Лекция 16-Надежность эл.снабжения

1.

ЛЕКЦИЯ № 16
По профессиональному модулю
МДК 01. 02 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
для специальности среднего профессионального образования
13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического
оборудования (по отраслям)
Раздел 8. Надежность электроснабжения
Тема 8.1. Категории потребителей по надежности
электроснабжения
Литература: Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений
сред. проф. Образования / Е.А. Конюхова – 9-е изд., исправ. - М.: Издательство
«Мастерство», 2013.-320 с: ил.

2. Учебные вопросы:

1. Категории потребителей по надежности
электроснабжения.
2. Повышение надежности электроснабжения.
3. Потери электроэнергии, энергосбережение и
рациональное использование электроэнергии.

3.

1. Категории потребителей по надежности эл.снабжения
Уровень надежности эл.снабжения определяется в зависимости от назначения эл.установок потребителей путем
отнесения к той или иной категории. Правила устройства
эл.установок (ПУЭ) устанавливают следующие категории
эл.приемников по надежности эл.снабжения:
К первой категории (например, инкубаторы, операционные,
реанимации и родильные блоки, лифты, противопожарные
устройства, охранная сигнализация) относятся эл.приемники,
перерыв эл.снабжения которых может повлечь за собой:
опасность для жизни людей;
угрозу для безопасности государства;
значительный материальный ущерб;
расстройство сложного технологического процесса;
нарушение работы коммун. хозяйств, связи и телевидения.
Эл.приемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться эл.энергией от 2х независимых взаиморезервируеимых источников питания (тр-рных подстанций
(рисунок 8.1)) с автоматическим включением резерва АВР,
перерыв их эл.снабжения допускается на время,

4.

необходимое для автоматического включения резервного
питания (второй, резервной электростанции), обычно
мгновенное (т.е. перерыва нет).
Рисунок 8.1 - Схема 2хстороннего питания потребителей 1 категории
Из первой категории выделяется особая группа эл. приемников (пожарное эл.оборудование подземных гаражей, отделы
реанимации больниц), бесперебойная работа которых
необходима для безаварийного останова производства для
предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.
Для эл.приемников особой группы предусматриваеться
дополнительное питание от третьего независимого
источника питания (рисунок 8.2) – местные эл.станции,
эл.станции энергосистем, агрегаты бесперебойного питания,
аккумуляторные батареи и др.

5.

Рисунок 8.2 - Сложная двухсторонняя схема питания особой категории
Ко второй категории (жилые дома с эл.плитами, наземный
городской транспорт) надежности относятся эл.приемники,
перерыв эл.снабжения которых приводит к:
массовому недоотпуску продукции и материальным
убыткам;
массовым
простоям
рабочих,
механизмов
и
промышленного транспорта;
нарушению нормальной деятельности большинства
жителей.

6.

Эл.приемники второй категории в нормальных режимах
должны обеспечиваться эл.энергией от двух независимых
взаиморезервируеимых источников питания (двух ТП или
двухтрансформатрной ТП), и перерыв их эл.снабжения
допускается на время, необходимое для включения
резервного питания действиями дежурного персонала или
выездной оперативной бригады в течение часа.
К третьей категории относятся все остальные эл.приемники (в
зданиях, учреждениях с вместимостью более 50 человек
библиотеки, выставки, концертные залы, профилактории), не
попадающие под определение первой и второй категорий
(рисунок 8.3) с временем отключения до 24 часов.
Рисунок 8.3 - Схема одностороннего питания для 3 категории

7.

2. Повышение надежности электроснабжения
Основная задача обеспечения и повышения надежности
эл.снабжения – уменьшение ущерба от перерывов эл.снабжения для получения наибольшего экономического эффекта.
Для этого используют две группы мероприятий:
I. Организационно-технические:
– рост дисциплины труда и квалификации эксплуатационного
персонала;
– высокая организация и механизация текущих и капитальных
ремонтов и профилактических испытаний;
– эффективный поиск и ликвидация повреждений с помощью
специальной аппаратуры;
– развитие диспетчеризации, телемеханизации, радиосвязи;
– обеспечение оптимальных запасов материалов и
оборудования.
II. Технические:
выбор самых надежных вариантов исполнения элементов
сетей (линейного и стационарного оборудования);
сокращение радиуса действия эл. сетей (в настоящее время
– не более 15км, в перспективе – не более 7км);

8.

по возможности строить подземные кабельные сети (они
короче воздушных, защищены от механических повреждений
(число аварий в 10 раз меньше), самые низкие потери);
использование сетевого резервирования (резервный
источник – вторая линия электропередачи от другой
подстанции или от другой секции шин 2хтрансформаторной
подстанции)
и
местного
резервирования
(резервная
электростанция – например, дизельная);
развитие систем автоматизации эл. сетей (релейная защита;
АПВ; АВР; автоматическое секционирование; устройства
телемеханики, автоматического поиска повреждений и
контроля аварийных режимов).

9.

3. Потери электроэнергии, энергосбережение и
рациональное использование электроэнергии
По мере роста эл.нагрузок и присоединения к эл.сети новых
потребителей, в ней возрастают потери эл.энергии
(мощности), большая часть которых приходится на линии
эл.передачи и транс-ры.
1. Потери мощности.
Полная мощность, передаваемая по сети (кВА):
S P2 Q2 ,
(8.1)
где Р – активная мощность, превращающаяся у потребителей
в механическую, тепловую или световую мощность, кВт; Q –
реактивная мощность, идущая на создание электромагнитных
полей в эл.двигателях, тр-рах и линиях эл.передачи, квар.
Потери активной мощности на участке трехфазной линии:
(8.2)
P 3I 2 R ,
где I – ток нагрузки, А; R – активное сопротивление, Ом.
S ,
(8.3)
I
3U
где U – линейное напряжение, В.

10.

Подставив формулу тока в (9.2), получим:
S 2
S2
P2 Q2
P 3(
) R 2 R
R
2
.
(8.4)
U
U
3U
По аналогии потери реактивной мощности составляют:
P2 Q2
Q
X.
2
(8.5)
U
2. Потери энергии в линии определяются суммированием
(интегрированием) значений потерь активной мощности за
бесконечно малые промежутки времени:
t
t
S2
R t 2
W Pdt 2 Rdt 2 S dt
.
(8.6)
U 0
0
0U
На практике потери эл.энергии определяют двумя
упрощенными методами:
а) метод среднеквадратичной мощности – если представлен годовой график нагрузки по продолжительности (рисунок
8.4) и коэффициент мощности неизменен.
Тогда:
R 2
W 2 Sср.кв 8760,
(8.7)
U
2
2
S S ...
где
S ср.кв
1
2
8760
- среднеквадратичная мощность, кВА.

11.

б)
метод
времени
максимальных потерь – время,
когда линия, работая с неизменной максимальной нагрузкой, имеет потери эл.энергии,
равные действительным годовым потерям эл.энергии при
работе по годовому графику
нагрузки (рис.8.4):
R t 2
R 2
W 2 S dt 2 S макс
(8.8)
U 0
U
Практически величину получают из величины Т – времени
использования максимальной
W
W
нагрузки:
T
Pм акс S м акс cos ,(8.9)
т.к. между ними существует
зависимость (рис. 8.4).
Рис.8.4

12.

Мероприятия по снижению потерь электроэнергии и ее
рациональному использованию имеют весьма важное
значение для повышения экономичности эл.снабжения и
разделяются на две группы:
I. Организационные:
выбор оптимальных мест размыкания воздушных линий
10..35кВ с двухсторонним питанием;
поддержание оптимальных уровней напряжения на шинах
10кВ РТП 110..35/10кВ и на шинах 0,38кв ТП 10/0,38кВ;
отключение одного из трансформаторов на 2х-трансформаторых подстанциях в режимах малых и сезонных нагрузок;
обеспечение симметрии нагрузок в сетях 0,38кВ;
сокращение сроков ремонтов и технического обслуживания;
снижение расходов энергии на собственные нужды
подстанций;
совершенствование
системы
учета
потребления
электроэнергии и нормирование ее расхода.

13.

II. Технические:
генераторное и сетевое регулирование напряжения,
компенсация реактивных потерь статическими конденсаторами;
замена недогруженных и перегруженных трансформаторов
на потребительских ТП;
повышение пропускной способности сетей путем
строительства новых линий и ТП;
увеличение сечения проводов на перегруженных линиях;
перевод сетей на более высокую ступень номинального
напряжения (с 220В на 380В, с 6кВ на 10кВ);
регулирование графиков нагрузки (перераспределение
нагрузки);
внедрение энергосберегающих технологий;
использование возобновляемых и вторичных энергоресурсов для снижения расхода электроэнергии.