Изготовление дверей

Система силового электроснабжения


Электроснабжение, электроосвещение и силовое электрооборудование

Вот уже более двух веков человечество активно пользуется электричеством. На сегодняшний день оно стало еще более нужным, ведь практически каждый человек пользуется интернетом, поднимается в квартиру на лифте и предпочитает книге телевизор.

Надежную и бесперебойную работу электрооборудования сможет обеспечить только правильно и грамотно составленный и оформленный согласно всем нормам проект ЭОМ – электроснабжение, электроосвещение и силовое электрооборудование. В квартирах и частных домах резкое отключение электроэнергии довольно часто приводит к сгоранию приборов, которые недешево стоят: стиральных машин, микроволновых печей, холодильников, мультиварок, компьютеров и прочих.

В промышленности тем более нельзя допускать перебоев в подаче электроэнергии, ведь остановленные шахтные компрессоры или мощные агрегаты могут не только сбить плавный ход технологического процесса, но и сорвать всю работу предприятия.

Статистика говорит о том, что проектирование ЭОМ – наиболее востребованная услуга в мире, и это неудивительно.

Проектирование ЭОМ

Проект ЭОМ представляет собой детальное описание всех компонентов системы освещения и электроснабжения. Раздел «Внутренние системы электроснабжения и освещения» включает в себя три подраздела: силовое электрооборудование (ЭМ), электроосвещение (ЭО) и электроснабжение (ЭС).

К силовому электрооборудованию относятся:

  1. КТП (комплектная трансформаторная подстанция) 6.10/0,4.0,66 кВ.
  2. Электросети, питающие приемники с максимальным напряжением 1 кВ (в пределах проектируемого объекта).
  3. Устройства управления электроприводами до 1 кВ вентиляционных систем, а также систем водоотведения, водоснабжения, кондиционирования и др.

Проектирование силового оборудования осуществляется с учетом особенностей и будущей модернизации проектируемого объекта, охарактеризованных в других разделах проекта.

Текстовая часть проекта подраздела ЭМ содержит:

  • пояснительную записку;
  • необходимые расчеты (число и мощность электроприемников, электрические нагрузки и т. д.);
  • задание на электрощиты изготовителю.

Графическая часть ЭМ включает в себя:

  • принципиальные электрические схемы комплектных трансформаторных подстанций;
  • принципиальные схемы питающей и распределительной сетей;
  • принципиальные схемы управления электроприводами;
  • схемы подключения;
  • схему контура заземления;
  • планы размещения электрооборудования и прокладки кабеля;
  • план расположения молниезащиты;
  • кабельный журнал;
  • ведомость заполнения труб проводами и кабелями;
  • планы расположения систем уравнивания и выравнивания потенциалов, их схемы.

Проект электроосвещения – первый шаг к электроснабжению. Без света нормальная работа людей и предприятий почти невозможна. Электроосвещение делится на:

  • электросети, предназначенные питать электричеством приемники на объекте, который проектируется;
  • управляющие устройства.

Текстовая документация ЭО:

  • пояснительная записка;
  • спецификации на электрооборудование и материалы;
  • расчеты (расчет освещения горизонтальных поверхностей; электротехнический расчет – выбор места размещения щитков, управление освещением, защита сети, выбор кабелей и проводов; оценка равномерности освещения);
  • задание на производство электрощитов.

Комплект рабочих чертежей подраздела ЭО содержит:

  • общая информация по рабочим чертежам;
  • план размещения электрооборудования и прокладки кабелей;
  • принципиальные схемы питающей сети и дистанционного управления;
  • схемы подсоединения распредустройств на напряжение до 1 кВ;
  • чертежи установки электрооборудования;
  • таблица с информацией о кабелях для питающей сети или кабельный журнал.

Электроснабжение – это комплекс мероприятий по снабжению потребителей электроэнергией. Система электроснабжения представляет собой совокупность инженерных сооружений, направленных на осуществление электроснабжения.

Проект электроснабжения является одной из главных стадий при подключении любого объекта к электроснабжению. Началом разработки является сбор данных по нагрузкам от потребителей и определения категории надежности ЭС. После анализа полученных данных формируется структура систем энергообеспечения, а также схемы распределительных устройств и сетей объекта.

Исходными данными для разработки ЭС являются:

  • технические условия, полученные от энергосбытовой организации;
  • задание на электроснабжение от смежных разделов;
  • техническое задание проекта;
  • планы всех этажей объекта.

Электроснабжение проектируется на этапе разработки проектной и рабочей документации.

В текстовую часть проекта ЭС входит:

  • Данные по источникам электроснабжения для подключения объекта к сетям ЭС общего пользования. Приводятся согласно техусловиям.
  • Обоснование принятой схемы ЭС.
  • Сведения о количестве приемников электроэнергии, их мощности (расчетной и установленной).
  • Требования к надежности ЭС и качеству электроэнергии.
  • Принятые решения по обеспечению электроэнергией электроприемников согласно принятой классификации в эксплуатационном и аварийном режиме.
  • Описание проектных решений по возмещению реактивной мощности, автоматизации, управлению, релейной защите и диспетчеризации системы ЭС.
  • Список работ, направленных на экономию электроэнергии.
  • Информация, касающаяся электрической мощности сетевых и трансформаторных объектов.
  • Принятые решения по организации ремонтов (для промышленных объектов).
  • Перечень мероприятий по заземлению и молниезащите.
  • Данные о типе проводов и осветительных элементах, использующихся во время строительства объекта.
  • Характеристика системы освещения, включая постоянно рабочие источники и аварийные.
  • Характеристика других источников электроэнергии (дополнительных и резервных).
  • Принятые решения по осуществлению резервирования электроэнергии.

Графические материалы проекта ЭС – это:

  • Принципиальные электрические схемы приемников от различных источников ЭС: основного, дополнительного, резервного.
  • Принципиальная схема сети освещения для промышленных и непроизводственных объектов.
  • Принципиальная схема сети аварийного освещения.
  • План сетей ЭС.
  • Схему расположения электрооборудования.
  • Схемы заземлений и молниезащиты.

Проект электроснабжения обязательно должен содержать инструкцию, в которой подробно описаны мероприятия, способные предохранить людей от поражения электрическим током.

Проект раздела ЭОМ должен быть составлен и оформлен в соответствии с установленными требованиями и нормами.

rtp01.ru

Решения и услуги

Согласно ГОСТу, к силовому электрооборудованию относят:

  • Комплектные трансформаторные подстанции 6.10/0,4.0,66 кВ;
  • Электрические сети для питания электроприемников напряжением до 1 кВ в пределах проектируемого здания, сооружения;
  • Управляющие устройства электроприводов до 1 кВ систем вентиляции и кондиционирования воздуха, водоснабжения, канализации и других механизмов общего (например, общецехового) назначения, если электроприводы этих систем и механизмов поставляются без таковых.

Ключевая цель при установке силового электроснабжения – это обеспечение поступления электроэнергии на объект, ее учет, контроль качества и в дальнейшем распределение среди силовых потребителей.

Компания «Современные интеллектуальные системы» при проектировании силового электроснабжения традиционно учитывает факторы, влияющие на создание системы, такие как электрические нагрузки, количество цепей, наличие электрического отопления, а также в целом технические условия на подключение к сети электроснабжения. Со своей стороны мы готовы предложить такие виды работ, как:

  • Проектирование и монтаж электрических сетей;
  • Замена изношенного силового электрооборудования;
  • Обеспечение электроэнергией новых и реконструируемых объектов;
  • Реконструкция и создание систем управления электроснабжением.

В составе системы силового электроснабжения мы интегрируем такие его составные части и решения, как:

Вводной электрощит (ГРЩ, ВУ, ВРУ)

Организация узлов коммерческого и / или технического учета электроэнергии

Организация автоматической системы технического съема и учета показаний (в случае необходимости)

Силовой электрощит (один или несколько) с элементами защиты и автоматики

Сеть электроснабжения силовых потребителей (вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, различного технологического оборудования и т.д.)

Стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания (ИБП / UPS) (опция, один или несколько)

Сеть электроснабжения потребителей I и Ia категории надежности электроснабжения

Решения по организации защитного заземления (заземление источников электроснабжения, повторного заземления, технологического заземления и т.д).

Решения по организации системы уравнивания и выравнивания потенциалов

Решения по организации молниезащиты зданий и сооружений (в том числе промышленных)

Разработка решений по защите от импульсных перенапряжений

Выполненные проекты:

www.misspb.ru

18 Системы электроснабжения, силового оборудования и электрического освещения

  • Системы электроснабжения, силового оборудования и электрического освещения здания следует проектировать согласно СНБ 3.02.04, СНиП 2.08.02, П2 к СНБ 3.02.04 и [12], в той части, в которой они не противоречат настоящему техническому кодексу.

  • Электроприемники по степени обеспечения надежности электроснабжения следует классифицировать согласно категориям, приведенным в П2 к СНБ 3.02.04, с учетом указаний 18.3. Электроснабжение тепловых пунктов (ИТП либо ЦТП), используемых для теплоснабжения зданий, следует принимать по I категории надежности.

При определении категории надежности электроснабжения технических средств противопожарной защиты должны быть учтены требования СНБ 2.02.05.

  • К электроприемникам особой группы I категории по надежности электроснабжения относятся:

— пассажирские и пожарные лифты;

— электроприемники технических средств противопожарной защиты;

— аварийное и эвакуационное освещение, освещение площадок для вертолетов и спасательных кабин.

Для потребителей этой категории должен быть предусмотрен третий независимый источник питания, обеспечивающий работу электроприемников в течение 3 ч.

  • Распределительные линии электроснабжения систем силового электрооборудования и электрического освещения отдельных зданий в составе комплексов, отсеков зданий, в том числе функциональных, а также пристроенных и стилобатных, следует предусматривать от самостоятельных вводно-распределительных устройств (далее — ВРУ).

Электроснабжение гаражей-стоянок и стоянок автомобилей следует проектировать независимым от электроснабжения зданий.

Нагрузка каждой линии, запитываемой от ВРУ, не должна превышать 250 А.

  • Для каждой щитовой в пределах пожарного отсека следует предусматривать самостоятельные вводы напряжением 0,4 кВ. Расстояние между взаиморезервируемыми кабелями следует принимать не менее 1 м.

Питающие кабели от трансформаторных подстанций (ТП) и автономного источника питания до ВРУ, а также от ВРУ до электропотребителей комплекса систем обеспечения пожарной безопасности и пожарных лифтов должны прокладываться в раздельных огнестойких каналах (коробах) или выполняться огнестойкими.

  • Электроустановки зданий должны быть оборудованы приборами учета электроэнергии с включением их в автоматизированную систему учета электроэнергии.

  • В здании (кроме жилых) должны быть предусмотрены помещения для хранения светильников из расчета 10 м2 на каждую 1000 светильников, но не менее 15 м2.

  • Уровень электрификации квартир определяется заданием на проектирование. Плиты для приготовления пищи в высотных зданиях — только электрические.

  • Схемные решения внутриквартирной сети определяются заданием на проектирование, при этом:

— в квартире должно быть не менее 5 групповых линий (освещение, розеточная сеть, электроплита, розеточная сеть кухни, электропроводка ванной комнаты);

— должен быть установлен квартирный распределительный щиток;

— счетчики учета электроэнергии должны устанавливаться в этажных распределительных щитах вне квартир;

— на вводе в квартиру следует предусматривать двухступенчатую защиту устройствами отключения (далее — УЗО) с установками срабатывания 100 мА (300 мА) в этажном щите и 30 мА (10 мА) в квартирном щитке. Установка срабатывания УЗО по уровню напряжения не должна превышать 265 В со временем срабатывания до 0,5 с.

Аналогичные требования предъявляются и к другим функциональным группам помещений.

  • Система освещения зданий должна проектироваться с рабочим и аварийным освещением. Применение аварийного освещения должно соответствовать требованиям П2 к СНБ 3.02.04.

  • Сигнальные огни светового ограждения следует проектировать в соответствии с требованиями [13].

На фасадах зданий допускается размещение приборов наружного освещения.

  • Помещения площадью более 10 м2 следует оборудовать многоламповыми светильниками или группами светильников, обеспечивающими частичное включение.

В коридорах длиной более 5 м рекомендуется предусматривать схему управления освещением из двух мест.

Управление освещением коридоров, лифтовых холлов, вестибюлей и других помещений, рассчитанных на массовое пребывание или скопление людей, следует проектировать дистанционным или автоматическим.

  • Здания и находящиеся в них люди и оборудование должны быть защищены от прямого попадания молнии и последствий ее проявления. Категория молниезащиты зданий должна быть не ниже III согласно [14]. Защита зданий от прямых ударов молнии и вторичных ее проявлений должна выполняться в соответствии с требованиями действующих ТНПА.

  • Трансформаторы встроенных и пристроенных подстанций высотных зданий должны быть сухими или с негорючим заполнителем.

  • Применяемые кабели (провода) групповых сетей должны быть с медными жилами. По требованию заказчика, включенному в задание на проектирование, распределительные линии могут выполняться кабелями (проводами) с медными жилами.

studfiles.net

WinELSO версии 4.0 — уникальная система для проектирования электроснабжения, силового электрооборудования и электроосвещения

Василий Муравьев

Расчетные процедуры, реализованные в WinELSO

Формируемые документы в процессе работы программы WinELSO

Программа ELSO — достаточно известное в России программное обеспечение, предназначенное для расчетов и подготовки документации в области электротехники. Некоторое время тому назад появилась информация о том, что готовится выход коммерческой версии ELSO для ОС Windows. Новая версия ELSO должна учесть новейшие современные технологии в области программирования и виртуального проектирования. Совместный проект разработчиков программы ELSO и Русской Промышленной Компании получил название WinELSO. Теперь давайте подробно рассмотрим, что же в результате получилось, и разберемся в том, какими возможностями обладает WinELSO.

WinELSO-4.0 — это Windows-приложение, созданное на базе программы ELSO-3.0. Система проектирования электроснабжения и силового электрооборудования WinELSO предназначена для проведения расчетов и получения проектной документации в графической форме в среде AutoCAD фирмы Autodesk, Inc. Пакет прикладных программ WinELSO в комплекте с информационной и графической базами данных позволяет автоматизировать выполнение следующих разделов в процессе проектирования:

  • электроосвещение;
  • силовое электрооборудование;
  • электросети низковольтные.

WinELSO включает открытую базу данных (БД), которую пользователь может легко дополнять и корректировать. В программе реализовано выполнение графических построений и расчетных процедур с использованием элементов информационно-графической базы. Информационная база данных создана в формате DBF и содержит следующие серии согласно каталогу «Информэлектро»:

  • источники питания:
    • силовые трансформаторы,
    • генераторы;
  • промежуточные элементы:
    • аппараты низкого напряжения,
    • комплектные распределительные устройства низкого напряжения,
    • комплектные шинопроводы;
    • электроприемники:
    • электродвигатели асинхронные,
    • электроприемники,
    • конденсаторные установки;
  • линии электропередач:
  • справочные нормативные таблицы:

    таблицы допустимых токов:

    - для кабелей по ГОСТ 18410-73 (Al),

    - для кабелей по ГОСТ 18410-73 (Cu),

    - для кабелей по ГОСТ 16442-80 (Al),

    - для кабелей по ГОСТ 16442-80 (Cu),

    - для проводов по табл. 1.3.5 ПУЭ-6 (Al),

    - для проводов по табл. 1.3.4 ПУЭ-6 (Cu),

    - для шин по табл. 1.3.31 ПУЭ-6 (Al),

    - для шин по табл. 1.3.31 ПУЭ-6 (Cu),

    - для шин по табл. 1.3.31 ПУЭ-6 (Fe);

    таблицы коэффициентов для расчета нагрузок:

    - табл. 3-15 (ВСН 59-88),

    - табл. 6.3 (РМ2696), 2.1.1н,2.1.1I (РД34.20.185-94),

    - табл. 2.1.1н, 2.1.1I (РД34.20.185-94),

    - табл. 1, 2 (РТМ 36.18.32.4-92),

    - табл. М788-1069;

    таблицы коэффициентов для расчета токов КЗ:

    - табл. 17-21 (ГОСТ 28249-93).

Графическая база данных создана в формате DWG для работы в AutoCAD и содержит блоки изображения оборудования для работы со схемами и планировками. Система WinELSO как электротехническое приложение может быть эффективно использована в сочетании с любыми прикладными архитектурно-строительными системами, работающими в среде AutoCAD или использующими это графическое ядро компании Autodesk.

Расчетные процедуры, реализованные в WinELSO

Для разделов проектирования «Силовое электрооборудование» и «Электросети низковольтные» система WinELSO позволяет выполнять следующие процедуры:

  • расчет активных и реактивных электрических нагрузок в каждой фазе трехфазной сети с учетом индивидуальных коэффициентов использования электроприемников (Ки), их схем подключения к сети (трехфазные, двухфазные, однофазные на фазное и на линейное напряжение) и коэффициентов расчетной мощности узлов схемы (Кр) по методике РТМ 36.18.32.4-92;
  • расчет активных и реактивных электрических нагрузок в каждой фазе трехфазной сети с учетом коэффициентов спроса (Кс) в узлах схемы по методикам ВСН 59-88, РД 34.20.185-94 и РМ-2696;
  • расчет токов в каждой фазе, нейтральном и земляном проводе сети:
    • в нормальном режиме работы,
    • в аварийном режиме работы,
    • в режиме запуска одного или нескольких электродвигателей,
    • в режиме трехфазного, двухфазного, однофазного на нейтраль или на землю короткого замыкания;
  • расчет токов короткого замыкания по методике ГОСТ 28249-93;
  • расчет фактических уровней напряжений на элементах схемы;
  • автоматизированный подбор кабелей, проводов и аппаратов защиты из соответствующих информационных баз данных под расчетные параметры работы схемы;
  • расчет и выбор конденсаторных установок;
  • расчет и выбор источников питания.

Формируемые документы в процессе работы программы WinELSO

В процессе работы программы WinELSO формируются следующие документы:

  • справочные таблицы результатов расчетов по нагреву, по потере напряжения, токов короткого замыкания;
  • таблицы нагрузок по коэффициентам использования (форма Ф636-92) и по коэффициентам спроса;
  • кабельный журнал и ведомость потребности кабелей и проводов по ГОСТ 21.613-88;
  • схемы электрические принципиальные распределительных щитов по ГОСТ 21.613-88.

WinELSO-4.0 как электротехническая надстройка может быть эффективно использована в сочетании с такими прикладными архитектурно-строительными системами, как АРКО, КОМПАС и др.

Разработка системы ELSO была начата в 1988 году группой профессиональных проектировщиков-электриков и программистов.

Первые коммерческие версии ELSO были выпущены в 1992 году. Они имели ряд недостатков и внутренних ошибок, которые постепенно устранялись благодаря обратной связи с наиболее активными пользователями.

В новой версии WinELSO-4.0 учитывается многолетний практический опыт эксплуатации системы ELSO, использовано визуальное проектирование электрических схем из представленных в библиотеке элементов (стандартных и настраиваемых пользователем), производится оперативный пересчет электрической схемы при принятии решения на изменение после прорисовки схемы, оперативное многоэкранное представление всех данных расчетов (исходных, промежуточных, конечных), расширены функциональные возможности, реализовано графическое задание исходных данных для электрических схем и многое другое. В последующих версиях система WinELSO будет дополнена программами, позволяющими автоматизировать выполнение таких разделов проектирования, как электроосвещение, электросети высоковольтные, заземление, молниезащита, а также процедурами, позволяющими производить раскладку ЛЭП и расстановку оборудования на строительных планировках в трехмерном пространстве.

«САПР и графика» 10'2002

sapr.ru

Элементы систем электроснабжения и их классификация

 Системы электроснабжения сооружаются для обеспечения электроприемников электроэнергией в необходимом количестве и требуемого качества.

Электроприемник (ЭП), как составляющая часть электрического хозяйства предприятия, организации, любого электрифицированного рбъекта представляет собой аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой фид энергии, например, электродвигатель, электрический источник света, нагревательный элемент.

Электроэнергия используется для привода различных механизмов, искусственного освещения, электротсхнологии, для специальных целей измерения, учетадконтроля, автоматики и защиты, а также для биологических и медицинских целей.

Электроприемник или группу электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории, например, станок, цех, предприятие, называют потребителем электрической энергии.

Все потребители народного хозяйства подразделяются на следующие виды: а) промышленные предприятия (используют 55…65 % всего объема расходуемой электроэнергии в народном хозяйстве); б) жилые и общественные здания, коммунально-бытовые предприятия и организации (25…35 %); в) сельскохозяйственное производство (10… 15 %); г) электрифицированный транспорт (2…4 %).

На электрическое освещение приходится 10… 12 % всей расходуемой электроэнергии в народном хозяйстве.

Классификация промышленных электропотребителей

Промышленные предприятия могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

  1. по суммарной установленной (номинальной) мощности электроприемников : а) малые предприятия — до 5 мВт; б) средние предприятия — 5..75 мВт; в) крупные предприятия — свыше 75 мВт:
  2. по принадлежности к соответствующей отрасли промышленности (металлургические, машиностроительные, нефтехимические и др.);
  3. по тарифным группам и условиям определения мощности средств компенсации реактивной мощности в электрических сетях предприятия: а) с присоединенной трансформаторной мощностью 750 кВ’А и выше — I группа; б) с присоединенной трансформаторной мощностью менее 750 кВА — II группа. Предприятия I тарифной группы оплачивают полученную электроэнергию в основном по двухставочному тарифу (за потребленную мощность — основная ставка, за потребленную электроэнергию — дополнительная тарифная ставка). Мощность компенсирующих устройств выбирается одновременно с основными элементами системы электроснабжения. Предприятия II тарифной группы оплачивают полученную электроэнергию по одноставочному тарифу. Мощность компенсирующих устройств, которые необходимо установить в электрической сети предприятия, указывается энергосистемой;
  4. по категории надежности электроснабжения. При существующем разделении электроприемников по требованиям надежности электроснабжения на I, II и III категории конкретное предприятие можно отнести к той или иной категории или категориям надежности, оценивая процентный состав приемников разных категорий;
  5. по категории энергетических служб. Всего существует 12 категорий энергетических служб. Конкретная категория определяется величиной суммарной плановой трудоемкости годового плана планово-предупредительного ремонта энергетического оборудования и сетей предприятия. Именно эта величина наиболее объективно отражает масштабы и сложность энергетического хозяйства любого предприятия и обуславливает штаты отдела главного энергетика и его подразделений.

Большая часть промышленных предприятий размещается в городах.

Являясь основными потребителями электроэнергии, города в зависимости от численности населения, подразделяются на: крупнейшие— более 500 тыс. чел; крупные— 250—5 00 тыс.; большие — 100—250 тыс.; средние— 50—100 тыс.; малые — до 50 тыс. чел.

В свою очередь территория города по назначению подразделяется на следующие зоны: ‘промышленную — для размещения производственных предприятий; коммунально-складскую — для размещения транспортных предприятий (автобаз, троллейбусных и трамвайных парков); внешнего транспорта — для размещения транспортных сооружений, вокзалов, портов, станций; селитебную — для размещения жилых районов, общественных зданий и сооружений, мест отдыха населения.

Основу застройки городов составляют гражданские здания, представляющие собой объекты непроизводственной сферы народного хозяйства: жилые дома, общежития, гостиницы, предприятия торговли и общественного питания, школы и дошкольные учреждения, предприятия бытового обслуживания и коммунального хозяйства и др.

Расположение потребителей (электроприемников) на генплане (плане) предприятия или города, величина и характер их электрических нагрузок, характеристика электроприемников с точки зрения надежности обеспечения их электроэнергией являются основными исходными данными, определяющими выбор соответствующей системы электроснабжения.

Основные определения электрической сети

Под системой электроснабжения понимается совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. Система электроснабжения является подсистемой электроэнергетической системы и одновременно составной частью электрического хозяйства предприятия, организации.

Электроэнергетическая (электрическая) система — это электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии.

Под энергетической системой понимается совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической и тепловой энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.

Электрическая станция — это установка или группа установок для производства электроэнергии или электрической и тепловой энергии.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций, линий электропередачи, токопроводов, аппаратуры присоединения, защиты и управления.

Подстанция — это электроустановка для приема, преобразования и распределения электроэнергии.

Под линией электропередачи понимается устройство, предназначенное для передачи и распределения или только для передачи электроэнергии на расстояние.

Электрическим хозяйством предприятия называется совокупность электроустановок, электрических и неэлектрических изделий, не являющихся частью электрической сети, но обеспечивающих ее функционирование; помещений, зданий и сооружений, которые эксплуатируются электротехническим или подчиненным ему персоналом; людских, материальных и энергетических ресурсов и информационного обеспечения, необходимых для жизнедеятельности электрического хозяйства.

Принципы работы системы электроснабжения

Работа всей системы электроснабжения регламентирована в основном режимами потребления электроэнергии, ее техническим и ремонтным обслуживанием.

По способу использования системы электроснабжения относятся к непрерывно работающим. Это сложные динамичные системы, характеризующиеся многообразием внешних и внутренних связей.

Режимы производства, передачи и распределения электроэнергии в системах электроснабжения неразрывно связаны с режимами питающих энергосистем. Потребители задают режим нагрузок и формируют график нагрузки питающей энергосистемы. Энергосистема оказывает влияние на систему электроснабжения изменением располагаемой мощности источников питания, уровнями напряжения и частоты, величинами токов короткого замыкания, требованиями устойчивости и надежности.

Техническое и ремонтное обслуживание систем электроснабжения представляет комплекс работ, направленных на поддержание исправности или работоспособности оборудования и линий электропередачи. Оно в значительной степени определяет уровень эксплуатационной надежности электроснабжения.

Современный уровень развития систем электроснабжения предполагает необходимость объективных законов формирования питающих энергосистем и электрического хозяйства предприятий.

pue8.ru

Электроснабжение, электроосвещение и силовое электрооборудование

Электроснабжение, электроосвещение и силовое электрооборудование

Вот уже более двух веков человечество активно пользуется электричеством. На сегодняшний день оно стало еще более нужным, ведь практически каждый человек пользуется интернетом, поднимается в квартиру на лифте и предпочитает книге телевизор.

Надежную и бесперебойную работу электрооборудования сможет обеспечить только правильно и грамотно составленный и оформленный согласно всем нормам проект ЭОМ – электроснабжение, электроосвещение и силовое электрооборудование. В квартирах и частных домах резкое отключение электроэнергии довольно часто приводит к сгоранию приборов, которые недешево стоят: стиральных машин, микроволновых печей, холодильников, мультиварок, компьютеров и прочих.

В промышленности тем более нельзя допускать перебоев в подаче электроэнергии, ведь остановленные шахтные компрессоры или мощные агрегаты могут не только сбить плавный ход технологического процесса, но и сорвать всю работу предприятия.

Статистика говорит о том, что проектирование ЭОМ – наиболее востребованная услуга в мире, и это неудивительно.

Проектирование ЭОМ

Проект ЭОМ представляет собой детальное описание всех компонентов системы освещения и электроснабжения. Раздел «Внутренние системы электроснабжения и освещения» включает в себя три подраздела: силовое электрооборудование (ЭМ), электроосвещение (ЭО) и электроснабжение (ЭС).

К силовому электрооборудованию относятся:

  1. КТП (комплектная трансформаторная подстанция) 6.10/0,4.0,66 кВ.
  2. Электросети, питающие приемники с максимальным напряжением 1 кВ (в пределах проектируемого объекта).
  3. Устройства управления электроприводами до 1 кВ вентиляционных систем, а также систем водоотведения, водоснабжения, кондиционирования и др.

Проектирование силового оборудования осуществляется с учетом особенностей и будущей модернизации проектируемого объекта, охарактеризованных в других разделах проекта.

Текстовая часть проекта подраздела ЭМ содержит:

  • пояснительную записку;
  • необходимые расчеты (число и мощность электроприемников, электрические нагрузки и т. д.);
  • задание на электрощиты изготовителю.

Графическая часть ЭМ включает в себя:

  • принципиальные электрические схемы комплектных трансформаторных подстанций;
  • принципиальные схемы питающей и распределительной сетей;
  • принципиальные схемы управления электроприводами;
  • схемы подключения;
  • схему контура заземления;
  • планы размещения электрооборудования и прокладки кабеля;
  • план расположения молниезащиты;
  • кабельный журнал;
  • ведомость заполнения труб проводами и кабелями;
  • планы расположения систем уравнивания и выравнивания потенциалов, их схемы.

Проект электроосвещения – первый шаг к электроснабжению. Без света нормальная работа людей и предприятий почти невозможна. Электроосвещение делится на:

  • электросети, предназначенные питать электричеством приемники на объекте, который проектируется;
  • управляющие устройства.

Текстовая документация ЭО:

  • пояснительная записка;
  • спецификации на электрооборудование и материалы;
  • расчеты (расчет освещения горизонтальных поверхностей; электротехнический расчет – выбор места размещения щитков, управление освещением, защита сети, выбор кабелей и проводов; оценка равномерности освещения);
  • задание на производство электрощитов.

Комплект рабочих чертежей подраздела ЭО содержит:

  • общая информация по рабочим чертежам;
  • план размещения электрооборудования и прокладки кабелей;
  • принципиальные схемы питающей сети и дистанционного управления;
  • схемы подсоединения распредустройств на напряжение до 1 кВ;
  • чертежи установки электрооборудования;
  • таблица с информацией о кабелях для питающей сети или кабельный журнал.

Электроснабжение – это комплекс мероприятий по снабжению потребителей электроэнергией. Система электроснабжения представляет собой совокупность инженерных сооружений, направленных на осуществление электроснабжения.

Проект электроснабжения является одной из главных стадий при подключении любого объекта к электроснабжению. Началом разработки является сбор данных по нагрузкам от потребителей и определения категории надежности ЭС. После анализа полученных данных формируется структура систем энергообеспечения, а также схемы распределительных устройств и сетей объекта.

Исходными данными для разработки ЭС являются:

  • технические условия, полученные от энергосбытовой организации;
  • задание на электроснабжение от смежных разделов;
  • техническое задание проекта;
  • планы всех этажей объекта.

Электроснабжение проектируется на этапе разработки проектной и рабочей документации.

В текстовую часть проекта ЭС входит:

  • Данные по источникам электроснабжения для подключения объекта к сетям ЭС общего пользования. Приводятся согласно техусловиям.
  • Обоснование принятой схемы ЭС.
  • Сведения о количестве приемников электроэнергии, их мощности (расчетной и установленной).
  • Требования к надежности ЭС и качеству электроэнергии.
  • Принятые решения по обеспечению электроэнергией электроприемников согласно принятой классификации в эксплуатационном и аварийном режиме.
  • Описание проектных решений по возмещению реактивной мощности, автоматизации, управлению, релейной защите и диспетчеризации системы ЭС.
  • Список работ, направленных на экономию электроэнергии.
  • Информация, касающаяся электрической мощности сетевых и трансформаторных объектов.
  • Принятые решения по организации ремонтов (для промышленных объектов).
  • Перечень мероприятий по заземлению и молниезащите.
  • Данные о типе проводов и осветительных элементах, использующихся во время строительства объекта.
  • Характеристика системы освещения, включая постоянно рабочие источники и аварийные.
  • Характеристика других источников электроэнергии (дополнительных и резервных).
  • Принятые решения по осуществлению резервирования электроэнергии.

Графические материалы проекта ЭС – это:

  • Принципиальные электрические схемы приемников от различных источников ЭС: основного, дополнительного, резервного.
  • Принципиальная схема сети освещения для промышленных и непроизводственных объектов.
  • Принципиальная схема сети аварийного освещения.
  • План сетей ЭС.
  • Схему расположения электрооборудования.
  • Схемы заземлений и молниезащиты.

Проект электроснабжения обязательно должен содержать инструкцию, в которой подробно описаны мероприятия, способные предохранить людей от поражения электрическим током.

Проект раздела ЭОМ должен быть составлен и оформлен в соответствии с установленными требованиями и нормами.

http://rtp01.ru

legkoe-delo.ru

Силовые преобразователи в электроснабжении

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский политехнический университет»

Б. В. Лукутин, С. Г. Обухов

СИЛОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ

Учебное пособие

Издательство ТПУ Томск 2007

УДК 621.314.075 Л84

Л84 Лукутин Б. В., Обухов С. Г. Силовые преобразователи в электроснабжении: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 144 с.

В учебном пособии рассмотрены характеристики наиболее распространенных силовых полупроводниковых приборов и основные типы силовых преобразовательных устройств в сетях переменного тока; коммутирующие и регулирующие устройства, выпрямители, сглаживающие фильтры, статические преобразователи частоты. Приведены сведения о физических процессах преобразования электроэнергии, даны типовые схемы преобразовательных устройств и основы их расчета.

Пособие предназначено для студентов дневного и заочного обучения по специальности 140211 «Электроснабжение по отраслям», а также для бакалаврской подготовки по направлению 140200 «Электроэнергетика».

УДК 621.314.075

Рекомендовано к печати Редакционно-издательским Советом Томского политехнического университета.

Рецензенты

Н. Н.Шкарпетин – зам. генерального директора по техническим вопросам, главный инженер ОАО «Томскнефтепродукт ВНК»;

М. И.Яворский – директор Регионального центра управления энергосбережением Томской области.

© Томский политехнический университет, 2007

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергия в промышленном производстве используется в электроприводе, разнообразными электротехнологическими и осветительными установками. Соответственно, параметры электроэнергии, необходимые для ее эффективного применения в конкретных случаях, должны быть различны. Нередко частота переменного напряжения, его величина требуют изменения непосредственно в течение технологического процесса. В то же время источники электроэнергии – энергосистемы, трансформаторные подстанции обеспечивают потребителей стандартной электроэнергией в виде трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и рядом

стандартных напряжений от 0,4 до 220 кВ.

Следовательно, для удовлетворения нужд производства

в

электроэнергии разных видов и параметров, а также для эффективного

управления

ее

распределением

необходимы

различные

преобразовательные

устройства.

Областью

применения

преобразовательных устройств являются химические и алюминиевые предприятия, тяговые подстанции, электрифицированный железнодорожный транспорт, регулируемый электропривод, питание различного рода подъемников, лифтов, подземного шахтного оборудования, возбудителей синхронных машин и т. д. Среди разнообразных требований, предъявляемых к преобразователям, общими являются обеспечение высоких КПД и коэффициента мощности, а также максимальной надежности и устойчивости.

Полупроводниковые преобразователи

наиболее

качественно

удовлетворяют перечисленным требованиям.

Они

имеют малые

габариты и вес, потребляют очень малую мощность управления, обладают высоким быстродействием, а их универсальность позволяет создавать самые разнообразные устройства. Все эти качества открывают широкие возможности для их применения.

Силовая электроника является значительным резервом повышения энергоэффективности систем электроснабжения, поскольку основой большинства методов оптимизации энергопотребления является управление преобразованием электроэнергии сети в энергию управления объектом.

Теоретические основы процессов преобразования электроэнергии с помощью вентильных устройств были разработаны в начале текущего столетия. Но широкое внедрение в практику преобразовательная техника получила после создания в 50-х годах силовых полупроводниковых приборов (СПП): диодов и тиристоров. В учебном пособии рассмотрены характеристики основных силовых

полупроводниковых приборов, классификация и основные типы вентильных преобразователей электроэнергии.

1. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

1.1. Классификация силовых преобразователей электроэнергии

Широкий круг задач, решаемый полупроводниковыми преобразовательными устройствами, определяет большое разнообразие их схемных и конструктивных решений.

Схемную электронику условно делят на два класса.

К первому классу относят электронные средства малой мощности, широко применяющиеся в системах автоматического управления и регулирования. Это различного рода усилители, генераторы и т. д. Назначение элементов первого класса – генерирование и преобразование электрических сигналов определенной формы и амплитуды, осуществляющих передачу информации. Для таких электронных целей основными характеристиками являются амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики, условия устойчивости работы и т. д. Такие же показатели, как коэффициент полезного действия, коэффициент мощности, для них являются второстепенными, и их зачастую не учитывают.

Ко второму классу относят электронные средства, применяющиеся в различных системах и источниках электропитания. Электронные цепи второго класса служат для преобразования электрического тока и напряжения: переменного тока в постоянный, постоянного тока в переменный, переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты, низкого постоянного напряжения в высокое постоянное напряжение и т. д. К этому же классу относят электронные устройства, осуществляющие фильтрацию и стабилизацию тока и напряжения. Основными характеристиками электронных цепей второго класса являются коэффициент полезного действия, коэффициент мощности и другие электрические характеристики. Схемная электроника второго класса служит энергетическим целям, поэтому ее часто называют энергетической электроникой, а устройства этого класса – преобразователями электрического тока.

Рассмотрим основные типы преобразовательных устройств, работающих в сетях переменного тока. Силовые преобразовательные устройства можно разделить на две большие группы по принципу действия: без преобразования частоты и с преобразованием частоты

питающего напряжения (рис.1.1). Устройства, не изменяющие частоту входного напряжения, включают в свой состав коммутаторы и регуляторы-стабилизаторы, которые могут строиться по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) или фазового регулирования выходного напряжения (ФР). По способу коммутации тиристоров и коммутаторы, и регуляторы-стабилизаторы могут выполняться как с естественной (ЕК), так и с искусственной (ИК) коммутацией. На основе фазорегулируемых преобразователей с искусственной коммутацией могут строиться тиристорные источники реактивной мощности (ТИРМ).

Преобразовательные устройства, изменяющие не только величину, но и частоту выходного напряжения, включают в свой состав выпрямители и преобразователи частоты. Выпрямители могут быть неуправляемые (НУВ) и управляемые с естественной (УВЕК) и искусственной (УВИК) коммутацией вентилей. По схемным решениям выпрямители могут быть простые (нулевые, мостовые) и сложные (представляющие собой последовательное и параллельное соединение простых схем). Преобразователи частоты можно разделить на непосредственные (НПЧ) с естественной и искусственной коммутацией и выпрямительно-инверторные с управляемым (УВ-АИ) или неуправляемым (НУВ-АИ) выпрямителем.

Термин «преобразователи частоты» выделяет основную функцию данного устройства, заключающуюся в изменении частоты питающей сети переменного тока. В большинстве случаев практического использования преобразователей вместе с преобразованием частоты происходит преобразование величины выходного напряжения и числа фаз.

Приведенная классификация силовых преобразователей электроэнергии отражает их основные функциональные свойства.

При изучении электромагнитных процессов в мощных силовых преобразователях следует учитывать, что мощности преобразователя и питающей его трансформаторной подстанции соизмеримы. В этом случае, при эквивалентировании питающего источника переменного тока, необходимо учитывать его активное и индуктивное фазные сопротивления. Такая модель системы электроснабжения позволяет достаточно строго рассмотреть энергетические характеристики вентильного преобразователя и его влияние на питающую сеть.

Силовые преобразователи электроэнергии

Без преобразования частоты

С преобразованием частоты

Коммутаторы

Регуляторы -

Выпрямители

Преобразователи

стабилизаторы

частоты

ЕК

ИК

ШИМ

ФР

УВЕК

НУВ

УВИК

НПЧ

В - АИ

ЕК

ИК

Нулевая

Мостовая

Смешанная

ЕК

ИК

УВ-АИ

НУВ-АИ

ТИРМ

Рис.1.1. Классификация силовых преобразователей электроэнергии в сетях переменного тока

1.2. Системный подход к анализу силовых преобразователей электроэнергии

В общем случае функции силовых преобразователей электроэнергии могут быть сведены к следующим операциям:

•преобразование рода тока;

•регулирование выходных параметров преобразователей электроэнергии;

•согласование величины напряжений питающей сети и нагрузки преобразователя;

•обеспечение электромагнитной совместимости преобразователя

спитающей сетью и нагрузкой.

Исходя из этих функциональных особенностей структурная схема преобразователя может быть представлена в виде, приведенном на рис. 1.2.

ПС Тр Ф1 СП Ф2 Н

СУ

Рис. 1.2. Структурная схема силового преобразователя электроэнергии:

ПС – питающая сеть, Тр – согласующий трансформатор, Ф1 – сетевой фильтр, СП – собственно силовой преобразователь, СУ – система управления, Ф2 – фильтр выходного напряжения, Н – нагрузка.

Функции преобразования и регулирования параметров электроэнергии осуществляются комплектом силовых полупроводниковых управляемых вентилей, образующих схему СП, с соответствующей системой управления СУ.

Согласование уровней напряжений питающей сети и нагрузки для конкретного типа преобразователей достигается применением согласующего трансформатора Тр.

Обеспечение электромагнитной совместимости устройства с питающей сетью и нагрузкой, наряду с применением специальных схемных решений преобразователя, достигается установкой силовых

фильтров Ф1 и Ф2.

Таким образом, анализ процессов преобразования электроэнергии в силовых преобразователях требует системного подхода, учитывающего характеристики не только собственно вентильного устройства, но и значимые параметры питающей сети и нагрузки. Необходимость комплексного изучения электромагнитных процессов в

силовых преобразователях, являющихся элементами системы электроснабжения объекта, определяется соизмеримостью мощностей преобразователя электроэнергии и питающей сети.

В зависимости от задач исследования могут быть приняты различные допущения:

1.Все элементы преобразователя идеальны, питающая сеть имеет бесконечную мощность (источник напряжения), нагрузка также идеализирована (чаще активного характера или активно-индуктивная с бесконечно большой индуктивностью). При этих допущениях системный подход фактически теряется, процедура исследования элементарна.

2.Питающая сеть и элементы преобразовательного устройства представляются реальными параметрами, нагрузка остается идеализированной. Процессы в системе в этом случае могут исследоваться аналитически. Результаты достаточно хорошо отображают реальные энергетические характеристики преобразовательных устройств, распространение данного класса допущений.

3.Все элементы преобразовательного устройства описываются моделями с реальными характеристиками элементов. Анализ чаще всего возможен с использованием численных методов и вычислительной техники. В настоящее время существует ряд пакетов прикладных программ для моделирования, в том числе и преобразовательных устройств.

Важной составляющей системного подхода к изучению силовых преобразователей является определение универсального набора критериев, характеризующих энергоэффективность преобразования электроэнергии.

Важнейшими энергетическими показателями качества электромагнитных процессов, соответствующими государственному стандарту на качество электроэнергии в электрических сетях общего пользования (ГОСТ 13109 – 97), являются следующие:

1.Коэффициенты преобразования по напряжению и току:

kU = U вх , k I = I вх .

U вых

I вых

В зависимости от определенных значений токов и напряжений – средние, действующие, первые гармоники – могут определяться и соответствующие значения коэффициентов преобразования. При этом следует учитывать, что в цепях переменного тока полезными составляющими, переносящими активную мощность, обычно являются

первые гармоники тока и напряжения. В цепях постоянного тока – средние значения.

2. Коэффициенты гармоник тока и напряжения:

I в.г.

∑ I k2

; k гU = U в.г. =

∑U k2

k гI =

=

k =2

k =2

,

I

U

I

U

где Ik, Uk – действующие значения токов и напряжений высших гармоник; I, U – действующие значения тока и напряжения.

3. Коэффициент сдвига тока относительно напряжения по первой гармонике

где Р1, Q1 – активная и реактивная мощности первых гармоник тока и напряжения.

4. Коэффициент мощности

κ = PS ,

где P, S – активная и полная мощность в электрической цепи.

5.Коэффициент полезного действия

η= Рвых .

Рвх

Предлагаемые принципы формирования системного подхода к исследованию силовых преобразователей электроэнергии позволяют анализировать электромагнитные процессы с теми допущениями, которые соответствуют задачам анализа. При этом результаты, полученные на этапе элементарного анализа, могут уточняться последующим, более детальным, исследованием с меньшими допущениями.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

2.1. Параметры и схемы замещения силовых вентилей

К силовым полупроводниковым приборам (СПП) относятся полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, транзисторы с предельным средним или действующим током не менее 10 А, которые способны рассеивать мощность 10 Вт и более.

По принципу действия СПП делятся на следующие основные виды: диоды, тиристоры, тиристоры симметричные, стабилитроны, ограничители напряжения, транзисторы (табл. 2.1).

Обозначения приборов по видам

Таблица 2.1

Вид прибора

Обозначение

Диод

Д

Тиристор, не проводящий в обратном направлении

Т

Тиристор, проводящий в обратном направлении

ТН

Тиристор симметричный

ТС

Стабилитрон

С

Ограничитель напряжения

ОН

Транзистор

ТК

Чаще всего в силовых электрических цепях применяются полупроводниковые диоды (неуправляемые вентили) и тиристоры (управляемые вентили). Рассмотрим характеристики, основные параметры и схемы замещения неуправляемых и управляемых вентилей.

Диод – это полупроводниковый прибор, пропускающий электрический ток только одного направления и имеющий два вывода для включения в электрическую цепь.

Полупроводниковый диод – полупроводниковый прибор с p-n- переходом. Рабочий элемент – кристалл германия или кремния, обладающий проводимостью n -типа за счёт небольшой добавки донорной примеси. Для создания в нём p-n-переходов в одну из его поверхностей вплавляют индий. Вследствие диффузии атомов индия вглубь монокристалла германия у поверхности германия образуется область р-типа. Остальная часть германия по-прежнему остаётся n-типа. Между этими двумя областями возникает р-n-переход. Для предотвращения вредных воздействий воздуха и света кристалл германия помещают в герметический корпус.

Достоинствами полупроводниковых диодов являются малые размеры и масса, длительный срок службы, высокая механическая прочность; недостатком – зависимость их параметров от температуры.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) неуправляемого силового вентиля показана на рис. 2.1.

Обычно для упрощения расчетов используют кусочно-линейную аппроксимацию реальной ВАХ. Для этого прямой участок характеристики, соответствующий проводящему состоянию вентиля, представляется отрезком прямой, выходящим из точки U0 с наклоном,

определяемым

динамическим сопротивлением Rд.

Графически

построение

линейной

аппроксимации

прямой

ветви

ВАХ

осуществляется

по

точкам

на

реальной

характеристике,

соответствующим

1,57Iп

и 4,71Iп,

где Iп

предельный

ток

вентиля.

studfiles.net


Смотрите также