Основы электроснабжения объектов отрасли

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ф едеральное государственное автономное образовательное учреж д ен и е вы сш его образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ В. Ф. Шишлаков, О. Я. Соленая, С. В. Соленый ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ОТРАСЛИ Учебное пособие <А»ГУДП Санкт-Петербург V 2017 У ДК 6 2 1 .3 1 1 .4 (075.8) Б Б К 31.281 Ш 55 Рецензенты: доцент, кандидат технических наук М. В. Бураков; кандидат технических наук А. И. Савельев Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия Ш 55 Ш и ш лако в, В. Ф. Основы электроснабж ения объектов отрасли: учеб. пособие / В. Ф. Ш иш лаков, О. Я. Соленая, С. В. Соленый. - СПб.: ГУАП, 2017. - 85 с. ISBN 978-5-8088-1213-0 Содержатся теоретические материалы по основам электроснабже­ ния объектов промышленной отрасли; основные этапы проектирова­ ния систем электроснабжения промышленных предприятий: расчет электрических нагрузок, выбор системы внешнего и внутреннего электроснабжения, расчет токов короткого замыкания, выбор основ­ ного электрооборудования, релейной защиты и автоматики; задание к курсовому проекту. Учебное предназначено для студентов очной и заочной формы обучения высших учебных заведений, обучающихся по направле­ ниям подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 13.05.02 «Специальные электромеханические системы», изучающих курс «Основы электроснабжения объектов отрасли». УДК 621.311.4 (075.8) ББК 31.281 ISBN 978-5-8088-1213-0 © Шишлаков В. Ф., Соленая О. Я., Соленый С. В., 2017 © Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2017 В ведение В наш е время все больше вн и м ан и я уделяется рационально спро­ ектированной системе электроснабж ения пром ы ш ленны х предпри­ яти й . Это играет очень больш ую роль к а к д л я энергоснабж аю щ их организаций, так и д л я потребителей электроэнергии, поскольку системы электроснабж ения охваты ваю т п ракти чески все сферы ж изнедеятельности современного человека. Именно поэтому в совре­ менны х условиях разви ти я техн и ки и технологий ярко подчеркнута актуальность вопросов энергоэффективности проектируем ы х систем электроснабж ения. При этом важ но учиты вать технико-эконом иче­ ские показатели д л я вновь проектируем ы х объектов, обеспечение н а­ деж ности и бесперебойности электроснабж ения потребителей, опти­ м изацию реж им ов работы электрической сети. При реш ении задач оп ти м и зац и и пром ы ш ленного электросн аб­ ж е н и я возни кает необходимость сравн ен и я больш ого коли чества в а­ риантов. М ноговариантность задач п ром ы ш ленной электроэнерге­ ти к и обусловливаю т проведение техн и ко-экон ом и чески х расчетов, целью которы х я в л я е т с я экономическое обоснование выбранного технического реш ен ия. В аж ность этого п олож ен ия обосновы вает­ ся тем, что более одной трети всех сум м арны х кап и тал овл ож ен и й в государстве тр ати тся н а добычу, переработку, транспортировку, хранение энергети чески х ресурсов и генерирование, передачу, р ас­ пределение и потребление всех видов энергии. В учебном пособии приведены теоретические сведения по осно­ вам электросн абж ени я п ром ы ш лен ны х п ред п ри яти й , раскры ты вопросы п р о екти рован и я системы электросн абж ени я объектов н а основе технико-эконом ического обоснования д л я вы бора о п ти м ал ь­ ного вар и ан та системы электросн абж ени я. В аж н ей ш и м условием выбора системы электросн абж ени я при вы полнении курсового п ро­ ек та я в л я е т ся п ри н яти е обоснованны х реш ений по всем тех н и ч е­ ским вопросам и составляю щ им этой системы. Р ацион альн о построенная система электросн аб ж ени я д олж н а отвечать следую щ им требованиям : - суммарные приведенные затраты , связанны е с сооружением си­ стемы и последующей эксплуатацией, долж ны быть оптим альны м и; - н адеж ность электросн аб ж ени я д о л ж н а находиться в пределах, реглам ентируем ы х ПУЭ. - при всех расчетны х р еж и м ах работы системы долж но обеспе­ ч иваться требуемое качество электроэнергии, передаваемой п отре­ бителям . 3 При выборе системы электросн абж ени я следует уч и ты вать гиб­ кость системы , т. е. ее приспособляемость к разн ы м р еж и м ам р ас­ пределения мощ ности, возни каю щ и м в процессе работы. Р ац и о н ал ьн ы й п рин ц ип построения системы долж ен уч и ты вать возм ож ность ее систематического р азв и ти я , т. е. увели чен и е п ро­ пускной способности сети по мере возрастани я электри ческой н а­ гр у зки потребителей. Ц ель курсового п роекта - закреп лен ие, си стем ати зац и я и р ас­ ш и рен и е теоретически х зн ан и й студента путем сам остоятельного реш ен ия ком плексн ы х и н ж ен ерн ы х задач п роекти рован и я вы соко­ вольтной части системы электросн абж ени я п ром ы ш лен ны х пред­ п ри яти й . П р и н ятая схема электросн абж ени я д о л ж н а обеспечивать соот­ ветствую щ ую степень качества и надеж н ости электросн абж ени я проектируем ого объекта. В ходе р азработки отдельны х вопросов и всего проекта в целом студент долж ен вы яви ть умение прим ен ять полученны е при и зу ч е­ нии к у р са зн ан и я , п ользоваться специальной литературой. К урсо­ вой проект п редоставляет студенту ш и роки е возм ож ности гр ам о т­ но, а главное, сам остоятельно и творчески реш ать вопросы п роекти ­ ро ван и я систем электросн абж ени я пром ы ш лен ны х п редпри яти й . В связи с этим особое вни м ани е необходимо уделить обоснованию п рин и м аем ы х реш ений. 4 1. Х А РА К Т Е РИ С Т И К А ОСНОВНЫ Х ТИПОВ ЭЛ ЕК ТРО П РИ ЕМ Н И КО В Свойства электроприем ников (ЭП), вклю ченн ы х в сеть, обуслов­ ливаю т х ар актер н агр у зки сети и ее техн и ко-экон ом и чески е п ока­ затели, оказы ваю т непосредственное вл и ян и е н а качество электро­ энергии. Т ак, ЭП, создаю щ ие неравномерны е по ф азам н агрузки , вы зы ваю т несимметрию токов и н ап р яж ен и й ; н елинейны е ЭП, я в ­ л яя сь и сточ ни кам и вы сш и х гарм оник токов и н ап р яж е н и й в эл ек­ тр и чески х сетях, увели чи ваю т отклонения н а п р я ж е н и я , потери мощ ности и энергии в сети, нагрев м аш и н; и з-за в л и я н и я токов вы сш их гарм оник, помимо этого, происходят п овреж дения конден­ саторов. Особенности работы ЭП долж н ы у ч и ты в аться при п роекти ро­ ван и и , ан ал и зе реж им ов, а т а к ж е эксп л уатац и и сетей, от которы х п итаю тся рассм атриваем ы е ЭП. Рассм отрим некоторы е п оказатели работы основных типов ЭП. О с вет и т ельн ы е э л е к т р о п р и е м н и к и Д ля электрического освещ ения прим еняю т два ти п а источников света: л ам п ы н а к а л и в а н и я и газоразряд н ы е лам п ы ; лю м и несц ен т­ ные н изкого д авлен и я и ртутн ы е высокого д авлен и я с исп равлен ­ ной цветностью . Л а м п ы н а к а л и в а н и я общего н азн ач ен ия вы п ускаю тся м ощ но­ стью 4 0 -1 5 0 0 Вт, отли чаю тся простотой кон струкци и , н еп реры в­ ны м спектром света, удобством в эксп л уатац и и . Н едостаткам и лам п н а к а л и в а н и я я в л я ю тс я н и зк и е зн ачен ия К П Д и срока служ бы . Газоразрядны е л а м п ы обладаю т высокой световой отдачей, они значительно эконом ичнее л ам п н а к а л и в а н и я , однако д л я их в к л ю ­ чен ия требуется сп ец и ал ьн ая п ускорегули рую щ ая ап п аратура, что приводит к дополнительны м потерям мощ ности, сни ж ен и ю коэф ­ ф и ци ен та мощ ности, увели чен и ю стоимости светильников. Л ю м инесцент ны е л а м п ы низкого д а в л е н и я ш ироко п р и м ен я­ ю тся д л я освещ ения производственны х и общ ественны х зданий. Помимо необходимости в пускорегулирую щ их ап п аратах, к их н е­ достаткам относятся зависим ость срока служ бы от частоты в к л ю ­ чений, колебан и й н ап р я ж е н и я , тем пературы окруж аю щ ей среды. Д уговы е р т у т н ы е лю м инесцен т ны е л а м п ы высокого д а в ле н и я с исправленной цветностью ти п а Д РЛ вы п ускаю тся мощ ностью 8 0 -1 0 0 0 Вт. Они обладаю т высокой световой отдачей, зан и м аю т 5 сравнительно небольш ой объем, вы сокоэконом ичны , п арам етры их не зави сят от тем пературы окруж аю щ ей среды , что позволяет и с­ пользовать их д л я освещ ения ул и ц и площ адей в больш их городах. С и ло вы е о б щ еп р о м ы ш лен н ы е у с т а н о в к и Под общ епром ы ш ленны м и поним аю т так и е установки, ко то ­ ры е имею тся н а всех п ром ы ш лен ны х п р ед п р и яти ях независимо от специф ики их производства. К силовы м общ епром ы ш ленны м уста­ новкам относятся ком прессоры , вен тиляторы , насосы, подъем но­ транспортны е устройства. Основными силовы м и ЭП эти х установок яв л яю тс я дви гатели, больш ей частью асинхронны е. Двигатели компрессоров, вентиляторов и насосов работают в продол­ жительном режиме и, к а к правило, относятся к ЭП первой категории. Они создаю т сим м етричную по ф азам нагрузку. М ощность их до 1000 кВт, н ап р яж е н и е - от 0,22 до 10 кВ , коэф ф и ци ен т мощ ности составляет 0 ,8 -0 ,8 5 . Д ля привода кр у п н ы х насосов, компрессоров и вентиляторов м о­ гут и спользоваться синхронны е двигатели, работаю щ ие с опереж а­ ю щ им коэф ф ициентом мощ ности. Д вигатели подъемно-транспортных устройств работают в повторно­ кратковременном реж им е и могут питаться переменным током часто­ той 50 Гц или постоянным током. Д ля них характерны частые толчки нагрузки. Н агрузка на стороне переменного тока практически симме­ трична по фазам, коэффициент мощности 0 ,3 -0 ,8 . Подъемно-транс­ портные устройства относятся к первой или второй категории ЭП. П р ео б р а зо в а т ел ь н ы е у с т а н о в к и Эти установки предназначены д л я п реобразования трехф азного то к а в постоян н ы й и ли трехф азного то к а п ром ы ш ленной частоты 50 Гц в трех- и одноф азны й ток пониж енной, повы ш енной и ли вы ­ сокой частот. П реобразовательны е установки использую тся в эл ек­ тролизном , гальвани ческом и прокатном производствах, электро­ тяге, некоторы х видах электросварки и др. О тносятся к I и ли II к а ­ тегории ЭП. Э ле кт р о сва р о ч н ы е у с т а н о в к и Р азл и ч аю т электросварочны е установки постоянного и п ере­ менного тока. У становка постоянного то к а состоит из сварочного 6 генератора постоянного то к а и д ви гател я переменного то к а с к о эф ­ ф ициентом мощ ности 0 ,7 -0 ,8 (при холостом ходу до 0,4). Н агр у зка в питаю щ ей сети переменного то к а по р еж и м у работы - перемен­ н ая, по ф азам распределяется равномерно. В ходящ ие в установку в ы п р ям и тел и создаю т нелинейность. Э лектросварочны е установки переменного то к а имею т мощ ность до 1500 кВт, н ап р яж е н и е 220 В (50 Гц), работаю т в повторно-кратко­ временном р еж и м е и п редставляю т собой однофазную неравном ер­ ную н агр у зку в виде сварочны х трансф орм аторов д л я дуговой свар­ ки и сварочны х ап паратов д л я кон тактной сварки. К оэф ф ициент мощ ности 0 ,3 -0 ,3 5 д л я дуговой сварки и 0 ,4 -0 ,7 д л я контактной. С варочны е установки вы зы ваю т в сетях зн ачительн ы е колебания н ап р я ж е н и я , яв л яю тс я ЭП второй категории. П рокат ны е уст ановки Электропривод соврем енны х п рокатн ы х установок отли чается больш ой мощ ностью и больш им числом электродвигателей. Н ап р и ­ мер, д л я сл яби н га 1150 используется 400 двигателей общей м ощ но­ стью 35 тыс. кВт. Н а гр у зк а п рокатн ы х установок по характеру - периодическая, резкоперем енная, ударн ая с набросам и реакти вн ой мощ ности при прокате м еталла; при вклю чении преобразователей - нели нейн ая. Э л е к т р и ч е ск и е п е ч и и э л е к т р о т е р м и ч е с к и е у с т а н о в к и Эти устройства сл у ж ат д л я н агрева, р асп л авл ен и я м еталлов, за ­ к а л к и и т. п. По способу п ревращ ени я электроэнергии в тепловую р азл и ч аю т печи сопротивления, и н д укц и онн ы е печи, дуговы е печи и печи со см еш анны м нагревом. В п еч а х со п р о т и влен и я нагрев и здел и я п роизводится от специ­ ал ь н ы х н агр евательн ы х элементов и ли за счет тока, пропускаемого через изделие. О тносятся к ЭП второй категории. В и н д у к ц и о н н ы х п еч а х и спользуется тепло, вы деляю щ ееся при прохож дении индукционного тока; они п рим ен яю тся д л я п л а в л е ­ н и я ц ветн ы х м еталлов и их сплавов, в ы п л ав к и вы сококачествен­ ной стали, з а к а л к и , сквозного н агр ев а диэлектри ков. О тносятся к ЭП второй категории. В дуговы х п е ч а х нагрев и расплавлен и е м е тал л а п роизводятся теплом, вы деляем ы м электрической дугой, горящ ей м еж ду уго л ь­ ны м и электродам и и ли м еж ду электродом и р асп л авл яем ы м м етал ­ 7 лом. Это - стал еп лави л ьн ы е печи и ли печи д л я в ы п л ав ки меди и ее сплавов. О тносятся к ЭП первой категории. К печ а м со см еш ан ны м нагревом п ри н ад л еж ат руднотерм иче­ ские печи и печи электрош лакового переплава. Руднотерм ические печи, в которы х м атери ал н агревается теплом, вы деляем ы м при п р о текан и и то к а по ш ихте, использую тся д л я п олучен и я ф ерро­ сплавов, корунда, в ы п л ав ки ч у гу н а, свинца, возгонки фосфора. В печах электрош лакового переплава, п рим ен яем ы х д л я получе­ н и я вы сококачественны х сталей и сп ец и альн ы х сплавов, нагрев осущ ествляется за счет теп л а, вы деляю щ егося в ш л а к е при п ро­ хож дении по нему тока. Ш л а к расп л ав л яется теплом электр и ч е­ ской дуги. Руднотерм ические печи относятся к ЭП второй катего ­ рии, печи электрош лакового переп лава - к ЭП первой категории. Б ы т о вы е э л е к т р о п р и е м н и к и К ним относятся: - Б ы товы е м аш и н ы (пылесосы, вен тиляторы , сти рал ьн ы е м а­ ш и н ы и т. п.) с асин хрон ны м и д ви гател ям и , работаю щ ие при к о ­ эф ф ициенте мощ ности 0 ,6 -0 ,7 и относительно непродолж ительное врем я в течение года. - Б ы товы е ап п араты (холодильники, кондиционеры , тран сф ор­ маторы , стабилизаторы н ап р я ж е н и я и т. п.). В хол оди л ьн и ках п ри ­ м еняю тся асинхронны е д ви гатели с коэф ф ициентом мощ ности 0,56. Работа холодильников характери зуется регул ярн ы м вклю чением , отклю чением и сум марной продолж ительностью вклю ченного со­ сто ян и я примерно 1200 ч/год. К ондиционеры воздуха д л я ж и л ы х зд ан ий оборудую тся асин хрон ны м и д ви гател ям и с коэф ф ициентом мощ ности 0 ,7 -0 ,8 5 и в ж а р к и е дни работаю т с больш ой п родолж и ­ тельностью (почти круглосуточно). - Э лектрические нагревательн ы е приборы (стационарны е кухон ­ ные п ли ты , радиаторы , грею щ ие п анели и м аты , водонагреватель­ ные колон ки и переносны е электроп литы , утю ги и т. п.). Н агрева­ тельн ы е приборы потребляю т п р акти ч еск и только ак ти вн ую м ощ ­ ность, работаю т при н ап р яж е н и и 127 и 220 В, продолж ительность их работы зависит от м ногих условий, в кл ю чая структуру тари ф а н а электроэнергию . - Э лектроприем ники культурно-бы тового н азн ач ен и я (телевизо­ ры , р ади опри ем ни ки , м агнитоф оны , электроп роигры ватели и т. п.). Основное вл и я н и е н а н агр у зку сети оказы ваю т телевизоры и р ад и о ­ прием н ики. К оэф ф ициент мощ ности телевизоров при нормальной 8 работе равен 0 ,9 -0 ,9 2 . О днако при вклю чении их через стаби ли за­ торы коэф ф и ци ен т мощ ности ком п л ек та телевизор - стабилизатор сущ ественно сн и ж ается. В целом состав бытовы х ЭП о казы вает не только количественное, но и качественное в л и я н и е н а н агрузку сети, поскольку современ­ ные бытовые ЭП потребляю т зн ачительн ую реакти вн ую мощ ность. Т е х н о ло г и ч е с к и е у с т а н о в к и в ж и л ы х и о б щ ес т ве н н ы х з д а н и я х К ним относятся: л и ф ты , п ож арны е насосы, насосы водоснабж е­ н и я и других сан техн и ч ески х установок. Н агр у зк а этих силовых ЭП составляет более 10 % общей н агр у зки зд ан и я высотой до пяти этаж ей и у вел и чи вается при больш ей: этаж н ости здан ий . К оэф ф и­ циент мощ ности в среднем составляет 0,7. С иловая н агр у зк а к у л ь ­ турно-бы товы х, просвети тельны х и к ом м ун ал ьн ы х уч реж ден и й соизм ерим а с осветительно-бытовой н агрузкой ж и л ы х зд ан ий . Ее коэф ф ициент мощ ности н аходится в п ределах 0 ,5 -0 ,9 . 1.1. Г р аф и к и эл е к тр и ч е ск и х н агрузок У словия работы энергетической системы и входящ и х в ее состав электроприем ников определяю тся реж им ом электро- и теплопотребления обслуж иваем ого им и района. Они характери зую тся соответ­ ствую щ им и гр аф и кам и н агрузок - суточны м и, недельны м и, годо­ вы м и. Основной граф и к н агр у зки - суточны й. Электропотребление в течение суток резко м еняется в относительно короткие пром е­ ж у т к и времени, изм еряем ы е часам и и д аж е м и н утам и , поэтому по­ кры ти е этого гр аф и к а - наиболее сл ож н ая задача. Н есколько п ро­ щ е п окры тие недельной неравномерности, где основная трудность св яза н а с неи збеж н ы м массовым остановом агрегатов в субботние и воскресны е дни. Н аим енее сл ож н а зад ач а п окры ти я годовой н е­ равномерности электро- и теплопотребления. Годовые гр аф и ки и с­ пользую т д л я составления расхода электроэнергии и топлива. С уточны й гр аф и к отчетливо р азд ел яется н а постоянную и п е­ рем енную части: первая отвечает м и н им альн ой н агрузке; вторая п редставляет собой всю площ адь гр аф и ка, располож енную вы ш е м и н им альн ой н агрузки . Чем меньш е перем енная часть, тем больше плотность гр аф и ка. Это понятие, иногда зам еняем ое терм ином «ко­ эф ф ициент зап олн ен ия граф ика», характери зует отнош ение сред­ ней п лан им етрической н агр у зки к м акси м альн ом у ее значению для данного гр аф и ка. Р азл и ч аю т суточную и недельную плотности гра9 00 МВт Р Мва~ Q 90 80 -р— 70 60 50 40 30 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 t ч Рис. 1.1. Примерный вид суточного графика электрической нагрузки предприятия ф и ка. П лотности суточны х граф иков электропотребления зави сят от р я д а обстоятельств и р азл и ч н ы д л я р азн ы х районов страны . Г раф и ки электри чески х н агрузок позволяю т правильно подойти к выбору основного оборудования подстанций - трансформ аторов, ком пенсирую щ их устройств, кабелей, и н ам етить наиболее эконо­ м и чн ы й р еж и м их работы . В услови ях действую щ его п ред п ри яти я граф и ки электр и чески х н агрузок помогаю т вы яви ть основные по­ к азател и электропотребления, которы е необходимы д л я п роекти ро­ в ан и я систем электросн абж ени я ан ал оги чн ы х производств. Н а основании суточных графиков определяется мощность источни­ ков питания. И х строят по показаниям счетчиков активной и реакти в­ ной энергии через определенный интервал времени и вы являю т часы м аксим ум а нагрузки. В проектировании используют типовые суточ­ ные граф ики, характерны е для данного вида производства, в которых м аксим альная суточная нагрузка п рин ята за единицу или за 1 0 0 %, а остальные нагрузки вы раж ены в долях единицы или в процентах. Д ля построения конкретного суточного граф и ка необходимо знать максим альную нагрузку и иметь типовой суточный граф ик (рис. 1 .1 ). Д ля суточны х граф иков активн ой и реакти вн ой н агрузок х а ­ рак тер н ы следую щ ие величины : м акси м ум активн ой и реакти вн ой н агр у зки за сутки P > м [кВт] и Q ^ [кВар], м акси м ум активн ой н а­ гр у зки за наиболее загруж ен н ую смену Рм [кВт], расход активной (реактивной) энергии за сутки W cут [кВт х ч] и ^ у т [кВар х ч], р ас­ ход активн ой (реактивной) энергии за наиболее загруж ен н ую смену W cм [кВт х ч] и ^ м [кВар х ч]. 10 2. ОСНОВНЫ Е СВЕДЕНИ Я О К О Н С ТРУ К Ц И Я Х Л И Н И Й ЭЛ ЕК ТРО П ЕРЕД А Ч В состав электри ческой сети входят р азл и ч н ы е по назначению и ко н стр у кц и и элем енты (ЛЭП, трансф орм аторы и т.д.). Но н а к а ж ­ дом из участков ее мож но охарактеризовать одинаковы м набором парам етров, о тр аж аю щ и х свойства элементов и р азл и чаю щ и хся м еж ду собой только количественно. 2.1. В оздуш ны е л и н и и электроп еред ач Э л ектр и ческой во зд уш н о й л и н и е й э лект р о п ер ед а чи (ВЛЭП) н а зы в а е т с я устрой ство д л я передачи э л е к тр и ч е ск о й эн ерги и по проводам , р асп о л о ж ен н ы м н а о тк р ы то м в о зд ухе и п р и к р е п л е н ­ н ы м при пом ощ и и зо л ято р о в и ар м ату р ы к опорам и л и к р о н ­ ш т е й н ам и н ж ен ер н ы х сооруж ен и й . Г лавн ы е элем ен ты в о зд у ш ­ ной ЛЭП: - провода, которы е сл уж ат д л я передачи электроэнергии; - грозозащ и тн ы е тросы д л я защ и ты от атм осф ерны х п ерен ап ря­ ж ен и й (грозовы х разрядов); они м онтирую тся в верхней части опор; - опоры, поддерж иваю щ ие провода и тросы н а определенной вы ­ соте н ад поверхностью; - изоляторы , и золирую щ ие провода от тел а опоры; - арм атура, при помощ и которой провода зак р еп л яю тся н а и зо­ л ято р ах , а изоляторы н а опоре. По конструктивном у исполнению р азл и ч аю т одноцепные и двух­ цепны е ЛЭП. Под цепью понимаю т три провода (трехф азн ая цепь) одной ЛЭП. К онстр у кти вн ая часть ВЛЭП х арактери зуется ти п ам и опор, д л и ­ нам и пролетов, габаритны м и разм ерам и, кон струкци ей ф азы и т и ­ пам и ги р л я н д изоляторов. По ти п у опоры ВЛЭП д ел ятся н а п ром еж уточны е и анкерны е. П ром еж уточны е и ан керн ы е р азл и ч аю тся способом подвески п ро­ водов. Н а пром еж уточной опоре провод подвеш ивается с помощью п оддерж иваю щ их ги р л я н д изоляторов. Н а ан керн ы х опорах прово­ д а закр еп л ен ы ж естко и н атян у ты до заданного т я ж е н и я при помо­ щ и н атяж н о й ги р л я н д ы изоляторов (рис. 2 . 1 ). По коли честву и золяторов в ги рлян д е н а пром еж уточной опоре мож но определить н ап р яж ен и е ЛЭП. Н а н ап р яж е н и и 35 кВ в г и р ­ л ян д е 3 -4 и золятора. И далее с к а ж д ы м классом н а п р я ж е н и я к о ­ личество и золяторов удваивается: 6 - 7 изоляторов при 110 кВ и т. д. 11 а) ^ 1 б) ^ _ . 1 Рис. 2.1. Крепление провода в фазе на промежуточной (а) и анкерной (б) опорах: 1 - траверса; 2 - гирлянда изоляторов; 3 - зажим; 4 - провод П о на зн а чени ю р азл и ч аю т опоры угловы е, концевы е, сп ец и ал ь­ ного н азн ачен ия. П о м а т е р и а л у опор р азл и ч аю т д еревянны е (до 220 кВ), ж е л е зо ­ бетонны е (3 5 -3 3 0 кВ) и м етал л и ч ески е (35 кВ и выше). Н а ВЛЭП прим еняю т голы е провода и тросы . Н аходясь н а о ткр ы ­ том воздухе, они подвергаю тся атм осф ерны м воздействиям . П оэто­ му м атери ал проводов, кроме хорош ей проводимости, долж ен быть устойчивы м к коррозии, обладать м ехан ической прочностью . Д ля проводов прим еняю т следую щ ие м атериалы : - медь; - алю м иний; - сталь; - сплавы ал ю м и н и я и меди с другим и м етал л ам и (ж елезом, м а г­ нием, кремнием). Медь имеет удельную проводимость X и 53 х 10 - 3 см х км /м м 2. Отли­ чается механической прочностью. П ленка окиси защ ищ ает ее от корро­ зии и химических воздействий. Обладает устойчивостью контакта. Алюминий имеет удельную проводимость X и 31,7 х10 - 3 см х км /м м 2. Механическая прочность хуже, чем у меди. Следовательно, чаще следует ставить опоры. Пленка окиси защищ ает ее от коррозии. Плохо противо­ стоит химическим воздействиям. Не обладает устойчивостью контакта. С тальны е провода имеют плохую проводимость. Отличаю тся большой механической прочностью. Не обладаю т устойчивостью к коррозии. А ктивное сопротивление зависит от протекаю щ его тока. Провода могут вы п о л н яться из двух м еталлов - стали и алю м и ­ н ия. С таль н аходится внутри провода и сл уж и т д л я у в ел и чен и я м е­ хани ческой прочности. А лю м и н и й н аходится сн аруж и и я в л яе тся токопроводящ ей частью . В м арки ровке проводов сн ач ал а у к а зы в ае тся м атери ал, а затем сечение в м м 2. М едные провода м аркирую т буквой М, алю м иниевы е провода - буквой А, стальн ы е провода - буквам и ПС и ПСО и ста­ 12 леалю м иниевы е - буквам и АС. В м арки ровке сталеалю м иниевы х проводов сн ач ал а у казы в аю т сечение ал ю м и н и я, а затем стали. Н а­ пример, АС-120/19. Провода м арки АС вы п ускаю тся с разл и чн ы м отнош ением сечений ал ю м и н и я и стали при одном и том ж е сечении ал ю м и н и я. В зависим ости от этого отнош ения р азл и ч аю т провода облегченной ко н струкц и и , средней, усиленной и особо усиленной прочности. Д л я защ и ты проводов м арки АС от коррозии и х и м и чески х воз­ действий использую т спец и альн ы е защ и тн ы е средства. Тип за щ и ­ ты о тр аж ается в м арки ровке провода: - м арки АСКС, АСКП - провод сталеалю м и н иевы й коррозионно­ стойкий с заполнением стального сердечн и ка (С) и ли всего провода (П) см азкой; - м а р к а АСК - к а к и АСКС, стальной сердечник и золирован по­ лиэтиленовой пленкой. По ко н стр у кц и и проводов различаю т: - однопроволочные, состоящ ие из одной проволоки сплошного сечения; - многопроволочные из одного м еталла, состоящ ие в зависимости от сечения провода из нечетного количества проволок (от 7 до 61); - многопроволочны е из двух м еталлов. К оличество проводов стального сердечн и ка - нечетное (1, 7 и ли 19). К оличество проволок токопроводящ ей части - четное. Провода ВЛЭП располагаю т н а опоре р азл и ч н ы м и способами: - н а одноцепны х опорах - треугольни ком и ли горизонтально (рис. 2 . 2 , а, б); - н а д вухц еп н ы х опорах - обратной елкой и ли ш естиугольником в виде «бочки» (рис. 2 . 2 , в, г). Горизонтальное располож ение провода - н аи л учш ее по услови­ ям эксп л у атац и и , т а к к а к позволяет п рим ен ять более н и зк и е опоры и исклю чает схлесты вани е проводов при сбрасы вании гололеда или п л яск е проводов. П л я с к а проводов - это колеб ан и я проводов с м а­ лой частотой и большой ам плитудой. а) б) Т в) Т г) т т J L Рис. 2.2. Расположение проводов на опорах: а) треугольником; б) горизонтально; в) обратной елкой; г) бочкой 13 Ф аза А Фаза С Фаза В Фаза А Рис. 2.3. Транспозиция на ВЛЭП Поскольку во всех вариантах несимметричное расположение про­ водов по отношению друг к другу, то для вы равнивания реактивного сопротивления и емкостной проводимости по ф азам применяю т транс­ позицию, т. е. меняют расположение проводов н а опорах (рис. 2.3). С о вр ем енн ы е к о н с т р у к ц и и п ровод ов д л я В Л Э П Энергосберегающие провода. М ар к и р о вка АС а Эффективным средством сниж ения активного сопротивления ста­ леалюминиевого провода может быть применение сердечника из не­ магнитной или маломагнитной азотсодержащ ей стали. В этом случае независимо от числа повивов алю м иния и параметров скрутки доба­ вочные потери энергии в проводе, обусловленные сердечником, оказы ­ ваю тся пренебрежимо малы ми. Поэтому можно сохранить тради ци ­ онную более технологичную конструкцию алю миниевы х повивов. Н аибольш ий эф ф ект достигается д л я проводов с одним повивом ал ю м и н и я. И х активн ое сопротивление сн и ж ается н а пром ы ш лен ­ ны х частотах н а 2 0 -5 0 %, а н а повы ш енны х частотах в 3 - 4 раза. Провода A E R O -Z П реим ущ ества провода AERO-Z: - Возможность использования проводов с большими сечениями при том ж е удельном весе приводит к решению проблемы перегрузок ВЛ и снижению тепловых потерь при транспортировке электроэнергии. - С ниж ение «пляски» проводов. - Возможность использования существующей арматуры при монтаже. - Значительн ое сн и ж ен и е аэродинам ического коэф ф ициента. - С ниж ение уровня ш ум а, следовательно, улучш ен ие эксп л уата­ ц ионны х показателей в н аселенны х районах. - Практически полное предотвращение внутренней коррозии провода. - С ниж ение вероятности обры ва провода при нанесении ему по­ вреж дений в результате внеш них воздействий. - С ниж ение уровня усталости м е тал л а в проводе и, следователь­ но, увели чен и е ж изненного ц и к л а за счет сам огаш ени я колебаний. 14 - Реш ение проблем ы обледенения и н а л и п а н и я снега н а провода. - У меньш ение н агр у зки н а поддерж иваю щ ие устройства ЛЭП, что приводит к возм ож ном у увели чен и ю д ли н пролетов и экономии до 1 0 % ч и сла опор. - В озмож ность орган и зац и и к ан алов передачи инф орм ации по оптоволокну внутри проводов и м ол н и езащ и тн ы х тросов. AC C R провод Я вл я ется виты м м н огож и льн ы м проводом. Состоит из сердечни­ к а и внеш них токоведущ и х ж и л . К ом позитны й сердечник образую т несколько проволок д и ам е­ тром от 1,9 до 2,9 мм. К а ж д а я проволока представляет собой ал ю ­ м иний высокой чистоты , в которы й внедрены более 25 000 м икром етровы х непреры вны х продольны х волокон оксида ал ю м и н и я A I 2 O3 . Эти волокна придаю т м атери алу сверхвы сокую прочность. В неш ние токоведущ ие ж и л ы провода ACCR состоят из тем пера­ туроустойчивого сп л ава ал ю м и н ий -ц и ркон ий (A l-Zr). С плав A l-Z r имеет прочность ан алоги чн ую стандартном у алю м инию , но его м и кр о стр у кту р а сф орм улирована т ак , чтобы он сохранял эту проч­ ность при вы соких тем пературах. Провод ACCR п оставляется с сечением от 120 до 1600 м м 2. С опост авление с аналогам и: - у л у ч ш ен н ая п роп ускн ая способности (3 -4 раза); - м ен ьш ая м асса (в два р а за м еньш е ст ального, н а 20 % больше алю м иниевого); - больш ая прочность (сравним а со стальн ы м и, в 8 раз вы ш е ал ю ­ миниевы х); - более высокая температурная стойкость и устойчивость к провиса­ нию (длительная температура 210-2500 вместо 700, коэффициент те­ плового расш ирения в 4 раза меньше алюминиевого и в 2 раза стального); - ж есткость в 3 р а за вы ш е, чем у алю м иниевого сердечника; - более устойчив к коррозии, обладает повы ш енны м сопротив­ лением усталости и безвреден д л я окруж аю щ ей среды (отсутствие экологической деградации). Защ ищ ен ны е провода К о н стр у кц и я провода LM F SA X 355 (рис. 2.4): 1. С крученная уплотненная ж и л а из алю миниевого сплава, защ и ­ щенного от п опадания воды специальны м набухаю щ им порошком. 2. Полупроводниковая набухающая лента, обернутая вокруг провода. 3. Э кструдированны й полупроводящ ий слой толщ иной 1,5 мм. 15 Рис. 2.4. Конструкция провода марки LM F S A X 355 4. Э кструдированны й три ин гостой ки й и зол яц и он н ы й слой, и з­ готовленны й из сш итого поли этилена толщ иной 5,0 мм. 5. Оболочка из черного сш итого п оли этилена, предохраняю щ его от атм осф ерны х воздействий и от пробоя, толщ иной 1,5 мм. П реим ущ ества ВЛЭП с защ и щ ен н ы м и проводами: - более ко м п актн ы е кон струкц и и , менее мощ ное электром аг­ нитное и злучен и е и ум еньш ение ч и сла отклю чений и з-за схлесты ­ в ан и я проводов; - защ и щ ен н ы е провода могут п ри м ен яться при м одернизации стары х ЛЭП среднего н а п р я ж е н и я в вы соковольтны е ЛЭП. 2.2. К аб ел ьн ы е л и н и и электроп еред ач К а б ельн а я л и н и я элект ропередачи (К Л Э П )- это л и н и я д л я пере­ дачи электроэнергии, состоящ ая из одного и ли н еск ольки х кабелей. Кабель - это и золирован н ая по всей длине м етал л и ч еская ж и л а (или несколько ж ил), поверх которой н алож ены защ итн ы е покровы. П реим ущ ества КЛЭП по отнош ению к ВЛЭП: - неподверж енность атм осф ерны м воздействиям; - скры тность трассы и недоступность д л я посторонних лиц. Н едостатки: - дорож е ВЛЭП того к л асса н ап р яж е н и я; - более трудоем ки в сооруж ении; - требую т больш его срока д л я рем онта и более кв ал и ф и ц и р о в ан ­ ного обслуж иваю щ его персонала; - передача одной и той ж е мощ ности требует провода больш его сечения. 16 К абельны е ЛЭП ш ироко использую тся в городских сетях, н а тер ­ ри то р и ях п р ед п ри яти й , при пересечении больш их водоемов, в за ­ грязненной атмосфере. Главны м и элем ентам и КЛЭП явл яю тся: - кабель д л я передачи электроэнергии; - соединительны е муфты ; - концевы е м уф ты (заделки); - стопорные муфты : п рим ен яю тся н а круты х у ч астк ах трассы д л я п р ед у п р еж д ен и я стекан и я кабельной массы; - подпиты ваю щ ие ап п араты и система си гн ал и зац и и д авлен и я м асла д л я ли н и й , вы полненны х м аслонаполненны м и кабелям и ; - кабельн ы е сооруж ения (кабельны е коллекторы , тун н ел и , к а ­ н ал ы , ш ах ты , колодцы ), которы е прим еняю т н а отдельны х у ч аст­ к а х трассы. К основным частям кабеля любого н а п р я ж е н и я относятся: - токопроводящ ие ж и л ы ; - и зо л я ц и я и ли и золирую щ ие оболочки, отделяю щ ие токоп ро­ водящ ие ж и л ы друг от друга и от земли; - за щ и т н а я оболочка, п ред охран яю щ ая и зол яц и ю от вредного действия вл аги , кислот, м ехан и ч ески х повреж дений. К о н стр у кц и я кабеля н ап р яж ен и ем 10 кВ приведена н а рис. 2.5. Токопроводящ ая ж ила вы п олн яется из меди и ли ал ю м и н и я из одной (до 16 м м 2) и ли н ескольки х проволок. По количеству ж и л р азл и ч аю т кабели: - однож ильны е: п рим еняю т н а постоянном токе и н а переменном токе при н ап р яж е н и и 110 кВ и выш е; - д вухж и льн ы е: п рим еняю т н а постоянном токе; 1 2 3 4 5 6 Рис. 2.5. Конструкция кабеля 10 кВ: 1 - токопроводящая жила; 2 - фазная изоляция; 3 - поясная изоляция; 4 -оболочка; 5 - броня; 6 - защитный покров 17 - тр ех ж и л ьн ы е: прим еняю т н а переменном токе при н а п р я ж е ­ н и я х до 35 кВ; - ч еты р ех ж и л ьн ы е (три ж и л ы и нулевой провод): прим еняю т н а переменном токе при н а п р я ж е н и я х до 1000 В. Ф а зн а я и зо л я ц и я предназначена д л я и зо л яц и и ж и л друг от дру­ га. Ее вы полняю т из специальной техн и ческой бумаги с вязкой п ро­ п иткой, ко то р ая увел и чи вает электри ческую прочность. П о я сн а я и зо л я ц и я обеспечивает одинаковую электрическую прочность м еж д у ж и л а м и и м еж ду любой ф азой и зем лей. Это в а ж ­ но, так к а к в сети с и золированной н ейтралью при зам ы к ан и и од­ ной из ф аз н а зем лю две другие ф азы по отнош ению к зем ле о к азы ­ ваю тся под лин ейн ы м н ап ряж ен и ем . Р азделение и зо л яц и и н а ф азн ую и поясную позволяет ум ень­ ш и ть диам етр кабеля. Но при н ал и ч и и поясной и зо л яц и и эл ек­ трическое поле отли чается от ради альн ого (рис. 2.6). В этом слу­ чае силовые ли н и и имею т разл и ч н ы е углы н акл о н а по отнош ению к слоям бумаги, что обусловливает н ал и ч и е в них тан ген ц иальн ой составляю щ ей поля. Э лектри ческая прочность вдоль слоев бумаги в 8 - 1 0 р аз меньш е, чем поперек. Свободное пространство каб ел я зап о л н яется б ум аж ны м и ж г у т а ­ ми. Они затрудняю т перемещ ение пропиточного состава, уд л и н яя срок служ бы кабеля. Они т а к ж е п ридаю т округлую форму кабелю . О болочка сл у ж и т д л я герм ети зац ии и зо л яц и и и защ и ты ее от прони кн овен ия вл аги , воздуха, х и м и чески х продуктов, исклю чает старение и зо л яц и и под действием теп л а и света. В ы полняю т из ал ю ­ м и н и я, свинца, полиэтиленовы х материалов. Б р о н я сл у ж и т д л я защ и ты оболочки от м ехан и ч ески х п овреж ­ дений при р аско п ках , сползании грунта. В ы полняю т из стальн ы х лент и ли проволок. Рис. 2.6. Электрическое поле в кабеле: а) с экранированными жилами; б) с поясной изоляцией 18 Н аруж ны й покров защ и щ ает броню от коррозии. П редставляет собой дж утовое покры тие, пропитанное битумной массой. При повы ш ении н ап р яж ен и я слой и зол яц и и нуж но увеличивать. Это не выгодно. Поэтому при н ап ряж ен и и 35 кВ и вы ш е кабели вы ­ п олняю тся с отдельно освинцованны ми или экран и рованн ы м и ж и ­ лам и. И электрическое, и тепловое поля - р ади альн ы е (рис. 2.6, б). К абели с вязкой п ропиткой имеют сущ ественны й недостаток: после сн яти я токовой н агрузки , т. е. при осты ван ии в кабеле по­ яв л я ю т с я газовы е вклю чени я. Это связано с тем, что коэф ф ициент линейного р асш и рен и я кабельной массы значительно больш е к о ­ эф ф иц и ен та линейного расш и рен и я изолирую щ ей бумаги. Д и эл ек­ тр и ч еская прочность газовы х вклю чений меньш е в несколько раз, чем у бумаги. При повы ш ении н ап ряж ен н ости электрического поля это м ож ет привести к пробою и зол яц и и . Чтобы избеж ать этого при н ап р яж е н и ях 10 - 110 кВ применяю т газонаполненны е кабели. Это освинцованны е кабели. Ф азн ая и зо­ л я ц и я вы полняется из обедненно-пропитанной бумаги. К абель н ахо­ дится под небольш им избы точны м давлением (0,1 - 0,3 МПа) инерт­ ного газа (азота). Это повы ш ает изолирую щ ие свойства бумаги. П о­ стоянство давлен ия обеспечивается непрерывной подпиткой газа. При н ап р яж е н и и 110 - 500 кВ использую тся м аслонаполненны е кабели. Ж и л ы вы полняю т полы м и и зап олн яю т их м аловязки м очищ енны м маслом под давлением до 1,6 М Па. И збы точное д ав л е­ ние исклю чает возмож ность образования пустот в и зо л яц и и каб е­ л я , что увел и чи вает его электри ческую прочность. В зависим ости от вел и чи н ы д ав л ен и я р азл и ч аю т м аслонаполненны е кабели вы со­ кого и низкого давл ен и я. М аслопроводящ ий к а н а л через сп ец и ал ь­ ные м уф ты н а трассе соединяется с б акам и д авлен ия. М аркирую тся кабели по н ач ал ьн ы м буквам элементов, которы е х арактери зую т их конструкцию : - ж и л а - буква А д л я ал ю м и н и я, без обозначения д л я меди; - оболочка - буква А д л я ал ю м и н и я; С - д л я свинца; В - д л я по­ л и ви н и лхлори да; Н - д л я резины ; П - д л я полиэтилена; - броня - буква Б д л я стальн ы х лент; П - д л я п лоски х освинцо­ ван н ы х проволок; К - д л я к ругл ы х освинцованны х проволок; Г д л я кабелей без брони и защ итного слоя. Е сли кабели вы п олн яю тся с отдельно освинцованны м и ж и л ам и , то в м арки ровке у к а зы в ае тся буква О. Д л я м аслонаполненны х кабелей н изкого д ав л ен и я перед основ­ ной аббревиатурой указы в аю т буквы М Н, а д л я кабелей высокого д авл ен и я - МВД. 19 После аббревиатуры указы в аю т количество ж и л и сечение ж и л в м м 2. Например, А АБ-3 х 120 - трехж ильны й алю миниевы й кабель с алю миниевой оболочкой и броней из свинца с сечением ж и л 1 2 0 мм2; СБ-3 х 95 трехж ильны й медный кабель со свинцовыми оболочкой и броней сечением ж и л 95 мм2. С о вр ем енн ы е к о н с т р у к ц и и к а б е л е й М ировые тенденции р азв и ти я кабельн ы х энергораспределитель­ ны х сетей среднего н а п р я ж е н и я в течение последних десятилетий н ап р авл ен ы н а внедрение кабелей с теплостойкой экструди рован ­ ной и золяц и ей (сш иты й п олиэтилен и этилен п ропи лен овая резина) и зам ену и м и кабелей с бум аж ной пропитанной и золяц ией. В насто­ ящ ее врем я в п ром ы ш ленно р азв и ты х стран ах п р акти ч еск и 1 0 0 % р ы н к а силовы х кабелей зан и м аю т кабели с и золяц ией из сш итого полиэтилена. К абели среднего н ап р я ж е н и я с и золяц и ей из сш итого п оли э­ ти л ен а обладаю т рядом преим ущ еств перед каб елям и с бумаж ной пропитанной и золяцией: - повы ш енн ая рабочая тем пература, что позволяет увели чи ть пропускную способность; - повы ш енн ая стойкость при работе в услови ях перегрузок и к о ­ р о тки х зам ы к ан и й ; - возмож ность п р о кл ад ки н а трассах с неограниченной р азн о ­ стью уровней; - не содерж ат м асла, битум а, свинца, что уп рощ ает м он таж , э к с­ плуатац и ю и устраняет экологически неблагопри ятны е ф акторы ; - более н ад еж н ы в эксп л уатац и и и требую т м еньш их расходов на реконструкц ию и содерж ание кабельн ы х линий; - м еньш ий вес и допустим ы й радиус изгиба; - возможность изготовления кабелей большой строительной длины. П овы ш ен н ая терм и ч еск ая и м ех ан и ч еск ая стойкость сш итого поли этилена обусловлена созданием новы х м ол екул ярн ы х связей в процессе в у л к ан и зац и и («сшивки») и зол яц и и . К онструкц ии каб е­ лей предусм атриваю т однож ильны е и тр ех ж и л ь н ы е кабели, кабели с н ар у ж н ы м и оболочками из п олиэтилена, п оли ви ни лхлорид н о­ го п л асти ката, со стальной ленточной броней, круглопроволочной броней, с герм етизацией от распростран ен ия вл аги , кабели, не р ас­ простран яю щ ие горение и с н и зк и м дымо- и газовы делением (в том числе не содерж ащ ие галогенов). 20 С равнение эксп л уатац и он н ы х хар актер и сти к кабелей с р а зл и ч ­ ны м и видам и и зо л яц и и приведено в табл. 2.1. Д л я расчета исполь­ зованы допустим ы е токовы е н агр у зки кабеля с алю м иниевой ж и ­ лой сечением 240 м м 2 н а н ап р яж ен и е 6 кВ. Т аблица 2.1 Технические характеристики кабелей Величина показателя для кабелей Наименование показателя Длительно допустимая температура нагрева жил, °С С изоляцией из сшитого полиэтилена С изоляцией из полиэтилена или поливинил­ хлоридного пластика С бумажной пропитанной изоляцией 90 70 70 Длительно допустимые токовые нагрузки, % при прокладке: в воздухе в земле 137 125 1 0 0 116 108 Допустимый нагрев в аварийном режиме (не более 8 ч в сутки и 1 0 0 0 ч за срок службы) 130 80 1 0 0 Максимально допустимая температура при токах короткого замыкания, °С 250 130 (ПЭ / РЭ) 160 (ПВХ / PVC) 2 0 0 Минимальная температура при прокладке без предва­ рительного подогрева, °С -15 -15 Разница уровней на трассе прокладки, м 1 0 0 Не ограничена Не ограничена 21 Т аб ли ц а 2.2 Условные обозначения кабеля Количество 3х Три одножильных кабеля, скрученных вместе A Алюминиевая жила Токопроводящая жила Медная жила (без обозначения) Изоляция Пв Изоляция из сшитого полиэтилена Э Медный экран по изолированной жиле Общий медный экран сердечника Эо трехжильных кабелей Герметизация общего экрана Эоа алюмополиэтиленовой лентой Экранирование Продольная герметизация экрана г водонабухающими лентами Продольная и поперечная герметизация га экрана водонабухающими лентами и алюмополимерной лентой Б Броня из стальных лент Броня К Броня из круглых стальных проволок Ак Броня из алюминиевых круглых проволок Наружная оболочка из полиэтилена П или сополимера полиэтилена Наружная оболочка из полимерной композиции, не распространяющей Пнг(А)* горение(категория А по нераспространению горения в пучках по IEC 60332-3) Наружная оболочка из полимерной Пнгкомпозиции, не распространяющей HF(A)* горение(категория А по нераспространению Наружная горения в пучках по IEC 60332-3) оболочка Усиленная полиэтиленовая оболочка Пу В Наружная оболочка из ПВХ пластиката Наружная оболочка из ПВХ пластиката, Внг не распространяющая горение Наружная оболочка из ПВХ пластиката, не распространяющая горение и с низким Внгд выделением дыма и коррозионноактивных газов Исполнение У (УХЛ) (без обозначения) Климатическое исполнение Т Исполнение Т (тропическое) nxS/ Число жил номинальное сечение в мм2/ноSэкр минальное сечение экрана в мм2 (ож) Однопроволочные жилы 22 Пример обозначения: АПвЭгП—61х150/25 А П в Эг П -6 1 х 150/25 Алюминиевая токопроводящая жила Изоляция из сшитого полиэтилена Экран из медных проволок с продольной герметизацией Наружная оболочка из полиэтилена Номинальное напряжение, кВ Число жил Номинальное сечение токопроводящей жилы, мм2 Номинальное сечение экрана, мм2 Обозначения м арок кабелей среднего и высокого н ап р яж е н и я с и зо л яц и ей из сш итого поли этилена (см. табл. 2 . 2 ). 23 3. ОСНОВНЫ Е ТРЕБО В А Н И Я , П Р Е Д Ъ Я В Л Я Е М Ы Е К Н А Д ЕЖ Н О С Т И СИСТЕМ Э Л Е К Т Р О С Н А БЖ Е Н И Я 3.1. Т р еб о в ан и я к построен и ю схем эл ектр о сн аб ж ен и я в зав и си м о сти от катего р и и н ад еж н о сти п отребителей В аж н ей ш и м вопросом рац ионального построения электроэнер­ гети ч ески х распредели тельн ы х систем н аряд у с определением р ас­ четной н агр у зки я в л я е т с я установление требуемого уровня н ад еж ­ ности электросн аб ж ени я ЭП потребителей. Системы электросн аб ж ени я могут быть условно разделены н а три груп пы по степени н адеж ности п и та н и я потребителей, уровень каж д о й груп пы определяется категорией ЭП. 1. Системы без резервн ы х элементов, в которы х восстановление п и та н и я потребителей м ож ет быть произведено только после рем он­ та повреж денного элем ента сети и ли его зам ены . Уровень н ад еж н о ­ сти т а к и х систем соответствует требован иям электросн аб ж ени я ЭП III категории. Сети этой груп пы вы п олн яю тся по р ад и ал ьн ы м нерезервируем ы м схемам. Они наиболее деш евы и создаю т м и н и м ал ь ­ ную н адеж ность п и та н и я потребителей. 2. С истем ы , в ы п о л н яем ы е с р езер вн ы м и эл ем ен там и , ввод к о ­ то ры х п ри вы ходе из раб оты п и та ю щ и х элем ен тов п р о и зв о д и тся д ей ств и я м и д еж урн ого п ерсон ал а. Эта г р у п п а схем у д о вл е тво р я­ ет т р еб о в ан и я м , п р е д ъ я в л я е м ы м к э л ек тр о сн аб ж ен и ю ЭП II к а ­ тегори и . С хемы этой гр у п п ы б ази р у ю тся н а и сп о л ьзо в ан и и п е т ­ л ев ы х л и н и й , и м ею щ и х двухсторон н ее п и тан и е. П ри этом п р ед ­ у см ат р и в а ет ся т а к ж е ч асти ч н о е р езе р в и р о в ан и е т р ан сф о р м ато ­ ров ч ерез сеть н а п р я ж е н и е м 0 ,3 8 кВ . Р езервн ое п и та н и е м ож ет о с у щ е с т в л я т ь с я от одного и сто ч н и к а . Д о п у ск ается п и та н и е ЭП II к а тего р и и по одной в оздуш н ой ЛЭП и от одного тран сф о р м ато р а при н а л и ч и и ц ен тр ал и зо в а н н о го р езер ва, а т а к ж е п ри условии п р о вед ен и я р ем о н та и зам ен ы тр ан сф о р м ато р а за в р ем я не более 1 су то к. Д о п у ск ается т а к ж е п и та н и е по одной каб ел ьн о й л и н и и , состоящ ей не менее чем из д ву х к а б ел ей , п р и со ед и н ен н ы х к одно­ м у общ ем у в ы к л ю ч ате л ю ч ерез свои р а зъ е д и н и т е л и . В оздуш н ы е л и н и и до 1 кВ , п и таю щ и е ЭП ж и л ы х и об щ ествен н ы х зд ан и й , р ек о м ен д у ется о су щ еств л я ть н ерезерви руем ы м и . Д о п у ск ается р езе р ви р о в ан и е ЭП II к а тего р и и при ав ар и и п утем устр о й ств а п ер ем ы ч ек н а стороне н и зк о го н а п р я ж е н и я ш л ан го в ы м кабелем д ли н ой до 50 м. П ри м ен ен и е устрой ств ав то м ати ч еско го ввода р езе р в а (АВР) д л я ЭП II к а тего р и и рек о м ен д у ется тогда, когд а 24 п р и м ен ен и е этого устр о й ств а ведет к у в ел и ч ен и ю п ри вед ен н ы х затр а т го р о д ски х эл ек тр о сетей не более чем н а 5 %. 3. Системы, ввод резервн ы х элементов которы х осущ ествляется автом атически при н аруш ен и ях нормального р еж и м а работы сети. Т акие сети создаю т вы сокую н адеж ность электросн аб ж ени я п отре­ бителей, достаточную д л я ЭП I категории. При этом ЭП I категории долж н ы обеспечиваться электроэнергией от двух н езави си м ы х и с­ точников п и тан и я. П ри выборе сист ем ы элект роснабж ения Э П I кат егории н е ль зя ограничиват ься д вум я вводам и к Э П без а н а л и за схем ы вы ш ест оя­ щ и х ст уп еней элект роснабж ения. К числу н езави си м ы х источни­ ков п и тан и я отн осятся РУ двух электростанц и й и ли ПС, а та к ж е две секц ии сборных ш ин ЭС и ли ПС при условии, что к а ж д а я сек­ ц и я получает п итани е от независимого и сточни ка, причем эти сек­ ц ии не связан ы м еж ду собой и ли имеют связь, автом атически отклю ч аемую при н аруш ении работы одной из секций. При неболь­ шой мощ ности ЭП (комплекс ЭП больниц, авари й ное освещ ение и т.п.) в качестве второго независимого И П м ож ет использоваться не источник энергосистемы , а местны е автоном ны е И П (передвиж ны е ЭС, ак ку м у л ято р н ы е батареи, дизельн ы е ЭС). При невозмож ности по местны м условиям осущ ествить п итани е ЭП I категории от двух н езависим ы х источников, что бывает в небольш их городах, нормы разреш аю т п итани е их от разн ы х трансф орм аторов д вухтрансф ор­ м аторны х ПС и ли от трансф орм аторов двух б л и ж ай ш и х ПС, присо­ единенны х к разн ы м л и н и ям 6 -1 0 кВ , с устройством А В Р н а сторо­ не низкого н ап р яж е н и я. К 3 группе отн осятся м ноголучевы е сети с устройством А В Р при н ап р яж е н и и 6 -1 0 кВ и ли 0,38 кВ , а т а к ж е зам к н у ты е сети н а п р я ­ ж ени ем 0,38 кВ. ЭП I кат егории произвольно р а зм ещ аю т ся по т еррит ории н а ­ селенного п у н к т а , поэт ом у при выборе схем ы и сп о льзует ся выбо­ р о ч н а я а вт о м а т и за ц и я (т олько д л я узл о в сет и с Э П I кат егории) и л и же сеть а вт о м а т и зи р ует ся полност ью. Уст ройст во А В Р не­ обходимо непосредст венно н а вводе к Э П I кат егории. П ри создании системы электроснабж ения и рассмот рения усло­ вий резервирования н а р а зн ы х ст уп ен я х системы следует различат ь отдельный Э П и совокупность ЭП одной категории. Следует также приним ат ь во вним ание, что сист ема предназначает ся д л я пи т а н и я электроэнергией очень большого числа потребителей. При этом выбор схемы электроснабж ения объекта производится независимо от х ар ак ­ тера потребителей и требуемого уровня надежности питания их ЭП. 25 К ритерием, определяю щ им уровень н адеж ности их п и тан и я, я в л я е т с я су м м арн ая мощ ность потребителей. Схема п и та н и я ТП с сум марной н агрузкой более 10 МВА д о л ж н а удовлетворять требо­ в ан и ям , п р ед ъ яв л яем ы м к системе электросн аб ж ени я ЭП I катего ­ рии, т. е. обеспечиват ь п и т а н и е от д вух н е за ви с и м ы х И П с АВР. Схемы п и та н и я ТП с сум марной н агрузкой от 400 кВ А до 10 МВА (и склю чая ЭП I категории) долж н ы удовлетворять требован иям , п р ед ъ яв л яем ы м к системам электросн аб ж ени я ЭП II категории. 3.2. О собенности за щ и т ы и ав то м а ти к и электр о эн ер гети ч ески х систем Д аж е в правильно спроектированной и эксплуатируем ой эл ек­ тросети везде остается вероятность п оявл ен и я авари й н ы х реж им ов, которы е могут привести к выходу из строя электрооборудования и повы ш ению опасности д л я соп ри касаю щ и хся с ним и людей. К ав а­ ри йн ы м р еж и м ам относятся: - короткие за м ы к а н и я (одно-, двух- и трехфазные); - непредусмотренны е н орм альны м р еж и м ам работы перегрузки. Наиболее важ ны е и часто встречаю щ иеся автоматические устрой­ ства - автоматическое повторное включение (АПВ) и автоматический ввод резерва (АВР). Устройства автоматики преимущественно исполь­ зую тся для восстановления питания потребителей при возникновении наруш ения нормального реж им а работы сети. Необходимо согласовы­ вать действия защ иты с работой автоматических устройств, а так ж е ра­ боту этих устройств, используемых на разны х ступенях напряж ения. У стройства А П В - д л я быстрого автом атического восстановле­ н и я п и тан и я после сам ол и к ви д ац и и кратковрем енн ы х коротких зам ы к ан и й в ЛЭП и других элем ентах сети. У стройства А П В бы­ ваю т одно-, двух- и многократного действия. Ч ащ е всего п р и м ен я­ ют А П В н а ЛЭП свы ш е 1 кВ. При помощ и А П В восстанавли вается электроснабж ение в 5 0 -6 0 % от общего ч и сла авари й н ы х откл ю ч е­ ний воздуш ны х линий. Устройства А В Р могут быть разделены н а две группы по возм ож ­ ности самовосстановления схемы устройства после ли к ви д ац и и по­ следствий наруш ения нормального р еж и м а сети и подачи н а п р я ж е ­ н и я со стороны и сточника питания. Все устройства, базирую щ ие на применении контакторны х станций, обладаю т свойством самовосста­ новления. И спользование ж е вы клю чателей н агрузки требует вме­ ш ательства дежурного персонала д л я возвращ ения А В Р в исходное положение. В зависимости от требований к надеж ности электроснаб­ 26 ж ен и я А В Р осущ ествляется н а стороне ВН (> 1 кВ) или Н Н (< 1 кВ). Схемы А В Р строят с применением холодного или горячего резерва. Б ы ваю т А В Р одно- и двухстороннего действия. Пример односторон­ него - при выходе из строя основного ввода вклю чается резервный. Пример двухстороннего - вклю чение секционного вы клю чателя при выходе любой из двух питаю щ их взаиморезервируем ы х линий. При вы полнении защ и ты и автом атических устройств д л я распре­ делительны х сетей характерно использование простейш их средств с м и н им альн ы м числом используемой аппаратуры . Д ля защ иты внутренних сетей ж и л ы х и общ ественных зданий 380/220 В прим е­ н яю тся п лавки е предохранители и автоматические воздуш ны е вы ­ клю чатели. Кроме того, силовые ЭП часто защ и щ аю тся от перегруз­ ки с помощью тепловых реле, встроенны х в м агнитны е пускатели. Но поскольку кон такты м агн и тн ы х пускателей не рассчитаны на отклю чения токов К З, то необходимо дополнительно устанавливать в этих цепях предохранители или автом атические вы клю чатели для защ и ты от КЗ. Все электросети долж ны иметь защ иту от токов КЗ с наименьш им временем отклю чения и обеспечением по возможности требований се­ лективности. Первое требование обеспечивается правильным выбором аппаратов защ иты , их защ итной характеристикой. Что касается селек­ тивности действия, то ПУЭ требуют ее соблюдения по возможности. Ц елесообразно т а к вы бирать и разм ещ ать ап п араты защ и ты , чтобы их срабаты вание происходило с некоторы м сдвигом по врем е­ ни по мере их уд ал ен и я в сторону и сточ н и ка п и тан и я. При больш их зн ач ен и ях токов К З возм ож ны н еселективны е срабаты ван и я защ и т и з-за разброса х ар актер и сти к, особенно предохранителей. Д л я ж и ­ л ы х и общ ественны х здан ий треб ован ия быстроты отклю ч ен и я сле­ дует считать более важ н ы м . К ак правило, в ж и л ы х и общ ественны х зд ан и я х силовые сети за ­ щ и щ аю тся только от К З. И склю чен и я составляю т сети к силовым ЭП (лиф ты , п ротивопож арны е устройства и т.п.), отн осящ иеся к I категории по н адеж ности электросн аб ж ени я при ц ен трал и зован ­ ной установке А В Р (например, н а ВРУ). В ы бор и р а з м е щ е н и е а п п а р а т о в за щ и т ы Выбор ап паратов защ и ты проводится с учетом следую щ их т р е ­ бований: н ап р яж ен и е и н ом и нальн ы й ток ап паратов долж н ы соответ­ ствовать н ап р яж ен и ю и расчетному д ли тельн ом у току цепи; 27 - н ом и нальн ы е токи расцепителей автом атически х в ы п р ям и ­ телей и п л а в к и х вставок предохранителей н уж но вы бирать по воз­ мож ности н аи м ен ьш и м и по расчетны м токам эти х участков; - ап п ар аты не долж н ы отклю чать установку при п ерегрузках, в о зн и каю щ и х в услови ях нормальной эксп луатац и и; - до лж н ы обеспечивать надеж ное отклю чение одно- и м ногоф аз­ ны х зам ы к ан и й в сетях с глухозазем ленной нейтралью ; - д о л ж н а быть обеспечена по возм ож ности селективность дей­ стви я защ иты . Выбор сечений проводов и кабелей производится с соблюдением определенных соотношений м еж ду токам и защ и тн ы х аппаратов 1 за и допустим ым и токам и ! доп, т. е. пропускной способностью проводов и кабелей: I доп —1з.а х K J K , где К з - кратность допустимого то ка проводника по отношению к со­ ответствую щ ему току защ итного ап п арата (устанавливается ПУЭ); k n - поправочны й коэф ф ициент н а тем пературу окруж аю щ ей среды. При разм ещ ени и ап паратов защ и ты необходимо руководство­ ваться у к а за н и я м и ПУЭ и СНиП; - ап п ар аты защ и ты следует устан авл и вать во всех то ч ках сети, где сечение проводников ум еньш ается по н ап равлен ию к м естам по­ требления электроэнергии; - до лж н ы устан авл и ваться н а всех нормально н езазем ленны х ф азах; в нулевы х проводах установка не требуется (исклю чения со­ ставляю т сети во взры воопасны х пом ещ ениях кл асса B - I); - н а к в ар ти р н ы х грунтовы х щ и тах устан авл и ваю тся только в ф азн ы х проводах; - зап р ещ ается установка в нулевы х проводах, используемы х д л я зан улен и я; - у становка зап рещ ен а в ц еп ях у п р ав л ен и я и эксп луатац и и. В ы к л ю ч а т е л и н а г р у з к и и вы со к о в о л ь т н ы е п р е д о х р а н и т е л и Д л я вы п олн ен ия защ и ты трансф орм аторны х подстанций (ТП) со стороны 6 - 10 кВ использую тся вы клю чатели н агр у зки (ВН) и п редохранители (П). В ы клю чатель н агрузки (ВН-16) представляет собой м алом ощ ­ ны й вы соковольтны й вы клю чатель, п редназначенн ы й д л я о тк л ю ­ чен и я токов нормального реж и м а. Он имеет простейш ее д угога­ сящ ее устройство с вкл ад ы ш ем из газогенерирую щ его м атериала. 28 Ш ироком у использованию способствую т его м алы е габариты , п ро­ стота ко н стр у кц и и и м а л а я стоимость. Наряду с ВН широкое применение в городских сетях получили предо­ хранители типа ПК (предохранитель кварцевый), которые используются как для защ иты отдельных элементов сетей, так и для автоматических устройств. Силовые предохранители ПК выпускаются на напряжение 6 и 10 кВ с плавкими вставками от 2 до 400 А, предельной разрывной мощ­ ности до 200 МВ х А. полное время отключения составляет 0,005 - 0,007 с, т. е. предохранители ПК являю тся токоограничивающими. Н ар яд у с ВН-16 и П К им ею тся кон струкц и и ВНП-16, сочетаю щ ие у к а зан н ы е ап п араты . Разновидность ВНП-17 имеет устройство для автом атического отклю чен ия ВН при перегорании П. П редохранители кварцевы е п редназначаю тся д л я защ и ты сети от повреж дений внутри трансф орм атора, в кл ю ч ая К3 н а вводах 6 -1 0 кВ и 0,38 кВ трансф орм атора. П ри этом д о л ж н а обеспечивать­ ся селективность их по отнош ению к п редохран ителям , установлен­ ны м н а н ап р яж е н и и 0,38 кВ. При расчете селективности предохранителей н ап р яж ен и ем выш е 1000 В необходимо уч и ты вать разброс защ и тн ы х характери сти к предохранителей. ГОСТом установлено, что разброс характери сти к срабаты ван и я предохранителей р азр еш ается в п ределах ± 2 0 % 1 к з . 3.3. С оставлен и е электр и ч еско й п р и н ц и п и ал ь н о й схем ы Систему электросн аб ж ени я пром ы ш лен ны х п ред п ри яти й услов­ но разд еляю т н а три подсистемы: - внеш нее элект роснабж ение - это электри чески е сети и п и таю ­ щ ие л и н и и н ап р яж ен и ем 3 5 -2 2 0 кВ , соединяю щ ие ТП энергосисте­ мы с п рием ны м и подстан ци ям и п р ед п р и яти я (например, главной понизительной подстанцией (ГПП)); - внут ризаводское элект роснабж ение - это п ри ем н ая подстан­ ц и я п р ед п р и яти я, собственная ТЭЦ и ком плекс электри чески х распредели тельн ы х сетей, располож енны х н а территории предпри ­ я т и я и осущ ествляю щ и х прием, распределение и передачу электро­ энергии к п у н к там п и та н и я (РП , ТП) н а низш ем н ап р яж е н и и п ри ­ ем ны х подстанций п ред п ри яти я: 6 -1 0 кВ; - вн ут рицеховое элект роснабж ение - это ком плекс внутри ц ехо­ вы х ТП, р аспредели тельн ы х сетей, пунктов п и та н и я (РП и ли Ш Р) и сетей непосредственного п и тан и я ЭП н ап р яж ен и ем до 1000 В. Э лектроприем ники к а к эл ектр и ч еская часть технологических агрегатов входят н еотъем лем ы м и элем ентам и в систему электро­ 29 сн абж ени я п ром ы ш лен ны х п ред п ри яти й и во многом определяю т работу этой системы и ее парам етры . Р ацион альн о построенная система электросн аб ж ени я д олж н а отвечать следую щ им требованиям : - суммарные приведенные затраты , связанны е с сооружением си­ стемы и последующей эксплуатацией долж ны быть оптим альны ми; - н адеж ность электросн аб ж ени я д о л ж н а находиться в пределах, реглам ентируем ы х ПУЭ. - при всех расчетны х р еж и м ах работы системы долж но обеспе­ ч и ваться требуемое качество электроэнергии, передаваемой п отре­ бителям. При выборе системы электросн аб ж ени я следует уч и ты вать гиб­ кость системы , т. е. ее приспособляемость к разн ы м р еж и м ам р ас­ п ределения мощ ности, возни каю щ и м в процессе работы. Р ац и о н ал ьн ы й п рин ц ип построения системы долж ен уч и ты вать возм ож ность ее систематического р азв и ти я , т. е. увели чен и е п ро­ пускной способности сети по мере возрастан и я электрической н а­ гр у зки потребителей. С т р у к т у р а ц е х о в ы х э л е к т р и ч е с к и х сет ей Ц еховые сети трехф азного переменного то к а н ап р яж ен и ем до 1000 В вы п олн яю тся по схемам: рад и альн ой , м аги стральн ой , см е­ ш анной и зам кн утой сети. Сети постоянного то к а н ап р яж ен и ем 220 В вы п олн яю тся по р а ­ д и альн ы м и м аги страл ьн ы м схемам. У часток сети, питаю щ и й отдельны й ЭП, н азы вается о т вет вле­ нием , а п итаю щ и й группу ЭП и ли группу распредели тельн ы х ш к а ­ фов - м агист ралью . Р адиальны е схем ы обеспечиваю т вы сокую н адеж н ость электро­ п и тан и я, удобны в эксп л уатац и и , в н их легко могут быть п рим ен и ­ мы элем енты автом атики. Р ад и ал ьн ы е сети, к а к правило, вы п ол н я­ ю тся проводам и и ли кабелям и . Н едостатки: больш ие к а п и тал ь н ы е затраты н а установку расп ре­ д ел и тел ьн ы х ш каф ов (пунктов), проводку кабелей, трудность п ере­ м ещ ения оборудования. По р ад и ал ьн ы м схемам вы п олн яю тся сети насосны х и ли ком ­ прессорны х станц и й, сети п ы л ьн ы х , пож ароопасны х производств. М а ги ст р а льн ы е схем ы п рим ен яю тся д л я п и та н и я силовы х и освети тельн ы х нагрузок равномерно распределенны х по площ ади цеха, а т а к ж е груп пы ЭП одной технологической лин и и . Одна п и та­ 30 ю щ ая м аги стр ал ь обслуж и вает несколько распредели тельн ы х п ун ­ ктов (РП ) и круп н ы е ЭП цеха. В систем ах электросн аб ж ени я п ром ы ш лен ны х п редпри яти й ш ироко п рим ен яю тся ком плектны е трансф орм аторны е подстанции (КТП). Они ко м п лектую тся трехф азн ы м и силовы м и п он и ж аю щ и ­ ми трансф орм аторам и. В химической и нефтеперерабатывающей промышленности д ля пи­ тан и я потребителей 1 -й и 2 -й категории применяю т радиальны е схемы, имеющие автоматическое или ручное включение резервного питания. С хем а выборочной авт о м а т и за ц и и Л и н и я ЛЭП Л1 м ож ет я в л я т ь с я полупетлей (к ак и Л2). Т а к а я схе­ м а п рим ен яется д л я ТП, от которой п итается круп н ы й потребитель, и если необходимо повы сить н адеж ность его электросн абж ени я. В автом атизированной ТП установлены д ва в ы к лю ч ател я н агрузки (ВН1 и ВН2). ВН1 - заводской кон струкц и и , а ВН2 - с переставлен­ ной п руж иной. Т аки м образом, ВН1 м ож ет автом атически о тк л ю ­ ч аться, а ВН2 - вклю чаться. В нормальном реж и м е ВН1 вклю чен, а ВН2 - отклю чен (рис. 3.1). При К З в точках К1, К2 релейная защ и та (РЗ) отклю чает В1. По ф акту исчезновения н ап ряж ен и я в ТП3 автоматически отклю чается ВН1 и вклю чается ВН2. Потребители ТП3 подклю чаю тся к резервной линии ЛР, получаю щ ей питание от РП2. Потребители ТП1, 2, 8 , 9 теТП7 УГУ. ТП6 К~ДТП5Ю^ ТП4 Р 6-10 кВ Л1 ТП1 РП1 В1 Лр ТП2 ТП8 Л2 РП2 / ТП9 iК2 f К1 16-10 кВ Р ВН1&В>Н|] К3> [] ТН ТП3 [] 0,38 кВ Рис. 3.1. Схема элект роснабж ения с применением выборочной авт ом ат изации 31 ряю т питание. Трансформатор н ап ряж ен и я ТН на ТП3 предназначен для контроля за наличием н ап ряж ен и я на ЛР. При коротком зам ы к ан и и в точке КЗ отклю чаю тся Л1 и Л 2. При этом теряю т питание все ТП и их потребители. Но короткое зам ы к а­ ние н а ш и н ах 10 кВ ТП маловероятно. Поэтому этот реж и м в качестве расчетного не берется. П рим еняется д л я п и тан и я ЭП II категории. С хем а избират ельного резервирования В автом атизи рован ны х ТПЗ установлены 3 ВН: ВН1, ВН2 - за ­ водской ко н стр укц и и , ВН3 - с переставленной пруж иной. В нор­ м альном реж и м е ВН1, ВН2 вклю чены , ВНЗ - отклю чен. Н а выходе из ТП3 установлен трансф орм атор то к а ТТ. П ри коротком за м ы к а ­ нии в точке К1 РЗ отклю чает В1 (рис. 3.2). Схема работает т ак , к а к и схема, оп и сан н ая ран ее (так к а к через ТТ им пульс не проходит). По ф ак ту исчезновения н а п р я ж е н и я от­ клю ч ается ВН1, затем вклю чается ВНЗ. Резервное п и тан и е от РП2 п олучаю т ТПЗ и все ТП, подклю ченны е за ТПЗ (ТП 6 , ТП7). При К З в точке К2 отклю ч ается В1. По ф ак ту исчезновения н а­ п р я ж е н и я о тклю ч ается ВН2, а ВН1 остается вклю ченны м , в кл ю ча­ ется ВНЗ. Резервное п итани е получаю т ТПЗ и все ТП, располож ен­ ные м еж ду ТП1 и ТПЗ. Трансф орматор то к а ТТ обеспечивает переклю чение в схеме А В Р так и м образом, что им пульсы н а отклю чаю щ ую к а ту ш к у ВН1 или ВН2 поступаю т при отсутствии (наличии) и м п ульса то к а короткого Рис. 3.2. Схема элект роснабж ения с применением избират ельного резервирования З2 з а м ы к а н и я , проходящ его через ТТ. Р еал и зуется это с помощью то ­ кового реле и вспом огательны х реле. При коротком зам ы к ан и и в точке КЗ работа аналоги чн о преды ­ дущ ей схеме. П ри м ен яется д л я п и та н и я ЭП II категории. А В Р н а конт а кт о р а х В н орм альном р еж и м е вклю чен ы ко н так то р ы К1 и К 2, а КЗ и К 4 отклю чен ы . П ри исчезновении н а п р я ж е н и я н а сек ц и и С1 о т­ клю чен К1 и вклю чен КЗ. С екц и я С1 п олучает п и тан и е от т р а н с ­ ф орм атора 2. А н ал оги чн о работает схем а при исчезновении н а п р я ­ ж е н и я н а секц и и С2(рис 3.3). К онтакторы необходимо вы бирать н а н агр у зку одной секции; А В Р н а к о н так торах м онтируется обычно н а двух п ан ел ях , н а кото­ ры х разм ещ аю тся кон такторы , п редохранители и т. п. Особенностью этой схемы является наличие механической блокиров­ ки от одновременного включения контакторов К1 и КЗ или К2 и К4. Кро­ ме того, в схеме предусмотрено самовосстановление нормального режима. В м ехан ической блокировке предусмотрен лю фт, которы й обе­ спечивает самовосстановление нормального р еж и м а. Н априм ер, при восстановлении н ап р я ж е н и я н а стороне низкого н ап р я ж е н и я Т1 о тклю ч ается КЗ и вкл ю чается К1. Это обеспечивается тем, что при этом як о р ь К1 начинает д ви ж ени е н а вклю чение. Рис. 3.3. Схема элект роснабж ения с применением А В Р на конт акт орах 33 Но полному включению препятствует м еханическая блокировка пока КЗ включен. Однако люфт к а к раз и обеспечивает возможность срабатывания блок-контакта К1, разрывающего цепь питания катуш ­ ки КЗ; далее КЗ отклю чается, обеспечивая возможность вклю чения К1. С хем а А В Р н а ко н т а к т о р а х с ограниченны м резервированием В нормальном реж име включены контакторы К1, К5, К2, К 6 . К аж ­ дая секция (1 и 2) разделена на две части. Ответственные потребители подключены к частям С1 и С2, а неответственные - к С1' и С2'. (рис. 3.4). Рис. 3.4. Схема электроснабжения с применением АВР на контакторах с ограниченным резервированием с учетом взаимосвязи секций Рис. 3.5. Схема электроснабжения с применением АВР на контакторах с ограниченным резервированием 34 При исчезновении н а п р я ж е н и я н а С1 отклю ч аю тся К1 и К5, вклю чается КЗ, обеспечивая резервирование только потребителей, подклю ченны х к С1. В отдельны х с л у ч аях загр у зк а тран сф орм а­ тора в норм альном р еж и м е м ож ет превы ш ать 90 %, если н еответ­ ственны е потребители подклю чены к частям С1' и С2'. Эта схема по­ зволяет у м еньш и ть число ТП, за гр у ж а я Т1 и Т2 в больш ей степени, чем п р ед ы д у щ ая схема. В озм ож ны й вари ан т схемы с ограниченны м резервированием приведен н а рис. З.5. З5 4. П РО ТИ В О А ВА РИ Й Н О Е У П РА В Л Е Н И Е В СИСТЕМ АХ Э Л Е К Т Р О С Н А Б Ж Е Н И Я 4.1. В л и я н и е реж и м ов р аб о ты схем эл ектр о сн аб ж ен и я н а си стем ы у п р а в л е н и я и за щ и т ы П роизводство электри ческой энергии обладает рядом особенно­ стей, определяю щ их специф ику у п р ав л ен и я и степень автом ати за­ ц ии энергети чески х объектов: 1. Т ерри тори альная разобщ енность мест производства и мест по­ требления обусловливает необходимость создан и я н ад еж н ы х св я­ зей м еж ду у зл ам и производства и потребления, которы е создаю тся электр и чески м и сетям и р азл и ч н ы х уровней н ап р яж ен и я. Б о л ь ш а я к о н ц ен тр ац и я мощ ностей н а эл е к тр о ста н ц и я х и весь­ м а б о льш ая рассредоточенность мест п отреб лен и я при полной э л е к т р и ф и к ац и и всей стр ан ы вы зы вает п оявл ен и е п р о тяж ен н ы х л и н и й электроп ередачи и создание систем ообразую щ их сетей сверхвы сокого н а п р я ж е н и я переменного то к а 750 кВ с п ерсп ек ти ­ вой д ал ьн ей ш его п овы ш ен и я н а п р я ж е н и я д ал ь н и х электр о п ер е­ дач до 1150 кВ. 2. Э лектри ческая энерги я не ск лади руется и потребляется н е­ преры вно, что вы зы вает необходимость п оддерж ан ия балан са а к ­ тивной мощ ности - производим ой и потребляемой. Д л я осущ ест­ вл ен и я передачи электрической энергии с мест производства к м е­ стам потребления необходимо непреры вно поддерж ивать и баланс р еакти вн ы х мощ ностей. 3. Т ехнологическая и экон ом ическая целесообразность п ар ал ­ лельной работы источников электри ческой энергии, обеспечива­ ю щей н адеж ность взаим ного резерви рован и я, рац и ональн ое р а з ­ мещ ение резервов, ум еньш ение в л и я н и я сл у ч ай н ы х изм енений н агр у зки , оптим альность р еж и м а работы с м иним ум ом трудовы х затрат н а производство электри ческой энергии. 4. Н ал и ч и е сл уч ай н ы х изм енений н агр у зки в м естах потребле­ н и я д аж е при условии достаточно точного п л ан и р о в ан и я и п ро­ гн озирован и я изм енений п ром ы ш лен ны х нагрузок в соответствии с п лан ам и работы и р азв и ти я п ром ы ш лен ны х п редпри яти й . Кроме того, возм ож ны случай ны е н аруш ен и я процесса производства, вы ­ зван ны е авар и й н ы м состоянием отдельны х объектов. 5. С ложность явл ен и й , происходящ их при и зм ен ен и ях р еж и м а работы электр и чески х объектов, возникновении авари й н ы х си туа­ ц ий и их л и к в и д ац и и . З6 6 . Бы стротечность электром агн и тн ы х и электром ехан ических процессов при и зм ен ен и ях и авари й н ы х н аруш ен и ях р еж и м а рабо­ ты в электрической части производства и распределени я энергии. 7. В ы сокая насы щ енность м аш и н ам и , ап п аратам и и м ех ан и з­ м ам и всего процесса и отсутствие непосредственного человеческого труда в нем. Ч еловек л и ш ь у п р ав л яет и контролирует р еж и м рабо­ ты и состояние работы энергети чески х объектов. У казанн ы е особенности электроэнергетического производства обусловливаю т необходимость непреры вного и централизованного у п р ав л ен и я реж им ом работы всех энергети чески х объектов, у ч а ­ ствую щ их в производстве и распределении электрической энергии. Такое у п равлен ие н азы вается диспетчерским . Д испетчерская сл уж б а строится н а и ерархическом прин ц ип е со­ подчинения оперативного п ерсон ала ЭС снизу вверх. Первую ступень управления образует деж урны й персонал электро­ станций, диспетчерский персонал предприятий электрических и те­ пловых сетей и персонал крупны х подстанций. Н а этой ступени про­ исходит непосредственное управление технологическим процессом производства, распределения и реали заци и электрической энергии. Второй ступенью я в л я е т с я диспетчерская сл уж б а ЭС, которой при оперативном уп равл ен и и реж им ом работы энергосистемы под­ ч и н яется весь оперативны й персонал первой ступени. Третью ступень образует объединенное диспетчерское у п р ав л е­ ние, оперативно у п равл яю щ ее реж им ом работы м еж си стем ны х св я­ зей с диспетчерского п у н к та ОЭС. Выполнение перечисленных задач при указан н ы х особенностях электроэнергетического производства возможно только н а основе ав ­ томатизации управления процессом производства и распределения электроэнергии, обеспечиваемой ком плексам и взаимодействующих автоматических устройств, которые и составляют различны е виды автоматики электроэнергетических систем. Под авт ом ат ическим по­ ним ается управление процессом производств, передачи и потребления электроэнергии в целом без непосредственного участия человека. Н а современном этапе автом атическое уп равлен ие п роизводится отдельны м и электроэнергети чески м и объектам и и их взаим одей­ ствую щ им и совокупностям и. У правление процессом производства и передачи электроэнергии в целом п ока ещ е осущ ествимо лиш ь при некотором оперативном вм еш ательстве человека - диспетчера электроэнергетической системы (ЭС). Такое уп равлен ие н азы вает­ ся авт о м а т и зи рованны м . Оно р еали зуется автом атизированной системой диспетчерского у п р ав л ен и я (АСДУ), важ н ей ш ей частью 37 которой я в л я е т с я у п р ав л яю щ и й вы ч и сл и тел ьн ы й ком плекс, р ас­ полож енны й н а диспетчерском п ун к те (ДП) электроэнергетической системы. В н астоящ ее врем я в связи с внедрением микропроцессоров р а з ­ рабаты ваю тся ком плексны е (интегрированны е) автом атические системы у п р ав л ен и я реж и м ам и работы блоков электри чески х стан ­ ций , узловы х общ есистемны х подстанций и м аги стр ал ьн ы х п ере­ дач высокого и сверхвы сокого н ап р яж ен и я. М икропроцессорные устройства имеют следующие преимущества: - м ногоф ункциональность и м алы е разм еры ; - возмож ность удаленного и зм енения настрой ки и програм м ы ф у н кц ион и рован ия; - автом атическое тестирование и сам одиагностика; - вы дача оператору инф орм ац ии о состоянии электроэнергети че­ ского объекта; - р еги стр ац и я и хранение инф орм ац ии о р азв и ти и авари й ны х си туац и й , ф у н кц и он и рован и я и эф ф ективности действия устрой­ ства автом атического уп равлен и я; - возмож ность вхож д ен ия в состав автом атического уп равл ен и я электрической станцией, электроэнергетической системой и т.д. 4.2. В иды систем п р о ти в о ав ар и й н о й ав то м а ти к и Оборудование и средства противоаварийного у п р ав л ен и я к а к общ есистемны х, так и л о к ал ь н ы х систем противоаварийной авто­ м ати к и (ПА) разм ещ аю тся н а энергети чески х объектах сетевы х и генерирую щ их ком п ан и й , а т а к ж е потребителей электроэнергии. П ротивоаварийную автом атику мож но разд ели ть н а две части: 1. П ро ти во авари й н ая автом ати к а, которая обеспечивает ж и в у ­ честь систем энергоснабж ения (АЧР; АОСН; АОПН; А Л А Р и т.п.), т. е. я в л я е т с я компонентом обеспечения ф ун кц и он и рован и я систем энергоснабж ения. Н али ч и е такой автом ати ки у субъектов р ы н к а м ож ет быть ус­ ловием их допуска к п араллельной работе, и не п одлеж ит оплате, а ущ ербы от ее работы буду рассм атриваться к а к п л ата субъекта за пользование преи м ущ ествам и п араллельной работы. 2. П р о ти во авари й н ая автом ати ка, обеспечиваю щ ая возм ож ­ ность повы ш ения степени использован и я имею щ егося энергети­ ческого оборудования и ли н и й электропередачи при соблюдении требован ия надёж ности. Эта автом ати к а я в л я е т с я серьёзны м под­ спорьем отдельны м субъектам , а т а к ж е всему ры ночному сообщ е­ 38 ству, но ее эф ф ективность зависит от р я д а ф акторов и р а зл и ч н а для р азн ы х субъектов. С истемны й оператор, орган и зую щ и й техн ологически й процесс п араллельной (совместной) работы участн и ков р ы н к а и ф у н к ц и о ­ н ирование последнего, долж ен организовать оптим альное исполь­ зование всех видов П А , определить реж и м н ы е огран и чени я с их использованием , вы дать реком ен дац ии по соверш енствованию П А , однако обеспечить создание и эксп луатац и ю П А , ее эф ф ективность могут л и ш ь соответствую щ ие субъекты ры н ка. Т ак, при ограниченной пропускной способности л и н и й электро­ передачи использование П А позволяет вы дать в объединенную энергосистему (ОЭС) полную мощ ность электростанц и й ценой э к с­ тренного автом атического сн и ж ен и я мощ ности до допустимой в е­ л и ч и н ы в случае аварийного отклю чен ия одной из л и н и й электро­ передачи. Т ак ая необходимость сущ ествует п ракти ч еск и н а всех кр у п н ы х электр о стан ц и ях , и скл ю ч ая АЭС. При ограниченной пропускной способности тран зи тной сети ОЭС использование П А позволяет осущ ествлять передачу дополн и тель­ ной (в сравнении с допустимой по н адеж ности без ПА) мощ ности из одного региона в другой, если это необходимо д л я обеспечения энер­ госн абж ени я либо по ком м ерческим соображ ениям . П ри аварийном отклю чении ли н и й электропередачи либо возникновении опасны х реж им ов работы сети в этом случае п роизводится экстр ен н ая авто­ м ати ч еск ая р азгр у зк а сети путем отклю ч ен и я части потребителей (САОН) с одной стороны и р азгр у зк а электростанц и й с другой сторо­ ны повреж денного у ч астк а сети. С ист ем а авт ом ат ической част от ной р а згр у зк и (АЧР) обеспе­ чивает сохранность энергоснабж ения ж и зн ен но в аж н ы х токоп ри ­ ем ников потребителей и предотвращ ает останов электростанц и й и полное погаш ение региона при его отделении от ЕЭС ценой экстрен ­ ного автом атического отклю чен ия значительной части менее ответ­ ственны х токоприем ников потребителей. С ист ем а авт ом ат ической р а згр у зк и при пониж ении напряж е­ н и я (АОСН) подобным ж е образом предотвращ ает полное обесточение региона в случае аварийного отклю чен ия основного питаю щ его энергетического оборудования электростанц и й и сетевы х ком п а­ ний и чрезмерной п ерегрузки оставш егося в работе оборудования, следствием чего и я в л я е т с я опасное сн и ж ен и е н ап р яж е н и я. С ист ем а авт ом ат ической л и к в и д а ц и и а си н хр о н н ы х реж имов (А Л А Р) обеспечивает автом атическое разделени е тр ан зи тн ы х сетей в случае н аруш ени я устойчивости п араллельной работы регионов З9 и тем сам ы м предотвращ ает повреж дение оборудования и останов несинхронно работаю щ их электростанц и й. 4.3. А в то м ати зи р о в ан н о е д испетчерское у п р ав л ен и е П остроение эф ф екти вн ы х АСДУ связано с использованием си­ стем искусственного и н тел л екта в виде эксп ертн ы х систем, и нф ор­ м аци он ны х систем поддерж ки реш ений персонала, искусственны х нейронны х сетей д л я у п р ав л ен и я установи вш им ися р еж и м ам и ЭЭС в реж и м е On-line, в р еж и м е O ff-line; д л я у п р ав л ен и я д и н ам и ч еск и ­ ми р еж и м ам и ; д л я вы п олн ен ия переклю чений в п ослеаварийны х р еж и м ах . Обеспечение надеж н ости работы ЭЭС осущ ествляется работой следую щ их субъектов энергетического ры нка: 1. В обязанности технологического диспетчера н а высш ем уров­ не (системного оператора) по обеспечению надеж н ости электросн аб­ ж е н и я входят: - обоснование принципов, схем и уставок релейной защ и ты , электросетевой и противоаварийной автом атики; - р азр аб о тк а реж им ов работы ОЭС и кон троль за их соблю дени­ ем н а всех ступ ен ях иерархии технологического у п р ав л ен и я в части проведения расчетов реж им ов работы энергосистем и энергообору­ довани я, настрой ки релейной защ и ты , реж им ной и противоаварийной автом атики. 2. Генерирую щ ие ком пани и долж н ы обеспечивать: - н ад еж н ую п оставку электроэнергии н ад леж ащ его качества, д л я чего обеспечивать поддерж ание своего технологического обо­ рудования, систем защ ит, автом атического кон троля и уп равл ен и я в эксплуатационной готовности, сохранение нормального у ровн я их работоспособности в соответствии с норм ативны м и докум ентам и и заводским и и н струкц и ям и ; - вы полнение расчетов реж им ов работы энергооборудования электростанц и и, выбор парам етров н астрой ки релейной защ и ты и автом атики элементов станции. 3. Сетевые компании долж ны обеспечивать выполнение расчетов режимов работы электрооборудования подстанций и выбор параметров настройки релейной защ иты и автоматики элементов подстанций. 4. Энергосбытовые о рган и зац и и д олж н ы обеспечить у потреби­ телей установленны й системны м оператором разм ер н агрузки , под­ клю ченной к устройствам АЧР, САОН, участие в гр аф и к ах огран и ­ чений и отклю чений потребителей. 40 5. К вал и ф и ц и рован н ы е и другие потребители электроэнергии долж н ы обеспечить вы полнение требований сетевой ком п ан и и и системного оператора к схеме присоединения к сети, обеспечению надеж ной работы и х электропотребляю щ его оборудования, систем защ и т, автом атического у п р ав л ен и я и контроля. 4.4. Н орм ы к а ч е ств а электр и ч еско й энергии Н орм ы к а ч е ств а э л ек тр и ч еск о й эн ерги и (КЭ) я в л я ю т с я у р о в ­ н я м и эл е к тр о м а гн и тн о й совм ести м ости д л я к о н д у к ти в н ы х э л е к т р о м а г н и т н ы х помех в си стем ах э л е к тр о сн аб ж е н и я общ его н азн ач ен и я . П ри соблю дении у к а з а н н ы х норм об есп еч и вается э л е к т р о м а г н и т н а я совм ести м ость э л е к т р и ч е с к и х сетей систем э л е к т р о сн аб ж е н и я общ его н а зн а ч е н и я и э л е к т р и ч е с к и х сетей п о­ тр еб и тел ей эл е к тр и ч е ск о й эн ерги и (п ри ем н и ков эл ек тр и ч еск о й энергии). К о н д у кти вн ая эл ектр о м агн и тн ая помеха в системе электросн аб­ ж е н и я - электр о м агн и тн ая помеха, р асп р остран яю щ аяся по эл е­ ментам электрической сети. С тандартом устан авл и ваю тся следую щ ие п оказатели качества электроэнергии (ПКЭ): - установивш ееся отклонение н а п р я ж е н и я 5Uy; - р азм ах и зм енения н а п р я ж е н и я 5Ut - доза ф л и к ер а P t; - коэф ф ициент и ск а ж ен и я синусоидальности кривой н а п р я ж е ­ н и я K u, - коэф ф ициент n -й гармонической составляю щ ей н ап р яж е н и я K U(n); - коэф ф ициент несим м етрии н ап р яж ен и й по обратной последо­ вательности K 2 u, - коэф ф ициент несим м етрии н ап р яж е н и й по нулевой последова­ тельности K qu, - отклонение частоты Д/; - д лительность п ровал а н а п р я ж е н и я Д ^; - импульсное н ап р яж ен и е и имп; - коэф ф ициент временного п ер ен ап р яж ен и я К пери. При определении значений некоторы х ПКЭ стандартом вводятся следую щ ие вспомогательны е п арам етры электрической энергии: - интервал м еж ду изм ен ен и ям и н а п р я ж е н и я Д^_ ; + 1 - глубина п р овал а н а п р я ж е н и я 5Un; - частота п о явл ен и я провалов н а п р я ж е н и я Fn; 41 Т аблица 4.1 Свойства электрической энергии Свойства электрической энергии Показатель КЭ Наиболее вероятные причины (виновники) ухудшения КЭ Отклонение напряжения Установившееся отклонение напряжения SUy Энергоснабжающая организация Колебания напряжения Размах изменения напряжения 8Ut Доза фликера Pt Потребитель с переменной нагрузкой Коэффициент искажения синусоидальности кривой Несинусоидальнапряжения К ц ность напряжения Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения Кц(п) Потребитель с нелинейной нагрузкой Несимметрия трехфазной системы напряжений Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K 2 U Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности К и Потребитель с несимметричной нагрузкой Отклонение частоты Отклонение частоты Лf Энергоснабжающая организация Провал напряжения Длительность провала напряжения Atn Энергоснабжающая организация Импульс напряжения Импульсное напряжение и имп Энергоснабжающая организация Временное перенапряжение Коэффициент временного перенапряжения К перц Энергоснабжающая организация - д лительность им п ульса по уровню 0,5 его ам п л и туды Л^ м п 0 5 ; - д лительность временного п ер ен ап р яж ен и я Л£перУ. В табл. 4.1 приведены свойства электрической энергии, п о к аза­ тели , их х арактери зую щ и е, и наиболее вероятн ы е п ричи ны ухуд­ ш ени я качества электроэнергии. 42 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА 5.1. Структура курсового проекта В задание на курсовой проект входит: - наименование темы; - ситуационный план цехов предприятия; - данные о суммарной установленной мощности электроприемни­ ков цехов; - сведения об источниках питания (название и уровни напряж е­ ния подстанций энергосистемы). Номер варианта задания на курсовой проект определяется руко­ водителем курсового проекта (Прил. А). О бъем и содерж ание курсового проект а Расчет но-пояснит ельная записка В расчетно-пояснительной записке должны быть приведены характе­ ристики исходных данных для проектирования, объяснение хода и по­ следовательности рассматриваемых вопросов и обоснование всех приня­ тых решений, указаны методы расчетов, приведены все расчетные фор­ мулы, необходимые числовые подстановки в них и результаты расчетов. Объем пояснительной записки 3 0 -5 0 страниц. Записка должна содержать следующ ие разделы: Введение (излагаются тема проекта, исходные данные и цель про­ екта, современные технические решения по разрабатываемой теме). 1. Расчет электрических нагрузок, в том числе: - компенсация реактивных нагрузок; - определение теоретического центра электрических нагрузок на основе построения картограмм. 2. Выбор схемы внешнего электроснабжения. 3. Выбор схемы внутреннего электроснабжения. 4. Расчет токов короткого замыкания. 5. Выбор оборудования ГПП и ГРП. 6 . Релейная защ ита и автоматика. Выводы. Перечень ссылок. Граф ическая часть Курсовой проект долж ен содержать один лист графической ча­ сти, на котором приведены принципиальная схема электроснаб­ 43 ж ения предприятия и схема релейной защ иты одного из его эл е­ ментов. Оформление Титульный лист выполняется в соответствии с требованиями, подписывается студентом и руководителем проекта. Пояснительная записка должна иметь нумерацию страниц, ри­ сунков и ссылки на литературные источники. Все результаты расче­ тов рекомендуется сводить в таблицы или отображать на графиках. Все схемы выполняются в соответствии с требованиями стандартов. К рат ки е м ет одические ук а за н и я к р а сч ет у от дельны х р а зд е л о в курсового проект а 5.2. Расчет электрических нагрузок Расчетная электрическая нагрузка для отдельных цехов опреде­ ляется по методу коэффициента использования электрооборудова­ ния [2 ]: Pp = K Р уст ’, -“-и^ Qp = -Pptgf где К и - обобщенный коэффициент использования электропотре­ бителей цеха, принимается по справочным данным [3, 4]; Руст суммарная установленная мощность цеха, кВ; tgф - тангенс ф - ко­ эффициент мощности потребителей цеха. Расчетная активная осветительная нагрузка i-го цеха рассчиты­ вается по формуле Pp.o = К и.о XРуд.о XF X 1 0-3где К и.о - коэффициент использования освещения [2]; Р уд.о - удель­ ная мощность освещение, Вт/м 2 [2]; F - площадь цеха, м2. При выполнении освещения люминесцентными лампами нужно определять такж е реактивную мощность. Реактивная осветительная мощность, квар: ^р.о = Р р.оtgф0 , где tgфo - коэффициент реактивной мощности [2 ]. Площадь цехов F (необходимая для расчетов освещения) берется из ситуационного плана. Удельная мощность освещения принима­ ется в пределах от 10 до 20 Вт/м 2 для внешнего освещения 0,2 Вт/м2. 44 Коэффициент использования освещения для внешнего освещения принимается равным 1 . Площадь территории предприятия определяется по ситуационному плану вычитанием из общей площади предприятия площади цехов. Результаты расчетов нагрузок сводятся в таблицы (Прил. Б, табл. Б.1 и Б.2). Суммарная расчетная нагрузка по предприятию: Р рЕ = Кр.м(Рр.н + Р р.в) + ДРТ + Р р.о., ФрЕ = К р.м(®рн + ®р.в) + Д®Т + ®р.о., где К р.м - коэффициент разновременности максимума, принимает­ ся равным 0,8 5 -1,0; Р р.н, фр.н - расчетная активная (реактивная) низковольтная электрическая нагрузка предприятия, кВт (квар); Р рв, фрв - расчетная активная (реактивная) высоковольтная элек­ трическая нагрузка предприятия, кВт (квар); ДР т, Д $ т - потери ак­ тивной (реактивной) мощности в трансформаторах цеховых транс­ форматорных подстанций (ТП); Р р.о., Фр.о. - расчетная активная (реактивная) осветительная нагрузка предприятия, кВт (квар). Поскольку цеховые ТП еще не выбраны, ориентировочно актив­ ная и реактивная мощность потерь в трансформаторах ТП опреде­ ляется по формулам: Д Р = 0,02Sp.H, ДО р = 0,1Sp.H, где 5 р.н - полная расчетная мощность низковольтной нагрузки, кВА. 5.3. К омпенсация реактивной мощности Необходимую суммарную мощность устройств, которые компен­ сируют потребленную реактивную мощность, можно определить по следующей формуле [6 ]: Фк.у = ®н1 - Q экон’ где QK 1 - суммарная реактивная нагрузка предприятия в часы максимума нагрузки энергосистемы, квар; ф экон - экономически обоснованное значение реактивной мощности, которое может пе­ редаваться предприятию из энергосистемы в часы ее максимума нагрузки. Значение Q K 1 определяется по формуле Фн1 = К н1 ®рЕ> где К н 1 - коэффициент расхождения максимума нагрузки предпри­ ятия с максимумом в энергосистеме (Прил. Б, табл. Б. 3); 45 Величину ©экон определяют следующим образом: ©экон = а Р рЕ’ где а - коэффициент, который лучше всего принять равным 0,25 (по аналогии с требованиями) [6 ]. Возможная нерегулируемая часть мощности компенсирующих устройств рассчитывается по часам минимума активной нагрузки энергосистемы (22 00 - 700 часов суток): Q (нер) = Q . QK.y _ Qpmin, где Q p min - реактивная нагрузка предприятия во время минимума активной нагрузки по суточному графику нагрузок [2 ], квар. Необходимая регулируемая часть мощности компенсирующих устройств, рассчитывается: Q(per) = Q Q(nep) QK.y _Q K.y QK.y • После этого принимается ближайш ая стандартная мощность комплектных компенсирующих устройств (ККУ) ©кку (необходимо учесть, что нужно устанавливать два ККУ - по одному на каж дую секцию шин 6 -1 0 кВ). Суммарная реактивная мощность после компенсации будет рав­ няться: Qp£ = QpS - QK.K.y • Полная расчетная мощность предприятия с учетом компенсации: 5.4. Построение картограммы и определение теоретического центра электрических нагрузок Для определения местоположения ГПП и цеховых трансформа­ торных подстанций (ЦТП) на ситуационном плане предприятия строится картограмма нагрузок цехов, которая выполняется по ре­ зультатам определения расчетных нагрузок цехов. Картограма строится из условия, что площадь кругов на карто­ грамме в выбранном масштабе равняется полной нагрузке цехов. Радиус круга определяется по формуле 46 где S p i - расчетная низковольтная sp (высоковольтная) нагрузка i-го цеха, кВА; m - выбранный самостоятельно масштаб, кВ А /м м 2. Нагрузка до и выше 1000 В чертит­ ся отдельными кругами. Рассчитанные величины r сводятся в таблицу. Пример картограммы приве­ ден на рис. 5.1. Рис. 5.1. Пример картограммы Для определения местоположения нагрузки ГПП необходимо найти центр электри­ ческих нагрузок. На ситуационный план предприятия произвольно наносятся оси координат X и Y. Координаты центра электрических нагрузок (местоположения ГПП) определяются по формулам: X X s p .X i Y X c p.Yi X o = Т с Г ’ Y o= Т с 7 ’ где Х г, Y i - координаты центра i-го цеха. В случае невозможности расположения ГПП в точке центра электри­ ческих нагрузок его переносят на свободное место на плане, с обоснова­ нием и выводами данного действия. 5.5. Выбор схемы внешнего электроснабжения На основании анализа расчетной нагрузки предприятия, ее рас­ стояния от источников питания и ее параметров, принимается ре­ шение о необходимости сооружения ГПП или главного распредели­ тельного пункта (ГРП). Число трансформаторов ГПП зависит от категории надежности потребителей на предприятии [7]. Условно принимается II катего­ рия цехов (что требует установки 2 трансформаторов). Необходимая мощность трансформаторов на ГПП выбирается в соответствии с [8 ]. S ^ = (0 , 6 - 0 ,7 ^ , После этого выбирается ближайш ая стандартная мощность трансформаторов ГПП Sg.x и их технические параметры. Вычисля­ ются коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном реж им ах работы системы: ^ ТГ „ — ТГ К~ З.н —--------, 2 с 9 К з.а 2с н.т ^ с с н.т 47 Если в послеаварийном реж име перегрузка трансформатора пре­ вышает допустимую 1,4, то необходимо рассмотреть возможность отключения части потребителей III категории в этом реж име или принять более мощный трансформатор. На основании анализа возможных источников питания, имею­ щихся уровней напряжения, расстояния от предприятия, а такж е мощности самого предприятия намечаются два варианта внешнего электроснабжения. Дается краткая характеристика предлагаемых вариантов, причем преимущество отдается простейшим решени­ ям [7]. Как правило, выбираются ВЛЭП. Определяются потери мощности в трансформаторах ГПП и рассчи­ тываются нагрузки предприятия с учетом потерь в трансформаторах. Потери мощности в трансформаторе: ЛРТр = nPx + nPKK32H, Д Q Тp = n ^ ^ ^ p 100 + n ^ S H ТK 32 H , 100 где n - количество трансформаторов ГПП; Р х, Р к - потери холостого хода и КЗ для трансформатора, кВт; К з.н - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном реж им е работы; 1 х - ток холостого хода трансформатора, %; и к - напряжение КЗ для трансформато­ ра, %; 5 н.т - номинальная мощность трансформатора, кВА. Для трехобмоточного трансформатора рассчитываются коэффи­ циенты его загрузки по разным обмоткам: К 3.в .н , К 3 .с .н , К 3.н .н . Потери мощности в трансформаторах ГПП определяются по фор­ мулам: ДРТ = пДРх + n (К 32.В.Н ДРк.В.Н + К з.С.Н ДРк.С.Н + К з.Н.Н ДРк.Н.Н ), Д0 Т = n ^ + nSH Тр ( ^ 10 0 н.тр 10 0 к 22в н + ^ 3.В.Н 10 0 К 32 C н + ^ К 32 н н \ 3.C.H 1 0 0 3.Н.Н / где n - количество трансформаторов ГПП; ДРх - потери холостого хода в трансформаторе, кВт; ДРк.в.н = ДРк.с.н = ЛРк.н.н = 0,5ДРк - по­ тери КЗ для трансформатора, кВт; К з.в н , К з.с.н, К з.н.н - коэффици­ енты загрузки трансформатора в нормальном реж им е для обмоток соответственно высшего, среднего и низшего напряжения; 1 х - ток холостого хода трансформатора, %; ик.в, ик.с, ик.н - напряжения КЗ для обмоток соответственно высшего, среднего и низшего напряж е­ ния трансформатора, %; 5 н.тр - номинальная мощность трансфор­ матора, кВА. 48 Н апряжения КЗ для соответствующих обмоток вычисляются по формулам (согласно паспорту трансформатора), %: u k .B _ u k .B -H + = ------------ u k .B-C u k .B-C u k .C-H + ^k .C u k .C-H - u k .B -H u k .B -H + . u k .C-H " . . 2 . k .H - 2 - u k .B-C 2 ' Расчетная (приведенная) мощность с учетом потерь в трансфор­ маторах: S pE =\j( P pE + A P r p ) + ( Q pE + A Q Tp ) • Выбор сечения питающей линии выполняется по требованиям ПУЭ и проверяется на нагрев (Прил. Б, табл. Б.4). Расчетный ток линии электропередач: SP 'pE Ip = p nS u ’ где n = 2 - количество линий; и н - напряжение питающей линии, кВ. Ток в линии в послеаварийном режиме: I = Sp V 3uH‘ Принятое стандартное сечение линии проверяется по допустимым потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах: Au = P r + QX 100% , U |1 0 3 где P , Q - активная и реактивная нагрузки линии, кВт, квар; r = r 0 l, x = x 0l - активное и реактивное сопротивление линии, которое опре­ деляется по удельным значениям сопротивлений и длине питающей линии, Ом. Потери мощности в линии: Арё = n 3 I l r , AQЛ = n 3I2x 49 Время максимальных потерь, ч/год: 2 т —I 0,124 + 8760, 1 0 0 0 0 где Тм - число часов использования максимума нагрузки [3]. Потери электроэнергии в трансформаторе: Потери электроэнергии в линиях: ЛАла —ДРлТ —Д<5лт Суммарные потери энергии по варианту электроснабжения: 5.6. Технико-экономическое обоснование проектных решений Экономическое сравнение рассмотренных вариантов схем элек­ троснабжения проводится по методу чистой текущей стоимости или по минимуму приведенных затрат. М ет од чист ой т екущ ей ст оим ост и При использовании критериев экономической эффективности капитальных вложений, в частности, предполагается, что произ­ водственный результат и эксплуатационные затраты по годам экс­ плуатации одинаковые. Однако потребление электроэнергии по го­ дам может отличаться. Кроме того, амортизационные отчисления, которые являются доминирующим элементом эксплуатационных затрат, в данное время рассчитываются методом ускоренной амор­ тизации, которая обусловливает принципиально неодинаковые эксплуатационные затраты по годам эксплуатации. Поэтому технико-экономическое обоснование проектных реш е­ ний нужно выполнять методом чистой текущей стоимости: реали­ зация проекта целесообразна, если за период реализации проекта величина чистой текущ ей стоимости (NPV) положительная, при50 чем, чем большее значение NPV, тем более привлекательным, явля­ ется проект. Ч ист ая т ек ущ а я ст оимост ь (NPV), или инт егральны й экон о­ м ический эф ф ект - это различие валового дохода, рассчитанного за период реализац ии проекта, и всех видов затрат, поды тож ен­ ных за тот ж е период, с учетом фактора времени (с учетом р аз­ новременных доходов и затрат к их современной стоимости, т. е. к моменту начала проекта). При расчете NPV обычно принима­ ется, что инвестиционны е затраты учиты ваются к началу года, а обратные денеж ны е потоки (чистый доход проекта и налоговые выплаты) - на конец года. Такое предполож ение отображ ает тот факт, что средства, которые инвестирую тся в течение года, уж е в начале этого года долж ны быть выведены из коммерческого оборота и доходов инвестору в этот год не принесут, а годовые об­ ратные денеж ны е потоки в полном объеме будут сформированы лишь в конце года. Если все инвестиционные затраты осуществляются единовре­ менно в первый год строительства системы электроснабжения, то: ANPV = t= 1 [I Г -(3 В(1 - 3 В(2 )р„ + ( A ti - A t2 ) 2 а п - -----— [ ( l + ^НД ) J - ( I E t1 - IE t2 ^ где Тэ о - период экономической оценки инвестиции, лет; а п налоговая ставка (ставка налога на прибыль), а п = 0,25 1 / год; Рп = 1 - 2 а п = 1 - 2 х 0,25 = 0,5; 3 В , A 1 , I E 1 - показатели более доро­ гого варианта с точки зрения инвестиционных затрат (IE 1 > IE 2 ); 3 В , A 2 , IE 2 - показатели более дешевого варианта с точки зрения инвестиционных затрат; IE, - инвестиционные затраты по вариан­ там; Е н - нормативная эффективность инвестиций в энергетике. Амортизационные отчисления по вариантам: A = 100 К л + л Коб, 100 06 где Кл, Коб - капиталовложения в линию и электрооборудование, тыс. руб.; (стоимость ЛЭП определяется через цену 1 км ЛЭП на ее длину, стоимость оборудования учитывает стоимость обору­ дования ГПП: трансформаторов ГПП, выключателей на стороне высшего напряж ения, разъединителей, разрядников, стоимость сооруж ения открытого распределительного устройства); Н а ё , 51 #а.об. - норма амортизационных отчислений на линии и оборудо­ вание, 1/год [3]. Инвестиционные затраты по вариантам: IE = К л + К об + К уд (Д л + д тр), где К л, Коб - капиталовложение в линию и электрооборудование, тыс. руб.; К®Д - удельная стоимость дополнительного оборудова­ ния для покрытия потерь мощности в сети, тыс.руб./кВт. Годовые затраты, вызванные потерями электроэнергии: З в; = Цэл.а ДАа1.1 + Цэл.р ЛАр1.1, где Цэл.а, Цэл.р - средняя себестоимость активной и реактивной энергии на период выполнения проекта; ДАа£. , ДА^ - суммарные потери активной и реактивной энергии по вариантам. Результатом расчетов является график зависимости ЛN PV(t). Ис­ ходя из графика, можно сделать вывод относительно целесообразно­ сти дополнительных инвестиционных затрат. Если график пересекает ось абсцисс в пределах величины заданного срока окупаемости проек­ та, то выбирается вариант с большими инвестиционными затратами. В ином случае дополнительные инвестиционные затраты неце­ лесообразны, поэтому выбирается вариант с меньшими инвестици­ онными затратами. Необходимое электрооборудование принимается предваритель­ но по номинальным данным без проверки его на стабильность дей­ ствия от токов КЗ. Стоимость дополнительного оборудования для покрытия потерь мощности в сети и стоимость потерь электроэнергии принимаются соответственно действующим ценам на период выполнения проекта. М ет од м и н и м ум а п риведен ны х годовы х зат рат Приведенные затраты по варианту определяются по формуле С = Е н К + И2 , где Е н - нормативный коэффициент эффективности капиталовло­ ж ений, 1/год; К = К эс + К об + К л - суммарные капиталовложения; И^ = Ида + Иа - суммарные затраты. Суммарные капиталовложения составляются из капиталовложений в дополнительное оборудование для покрытия потерь мощности в сети Кэс, капиталовложений в оборудование Коб и капиталовложений в линию Кл. 52 Стоимость дополнительного оборудования для покрытия потерь мощности в сети: Кэс —К “ (АРЛ+АРтр), Суммарные затраты составляются из амортизационных отчис­ лений в электрооборудование и линию Иа и затрат, которые вызва­ ны потерями электроэнергии И д^. Амортизационные отчисления: И а —а об К об + а л К л , где К об, К л - капиталовложения в электрооборудование и линии, тыс.руб.; а об, а л - норма амортизационных отчислений на оборудо­ вание и на линии, 1/год [3]. Годовые затраты, которые вызваны потерями электроэнергии: И АА1 —Цэл.аAAeLi + Цэл.рAApEi . 5.7. Выбор схемы внутреннего электроснабжения При выборе схемы внутреннего электроснабжения прежде всего про­ водится обоснование выбора уровня напряжения и способа канализа­ ции электроэнергии по территории предприятия. Учитываются много факторов: мощность высоковольтных двигателей и их количество, вза­ имное расположение цехов. Как правило, выбирают напряжение 10 кВ. При наличии сосредоточенной высоковольтной нагрузки на пред­ приятии решается вопрос о сооружении распределительных пунктов (РП). Следует учесть, что при сравнительно небольших расстояниях (100-120 м) от распределительного устройства ГПП до места сосредо­ точения высоковольтной нагрузки и небольшом количестве присо­ единений, сооружение РП может быть нецелесообразно [7]. На основании картограммы нагрузок решается вопрос о разме­ щении цеховых ТП на территории цехов предприятия (одна ТП мо­ ж ет обеспечивать несколько цехов небольшой мощности), выбира­ ется число и мощность трансформаторов на каждой ТП по аналогии с выбором трансформаторов на ГПП. Определяются потери мощности в цеховых трансформаторах, и нагрузка низковольтных потребителей приводится к стороне выс­ шего напряжения ТП. Затем намечаются два варианта схем распределения электро­ энергии по территории предприятия (магистральная или радиаль­ ная), как правило, выполненные кабельными сетями. 53 Производятся расчеты первого варианта. Приводится электриче­ ская схема рассмотренного варианта и ее описание. При составле­ нии схем распределения электроэнергии обращается внимание на рациональные трассы прокладки линий, которые имеют кратчай­ шие расстояния меж ду ТП и не допускают встречных перетоков электроэнергии на отдельных участках сети. Далее по экономической плотности тока определяются необхо­ димые сечения кабельных линий, делается их проверка по допусти­ мому току и потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах. Экономическое сечение линии: F —— , J K где J;,K —1 ,2 -1 ,4 А /м м 2 - экономическая плотность тока в кабель­ ных линиях, выбирается в зависимости от Тм [1]. Выбранное сечение КЛ удовлетворяет условиям нагрева, если 1доп > 21р. Дальнейшая проверка выбранных сечений ведется анало­ гично приведенной методике. Технико-экономическое обоснование проектных решений н уж ­ но выполнять методом чистой текущей стоимости или по приведен­ ным годовым затратам аналогично методике, которая приведена в предыдущем разделе. Стоимость оборудования включает в себя стоимость ячеек КРУ с выключателями и стоимость кабельных линий. Стоимость кабельной линии: Кл —n lK 0 , где l - длина кабельной линии, км; K 0 - стоимость 1 км линии в за­ висимости от способа прокладки линии, тыс. руб./км [9]. При выборе мощ ности цеховы х трансформаторов необходи­ мо стремиться к тому, чтобы число типоразмеров трансформа­ торов не превышало двух-трех. При наличии обоснования воз­ мож но применение на ТП трансформаторов мощностью 1600 и 2500 кВА. Если на предприятии есть высоковольтные двигатели мощно­ стью до 600 кВт, то предполагается их питание от напряжения 6 кВ через понижающ ие трансформаторы при принятом варианте на­ пряжения распределительной сети 10 кВ. Выбор марки кабеля должен проводиться в соответствии со стан­ дартами проектирования электрических сетей. 54 5.8. Расчеты токов короткого замы кания Определение токов короткого замыкания (КЗ) необходимо для проверки выбранного оборудования на термическую и динамиче­ скую стойкость. Расчетным током КЗ для проверки оборудования яв­ ляется ток при трехфазном КЗ. Расчетная схема и схема замещения составляются для режима, когда один трансформатор на ГПП или одна питающая ЛЭП находятся в отключенном состоянии. При этом если нет данных о мощностях энергосистемы, ее можно принять бес­ конечной мощности. Трансформаторы ГПП и питающая линия вво­ дятся в схему замещения расчетными сопротивлениями [2, 4]. Число и местоположение точек КЗ должны быть достаточными для выбора коммутационной аппаратуры на открытом распредели­ тельном устройстве ГПП (разъединителей, выключателей, а такж е ошиновки трансформатора); оборудования на стороне низшего на­ пряжения ГПП (жестких шин, вводных выключателей, секционно­ го и линейных разъединителей) и для выбора релейной защиты. Ис­ ходя из этого, расчетные точки короткого замыкания должны быть на выводах высшего напряжения трансформатора ГПП, а такж е на шинах низшего напряжения ГПП. При наличии на предприятии высоковольтных синхронных или асинхронных двигателей, подключенных непосредственно к ш и­ нам ГПП (или отдаленных на небольшое расстояние), необходимо их учитывать в расчете, так как они могут подпитывать место КЗ током. При этом подпитка от синхронных двигателей учитывается для полного времени отключения КЗ, а от асинхронных двигате­ лей - при ударном токе КЗ. Расчеты тока КЗ ведутся в относительных единицах при базис­ ных условиях. Далее приведен пример расчетов. П ри м ер р а сч ет ов Расчеты выполняются в относительных единицах методом прибли­ женного приведения. Принимаем базисную мощность S 6 = 100 МВА. Напряжение на стороне ВН трансформатора 110 кВ, ЭДС системы Е с = 1,05 о.е. Принимаем базисные условия: и и = 115 кВ; U6n = 6,3 кВ; и бШ= 37 кВ. Находим базисный ток: I 6I = 61 Sб = _ 1 0 0 = 0,502 кА; V3U6I V3 x 115 55 I 6II = 'бШ S6 10 0 V3 u 6ii >/3 х 6,3 S6 100 V 3u6III V3 х 3 7 = 9,16 kA; = 1,56 kA. Мощность КЗ системы находим по отключающей способности выключателя 110 кВ: SK = V 3 u H! откл = 7 3 х 110 х 20 = 3810 MBA. Реактивные сопротивления элементов сети (рис. 5.2): хс = х л = X qIq - SK 3810 = 0,026 о.е.; 10 0 = 0,428 х 10; = 0,032 о.е.; Н 52 6I ср. Xc Хл хт Хт Хт X, Х, Х 3 Х4 Хб Х7 Х9 Х, Х и 0 0 Хя Х5 )0) )0) Х, Х, Х, Х, Х, Х, Х Х Х )0)0)0)0)0)0)0) Х, Х, Х, Х, )0)0 Рис. 5.2. Исходная схема замещения для расчета токов КЗ 56 )0 UKBH х тр BH — к ^ p.BH 100 S6 10,75 1 0 0 X----- 6— —— -— X----- —0,43 о . e . ; Sтp.HоM 100 25 U KCH S0 100 n Хтр CH — к .сн X ----------- -— — -----------X ------------— 0 o . e . ; т р .сн 100 S т p . Ho м 100 25 UK HH S6 6,75 — ^ x ----- 6 — ——— тр.нн 100 Sтp.Hoм 100 х т р HH x 100 n nr7 ----- —0,27 o.e. 25 Реактивные сопротивления кабельных линий: x 1 —x 01l1 - S ^ ~ —0,071х 0,6 x-1 0 0 - —0,107 o.e.; U 6ii 2 6 ,3 2 X2 —xg —X4 —X0 2 I2 S^ —0,083 x 0,018 U 6ii 2 x 5 —- x 05l5 - S^ ~ 2 U 6ii 2 x 6 —X7 —X06 lg —1 2 S6 x x 10 0 —0,004 o.e.; 6 ,3 2 0,073 x 0,372 х -1 0 0 - —0,034 o.e.; 6 ,3 2 —0,087 x 0,108 x U 6ii 2 -1 0 0 - —0,024 6 ,3 2 o.e.; x 8 —- x 08l8 - S ^ - —1 X0 ,0 7 4 X0,156 X-1 0 0 - —0,0145 o.e.; 2 U 6ii 2 2 6 ,3 2 X9 —X10 —X1 1 —X1 2 —X09 I9 —0,091х 0 ,0 2 x S6 U6ii 2 X1 3 —X14 —X0 1 3 I13 —0,083 x 0,198 S6 U 6ii 2 10 0 —0,0046 o.e.; 6 ,3 2 x 10 0 —0,041 o.e.; 6 ,3 2 -S ^ ~ —0,083 x 0,138 X15 —X1 6 —X0 1 5 I1 5 — U 6ii 2 ^ —0,029 o.e.; 6 ,3 2 x -------- X1 7 —X1 g —X19 —X20 —X0 1 7 1 1 7 ------q- —0 ,0 8 7 x 0,228 х ---- ——0,049 o.e. U6II2 6 ,3 2 Реактивные сопротивления двигателей: 1 S 6 cos mxn ------------ o.e.; P 2 hom 1 0 0 X0 ,8 X0,932 _ ;тё —2 6 , 6 3 o .e . ; 0,5 x M —---- x M K 1 x MS1 —x MS2 — 5,6 — 57 1 x M S3 - x M S4 - x M1 - 1 6,7 - xM3 - x M S8 - x M S7 x M S10 - x M S 11 - 1 0 0 X0 ,8 X0,9 _ оп 1 0 0~^ - 3 9 , 1 3 о .е .; x M S 5 - ttt; x x M2 x M S6 X 4 6 - - x M 4- - x M S12 100 X0,8 X0,96 : 1 ^ 1 1 ,46 ° .е.; 1 1 0 0 x 0 ,8 x 0 ,9 5 7 - а п пл ^TX - 6 0 , 04 ° .е .; 5,1 0,25 - 1 100 x 0 ,8 5 x 0,948 ос ло ^ X------------- ------------------ -- 2 3 , 0 2 ° . е . ; 7 0,5 x M S9- - x M S 13 1 100 x 0,9 x 0,93 оп оп - 71ГХ - 2 9 , 89 ° .е. 5,6 0,5 ЭДС двигателей: три _ &MS - •J(U*cos9)2 +U*sira^+I*Xd)' трM и -^ _ &M - /(U *cos ф) 2 + (U *sin ф - I * x ’d ) где 1 xd Kn E'Ms 1 - E'Ms 2 - J (1x 0 , 8 ) + f 1x 0 , 6 + 1 три _ три E M1 - e 5,6 - 1 ,12 ° .е.; 1 '2 _ 77iff _ M33 - -E < M 4 - J ( 1 X0 ,8 ) 2 +1 1x 0,6 - 1x 5 1 I - 0,89 °.е M2 - Для других двигателей расчеты ведутся аналогично, результаты приведены в табл. 5.1. Таблица 5.1 Параметры двигателей Pном,’ ^ном’ Кп, xm> EM, Двигатели cosi^ xd"> кВт кВ о.е. п, % о.е. о.е. о.е. MS1, MS2 500 6 5,6 0,932 0 ,8 0,178 26,63 1 , 1 2 MS3 400 6 4,6 0,9 0 ,8 0,217 39,13 1,14 MS4,MS5 10 0 0 6 6,7 0,96 0 ,8 0,149 11,46 1 , 1 250 6 M1,M2,M3,M4 5,1 0,957 0 ,8 0,196 60,04 0,89 MS6,MS7,MS8,MS9 500 6 7 0,948 0,85 0,142 23,02 1,08 MS10,MS11,MS12,MS13 500 6 5,6 0,93 0,9 0,178 29,89 1,09 58 Рис. 5.3. Преобразованная схема замещения Преобразуем исходную схему замещения по отношению к точ­ ке К2 (рис. 5.3). Реактивные сопротивления эквивалентной схемы: Х 21 = 1 ( х 2 + X m s 1 ) = 1 ( 0 , 0 0 4 + 2 6 , 6 3 ) = 1 3 , 3 2 о . е . ; х 22 Ь21 ( х 4 + X m s 3 ) = Х 21 + Х 4 + x m s - + Хт = 3 1 3 ,3 2 (0 ,0 0 4 + 3 9 ,1 3 ) + 0 ,1 0 7 = 1 0 ,0 4 о .е.; 1 3 ,3 2 + 0 ,0 0 4 + 3 9 ,1 3 Х 2 3 = 1 ( Хб + x M S 4 ) + Х 5 = 1 ( 0 , 0 2 4 + 1 1 , 4 6 ) + 0 , 0 3 4 = 5 , 7 7 о . е . ; Х24 = 1 ( х д + х М 1 ) = 1 ( 0 ,0 0 4 6 + 6 0 ,0 4 ) = 1 5 ,0 1 о .е.; 59 Х 2 5 —— ( X1 3 + X m sq X 26 —— ( X 1 5 + X m s X28 ) —— ( 0 , 0 4 1 + 2 3 , 0 2 ) —1 1 , 5 3 o . e . ; 8 ) — — ( 0 , 0 2 9 + 2 3 , 0 2 ) —1 1 , 5 2 o . e . ; X2 5 X26 _ 11,53 x11,52 —5,76 o.e.; x 27 — x 25 + x 26 —11,53 +11,52 x 2 7 x 24 5 ,7 6 x 15,01 —— 27 24— +х 8 ———— 77 —^ + 0,0145 —4,17 o.e.; 5,76 + 15,01 x 27 + x 24 X 2 9 —— ( X 1 7 + X m s 4 x30 — 10 ) — — ( 0 , 0 4 9 + 2 9 , 8 9 ) — 7 , 4 8 o . e . ; 4 1 1 1 1 1 1 X22 X23 X29 10,04 5,77 7,48 —2,46 o.e. ЭДС эквивалентной схемы: TP" —E MS1 (x 4 + x MS3 ) + E MS3 (x 2 + x MS1 ) F eq\ —' Хл + Хл x4 + x MS3 + x 2 + x MS1 —1,12(0,004 + 39,13) +1,14 (0,004 + 26,63) — 0,004 + 39,13 + 0,004 + 26,63 E 'eqZ —x30 —, 0 .e . , ( J-‘eq1 E"i + F F"MS4 m + E MS10 Х.23 Х.29 —0 , cl 1,13 + 1,1 + 1,09 l — . —2 ,4 6 1--------- I---------I--------I—1,1 o.e.; 1 10,04 5,77 7,48 1 TP" E M ,M S —x 28 TP" TP" F M1 , F MS6 , F MS8 x 24 x 25 x 26 „ ir7, 0,89 + 1,08 + 1,08 , , n o _ _ —4 ,1 7 1~ ~ +—;—;— +—;—;— | —1,03 o.e. ,15,01 11,53 11,52, Таким образом, сверхпереходное значение тока КЗ от системы: EC „ 1,05 : 0,502 —9,08 ^p01 — I 6I —xC+ Хё 0,026 + 0,032 kA; E„ ^p02 — ^бп — x c + Хл + Хтр.вн + Хтр.нн 1,05 : 9,16 —12,69 kA; 0,026 + 0,032 + 0,43 + 0,27 60 Рис. 5.4. Результирующая схема замещения Ec Ip03 _1бШ = х с + х л + х тр.вн + х тр.сн 1,05 : 1,56 = 3,35 kA. 0,026 + 0,032 + 0,43 + 0 Ток КЗ от двигателей: p0MS ■p0M,MS E eqL т x30 _ 11 i 6ii = ^ т ^ х 9 , 1 6 2,46 = 4 ,1 kA; e m ,m s T 1,03 ----- ----- 'б 11 = -------х 9,16 = 2,26 kA. x28 4 ,1 7 Общий ток КЗ в точке К2: 'pQS = 'р02 + 1p0MS + I p0M,MS = 1 2 , 6 9 +4 , 1 +2 ,2 6 = 19, 0 5 k A . 61 Необходимо найти значение токов КЗ Ip0 м и I p 0 MS6- MS9 - Для этого используем значение остаточного напряжения и ост по реак­ тивному сопротивлению х 8. 1 03 U oct = ^ — х 0,0145 = 0,00005 о.е.; ост 4,17 E'M - Uoct г 0 ,8 9 -0 ,0 0 0 0 5 пк, Л Jp0 м = ---------------' 6II = -------.--------------х 9 , 1 6 = 0 ,5 4 k A ; Х24 15,01 J = E MS - Uoct = 1 ,0 8 - 0 ,0 0 0 0 5 х 9 1 6 = 1 7 2 к . Jp0MS6-MS9 = ---------------- J6II = --------------------- х 9 , 1 6 = 1, 72 k A . Х27 5,76 Ударный ток КЗ: 1уД 1 = V 2 K W 1lp 01 = V 2 х 1 , 8 2 х 9 ,0 8 = 2 3 ,3 7 k A ; ^уд2 = 'J ‘2 к ■yд1I pQ2 + уР2 К уд 2 1 р 0 М + ^/2K yд2I pQMS = = л/2 х 1 ,8 2 х 1 2 ,6 9 + V 2 х 1 ,7 8 х 0 ,5 4 + л /2 х 1 ,8 х 5 ,8 2 = 4 7 , 9 5 k A ; 1у Д 3 ^ л /2 К у Д1 '3 = л /2 х 1 ,8 2 х 3 ,3 5 = 8 , 6 2 k A , где - для энергосистемы: Куд1 = 1 + e 0,01 T 1 = 1 +e 0, 05 0,01 = 1,82; - для синхронного двигателя: К уд2 уД2 = 1 + e 0,01 T 2 = 1 + e 0,01 ° , ° 45 = 1 ,8 ; - для асинхронного двигателя, где TaV T a 2 - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ системы и двига­ телей соответственно [14]: - 0,01 0,01 К уд3 = 1 + e T 3 = 1 + e °,°4 = 1,78. Расчеты апериодической составляющей тока КЗ: - .0 Д iaz1 = 4 2 l{ e Та 1 = 7 2 х 9 ,08e 62 - _од_ 0 ,0 5 = 1,74kA; Таблица 5.2 Точка КЗ К1 К2 КЗ Расчет токов короткого замыкания Источник питания точки КЗ ID0, кА ^ кА Система 9,08 9,08 Система 12,69 12,69 Синхронные двигатели 5,82 2,91 Асинхронные двигатели 0,54 0,032 Всего 19,05 15,63 Система 3,35 3,35 _ iat 2 = ^ 2Ip02e _ 0 ,1 = 7 2 х 12,69e 0 ’0 5 _ _0 , 1 а 1 + 'f2Ip0Me _ 0 ,1 + V2 х 0,54e _.0 1 iaT3 = y[2I’3e Та 1 =>/2 0 ’0 4 0 ,0 2 2 ,6 8 0,64 а2 + 'f2Ip0MSe _ 0 ,1 + л/2 х 5,82e 3 ,35e W кА 23,37 32,66 13,99 1,3 47,95 8,62 _ _0 , 1 __ х кА 1,74 2,43 0,23 0 ’0 4 5 “ 2 = = 2,68 кА; 0 1 0 ,0 5 = 0,64 кА. Расчеты периодической составляющей тока КЗ: 1 рт= Ip 0 YPX, где YpT = 1 - для системы [14]; YpT = 0,5 - для синхронных двигате­ лей [14]; yp t = 0 ,06 - для асинхронных двигателей [14]. Результаты расчетов токов КЗ приведены в табл. 5.2. 5.9. Выбор оборудования Необходимо выбрать коммутационные аппараты открытого рас­ пределительного устройства (ОРУ) высшего напряжения и закры­ того распределительного устройства (ЗРУ) 6(10) кВ - ГПП, шины, трансформаторы тока, напряжения и собственных нужд. Расчеты выполняются согласно методике, изложенной в [3], и оформляются в виде таблиц. Выбор трансформатора тока выполняется для одного из присо­ единений (указать которого именно). Для проверки ранее выбранных кабелей на термическую стойкость необходимо определить минимально допустимое сечение по формуле 63 где С - термическая функция, А х с1 / 2 /м м 2 (для алюминиевых ка­ белей С —94, для алюминиевых проводов С —8 8 [7]); В к - тепловой импульс, кА 2 X с. Тепловой импульс В +T ) -“ к —I* 2(t ■ ‘ а/’ где ^ ыкл —(t^g + tg^); ^ .в - собственное время отключения выключате­ ля, с; tp_3 - время срабатывания релейной защиты, с; Та —0,05 с - время затухания апериодической составляющей тока КЗ от энергосистемы. Проверку КЛ на термическую стойкость токам КЗ можно осущест­ влять и более точными методами, которые приводятся в справочни­ ках [4, 10]. Если сечение ранее выбранного кабеля оказалось меньше минимально допустимого, то его необходимо заменить кабелем большего сечения, ко­ торое удовлетворяет условию термической стойкости действия токов КЗ. 5.10. Релейная защ ита и автоматика На основе анализа необходимой бесперебойности электроснаб­ ж ения и мощности элементов, которые защ ищ аются, с учетом тре­ бований [ 1 , 1 2 ] делается вывод об источниках оперативного тока. Преимущество следует отдавать простейшим релейным защ и­ там, которые используют переменный или выпрямленный опера­ тивный ток, а такж е защиты с реле прямого действия, встроенны­ ми в привод выключателей. Расчеты релейной защиты выполняются для элемента, который указывается преподавателем. Приводится схема релейной защиты и источника оперативного тока (в случае питания релейной защиты от блоков питания, добавляется их схема подключения). Релейная защ ита других элементов сети, для которых расчеты не делаются, должна быть представлена в виде описания. При этом выбор типов защ ит выполняется согласно требованиям [ 1 ]. Дальше намечаются средства автоматики, которые отвечают ка­ тегории электроприемников на предприятии (АПВ на главном вы­ ключателе, А ВР на секционном выключателе ГПП или ГРП, авто­ матическое регулирование напряжения на трансформаторах ГПП) и приводится их описание. В ы воды в курсовом проект е В выводах приводятся краткие выводы о принятых в курсовом проекте реш ениях с точки зрения обеспечения надежного электро­ снабжения промышленного предприятия и его экономичности. 64 Заклю чение В учебном пособии изложены методологические основы проек­ тирования систем электроснабжения объектов промышленной от­ расли. Раскрыты основные этапы проектирования систем электро­ снабжения промышленных предприятий: расчет электрических нагрузок по подразделениям и в целом для промышленного пред­ приятия; выбор варианта выполнения системы внешнего и вну­ тризаводского электроснабжения, включая линии электропередач, трансформаторы главной понизительной и цеховых подстанций, с учетом компенсации реактивной мощности; расчет токов корот­ кого замыкания; выбор основного электрооборудования; релейной защиты и автоматики. Приведенные в пособии теоретические сведения охватывают материал, необходимый для подготовки к практическим заняти­ ям, в ходе выполнения которых студенты должны знать: режимы работы электрических систем, основные требования к построению рациональных систем электроснабжения, параметры расчета элек­ трических сетей, методику определения расчетных нагрузок цехов и предприятия в целом, схемы электроснабжения низковольтных и высоковольтных сетей. В учебном пособии даны задание на курсовой проект по дисци­ плине «Электроснабжение» и методические указания по его выпол­ нению и оформлению. Тематика курсового проекта связана с техни­ ко-экономическим решением комплексных задач электроснабже­ ния промышленных предприятий. В приложении к пособию приводятся справочные материалы для выполнения курсовой работы. 65 Библиографический список 1. Правила устройства электроустановок. Все действующие раз­ делы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями. М.: Норматика, 2017. 464 с. 2. Федоров А . А ., К ам енева В. В. Основы электроснабжения про­ мышленных предприятий. М.: Энергатомиздат, 1984. 472 с. 3. Справочник по электроснабжению промышленных предпри­ ятий. Промышленные электрические сети / под общ. ред. А. А. Ф е­ дорова, Г. В. Сербиновского. М.: Энергия, 1980. 576 с. 4. Справочник по проектированию электрических сетей и элек­ трооборудования / под общ. ред. В. И. Круповича. М.: Энергоатомиздат, 1981. 408 с. 5. Справочник по электроснабжению промышленных предпри­ ятий. Электрооборудование и автоматизация / под общ. ред. А. А. Ф е­ дорова и Г. В. Сербиновского. М.: Энергоатомиздат, 1981. 624 с. 6 . Справочник по электроснабжению промышленных предпри­ ятий: проектирование и расчет / под ред. А. С. Овчаренко. Киев: Техника, 1985. 279 с. 7. Ермилов А . А . Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1983. 208 с. 8 . Инструкция по проектированию электроснабжения промыш­ ленных предприятий. СИ .174-75. М.: Стройиздат, 1976. 55с. 9. Н еклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электро­ станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и ди­ пломного проектирования: учеб. пособие для вузов. М.: Энергоато­ миздат, 1989. 608 с. 10. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д. Л. Файбисовича. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. 352 с. 11. Коропов Ф. Ф , Солдаткина Л. А. Регулирование напряжения в электросетях промышленных предприятий. М.: Энергия, 1970. 222 с. 12. Кривенков В. В., Н овелла В. Н. Релейная защ ита и автомати­ ка систем электроснабжения. М.: Энергоиздат. 1981. 328 с. 13. Федоров А . А ., Ст аркова Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промпредприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987. 368 с. 14. Винославский В. Н., П ивн як Г. Г., Несен Л. И. и др. Пере­ ходные процессы в системах электроснабжения. Киев: Высш. шк., 1989. 422 с. 66 ПРИЛОЖЕНИЕ А ЗА ДА Н И Е К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВАРИАНТ 1 1. Выполнить проект электроснабжения судоремонтного завода. 2. Питание может быть осуществлено от подстанции ПС-1 (напря­ жение шин 110 кВ и 35 кВ). 3. Расстояние от подстанции до завода 5 км, прокладка линий воз­ можна. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 1). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 1. Рис. 1. Ситуационный план судоремонтного завода Таблица 1 Сведения об электрических нагрузках № п/п 1 2 3 4 Наименование объекта Лесосушилка Деревообрабатывающий цех Компрессорная станция Склад угля Установленная мощность, кВт 150 2 0 0 880 ( 2 х 1 0 0 0 ) 240 67 Окончание таблицы 1 № Наименование объекта Установленная мощность, кВт п/п 5 Испытательный и механический цеха 1 2 0 0 6 Гараж и пожарное депо 1 0 0 7 Корпусно-котельный цех 2700 8 Ремонтные цеха и лаборатория 400 9 Литейный цех 3200 1 0 Модельный цех 2 2 0 1 1 Гальванический цех 300 1 2 Сборочно-установочный цех 450 13 Административные помещения 250 68 ВАРИАНТ 2 1. Выполнить проект электроснабжения трансформаторострои­ тельного завода. 2. Питание может быть осуществлено от подстанции энергосисте­ мы, на которой есть шины напряжением 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции к заводу 6 км. Прокладка воздуш ­ ных линий возможна. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 2. 6 . Ситуационный план прилагается (рис. 2). Таблица 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 Сведения об электрических нагрузках Установленная мощность, кВт Наименование объекта до 1000 В выше 1000 В Главный корпус 1900 Сварочный корпус 1650 Аппаратный корпус 2 1 0 0 Изоляционный корпус 700 2 х 630 Кислородная станция 450 Кузнечный цех и компрессорная 500 Котельная 900 Механосборочный цех 1150 Заготовительный цех 770 Цех обмотки проводов 1850 Испытательная лаборатория 300 Литейный цех 800 69 ВАРИАНТ 3 1. Выполнить проект электроснабжения химического комбината. 2. Питание комбината может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, на которой есть шины 110 кВ и шины 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 7 км. Про­ кладка воздушных линий возможна. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 3). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 3. 30 м 12 | Питание от п/с системы / 1 0 | 13 | 9 □ | 14 Рис. 3. Ситуационный план химического комбината Таблица 3 Сведения об электрических нагрузках Установленная мощность, кВт 1 Сверхшахтный дом шахты № 2 800 2 Дом подъемных машин 1 2400 3 Состав сырой соли 400 4 Галерея транспортеров между солемельницей и составом 700 5 Здание шахтного комбината 2 0 0 6 Сверхшахтный дом с солемельницей шахты № 1 600 7 Состав сырой соли 300 8 Главный корпус 1600 9 Дом подъемных машин 2 2 2 0 0 200 (2 х 630) 1 0 Здание вентиляторов 1 1 Эстакада подачи отходов в цех обезвоживания 2 0 0 1 2 Цех обезвоживания 1500 13 Механический цех 450 14 Литейный цех 800 № п/п 70 Наименование объекта ВАРИАНТ 4 1. Выполнить проект электроснабжения завода тяжелого маш и­ ностроения 2. Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, где есть шины 110 кВ и шины 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции системы до завода 10 км. 4. Стоимость электроэнергии на подстанции системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 4). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 4. Рис. 4. Ситуационный план завода тяжелого машиностроения Таблица 4 Сведения об электрических нагрузках № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 Наименование объекта Главный корпус Блок вспомогательных цехов Моторный цех Литейный цех (нагрузка 10 кВ) Литейный цех (нагрузка 0,4 кВ) Кузнечный цех Экспериментальный цех Деревообрабатывающий цех и склад дерева Состав и магазин Состав и регенерация масел Склад химикатов Паровозное депо Установленная мощность, кВт 2 0 0 0 1800 1 2 0 0 2х1600 1 0 0 0 1500 1 2 0 0 1 0 0 300 1 0 0 1 2 0 180 71 ВАРИАНТ 5 1. Выполнить проект электроснабжения завода «Шарикоподшип­ ник». 2. Питание может быть осуществлено от подстанции энергоси­ стемы с системой шин: на напряжении 110 кВ - двойная, на напря­ ж ении 35 кВ - одинарная секционированная. 3. Расстояние завода от подстанции 6 км, прокладка ВЛЭП воз­ можна. 4. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 5). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 5. 3 10 5 12 1 4 .—. .—. 6 7 8 Питание от п/с системы 80 м Рис. 5. Ситуационный план завода <>Шарикоподшипник» Таблица 5 Электрические нагрузки цехов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 72 Наименование объекта Заводоуправление Блок цехов № 1 Блок цехов № 2 Блок цехов № 3 Блок цехов № 4 Состав металла Состав масел и химикатов Гараж и пожарное депо Кузнечный цех Компрессорная (10 кВ) Компрессорная (0,4 кВ) Газогенераторная Установленная мощность, кВт 240 1300 1800 1500 1 0 0 0 250 2 0 0 1 0 0 1500 2 х1 2 0 0 500 400 ВАРИАНТ 6 1. Выполнить проект электроснабжения автозавода. 2. Питание осуществляется от подстанции энергосистемы с на­ пряжением шин 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 12 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 6 ). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 6 . Питание от п/с системы V 14 Ш 5 13 12 11 10 2 1 8 а 7 0 6 3 4 Рис. 6. Ситуационный план автозавода Таблица 6 Электрические нагрузки цехов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 Наименование объекта Цех шасси и главный конвейер Моторный цех Прессово-кузнечный цех Инструментальный цех Ремонтные цеха Конструкторско-экспериментальный цех Экспедиция и состав Главный магазин Деревообрабатывающий цех Модельный цех Установленная мощность, кВт 2900 1400 2700 700 400 250 1 0 0 250 180 2 0 0 73 Окончание таблицы 6 № п/п 1 1 1 2 13 14 74 Наименование объекта Кузнечный цех Арматурно-агрегатный цех Цех топливной аппаратуры Компрессорная (10 кВ) Компрессорная (0,4 кВ) Установленная мощность, кВт 400 700 400 2 х 1600 150 ВАРИАНТ 7 1. Выполнить проект электроснабжения научно-исследователь­ ского экспериментального института. 2. Питание института может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, расположенной на расстоянии 9 км. На подстанции имеются шины 110 кВ и шины 35 кВ. 3. Прокладка воздушных линий возможна. 4. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 7). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 7. _П 12 11 Питание от п/с системы 10 5 г 11 Я и 4 6 8 2 10 14 13 1 1 1 ,S госс Рис. 7. Ситуационный план научно-исследовательского экспериментального института Таблица 7 Электрические нагрузки цехов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Наименование объекта Главный корпус завода Центральный склад Лаборатория специальных работ Машинный корпус Электрофизический корпус Лаборатория низких температур Пожарное депо Мастерская Котельная Установленная мощность, кВт до 1000 В 2150 выше 1000 В 2 0 0 800 500 800 300 50 400 500 2 х 500 2 х 250 75 Окончание таблицы 7 № п/п 1 0 1 1 1 2 13 14 76 Наименование объекта Корпус высоких напряжений Административный корпус Отдел главного энергетика Отдел главного механика Агрегатный корпус Установленная мощность, кВт до 1000 В выше 1000 В 180 250 300 350 700 ВАРИАНТ 8 1. Выполнить проект электроснабжения текстильного комбината. 2. Питание комбината может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, на которой есть шины напряжением 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от комбината до подстанции 12 км. 4. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 8 ). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 8 . 11 12 13 I 14 15 17 7 8 16 30 м ► 6 В Питание от п/с системы 3 10 Ш 2 Рис. 8. Ситуационный план текстильного комбината Таблица 8 Электрические нагрузки цехов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 Наименование объекта Корпус намотки Корпус «Медиа» Корпус связи Котельная Литейная Корпус 1 Корпус 2 Корпус текстильный Окрасочно-сортировочный корпус Корпус административный Корпус 3 Корпус 4 Установленная мощность, кВт 500 400 400 500 (2 х 630) 600 300 440 530 450 1 0 0 230 1 2 0 0 77 О кончание таблицы 8 № п/п 13 14 15 16 17 78 Наименование объекта Административный корпус Сортировочный корпус Корпус 5 Слесарно-ремонтные мастерские Обмоточный корпус Установленная мощность, кВт 400 550 800 300 700 ВАРИАНТ 9 1. Выполнить проект электроснабжения судоремонтного завода. 2. Питание осуществляется от подстанции энергосистемы с на­ пряжением шин 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до завода 12 км, линии могут вы­ полняться воздушными. 4. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 9). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 9. / Питание Уотп/с системы Таблица 9 Электрические нагрузки цехов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 13 14 15 Наименование объекта Литейный цех Кузнечный цех Главный корпус Корпусно-котельный цех Компрессорная (10 кВ) Сухой док Плавающий док Механический док Такелажно-парусный цех Заводоуправление Кислородная станция Лесосушилка Административный корпус Сортировочный корпус Склад Установленная мощность, кВт 2 0 0 0 800 1500 1700 2х800 1 2 0 0 1300 900 500 1 0 0 800 500 250 1 2 0 65 79 В А Р И А Н Т 10 1. Выполнить проект электроснабжения полиграфического пред­ приятия. 2. Питание осуществляется от подстанции энергосистемы с на­ пряжением шин 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до завода 15 км, линии могут вы­ полняться воздушными. 4. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рис. 10). 6 . Сведения об электрических нагрузках приведены в табл. 10. Рис. 10. Ситуационный план полиграфического предприятия Таблица 10 Электрические нагрузки цехов № п/п Наименование объекта Установленная мощность, кВт 1 Полиграфическая машина № 1 700 Полиграфическая машина № 2 Полиграфическая машина № 3 Полиграфическая машина № 4 Полиграфические машины № 5, 6 , 7 (700 кВт каждая) Насосы Деревообработка Лакокрасочный цех 700 2 3 4 5 6 7 8 80 1 0 0 0 1500 2 1 0 0 600 150 2 0 0 Окончание таблицы 10 № п/п 9 1 0 1 1 1 2 Наименование объекта Отбеливающий цех Упаковочный цех Кислородная станция (10 кВ) Механические мастерские Транспортеры и пилки Склады Установленная мощность, кВт 450 300 400 (2х800) 550 600 250 81 ВАРИАНТ 11 1. Выполнить проект электроснабжения машиностроительного завода. 2. Питание осуществляется от гидроэлектростанции с напряжением шин 110 кВ и 35 кВ. 3. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 4. Ситуационный план прилагается (рисунок 11). 5. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 11. Питание от ГЭС Рисунок 11 - Ситуационный план машиностроительного завода Таблица 11 - Электрические нагрузки цехов № п/п Наименование объекта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Цех металлоконструкций Механический цех Литейный цех Компрессорная (6 кВ) Кузнечный цех Котельная Сборочный цех Деревообрабатывающий цех Склад Установленная мощность, кВт 1500 1200 2800 1200 (2х1000) 1250 1450 400 400 150 ВАРИАНТ 12 1. Выполнить проект электроснабжения авиазавода. 2. Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы (напряжение шин 110 кВ и 35 кВ). 3. Завод находится на расстоянии 6 км от подстанции энергосистемы. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 12). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 12. 2 3 4 5 6 10 50м 1 8 п/с системы Рисунок 12 - Ситуационный план авиазавода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Таблица 12 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт Литейная черных металлов 2500 Литейная цветных металлов 1550 Цех обработки блоков двигателей 520 Цех обработки шатунов 480 Цех сборки двигателей 2270 Штамповочный цех 850 Компрессорная (10 кВ) 460 (2х1000) 360 Цех производства деталей Цех сборки 520 Цех наладки 780 ВАРИАНТ 13 1. Выполнить проект электроснабжения мясного комбината. 2. Питание комбината может быть осуществлено от подстанции № 1 с шинами напряжением 35 кВ и/или от подстанции № 2 с шинами 110 кВ. 3. Расстояние от комбината до п/с № 1 - 5 км, до п/с № 2 - 12 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 13). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 13. Рисунок 13 - Ситуационный план мясного комбината № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Таблица 13 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт Колбасный завод 1800 350 Г офротара Холодильник 500 Завод первичной переработки 1890 Лайвсток 100 Завод технических фабрикатов 990 Завод сыворотки 370 Разделочный цех 1860 Конденсаторная (6 кВ) 360 (2 х 630) Дирекция 250 600 Склад Ремонтно-механический цех 300 Теплоцех 1200 190 Механические мастерские Прачечная 200 248 Автобаза ВАРИАНТ 14 1. Выполнить проект электроснабжения станкостроительного завода. 2. Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы с шинами напряжением 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до завода 5 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 14). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 14. Рисунок 14 - Ситуационный план станкостроительного завода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Таблица 14 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт Токарно-механический цех 1700 Сборочный цех 850 Инструментальный цех 1300 Литейная 2180 1150 Кузница Ремонтный цех 1120 Насосная (10 кВ) 440 (2х800) Компрессорная 1100 Электрогараж 250 Склады готовой продукции 130 ВАРИАНТ 15 1. Выполнить проект электроснабжения тракторостроительного завода. 2. Завод питается электроэнергией от подстанции энергосистемы с шинами напряжением 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до завода 7 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 15). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 15. Питание от п/с системы Рисунок 15 - Ситуационный план тракторостроительного завода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Таблица 15 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт 100 Заводоуправление Механический цех №1 1800 Механический цех №2 2300 800 Цех цветного литья Цех черного литья 600 Кузнечный цех 1000 Цех термической обработки 2600 Склад готовой продукции 150 Компрессорная (10 кВ) 1100 (2х630) 400 Насосная ВАРИАНТ 16 1. Выполнить проект электроснабжения комбината цветной металлургии. 2. Питание может быть выполнено от подстанции энергосистемы с шинами 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до комбината - 7 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 16). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 16. Рисунок 16 - Ситуационный план комбината цветной металлургии № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Таблица 16 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт Аглоцех 700 Цех печей 1200 Цех рафинации 3000 140 Склады полуфабриката Ремонтно-механический цех 260 Электроцех 180 Котельная 400 Насосная (10 кВ) 1500 (2х1000) Склад готовой продукции 280 100 Управление комбината 1000 Цех электролиза ВАРИАНТ 17 1. Выполнить проект электроснабжения металлургического завода. 2. Питание может быть выполнено от подстанции энергосистемы с шинами 110 кВ или от ТЭЦ с шинами 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до завода - 5,5 км, от ТЭЦ до завода - 4 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 17). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 17. ТЭЦ 7 8 6 1 5 4 2 Питание от п/с системы Рисунок 17 - Ситуационный план металлургического завода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Таблица 17 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт Доменный цех (нагрузка 10 кВ) 1500 (2х1000) Мартеновский цех 1800 Слябинг 1300 Цех горячей прокатки 2500 Цех холодной прокатки 2000 Цех жестяных изделий 1000 Ремонтно-механический цех 600 Насосная станция 1600 ВАРИАНТ 18 1. Выполнить проект электроснабжения завода ферросплавов. 2. Питание может быть выполнено от подстанции энергосистемы с шинами 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до завода - 8 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 18). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 18. □ Подстанция системы Рисунок 18 - Ситуационный план завода ферросплавов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Таблица 18 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт 300 Состав кварцита Цех подготовки шихты 700 Цех электропечей №1 (10 кВ) 1200 (2х2000) Цех электропечей №2 1700 Цех электропечей №3 2200 Насосная 1800 Ремонтно-механический цех 500 Лаборатория 300 Электроцех 200 ВАРИАНТ 19 1. Выполнить проект электроснабжения абразивного завода. 2. Питание осуществляется от подстанций с напряжением шин 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от завода до п/с № 1 - 7 км, до п/с № 2 - 10 км. 4. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 19). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 19. тП ит ание от п /с № 2 Рисунок 19 - Ситуационный план абразивного завода Таблица 19 - Сведения об электрических нагрузках___________ Установленная № Наименование объекта п/п мощность, кВт 1 Цех шлифовки порошков 750 2 Цех шлифовки зерна №1 300 3 450 Заводоуправление 4 Лаборатория 400 5 Корпус шлифовальных изделий 120 6 Насосная станция 1600 7 Цех дуговых печей 1700 8 Цех дробления 550 9 150 Склад зерна 10 Цех шлифовальных порошков 870 11 Подготовительный цех 1200 12 Цех переплавки пирита 140 13 Компрессорная 450 14 Г азогенераторная 200 15 Упаковочный цех 480 450 16 Механические мастерские 17 Насосная 600 ВАРИАНТ 20 1. 2. 3. 4. 5. 6. Выполнить проект электроснабжения завода цветной металлургии. Питание осуществляется от подстанций с напряжением шин 110 кВ и 35 кВ. Расстояние от завода до п/с - 14 км. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. Ситуационный план прилагается (рисунок 20). Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 20. / 1 Питание от п/с системы 6 7 8 10 15 11 12 I I 14 Рисунок 20 - Ситуационный план завода цветной металлургии Таблица 20 - Сведения об электрических нагрузках_____________ Установленная № п/п Наименование объекта мощность, кВт 1 3000 Цех электролиза 2 Отдел регенерации 1300 3 Разливочная 600 4 Лаборатория 200 5 Литейная 1200 6 Механическая 400 450 7 Кузница 8 300 Ремонтные мастерские 9 Столовая 100 10 300 Склад №1 11 Инструментальная 800 12 Компрессорная 800 (2х1000) 13 Насосная станция 1040 14 120 Заводоуправление 15 250 Склад угля 16 Котельная 400 ВАРИАНТ 21 1. Выполнить проект электроснабжения станкостроительного завода. 2. Питание осуществляется от подстанции «А» с напряжением шин 110 кВ или от подстанции «Б» с напряжением шин 35 кВ. 3. Стоимость электроэнергии взять по тарифу. 4. Расстояние от подстанции «А» до завода 5 км, от подстанции «Б» до завода 8 км. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 21). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 21. Рисунок 21 - Ситуационный план станкостроительного завода Таблица 21 - Электрические нагрузки цехов № п/п Наименование объекта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Г араж и пожарное депо Котельная Ремонтно-строительный цех Ремонтно-механический цех Ремонтно-механическая мастерская Лесосушилка Модельный цех Копер Склад готовых изделий Главный корпус (10 кВ) Компрессорная Заводоуправление Насосная станция Установленная мощность, кВт 220 560 450 670 240 1200 1850 115 230 860 (2х1600) 1760 150 180 ВАРИАНТ 22 1. Выполнить проект коксохимического завода. 2. Питание осуществляется от подстанции «К» с напряжением шин 110 кВ или от подстанции «М» с напряжением шин 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции «К» - 6 км, от подстанции «М» - 10 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 22). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 22. ^ Питание от п/с "К" Рисунок 22 - Ситуационный план коксохимического завода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Таблица 22 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт 1800 Дезинтеграторные отделения Перегрузочная станция (дробления) 660 660 Дозирующее отделение Коксовые батареи 1,2 790 Коксовые батареи 3,4 790 Коксовые батареи 5,6 790 Пекококсовый цех 440 Смолоперегонный цех 1650 Дымососная установка (10 кВ) (2х630) 100 Склад Бензольный цех 600 Насосная конденсатная 700 Насосная технической воды 800 Компрессорная 400 ВАРИАНТ 23 1. Выполнить проект электроснабжения электромашиностроительного завода. 2. Питание может быть выполнено от двух подстанций энергосистемы. На подстанции «А» шины напряжением 110 кВ; на подстанции «С» - шины напряжением 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции «А» - 8 км, от подстанции «С» - 12 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 23). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 23. 16 15 Питание от п/с "С ” м--------- Питание от п/с "А ” Рисунок 23 - Ситуационный план электромашиностроительного завода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Таблица 23 - Сведения об электрических нагрузках_________ Установленная Наименование объекта мощность, кВт Малый сварочный цех 1100 Обмоточный цех 900 Деревообрабатывающий цех 300 Большой сборочный цех 700 Испытательная станция 500 Лаборатория 300 700 Отдел главного механика Кузнечный цех 2000 Штамповочный цех 700 50 Поликлиника Сборочный цех 450 Электроцех 300 Литейный цех 200 Компрессорная 400 (2х800) Сварочный цех 1700 Маслостанция 200 Заготовочных цех и склады 550 ВАРИАНТ 24 1. Выполнить проект электроснабжения металлообрабатывающего завода. 2. Питание может быть осуществлено от подстанции № 22 с шинами напряжением 110 кВ или от ТЭЦ № 1 с шинами напряжением 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции № 22 до завода 4 км, а от ТЭЦ до завода - 8 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 24). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 24. Питание от п/с №22 Рисунок 24 - Ситуационный план металлообрабатывающего завода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Таблица 24 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт Заготовочный цех 400 Цех цилиндрических сверл 400 Цех конических сверл 1000 Цех метчиков 900 Цех плашек 1200 Цех фрез и разверток 1000 2250 Цех сборочного инструмента Цех резьбонарезных головок 500 300 Цех нестандартного инструмента 450 Цех мелкого инструмента Термический цех 500 (2х1000) 700 Сварочное отделение Кузнечный цех 200 Инструментальный цех 700 Ремонтно-механический цех 400 ВАРИАНТ 25 1. Выполнить проект электроснабжения дизелестроительного завода. 2. Завод питается электроэнергией от подстанции энергосистемы с шинами напряжением 110 кВ и 35 кВ. 3. Расстояние от подстанции до завода 7 км. 4. Стоимость электроэнергии системы взять по тарифу. 5. Ситуационный план прилагается (рисунок 25). 6. Сведения об электрических нагрузках приведены в таблице 25. 5 1 > 2 А 7d /I " / " " / I " I ь 3 Y \\ / ' \\ 1/ \ \1 U 4 12 11 9 / / // // □ □□ // □ □ □ // □ □□ / □□ / Питание от пи/ п/с энергосистемы \ \ \\ \\ \\ Рисунок 25 - Ситуационный план дизелестроительного завода № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Таблица 25 - Сведения об электрических нагрузках Установленная Наименование объекта мощность, кВт Штамповочно-механический цех 1450 Арматурный цех 1300 Рессорный цех 800 200 Материальные склады 250 Ремонтно-механические мастерские Кузнечно-прессовочный цех 600 Насосная 800 150 Пожарное депо Литейный цех (с двумя электропечами) 2400 (2х1000) Заводоуправления (лаборатории) 200 100 Пакгауз Сборочный цех 1200 Компрессорная 1800 ПРИЛОЖЕНИЕ Б ТАБЛИЦЫ РАСЧЕТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ. ДАННЫ Е ОБОРУДОВАНИЯ Таблица Б.1 Результаты расчетов низковольтной электрической нагрузки № цеха Наименование цеха р уст», кВт tg -Ф кВт в Р. квар F, м2 р-1 уд.ос’ Вт/ м 2 *„.о tgo р р.о>, кВт Qp.0> квар Р р +Рр.о>, кВт Q p + Q p .o , квар s P, кВА 1 2 3 И того Таблица Б .2 Результаты расчетов высоковольтной электрической нагрузки Тип К о л и ч е­ ство Р ном» кВ т Р сум’, кВ т КИ COS(|)/tg<|) Р р> кВ т QP, к вар И того Примечания: 1. Коэффициент использования для синхронных двигателей принимается равным 0,7. 2. Значение реактивной мощности синхронных двигателей берется со знаком «минус». Sp, кВА Таблица Б.З З н а ч е н и е к о эф ф и ц и ен то в К ш и iTH2 Отрасль промышленности 00 00 Ч е р н ая м ета л л у р ги я Ц в ет н ая м ета л л у р ги я Т орф опереработка Н еф теперераб отка М аш иностроение и м еталлооб раб отка Х и м и ч ес к а я Л е гк а я *Н1 0 ,8 8 0 ,9 4 0 ,7 4 0 ,9 3 0 ,7 9 0 ,92 0,91 0 ,7 4 0 ,7 3 0 ,6 6 0 ,8 4 0 ,4 4 0 ,7 8 0,41 П и щ евая Бум аж ная 0,91 0 ,8 3 0 ,6 6 0 ,7 5 Д е ре вообрабаты ваю щ ая С троительны е м атер и ал ы Т ек сти л ь н ая Д р у гая 0 ,7 5 0 ,9 0 ,9 3 0 ,6 5 0 ,3 4 0 ,7 7 0 ,7 9 0 ,4 К Я2 Таблица Б.4 Выбор проводов воздушных ЛЭП напряжением выше 20 кВ (согласно рекомендациям ПУЭ) Н а п р яж ен и е Л Э П ,к В 35 110 150 220 330 Н ом и нальное К оличество сечение провода проводов (алю м и н и й ), м м 2 в ф азе 7 0 -9 5 1 120 120 1 1 240 240 400 400 1 1 1 2 О бласть п р и м ен ен и я Только для ответвлений от существующих магистральных ЛЭП с сечением проводов 7 0 -9 5 м м 2 или ЛЭП, являю щ ихся их продолжением ЛЭП д л я п и та н и я потребителей эл ек тр о эн ер ги и м ощ ностью до 20 МВт ЛЭП д ля п и тан и я потребителей электроэнергии мощностью более 20 МВт СОДЕРЖАНИЕ Введение......................................................................................................... 3 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТИПОВ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ......................................................................... 1.1. Графики электрических нагрузок............................................ 5 9 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИЯХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ................................................................................... 2.1. Воздушные линии электропередач ......................................... 2.2. Кабельные линии электропередач............................................ 11 11 16 3. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ....................... 3.1. Требования к построению схем электроснабжения в зависимости от категории надежности потребителей............... 3.2. Особенности защиты и автоматики электроэнергетических систем......................................................... 3.3. Составление электрической принципиальной схемы......... 4. ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ............................................................................ 4.1. Влияние режимов работы схем электроснабжения на системы управления и защиты.................................................... 4.2. Виды систем противоаварийной автоматики........................ 4.3. Автоматизированное диспетчерское управление ................ 4.4. Нормы качества электрической энергии................................ 24 24 26 29 36 36 38 40 41 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА............................................................. 5.1. Структура курсового проекта.................................................... 5.2. Расчет электрических нагрузок................................................ 5.3. Компенсация реактивной мощности....................................... 5.4. Построение картограммы и определение теоретического центра электрических нагрузок ....................................................... 5.5. Выбор схемы внешнего электроснабжения............................ 5.6. Технико-экономическое обоснование проектных решений ... 5.7. Выбор схемы внутреннего электроснабжения....................... 5.8. Расчеты токов короткого замыкания ..................................... 5.9. Выбор оборудования ................................................................... 5.10. Релейная защита и автоматика............................................... 46 47 50 53 55 63 64 Заключение .................................................................................................. 65 Библиографический список....................................................................... 6 6 Приложение А. Задание к курсовому проектированию..................... 67 Приложение Б. Таблицы расчетов электрической нагрузки. Данные оборудования................................................................................. 82 43 43 44 45 Учебное издание Ш ишлаков Владислав Федорович Соленая Оксана Ярославовна Соленый Сергей Валентинович ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ОТРАСЛИ Учебное пособие Редактор В. П. Зуева Компьютерная верстка В. Н. Костиной Сдано в набор 22.08.17. Подписано к печати 05.09.17. Формат 60 х 84 1/16. Уч.-изд. л. 5,4. Усл. печ. л. 4,9. Тираж 50 экз. Заказ № 413. Редакционно-издательский центр ГУАП 190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67