1. Системы электроснабжения. Категории электроприемников и обеспечения надежности электроснабжения.

Система электроснабжения - совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Система электроснабжения не включает в себя потребителей (или приёмников электроэнергии).

К системам электроснабжения (СЭС) предъявляются следующие основные требования:

1.Надёжность системы и бесперебойность электроснабжения потребителей. 2.Качество электроэнергиина вводе к потребителю.3.Безопасность обслуживания элементов СЭС.4.Унификация(модульность, стандартизация). 5.Экономичность, включает в себя такие понятия,какэнергоэффективностьиэнергосбережение.6.Экологичность.7.Эргономичность.

Конфигурация СЭС — схема расположения входящих в СЭС источников электроэнергии, устройств распределения, передачи, преобразования электроэнергии (электростанции, линии электропередачи, трансформаторные подстанции, распределительные устройства и т. д.).

Классификация СЭС

По типу источников электроэнергии — электрохимические, дизель-электрические, атомные и т. д.

По конфигурации — централизованные, децентрализованные, комбинированные.

По роду и частоте тока — постоянного тока, переменного тока 50 Гц, переменного тока 400 Гц и др.

По числу фаз — одно-, двух-, трёх-, многофазные.

По режиму нейтрали— с изолированной нейтралью, глухозаземлённойнейтралью, компенсированной нейтралью и т. д.

По надёжности электроснабжения — обеспечение потребителей 1 (1А, 1Б, 1В), 2, 3 категорий надёжности, обеспечение смешанных потребителей.

По назначению — системы автономного, резервного, аварийного, дежурного электроснабжения.

По степени мобильности — стационарные, мобильные, возимые, носимые.

1.2.17. Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

1.2.18. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории - все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

1.2.19. Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

1.2.20. Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

1.2.21. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток

2. Расчёт электрических нагрузок промышленных установок.

При расчёте нагрузок промышленных объектов следует учитывать некоторые особенности. Расчёт выполняется по РТМ 36.18.32.4-92 (форма ф636-92) (Указания по расчету электрических нагрузок).

Данный метод расчёта не распространяется на электроприёмники с резкопеременным графиком нагрузки, промышленный электрический транспорт, жилые и общественные здания, а также на электроприёмники, с известным графиком нагрузки.

3.1. Расчет выполняется по форме Ф636-92

3.2. Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа, сборки, распределительного шинопровода, щита станций управления, троллея, магистрального шинопровода, цеховой трансформаторной подстанции), а также по цеху, корпусу в целом.

3.2.1 Исходные данные для расчета (графы 1-6) заполняются на основании полученных от технологов, сантехников и др. специалистов таблиц-заданий на проектирование электротехнической части (графы 1-4) и согласно справочным материалам (графы 5, 6), в которых приведены значения коэффициентов использования и реактивной мощности для индивидуальных ЭП.

При этом:

3.2.1.1. Все ЭП группируются по характерным категориям с одинаковыми К_И и tgj. В каждой строке указываются ЭП одинаковой мощности.

3.2.1.2. Резервные электроприемники, ремонтные сварочные трансформаторы и другие ремонтные электроприемники, а также электроприемники, работающие кратковременно (пожарные насосы, задвижки, вентили и т.п.), при подсчете расчетной мощности не учитываются (за исключением случаев, когда мощности пожарных насосов и других противоаварийных ЭП определяют выбор элементов сети электроснабжения). В графах 2 и 4 указываются данные только рабочих ЭП.

3.2.1.3. В случаях, когда n_Э определяется по упрощенному выражению все ЭП группируются построчно по характерным категориям независимо от мощности ЭП, а в графе 3 указываются максимальная и минимальная мощности ЭП данной характерной группы.

3.2.1.4. Для многодвигательных приводов учитываются все одновременно работающие электродвигатели данного привода. Если в числе этих двигателей имеются одновременно включаемые (с идентичным режимом работы), то они учитываются в расчете как один ЭП номинальной мощностью, равной сумме номинальных мощностей одновременно работающих двигателей.

3.2.1.5. Для электродвигателей с повторно-кратковременым режимом работы их номинальная мощность не приводится к длительному режиму (ПВ=100%).

3.2.1.6. При включении однофазного ЭП на фазное напряжение он учитывается в графе 2 как эквивалентный трехфазный ЭП номинальной мощностью

р_Н=3р_Н.О;    q_Н=3q_Н.О,

где р_Н.О, q_Н.О - активная и реактивная мощности однофазного ЭП.

При включении однофазного ЭП на линейное напряжение он учитывается как эквивалентный ЭП номинальной мощностью

р_Н=р_Н.О;     q_Н=q_Н.О

3.2.1.7. При наличии группы однофазных ЭП, которые распределены по фазам с неравномерностью не выше 15% по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных ЭП в группе, они могут быть представлены в расчете как эквивалентная группа трехфазных ЭП с той же суммарной номинальной мощностью.

В случае превышения указанной неравномерности номинальная мощность эквивалентной группы трехфазных ЭП принимается равной тройному значению мощности наиболее загруженной фазы.

3.2.1.8. При наличии в справочных материалах интервальных значений k_И следует для расчета принимать наибольшее значение. Значения k_И должны быть определены из условия, что вероятность превышения фактической средней мощности над расчетной для характерной категории ЭП должна быть не более 0,05.

3.2.2. В графах 7 и 8 соответственно записываются построчно величины К_ИР_Н и К_ИР_Нtgj. В итоговой строке определяются суммы этих величин

SК_ИР_Н               SК_ИР_Нtgj

3.2.3. Определяется групповой коэффициент использования для данного узла питания

К_И=SК_ИР_Н/SР_Н

Значение К_И заносится в графу 5 итоговой строки.

3.2.4. Для последующего определения n_Э в графе 9 построчно определяются для каждой характерной группы ЭП одинаковой мощности величины n*и в итоговой строке - их суммарное значение Sn*. При определенииn_Э по упрощенной формуле графа 9 не заполняется.

3.2.5. Определяется эффективное число электроприемников n_Э следующим образом:

3.2.5.1. Как правило, n_Э для итоговой строки определяется по выражению

n_Э=(SР_Н)²/Sn*

3.2.5.2. При значительном числе ЭП (магистральные шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию) n_Э может определяться по упрощенной формуле

n_Э=2SР_Н/р_Н.МАКС

3.2.5.3. Найденное по указанным выражениям значение n_Э округляется до ближайшего меньшего целого числа. При n_Э£4 рекомендуется пользоваться номограммой (см. рисунок).

3.2.6. В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников определяется и заносится в графу 11 коэффициент расчетной нагрузки К_р.

3.2.7. Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ (графа 12) определяется по выражению

Р_Р=К_РSК_ИР_Н

В случаях, когда расчетная мощность P_Р окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать Р_Р=р_Н.МАКС.

3.2.8. Расчетная реактивная мощность (графа 13) определяется следующим образом:

3.2.8.1. Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n_Э:

при n_Э£10  Q_Р=1,1SК_ИР_Нtgj

при n_Э>10  Q_Р=SК_ИР_Нtgj

3.2.8.2. Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию

Q_Р=К_РSК_ИР_Нtgj=Р_Рtgj

3.2.9. К расчетной активной и реактивной мощности силовых ЭП напряжением до 1 кВ должны быть при необходимости добавлены осветительные нагрузки Р_Р.О и Q_Р.О.

3.2.10 Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается сечение линии по допустимому нагреву, определяется по выражению

I_p=S_p/U_H                                               (графа 15),

где  - полная расчетная мощность, кВ*А, (графа 14).

3.3 Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением выше 1 кВ производится в целом аналогично расчету, приведенному в п. 3.2, с учетом следующих особенностей:

3.3.1. При получении от технологов коэффициентов, характеризующих реальную загрузку электродвигателей, в графу 5 заносится вместо К_И значение К_З, в графу 7 - значение К_ЗP_Н.

3.3.2. Расчетная нагрузка цеховых трансформаторных подстанций (с учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторах заносится в графы 7 и 8.

3.3.3. Определяется число присоединений 6-10 кВ на сборных шинах РП, ГПП (графа 2 итоговой строки). Резервные ЭП не учитываются.

3.3.4. Эффективное число ЭП n_Э не определяется и графы 9 и 10 не заполняются.

3.3.5. В зависимости от числа присоединений группового коэффициента использования SК_ИР_Н/SР_Н, занесенного в графу 5 итоговой строки, по таблице определяется значение коэффициента одновременности K_О. Значение K_О заносится в графу 11 (при этом К_Р=1, см. п.2.11).

3.3.6. Расчетная мощность (графы 12-14) определяется по выражениям

Р_Р=К_рSК_ИР_Н;

Q_Р=К_ИР_Нtgj=Р_Рtgj;

3. Расчёт нагрузок жилых и общественных зданий. Расчетные нагрузки жилых и общественных зданий в данном разделе определяются согласно СН-167-61. При проектировании групповой сети квартир минимальные нормы удельных расчетных нагрузок следует принимать: 12 вт/м2 — для освещения жилых комнат и кухонь; 8 вт/м2 — для освещения остальных помещений общего пользования квартир (но не менее одной лампы мощностью 25 вт для каждого помещения); 30—40 вт/м2 — для бытовой нагрузки жилых комнат и кухонь. Для определения расчетной мощности отдельных звеньев питающей внутридомовой осветительной сети жилых зданий следует пользоваться табличными данными. Расчетные нагрузки жилых домов для трех основных вариантов электропотребления, определяемых степенью электрификации квартир, берут так же в таблице. Указанные величины учитывают осветительную и бытовую нагрузки квартир, а также осветительную нагрузку общедомовых помещений жилых зданий с соответствующими коэффициентами спроса и не учитывают силовой и осветительной нагрузок обособленных в административном отношении нежилых помещений. Для городов с населением до 20 тыс. жителей, за исключением заводских поселков, а также для усадебных застроек удельные нагрузки принимаются такими же, как для городов с населением до 1 000 тыс. жителей, но с коэффициентом спроса 0,5—0,8.

При проектировании внутриквартальных сетей рекомендуется за основу принимать расчетную нагрузку одной квартиры и число квартир, питаемых линией или трансформатором, с учетом соответствующего коэффициента спроса (коэффициента одновременности), определяемого по таблице. При проектировании групповой осветительной сети общественных зданий, гостиниц, общежитий и интернатов, общедомовых помещений жилых зданий (лестничные клетки, чердаки и подвалы, котельные, красные уголки и т. п.), а также всех остальных размещаемых в жилых зданиях нежилых помещений (торговые и складские помещения, мастерские, ателье, парикмахерские, административные помещения и т. п.) расчетную нагрузку следует определять по светотехническому расчету, принимая коэффициент спроса равным 1.

Мощность питания штепсельных розеток должна определяться с учетом мощности присоединяемых электроприемников. Расчетные нагрузки на вводах в общественные и коммунальные здания определяются согласно проектам их внутреннего электрооборудования и электроосвещения. Примерные значения величин этих нагрузок для наиболее характерных зданий берут из таблицы.

Для определения расчетных нагрузок общественных и коммунальных зданий, отнесенных к шинам трансформаторного пункта, должен учитываться коэффициент спроса (коэффициент участия в максимуме), примерные величины которого приведены в таблице. В предварительных расчетах при ориентировочной оценке необходимой трансформаторной мощности расчетная нагрузка может быть определена с помощью приведенной суммарной удельной нагрузки всех потребителей жилого и общественно-коммунального секторов, отнесенной к 1 м2 жилой оплачиваемой площади. Для современного проектного уровня без применения в жилых домах кухонных электроплит величину удельной нагрузки рекомендуется принимать равной от 20 вт/м2 (для малоэтажной застройки) до 30 вт/м2 (для многоэтажной застройки). Коэффициент спроса при определении расчетных нагрузок линий сети 6-10 кв принимается равным: линия распределительной сети - 0,9; линия питающей сети - 0,81.

4. Расчет нагрузок с\х объектов. При проектировании систем электроснабжения применяют различные методы определения расчетных нагрузок. Расчет электрических нагрузок в с/х районах производится в соответствии с Методическими указаниями по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38-110кВ с/х назначения, разработанным Сельэнергопроектом. В указаниях приняты два способа подсчета нагрузок: по вероятностным характеристикам или при помощи коэффициента одновременности. При расчете по обоим методам в соответствии с суточным графиком эл. нагрузок пользуются данными о дневном и вечернем максимумах активной , реактивной и полной нагрузок. Если от сети питаются только производственные потребители, расчет можно выполнять для дневного максимума нагрузок, если потребители только бытовые, можно расчитывать вечерний максимум нагрузки. При расчете по вероятностным характеристикам необходимы сведения о математическом ожидании дневных и вечерних максимумов активной и реактивной нагрузок. Другой способ базирутеся на том, что при большом числе электроприемников они обычно одновременно не работают. Расчетную мощность по этому определяют как арифметическую сумму присоединенных мощностей электроприемников, умноженную на коэффициент одновременности (Ко<или=1). Коэфициентом одновременности называют отношение расчетной нагрузки группы из нескольких потребителей к сумме их максимальных нагрузок. Если нагрузки однородных потребителей отличаются по величине более чем в четыре раза, то суммирование их производится не с помощью коэф. Одновременности, а пользуются табличными данными в которых Р-меньшая нагрузка из слагаемых, а /\ Р-добавка к большей слагаемой нагрузки. Расчетная реактивная нагрузка Р=Рб+/\ Р, где Рб-большая из слагаемых нагрузок. По приложениям и таблицам производится так же суммирование разнородных нагрузок-быфтовой и производственной и определяется расчетная нагрузка на шинах ТП. Для расчета эл. сетей необходимо знать значения полных мощностей на участках S=P/cos ɤ, где значение cos ɤ принимают для сетей 0,38 кВ по табличным данным, а для сетей 10-110кВ по рисунку – диаграмме в зависимости от отношения расчетной нагрузки производственных потребителей Рп к общей расчетной нагрузке Ро. Ро=Рп+Ркб, где Ркб-расчетная нагрузка комуннально-бытовых потребителей. В с/х широко распространены сезонные потребители, которые потребляют энергию не круглый год, а по сезонам в данном случае расчетные нагрузки определяются с учетом коэф. сезонности который находится в табличных данных.

Для расчета эл. нагрузок на участках ЛЭП и шинах подстанции, необходимо знать среднеквадратичное отклонение или дисперсию D=ơ² всех подключенных нагрузок. Значения дисперсии D(P) и D(Q) можно получить из приложений методических расчетов по выражениям D(P)=(Pmax-P/2)²;

D(Q)=(Qmax-Q/2)².

Расчетные активные и реактивные нагрузки линии и шин подстанции определяют по формулам

, где коэфициент точности надежности расчета.

Расчетную полную мощность участка сети определяют по формуле Sp=Pp²+Qp²