Основные требования, предъявляемые к схемам электрических соединений

Схемы электрических соединений должны удовлетворять ряду требований, важнейшие из них: надежность электроснабжения потребителей, экономическая целесообразность, удобство эксплуатации, технологическая гибкость, компактность, унифицированность, экологическая чистота.

1. Надежность – свойство схемы обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией нормированного качества. При анализе надежности схемы оценивают вероятность возникновения той или иной аварии и величину мощности, которая может быть потеряна при аварии. Существуют расчетные методы оценки надежности, которые рассматриваются в отдельных курсах. Надежность схемы должна соответствовать категории потребителей по степени надежности электроснабжения. В соответствии с ПУЭ все электроприемники разделяются на 3 категории. Данная классификация представлена в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Категории надежности электроснабжения потребителей

Классификация	Последствия перерыва электроснабжения	Источники питания	Перерыв питания при нарушении электроснабжения
1-я категория	- опасность для жизни людей, - угроза для безопасности государства, - значительный материальный ущерб, - расстройство сложного технологического процесса, -нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения;	Два независимых взаимно резервирующих источника питания	допускается на время автоматического восстановления питания
1-я особая категория	- бесперебойная работа необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров	дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника
2-я категория	- массовый недоотпуск продукции, - массовый простой рабочих, механизмов и промышленного транспорта, - нарушение нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей	два независимых взаимно резервирующих источников питания.	допускается на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
3-я категория	Электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.	один источник питания	время ремонта или замены поврежденного элемента не превышает 1 суток.

2) Под экономической целесообразностью схемы подразумевается принятие решений с учетом необходимых капитальных вложений на сооружение электростанции (подстанции) и годовых эксплуатационных издержек при обеспечении требуемой степени надежности.

В ходе учебного проектирования рассматривается методика оценки ежегодных минимальных приведенных затрат: З = 𝑝н𝐾 + И + У,

где 𝐾 – капиталовложения на сооружение установки, тыс. руб.,

𝑝н– нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,12-0,15 (меньшие цифры для ГЭС, большие для ТЭС),

И – годовые эксплуатационные издержки, тыс. руб./год,

где α – отчисление на обслуживание электрооборудования (8–9%),

β – себестоимость электроэнергии,

W_пот – потери электроэнергии в оборудовании,

У – ущерб от недоотпуска электроэнергии, тыс. руб./год.

3) Удобство эксплуатации заключается в наглядности и простоте схемы, снижении вероятности ошибочных действий персонала в процессе эксплуатации, минимизации количества переключений в первичных и вторичных цепях, уменьшении количества аварий из-за ошибок персонала и отказов электрооборудования при оперативных переключениях.

4) Технологическая гибкость – способность схемы адаптироваться к изменяющимся условиям работы при плановых ремонтах, аварийно-восстановительных работах, расширении, реконструкции.

5) Компактность – подразумевает минимизацию площади, занимаемой электрооборудованием (например, при сооружении КРУЭ требуется площадь в 10 и более раз меньше, чем при сооружении ОРУ).

6) Унифицированность – подразумевает использование типовых проектных решений, позволяющих снизить трудовые и финансовые затраты на проектирование, монтажные и пусконаладочные работы, эксплуатацию электростанции или подстанции.

7) Экологическая чистота – означает степень воздействия электростанции или подстанции на окружающую среду (электрические и магнитные поля, шум, выбросы).

Перечисленные требования необходимо учитывать при выборе схем электрических соединений, включая схемы распределительных устройств. На выбор схем РУ также оказывает влияние совокупность следующих факторов:

- тип электростанции, подстанции;

- число и мощность генераторов, трансформаторов;

- уровни напряжения и число линий для питания нагрузки и связи с энергосистемой;

- значения токов короткого замыкания и наличие оборудования требуемых параметров;

- площадь территории для сооружения РУ;

- климатические факторы внешней среды;

- возможная конструкция РУ (КРУ, ОРУ, ЗРУ, КРУЭ).

Различают три основные группы схем электрических соединений:

1) блочные схемы;

2) схемы РУ со сборными шинами: с одним выключателем на присоединение (коммутация присоединения одним выключателем), с увеличенным количеством выключателей на присоединение (коммутация присоединения двумя выключателями);

3) схемы РУ в виде мостиков и многоугольников (кольцевые схемы).