Учебное пособие 800617

УДК 621.316

А.Р. Козлов, Д.А. Антонов, А.А. Гуляев, Н.В. Ситников

СЧЕТ ЖКХ ЗАТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПО МАТЕРИАЛАМ ИНТЕРНЕТ-ОБЗОРА

Рассматривается оптимизация теплоснабжения с целью снижения

затрат

Социальная напряженность последнего времени обусловлена недостаточностью средств населения на разные услуги ( в том числе ЖКХ). Эти услуги в основном обусловлены ускоренными темпами роста себестоимости тепловой энергии. В свою очередь это связано, прежде всего, с ростом цен на энергоносители (50% общей стоимости тепловых услуг). В целом крупные города снабжаются централизованно (ЦТС) и снабжаются по высоким тарифам, вызванным завышенной себестоимостью о завышенными капитальными затратами.

Опыт работы ЖКХ позволяет отнести к числу основных проблем теплоснабжения следующие:

1)Высокий уровень потерь в тепловых сетях;

2)Сверхцентрализация систем теплоснабжения;

3)Фальсификация или завышение оценки тепловых нагрузок у потребителей.

Эксперты бросаются из одной крайности в другую при выборе рационального уровня ЦТС. У центральщиков главным аргументом является плотность тепловых нагрузок. В системах с низкими плотностями высокими являются даже нормативные потери, а низкое качество эксплуатации приводит к еще большему росту этих потерь. Суммируя все факторы можно положить, что в России потери в сетях более 25%, что является чрезвычайно высоким. (В Литве в 2000г перешли на 20% нормативный уровень и снизили его за 5 лет до 16%).

Анализ составляющих расходов показывает, что главные в котельных: высокие удельные расходы топлива, плохое качество топлива, высокая его стоимость, низкий уровень автоматизации, несоблюдение температурных графиков и изменений внешних температур, не квалифицированность персонала.

82

Всреднем анализ данных ЖКХ показал, что 60% муниципальных котельных имеют КПД 80%; 27% менее 60%; и 13% менее 40%. Удельные расходы на производство тепловой энергии достигает чрезвычайно высокого уровня. Главным в проблемах тепловых сетей является: высокий уровень потерь (25%), низкое качество эксплуатации (до 50%), избыточная централизация. Все это объясняется высоким износом сетей, нарушением гидрорежимов, и пр.

Главными проблемами потребителей коммунальных услуг являются: отсутствие стимулов в повышении эффективности, неразвитость рынков услуг, ограниченная способность оплаты.

Главная проблема тарифообразования в том, что в России цена 1Гкал до 7000р., а в Европейских странах импортирующих наш газ и наше электричество до 1500р. Бюджет в настоящее время покрывает до 1000р на Гкал. При таких расходах наша система теплоснабжения является неконкурентоспособной.

Вструктуре затрат на топливо главным является неэффективная система контроля за динамикой издержек. Ведомственные источники зачастую выигрывают конкурентную борьбу с муниципалитетами, что позволяет получить только умеренное снижение расходов по производству тепловой энергии. Необходим системный программный подход к решению перечисленных проблем.

Одно из решений, это применение бойлерного отопления. Газовые и электрические бойлеры для отопления имеют

следующие достоинства: длительный срок эксплуатации, большая мощность котлов, бесперебойная работа оборудования с точками водозабора;

Вместе с тем бойлерные системы имеют ряд недостатков: высокая стоимость комплекта оборудования, наличие магистральных газопроводов, большой объем помещений.

Эти данные говорят о том, что при выборе системы теплоснабжения необходим тщательный анализ влияния многочисленных факторов с целью снижения стоимости.

Воронежский государственный технический университет

83

УДК 621.316.98

А.С.Попов,Н.И.Королёв

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ НИЗКОВОЛЬТНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ МОДУЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

Рассматриваются способы достижения селективности в слаботочных сетях коммутационными аппаратами модульного исполнения

Рост мощности низковольтных сетей и необходимость организации бесперебойного электроснабжения потребителей выдвигают повышенные требования к надежности систем электроснабжения. Одним из способов повышения надежности электроснабжения является повышение селективности аппаратов защиты. В настоящее время для организации селективной работы автоматических выключателей на низком напряжении применяют различные методы.

Селективность по сверхтокам. Координация рабочих характеристик двух или нескольких устройств для защиты от сверхтоков с таким расчетом, чтобы в случае возникновения сверхтоков в пределах указанного диапазона срабатывало только устройство, предназначенное для оперирования в данном диапазоне, а прочие не срабатывали”, при этом под сверхтоком понимается ток с более высоким значением, чем номинальный ток, вызванный любой причиной Таким образом, существует селективность между двумя последовательными автоматическими выключателями в отношении сверхтока, который протекает через оба выключателя, причем автоматический выключатель со стороны нагрузки размыкается, обеспечивая защиту цепи, а автоматический выключатель со стороны питания остается замкнутым, обеспечивая подачу питания остальной части установки.

Полная селективность. Селективность по сверхтокам, когда при последовательном соединении двух аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки осуществляет защиту без срабатываниявторого защитного аппарата.

Частичная селективность. Селективность по сверхтокам, когда при последовательном соединении двух аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки осуществляет защиту до определенного уровня сверхтока без срабатывания второго защитного аппарата.

84

Под зоной перегрузки” понимают диапазон значений тока и, следовательно, соответствующую часть кривых срабатывания автоматического выключателя между номинальным током самого автоматического выключателя и значением, которое в 8"10 раз выше номинального тока. Это зона, в которой обычно вызывается срабатывание тепловой защиты для термомагнитных расцепителей и защиты L для электронных расцепителей. Эти токи обычно соответствуют цепи с перегрузкой.

Под зоной КЗ понимают диапазон значений тока и, следовательно, соответствующую часть кривых срабатывания автоматического выключателя, которые в 8"10 раз выше номинального тока автоматического выключателя. Это зона, в которой обычно вызывается срабатывание магнитной защиты для термомагнитных расцепителей или защит S, D и I для электронных расцепителей. Эти значения тока обычно соответствуют повреждению в цепи питания.

Рис. 1. Значения токов в зоне перегрузки и в зоне тока КЗ

В зоне перегрузки с применением устройств защиты обычно реализуется времятоковый тип селективности. В зоне КЗ с применением устройств защиты обычно могут использоваться различные методы обеспечения селективности.

Времятоковая селективность. В общем следует отметить, что устройства защиты от перегрузки имеют времятоковую характеристику, срабатывают ли они посредством теплового расцепителя или посредством функции L электронного расцепителя. Времятоковая характеристика является характеристикой срабатывания, причем по мере возрастания тока

85

время срабатывания автоматического выключателя уменьшается. Когда имеются устройства защиты с характеристиками такого типа, то применяемый метод селективности " это времятоковая селективность. Времятоковая селективность обеспечивает селективность срабатывания путем регулировки устройств защиты таким образом, что защита со стороны нагрузки при всех возможных значениях сверхтока срабатывает быстрее, чем автоматический выключатель со стороны питания. При анализе времени срабатывания двух автоматических выключателей необходимо учитывать: " допуски порогов и времен срабатывания " действительные токи, протекающие в автоматических выключателях.

Рис. 2. Времятоковая селективность

Срабатывание расцепителя, показано на рис. 2, двумя кривыми, одна из которых указывает наибольшее время срабатывания (верхняя кривая), а другая " наименьшее время срабатывания (нижняя кривая).

Токовая селективность. Этот тип селективности основан на положении о том, что чем ближе точка замыкания к источнику питания установки, тем выше ток КЗ. Поэтому можно определить зону, в которой случилось замыкание, путем уставки мгновенных устройств защиты на различные значения тока. Полную селективность обычно можно получить в конкретных случаях только там, где ток замыкания невысокий, и где между двумя устройствами защиты имеется элемент с высоким полным электрическим сопротивлением (трансформатор, очень длинный кабель или кабель с уменьшенным поперечным сечением и т.д.) и, следовательно, велика разница между значениями токов КЗ.

86

Поэтому данный тип согласования используется, в первую очередь, в конечных распределительных щитах (низкие значения номинального тока и тока КЗ, и высокое полное электрическое сопротивление соединительных кабелей). Для этого анализа обычно используются времятоковые кривые срабатывания устройств защиты. Он, по своему существу, является быстродействующим (мгновенным), прост в реализации и экономичен. Однако: предельный ток селективности обычно низок, и, таким образом, селективность часто является только частичной; уровень уставки защиты от сверхтоков быстро растет; резервирование защиты, обеспечивающее быстрое отключение поврежденной линии в случае, если одно из устройств защиты неисправно, является невозможным.

Рис. 3. Токовая селективность

Уставка защиты от КЗ автоматического выключателя со стороны питания A будет установлена на значение, не допускающее его срабатывания при КЗ, которые возникают на стороне нагрузки устройства защиты B. Уставка защиты автоматического выключателя со стороны нагрузки B будет установлена так, чтобы она срабатывала при КЗ, которые возникают на его стороне нагрузки.

Воронежский государственный технический университет

87

УДК 621.316

А.А. Рыжов, Ю.А. Перцев, В.В. Орлов

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПН ПРИ НАПРЯЖЕНИИ 110 КВ

Выполнен расчет основных параметров ОПН по наибольшему длительно допустимому рабочему напряжению и условиям работы в квазиустановившихся режимах, по условиям обеспечения взрывобезопасности, определен защитный уровень ограничителя при коммутационных и грозовых перенапряжениях

1. Выбор ОПН по наибольшему длительно допустимому рабочему напряжению.

Длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя выбирается по наибольшему уровню напряжения сети с запасом 5% и должно быть не менее:

выбирается согласно ГОСТ 1516.3-96. 2. Выбор класса энергоемкости ОПН.

Практическим критерием оценки энергоемкости ОПН является его способность пропускать нормируемые импульсы тока коммутационного перенапряжения без потери рабочих качеств. В сетях 110 кВ ограничитель должен иметь энергоемкость не ниже

4,0-4,5 кДж/кВ.

Выбираем 4,8 кДж/кВ.

3. Выбор ОПН по условиям работы в квазиустановившихся режимах.

Для ограничителей, устанавливаемых на шинах или трансформаторах, которые по схеме ОРУ не коммутируются вместе с линией, определяющими являются квазиустановившиеся перенапряжения на неповрежденных фазах при несимметричных КЗ на шинах подстанции. Максимальное значение не превышает 1,4 наибольшего рабочего напряжения сети. Значение

среднейдлительности квазиустановившихся перенапряжений - 4,0с.

88

Кратность этого напряжения в отношении к Uн.р.опн составляет:

По характеристикам «напряжение-время» находим время в течении которого ОПН выдерживает это воздействие

4. Определение защитного уровня ограничителя при коммутационных перенапряжениях.

Величина коммутационных перенапряжений определяет значение остающегося напряжения на ограничителе, которое должно быть при расчетном токе не менее чем на 15-20% ниже испытательного напряжения коммутационным импульсом защищаемого электрооборудования

(5)

Для электрооборудования 110 кВ нормируется одноминутное испытательное напряжение частоты 50 Гц ( 50) Выдерживаемый уровень коммутационных перенапряжений можно определить по формуле:

(6)

Выбираем для трансформаторов с нормальной изоляцией

5. Определение защитного уровня ОПН при грозовых перенапряжениях.

89

Выбранный тип ОПН проверяем на возможность установки в ОРУ на расстоянии, обеспечивающим требуемую ПУЭ надежность грозозащиты защищаемого оборудования.

При замене вентильных разрядников на ОПН, расстоянии от ОПН до защищаемого оборудования можно оценить по формуле:

Переход от расстояний от вентильных разрядников до защищаемого оборудования, нормируемых ПУЭ, к расстояниям до ОПН можно оценить по формуле:

где – испытательное напряжение защищаемого оборудования при полном грозовом импульсе (ГОСТ 1516.3-96 таблица 1);

, – остающееся напряжение на ОПН и РВ при токе 10

(5) кА (из таблицы);

– расстояние от защищаемого оборудования до ОПН,

(м);

– расстояние от защищаемого оборудования до РВ, нормируемое ПУЭ.

Максимальные значения остающихся напряжений РВ при воздействии грозовых импульсов

90