Контрольні запитання
Сформулюйте поняття “предмет проектування” та “засоби проектування”.
Як класифікують засоби поектування?
Для яких видів діяльності використовують засоби проектування?
Які засоби проектування застосовують для обліку і видачі даних?
Які засоби проектування використовуються в залежності від ступеня раціоналізації роботи, що виконується?
Вкажіть які засоби проектування використовують для збору, обробки та видачі даних при ручній обробці ін-формації?
Вкажіть які засоби проектування використовують для збору, обробки та видачі даних при механізованій обробці інформації?
Вкажіть які засоби проектування використовують для збору, обробки та видачі даних при автоматизованій обробці інформації?
Які матеріали мають велике значення для процесу проектування, але не залежать від ступення раціоналізації роботи, що виконується.
Які взаємозв’язки існують в процесі проектування? Накресліть схему взаємозв’язків.
На скільки основних груп поділяються обмеження під час проектування?
Які обмеження відносяться до першої і другої груп обмежень під час проектування?
Які обмеження відносяться до третьої, четвертої і п’ятої груп обмежень при проектуванні?
Що в загальному вигляді включає модель процесу проектування?
Що є первинним в моделі процесу проектування?
Що є метою розробки моделі процесу проектування “В ході капіталовкладень”?
На скільки часткових процесів може бути розкладена модель процесу проектування “В ході капіталовкладень”?
Яку назву мають перший і другий часткові процеси моделі “В ході капіталовкладень” і що є результатом цих часткових процесів?
Яку назву мають третій і четвертий часткові процеси моделі “В ході капіталовкладень” і що є результатом цих часткових процесів?
Яку назву мають п’ятий, шостий і сьомий часткові процеси моделі “В ході капіталовкладень” і які зв’язки вони мають з частковими процесами головної лінії процесу проектування?
Яку годинну послідовність мають 1, 2, 3, 4 часткові процеси моделі “В ході капіталовкладень” і яку лінію процессу проектування вони створюють?
Що є результатом процесу проектування згідно моделі “В ході капіталовкладень”?
Яким чином будується загальноприйнята модель процесу проектування? Скільки операційних комплексів вона містить?
З яких операцій складається загальноприйнята модель процесу проектування?
Що являють собою оператори в загальноприйнятій моделі процесу проектування?
Що являють собою операнди в загальноприйнятій моделі процесу проектування і який опис вони повинні мати?
Вкажіть назву операційних комплексів (ОК), на які розкладається загальноприйнята модель процесу проектування?
Які вимоги є визначальними під час створення моделі процесу проектування?
Яким чином може бути отримана комбінована модель процесу проектування?
Які взаємозв’язки в комбінованій моделі проектування розподільчої установки між частковими процесами і операційними комплексами?
Тема 3
Вибір основних проектних рішень
3.1 Принципи проектування електричної
частини підстанцій і розподільчих
установок
Підстанція є вузловою точкою в електропостачальній системі, що забезпечує прийом і перетворення електричної енергії, яка призначена для електропостачання електроустановок різного технологічного призначення. В залежності від функцій підстанції поділяють на: трансформаторні, двигун-генераторні і випрямляючі (перетворюючі).
Трансформаторна підстанція – це конструктивне об’єднання трансформатора і розподільчої установки, а також всіх допоміжних установок в одну конструктивну одиницю.
Розподільча установка – це конструктивне об’єднання комірок одного рівня напруги в одну конструктивну одиницю, включаючи необхідні допоміжні установки.
Розподільчий пункт – це розподільча установка невеликої потужності, що розташована поблизу споживачів, які безпосередньо приєднуються до розподільчого пункту. Розподільчий пункт не має вимикачів, а захист від струмів коротких замикань здійснюється за допомогою запобіжників.
Комутаційними апаратами в розподільчих пунктах є, як правило, контактори і магнітні пускачі.
Під час проектування підстанцій та розподільчих установок важливим є вибір основної принципової схеми. Для цього підстанція або розподільча установка поділяється на функціонально-самостійні ділянки, які між собою з’єднуються за допомогою комутуючих апаратів. Найбільш поширені такі функціонально-самостійні ділянки: ділянка живлення (Ж), ділянка розподілу (Р) і ділянка споживання (С). Функціонально-самостійна ділянка “живлення” реалізується через комутаційний апарат, який виконує функцію підключення (або увімкнення чи вимкнення), через кабельну або повітряну лінію, яка виконує функцію передачі, і через трансформатор, який виконує функцію перетворення або трансформування.
Функціонально-самостійна ділянка “розподіл” реалізується через збірні шини.
Функціонально-самостійна ділянка “споживання” реалізується через функції увімкнення (приєднання), передачу і електричний привід.
Суттєвим є те, що функціонально-самостійні ділянки обмежуються комутаційними апаратами, які виконують функцію увімкнення і вимкнення в нормальному і аварійному режимах. Комутаційні апарати являються також елементами функціонального зв’язку між окремими ділянками. На рис. 3.1 подано приклад абстрактного фрагменту електричної схеми.
Рисунок 3.1 – Функціонально-самостійні ділянки
Розглянемо технічну реалізацію абстрактної схеми рис. 3.1 з функціонально-самостійними ділянками Ж, Р, С. Вона здійснюється за допомогою комутаційних апаратів, що виконують певні функції. На рис. 3.2 подано приклад реалізації абстрактної схеми через функції: увімкнення, яку виконує оливний вимикач; передачі, яку виконує кабельна лінія; трансформування, яку виконує силовий трансформатор. Функціонально-самостійна ділянка “розподіл” Р реалізується за допомогою збірних шин, а функціонально-самостійна ділянка ”споживання” С реалізується через оливний вимикач, кабельну лінію і електропривід.
Рисунок 3.2 – Реалізація схеми з функціонально-самостійними ділянками Ж, Р, С
До інших функцій, які повинні бути реалізовані під час проектування підстанції або розподільчої установки, відносяться:
а) функція роз’єднання, тобто створення видимих точок розриву при ремонтах. Ця функція реалізується за допомогою роз’єднувачів;
б) функція вимірювання параметрів системи електропостачання, які цікавлять замовника проекту. Ця функція реалізується за допомогою вимірювальних приладів;
в) функція контролю за розподілом електричної енергії. Вона реалізується за допомогою приладів обліку.
Виходячи з вищеперерахованого, можна зробити висновок, що розробка основної принципової електричної схеми з’єднань підстанцій і розподільчих установок здійснюється на основі функціонально-самостійних ділянок “живлення”, “розподіл” і “споживання”. Зв’язки між функціями і структурою схеми визначають наступні параметри:
- кількість груп споживачів, що відповідають виробничо-технологічним і територіальним умовам; рівень напруги; параметри стосовно якості і надійності. Ці параметри є основою для визначення необхідної кількості секцій збірних шин Рі;
- облік відмовлень збірних шин Рі, що можливі внаслідок пошкоджень або планового припинення роботи і її поновлення. Цей параметр є основою для визначення кількості резервних секцій збірних шин;
- узгодження вводів живлення Ж в підстанцію з секціями збірних шин з врахуванням надійності. Цей параметр дає змогу визначити кількість потрібних джерел живлення.
Під час розробки проектів, в тому числі основних принципових електричних схем підстанцій і розподільчих установок, мають місце два етапи:
- перший етап, що полягає в розробці основної принципової схеми електропостачання, передбачає абстрактний розгляд окремих ділянок і їх комбінацію. Він дає змогу визначити шляхи потоку енергії;
- другий етап – це реалізація абстрактної схеми і основної принципової схеми. На цьому етапі здійснюється кон-кретний розгляд функціональних ділянок, тобто вибір і встановлення необхідного електротехнічного обладнання з врахуванням надійності роботи в нормальному і аварійному режимах.
В таблиці 3.1 подано приклад абстрактного проектування і технічна реалізація основних з’єднань електричної схеми.
Не дивлячись на різноманітність промислових підприємств, підприємств нафтової і газової промисловості, які відрізняються режимами роботи, категоріями споживачів, умовами навколишнього середовища, а також потужністю, яку вони споживають, можна сформулювати декілька загальних принципів проектування і побудови схем електропостачання:
- принцип глибокого вводу високої напруги, який полягає в тому, щоб максимально наблизити високу напругу до електроустановок з мінімальною кількістю проміжної трансформації;
- принцип децентралізації прийому і розподілу електричної енергії, який полягає у подрібненні підстанцій. Тобто на промисловому підприємстві передбачається встановлення декількох підстанцій з метою наближення їх до споживачів відповідних цехів;
- принцип глибокого секціонування всіх ланцюгів електропостачальної системи, починаючи від головної знижувальної підстанції і закінчуючи збірними шинами низької напруги;
- принцип відмови від “холодного резерву”. Тобто всі елементи схеми повинні бути постійно навантажені;
- принцип роздільної роботи ліній і трансформаторів, що дає змогу знизити струми коротких замикань.
Приклад. Накресліть абстрактну схему фрагменту ПС і її технічну реалізацію, якщо задані такі функціонально-самостійні ділянки (ФСД):
Дві ФСД “живлення” Ж1, Ж2;
Три ФСД “розподіл” Р1, Р2, Р3;
Шість ФСД “споживання” С1, С2, С3, С4, С5, С6.
Напруга ПС 110/35/10 кВ.
Розв’язок. Враховуюче те, що для абстрактного проектування задається три ФСД розподіл, то ФСД живлення повинна містити трансформатор напругою 110/35/10 кВ. Тоді абстрактна схема ПС згідно завдання буде мати вигляд:
Рисунок 3.3 – Абстрактна схема фрагменту ПС
Рисунок 3.4 – Технічна реалізація абстрактної схеми
фрагменту ПС