеприпасов земляные работы следует прекратить до выяснения принадлежности обнаруженных сооружений и получения разрешения от соответствующих организаций на продолжение работ.
Не допускается проведение землеройных работ машинами на расстоянии менее 1 м а клин-молота и подобных механизмов - менее 5 м от трассы кабеля если эти работы не связаны с раскопкой кабеля.
Применение землеройных машин отбойных молотков ломов и кирок для
рыхления грунта над кабелем допускается производить на глубину при которой до кабеля остается слой грунта не менее 30 см. Остальной слой грунта должен удаляться вручную лопатами.
Перед началом раскопок кабельной линии должно быть произведено контрольное вскрытие линии под надзором персонала организации - владельца КЛ.
В зимнее время к выемке грунта лопатами можно приступать только после его отогревания. При этом приближение источника тепла к кабелям допускается не ближе чем на 15 см.
Место работ по рытью котлованов траншей или ям должно быть ограждено с учетом требований действующих СНиП. На ограждении должны быть предупреждающие знаки и надписи а в ночное время - сигнальное освещение.
Грунт извлеченный из котлована или траншеи следует размещать на расстоянии не менее 05 м от бровки выемки.
Перемещение установка и работы строительных машин и автотранспорта размещение лебедок оборудования материалов и т. п. вблизи выемок (котлованов траншей канав) с неукрепленными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии установленном ППР или на расстоянии по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опорных частей вышеуказанных машин оборудования лебедок материалов и т. п. не менее указанного в табл. 4.2.
Таблица 4.2 - Расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайшей опоры машины м.
6.2 Ремонт кабельных линий
На рабочем месте подлежащий ремонту кабель следует определить при прокладке кабелей в земле сверкой их расположения с чертежами прокладки.
Для этой цели должна быть предварительно прорыта контрольная траншея
(шурф) поперек кабелей позволяющая видеть все кабели.
Во всех случаях когда отсутствует видимое повреждение кабеля следует применять кабелеискательный аппарат.
Перед разрезанием кабеля или вскрытием соединительной муфты необходимо проверить отсутствие напряжения с помощью специального приспособления состоящего из изолирующей штанги и стальной иглы или режущего наконечника
Кабель у места прокалывания предварительно должен быть закрыт экраном.
При проколе кабеля следует пользоваться спецодеждой диэлектрическими перчатками и средствами защиты лица и глаз при этом необходимо стоять на изолирующем основании сверху траншеи на максимальном расстоянии от прокалываемого кабеля.
Прокол кабеля должны выполнять два работника: допускающий и производитель работ или производитель и ответственный руководитель работ; один из них непосредственно прокалывает кабель а второй - наблюдает.
Если в результате повреждений кабеля открыты все токо-ведущие жилы отсутствие напряжения можно проверять непосредственно указателем напряжения без прокола кабеля.
Для заземления прокалывающего приспособления могут быть использованы заземлитель погруженный в почву на глубину не менее 05 м или броня кабеля. Присоединять заземляющий проводник к броне следует посредством хомутов; броня под хомутом должна быть зачищена.
В тех случаях когда броня подверглась коррозии допускается присоединение заземляющего проводника к металлической оболочке кабеля.
После предварительного прокола те же операции на кабеле допускается выполнять без перечисленных дополнительных мер безопасности.
6.3 Разогрев кабельной массы и заливка муфт
Кабельная масса для заливки муфт должна разогреваться в специальной железной посуде с крышкой и носиком.
Кабельная масса из вскрытой банки вынимается при помощи подогретого
ножа в теплое время года и откалывается - в холодное время года.
Не допускается разогревать невскрытые банки с кабельной массой.
При заливке муфт массой работник должен быть одет в специальную одежду брезентовые рукавицы и предохранительные очки.
Разогрев снятие и перенос сосуда с припоем а также сосуда с массой должны выполняться в брезентовых рукавицах и предохранительных очках. Запрещается передавать сосуд с припоем либо сосуд с массой из рук в руки при передаче необходимо ставить их на землю.
Перемешивание расплавленной массы следует выполнять металлической мешалкой а снятие нагара с поверхности расплавленного припоя - металлической сухой ложкой. Мешалка и ложка перед применением должны быть подогреты.
В холодное время года соединительные и концевые муфты перед заливкой их горячими составами должны быть подогреты.
6.4 Прокладка и перекладка кабелей переноска кабельных муфт
При перекатке барабана с кабелем необходимо принять меры против захвата его выступами частей одежды.
До начала работ по перекатке барабана следует закрепить концы кабеля и удалить торчащие из барабана гвозди.
Барабан с кабелем допускается перекатывать только по горизонтальной поверхности по твердому грунту или настилу.
При ручной прокладке кабеля число работников должно быть таким чтобы на каждого приходился участок кабеля массой не более 35 кг для мужчин и 15 кг для женщин. Работать следует в брезентовых рукавицах.
Не допускается при прокладке кабеля стоять внутри углов поворота а также поддерживать кабель вручную на поворотах трассы. Для этой цели должны быть установлены угловые ролики.
При прогреве кабеля не разрешается применять трансформаторы напряжением выше 380 В.
Перекладывать кабель и переносить муфты следует после отключения кабеля. Перекладывать кабель находящийся под напряжением допускается при
перекладываемый кабель должен иметь температуру не ниже 5°С;
муфты на перекладываемом участке кабеля должны быть укреплены
для работы должны использоваться диэлектрические перчатки поверх
которых для защиты от механических повреждений должны быть надеты брезентовые рукавицы;
работа должна выполняться работниками имеющими опыт прокладки
под надзором ответственного руководителя работ имеющего группу V в электроустановках напряжением выше 1000 В и производителя работ имеющего группу IV в электроустановках напряжением до 1000 В.

Заключение, список использованных источников.doc

В процессе работы была спроектирована подстанция «Новая» 1004 кВ для электроснабжение жилого 10-ти этажного дома с электроплитами.
Выполнены расчеты токов КЗ для наиболее тяжелого аварийного режима (3-х фазного короткого замыкания) проведена проверка и выбор ВВ аппаратов по термической и электродинамической устойчивости.
Рассмотрен вопрос о современных методах энергосбережения.
Уделено внимание вопросам охраны труда и техники безопасности при эксплуатации электрооборудования электрических сетей.
Проведено технико-экономическое обоснование двух вариантов электроснабжения жилого дома и выбран экономически целесообразный вариант.
Рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности при эксплуатации оборудования электрических сетей
Список используемых источников
Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов. Под ред. В.М. Блок. - М: Высшая школа 1990.-384с.
Кузнецов B.C. Электроснабжение и электроосвещение городов. -
Минск Вышэйшая школа. 1989. - 136с.
Правила устройства электроустановок. - М: Энергоатомиздат 1986. -
Крючков ИЛ Кувшинский Н.Н. Неклепаев БИ Электрическая часть
электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Под ред. Б.Н. Неклепаева. - М.: Энергия 1978. - 456с.
Козлов В.А. Городские распределительные электрические сети. - Л.:
Энергоиздат. Ленингр. отд-ние 1982. -224с.
Козлов В.А. Билик НИ. Файбисович Д. О. Справочник по проектированию электроснабжения городов. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние
Справочник по электроснабжению и электрооборудованию Том25
электрооборудование. Под ред. А. А. Федорова. - М: Энергоатомиздат 1987. - 592с.
Федоров А.А. Старков Л.Е. Учебное пособие для курсового и ди
пломного проектирования. - М: Энергоатомиздат 1987. - 368с.
Федосенко Р.Я. Надежность кабельных линий 6-10 кВ. - М.: Энергия
Трост Л.Е Баринов В.М. Влияние повышенного напряжения на срок
службы кабелей переведенных с 6 на 10 кВ. - Электрические станции №2 1980.
Беляева Е.Н. Как расчитать ток короткого замыкания. - М: Энерго
атомиздат 1983. - 136.
Руцкий А. И. Электрические станции и подстанции. - Минск. Изд.
Наука и техника 1967. - 520с.
Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распредели
тельных сетей. - Л.: Энергия 1972. - 176с.
Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок.
- М.: Энергоатомиздат 1987. - 145с.
Королев Е.П. Либерзон Э.М. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. - М.: Энергия 1980. - 208с.
тельных сетей. - Л.: Энергоатомиздат 1985. - 296с.
Алимов В. А Инструкция по наладке проверке и эксплуатации реле
прямого действия. - М.: СПО ОРГРЭС 1975. - 88с.
Плетнев Л.Ф. Инструкция по наладке и проверке защит с реле прямого действия. - М.: Госэнергоиздат 1962. - 48с.
Справочник по электроснабжению промышленных предприятий Промышленные электрические сети. Под ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. -М.; Энергия 1981.
Правила технической эксплуатации станций и сетей Российской Федерации. - М.: СПО ОРГРЭС 1996.
Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий. -
Челябинск: Фирма «Атоксо» 1995. - 132с.

Реферат, содержание.doc

Пояснительная записка листов рисунков таблиц листов формата А1 листа формата А2 21 источник.
ЦЕНТР ПИТАНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ ПОТРЕБИТЕЛЬ ТОК НАПРЯЖЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ НАГРУЗКА КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ.
Объектом разработки является: новый десятиэтажный дом.
Цель работы — определить возможность электроснабжения жилого дома.
В процессе работы рассмотрены два варианта электроснабжения нового десятиэтажного жилого дома с электроплитами. Проанализирована работа действующей релейной защиты отходящих линий РП-22. Проведён анализ нагрузки трансформаторных подстанций запитанных от РП-22 и определена возможность подключения дополнительной нагрузки к РП-22.
Рассмотрен вопрос электросбережения и возможность контроля и учёта электроэнергии с помощью средств АСКУЭ.
В результате проведённой работы на основании технико-экономического расчёта определён оптимальный вариант электроснабжения жилого дома (возможность запитки ТП- «Новая» от ТП-705) а также ущерб от перерывов электроснабжения потребителей II категории.
Проектирование электроснабжения десятиэтажного жилого дома с электроплитами
1Структура электроснабжения района
2Характеристика городских потребителей и требование к надёжности их электроснабжения
3Анализ результатов замеров нагрузки трансформаторных подстанций и определение возможности подключения дополнительной нагрузки к шинам 10 кВ РП-22
4Расчёт нагрузки нового жилого дома и выбор схемы его электроснабжения
5Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания ..
6Проверка высоковольтрых электрических аппаратов установленных в РП-22
7Проверка высоковольтных электрических аппаратов установленных в ТП
1Структура потерь электроэнергии
2Мероприятия по снижению потерь электрической энергии в городских электрических сетях
3Автоматизированная система контроля учёта и управления электропотреблением
4 Программное обеспечение центрального пункта «МикроТОК»
Обеспечение безопасности при монтаже и эксплуатации оборудования ПС 1004 кВ «Новая»
1Электробезопасность
2Воздействие электрического тока на человека
3Обеспечение электробезопасности ПС 1004 кВ «Новая» техническими способами и средствами
4Организационные и технические мероприятия по обеспечению электробезопасности на ПС 1004 кВ «Новая» .
5Обеспечение безопасности при выполнении электромонтажных работ
6Меры безопасности при ремонте кабельных линий подключенных к подстанции 1004 кВ «Новая»
Список используемых источников
Приложение А. Генеральный план
Приложение Б. Схема сети
Приложение В. Упрощённая схема ..
Приложение Г. Два варианта электроснабжения жилого дома .. .
Приложение Д. Расчёт токов КЗ
Приложение Е. Принципиальная однолинейная схема ПС 1004 кВ «Новая»
Приложение Ж. Схема построения АСКУЭ
Приложение З. Технико-экономический расчёт электроснабжения жилого дома
Приложение И. Шкаф ввода серии ВВН .. .