Экономия электрической энергии на объектах транспортного

Схемы электроснабжения

Источник электроэнергии и схема электроснабжения строительных площадок должны обеспечивать питание потребителей необходимой мощностью. Если нет точных данных, то её определяют приближённо в зависимости от годовых капиталовложений на строительные и монтажные работы.

Для временного электроснабжения строительных площадок необходимо максимально использовать местные или районные высоковольтные линии, при необходимости используются временные и передвижные электростанции. Подключение к высоковольтным производится через трансформаторные подстанции.

Оборудование подстанции состоит из одного или нескольких трансформаторов, распределительных устройств первичного и вторичного напряжений, устройств управления, защиты, контроля и сигнализации. Различают районные подстанции, которые снабжают электроэнергией крупные районы и подстанции местного назначения, которые питают отдельные предприятия или районы города, кварталы. Количество подстанций находится в прямой зависимости от размеров строительной площадки нагрузки, приходящейся на подстанцию.

Источники питания для электроснабжения строительной площадки должны быть сооружены до начала основных работ. Наибольшее распространение получили магистральные и радиальные схемы подключения потребителей.

Для питания потребителей строительной площадки необходимо применять воздушные линии.

Выбор схемы электроснабжения дол­жен быть обоснован технико - экономическими расчетами, учитываю­щими капитальные затраты при сооружении и эксплуатационные расходы. При выборе схемы учитывают взаимное расположение потребителей и расположение их относительно источника питания (электростанции или ТП), категорию ответственности потребителей и значение их нагрузки, возможность дальнейшего расширения се­ти. Схема электроснабжения должна обеспечивать надежность пи­тания.

Наибольшее распространение получили радиальные и магист­ральные схемы присоединен: я высоковольтных и низковольтных потребителей. Радиальной называют такую схему, в которой каж­дый отдельный потребитель или группа сосредоточенных потребителей получает питание от электростанции, ТП или распределитель­ного пункта (рисунок 12.1, а). Распределительные пункты (РП) осуще­ствляют прием и распределение энергии при одном и том же напря­жении. Радиальные схемы просты, удобны в эксплуатации, на­дежны, но при сооружении их необходимы большие капитальные затраты.

Магистральной называют схему, в которой питающая линия последовательно подключена к каждому потребителю (рисунок 12.1, б). Магистральные схемы получили наибольшее распространение в ус­ловиях строительства. Более надежны магистральные схемы с двусторонним питанием (рисунок 12.1, в), у которых повреждение ка­кой-либо линии между потребителями не вызывает длительного пе­рерыва питания потребителей, так как поврежденный участок от­ключают. К магистрали с односторонним питанием присоединяют не более четырех трансформаторов.

а) б)

в)

 

Рисунок 12.1 Схемы электроснабжения

 

Кроме радиальных и магистраль­ных, применяют кольцевые схемы, которые представляют собой за­мкнутую сеть с одним или несколькими источниками питания.

Присоединение к сетям энергосистемы осуществляют с разре­шения энергоснабжающей организации по предварительным за­явкам. Монтаж подключаемой линии к энергосистеме, трансформа­торных подстанций и распределяющей сети выполняют по тех­ническому проекту, для составления которого энергоснабжающая организация выдает технические условия. После составления техни­ческого проекта и его согласования необходимо в течение одного года подготовить объект к подключению и сдаче в эксплуатацию. Если в этот срок объект не готов, то технический проект согласовы­вают с энергоснабжающей организацией повторно.

При работе большинства потребителей производственных предприятий намаг­ничивающим током создается переменное магнитное поле. Для его создания необходима дополнительная мощность, которая не про­изводит полезной работы и называется реактивной. Такие прием­ники потребляют из сети энергию, большая часть которой произво­дит полезную работу, а меньшая часть расходуется на намагничи­вание, то есть только часть полной или кажущейся мощности совер­шает полезную работу. Отношение активной мощности к кажущей­ся показывает, какая часть затраченной энергии совершает полезную работу, и поэтому называется коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности определяется по формуле:

 

,

где P - активная мощность; S - полная мощность.

Формула показывает, что при повышении cos φ уменьшается реак­тивная мощность, а при уменьшении cos φ для получения неизменной ак­тивной мощности потребуется увели­чить мощность генераторов, трансформаторов, площадь сечения проводов и кабелей. При уменьше­нии cos φ увеличиваются колебания напряжения в сети, потери электроэнергии в проводах и кабелях, обмотках электрических машин, не полностью используются первичные двигатели генерато­ров электрических станций. Следовательно, cos φ является важ­ным параметром, характеризующим работу электроустановки.

Для характеристики работы предприятия определяют средне­взвешенный коэффициент мощности cos φ за определенный пе­риод (час, смену, сутки, месяц, квартал, год).

Коэффициент мощности установки без применения специальных средств к его повышению называют естественным. Для улучшения естественного коэффициента мощности необходимо: правильно вы­брать электродвигатели по мощности и типу; заменить слабо загру­женные асинхронные двигатели двигателями меньшей мощности; переключить обмотки статора незагруженного асинхронного дви­гателя с треугольника на звезду; установить ограничители холос­того хода; заменить незагруженные трансформаторы; повысить ка­чество ремонта электрооборудования.

Асинхронный двигатель работает с наилучшим к. п. д. и cos φ при загрузке от 75 до 100% номинальной мощности, при снижении нагрузки cos φ резко уменьшается. При одинаковых условиях (мощности, частоты вращения) двигатели с короткозамкнутым ро­тором имеют больший cos φ, чем двигатели с фазным ротором, по­этому последние применяют только в необходимых случаях. При загрузке асинхронного двигателя менее 50% его заменяют двига­телем меньшей мощности, а при загрузке двигателей до 35% номи­нального значения переключение обмотки статора с треугольника на звезду не приводит к перегрузке двигателя и повышает его коэф­фициент мощности почти до номинального значения.

Самый низкий коэффициент мощности получается при холостом ходе силовых и сварочных трансформаторов, асинхронных двига­телей. Применение ограничителей холостого хода обеспечивает су­щественное повышение cos φ.

Обслуживающему персоналу ТП необходимо постоянно следить за нагрузкой трансформаторов, не допускать перегрузки и своевре­менно отключать малозагруженные трансформаторы. Если загрузка трансформатора не превышает 30% номинальной, то необходимо его заменить трансформатором меньшей мощности.

Увеличение воздушного зазора у электродвигателей на десятые доли миллиметра вызывает значительное снижение cos φ, поэтому необходимо производить тщательный ремонт (например, подогнать точно подшипники, а не обтачивать ротор).

Мероприятия по искусственной компенсации сдвига фаз необ­ходимо проводить в первую очередь на предприятиям и строитель­ных площадках, где преобладают приемники с низким cos φ (сва­рочные трансформаторы, краны). Основными типами специ­альных компенсирующих устройств являются конденсаторы, син­хронные компенсаторы, синхронные двигатели, работающие в ре­жиме перевозбуждения. Компенсирующие устройства потребляют опережающий ток, в то время как намагничивающий ток являет­ся отстающим. Опережающий емкостный ток уменьшает намаг­ничивающий индуктивный и поэтому cos φ увеличивается.

Применение любого вида компенсирующего устройства, разгру­жающего сеть и трансформаторы от намагничивающего тока, до­пускается только с разрешения электроснабжающей организации. Способ компенсации выбирают сопоставлением различных вариан­тов установки компенсирующих устройств. В условиях строитель­ства наибольшее распространение получили статические ком­пенсирующие устройства - конденсаторы; значительно реже при­меняют синхронные двигатели.

Для повышения коэффициента мощности необходимо подобрать конденсаторы такой емко­сти, которые обеспечивали бы выработку реактивной опережаю­щей энергии, уменьшающей реактивную отстающую энергию.

Энергоснабжающая организация получает оплату за отпущен­ную электрическую энергию по единой тарифной системе. Для каждой энергосистемы утверждают свои тарифные ставки, Общи­ми для всех энергосистем являются только тарифы оплаты электро­энергии, которая расходуется для освещения. Оплата электро­энергии производится по двухставочному или одноставочному

тарифу.

Двухставочные тарифы являются основой тарифной системы. Их применяют для промышленных и приравненных к ним потреби­телей с присоединенной мощностью трансформаторов или электро­двигателей 50 кВА и выше. По двухставочному тарифу осущест­вляется основная оплата за суммарную присоединенную мощность трансформаторов и электродвигателей высокого напряжения независимо от количества потребленной энергии и дополнительная оплата за полученную активную энергию, учтенную счетчиком.

Дополнительная плата взимается за электроэнергию, которая расходуется на производственные нужды, освещение производст­венных помещений и наружной территории предприятий; основная плата - за суммарную установленную мощность рабочих транс­форматоров и высоковольтных двигателей, присоединенных без трансформаторов. Оплата за резервные трансформаторы и двигатели и за установки, используемые для повышения коэффициента мощ­ности, не берется. Двухставочные тарифы направлены на лучшее и полное исполь­зование оборудования. Одноставочные тарифы применяют для по­требителей с общей присоединенной мощностью до 50 кВА, для электрифицированного транспорта и городского электрического транспорта, для сельскохозяйственных потребителей, городов с максимальной нагрузкой до 1000 кВт. Для перечисленных потре­бителей плата взимается только за энергию, учтенную счетчиками активной энергии.

Стройки и строительные организации, присое­диненные к таким сетям, также оплачивают электроэнергию по одноставочному тарифу. На предприятиях с установленной мощностью трансформаторов или электродвигателей 100 кВА и выше в зависимости от значения cos φ применяют шкалу скидок и надбавок на стоимость электро­энергии. При двухставочном тарифе скидки и надбавки исчисляют с основной и дополнительной платы за электроэнергию. Скидку с тарифа осуществляют, если средневзвешенный коэффициент мощ­ности превышает 0,92, а надбавку к тарифу, если средневзвешенный коэффициент мощности ниже 0,90.

Шкала скидок и надбавок не рас­пространяется на расчеты за электроэнергию с оптовыми потреби­телями.

 

Экономия электрической энергии на объектах транспортного

Строительства

Экономия электрической энергииявляется важным эконо­мическим фактором. Экономия электроэнергии достигается со­вершенствованием технологии производства, снижением потерь электроэнергии в электрических установках и норм расхода элект­роэнергии. В питающей сети теряется 10-15% электроэнергии, отпускае­мой с шин электростанций. Уменьшение потерь энергии в сетях осуществляют размещением источников питания в центре нагрузок и сокращением протяженности питающей линии. Материал и сече­ние проводов должны быть выбраны с учетом их экономичности и наименьшей потери энергии.

На строительных площадках большую часть энергии потребля­ют электродвигатели. Экономия энергии при эксплуатации элек­тродвигателей достигается ограничением холостого хода, правиль­ным механическим обслуживанием электродвигателей и рабочих машин. Своевременная и качественная смазка трущихся деталей уменьшает потери энергии. Необходимо правильно подбирать и полностью загружать электродвигатели насосов, компрессоров, правильно подбирать сечение трубопроводов, уменьшать местные сопротивления, следить за уплотнением соединений трубопроводов и арматуры.

На ТП с двумя и более трансформаторами малозагруженные и незагруженные трансформаторы необходимо отключать. При сва­рочных работах для экономии энергии необходимо устранять хо­лостой ход, работать на больших токах без перегрузки сварочных машин, хорошо подготавливать свариваемые поверхности.

Экономию электроэнергии при электропрогреве достигают утеп­лением прогреваемой конструкций, точным соблюдением режима прогрева, своевременным отключением установки от сети. Автома­тизированная установка, производящая своевременное отключение и включение, поддерживающая оптимальный режим работы, обес­печивает значительную экономию электроэнергии.

 

Электрические сети

 

Электрические сети соединяют источники пи­тания с потребителями и служат для передачи и распределения элек­трической энергии. Электросети классифицируют: по роду тока (переменного и постоянного), по напряжению (низковольтные - до 1000 В и высоко­вольтные - выше 1000 В), по конструктивному выполнению (воздушные и кабельные), по сроку службы (постоянные и временные со сроком службы менее двух лет).

Работы на строительных площадках, как правило, ведутся не более двух лет, поэтому вопросы экономии проводов и снижения первоначальных затрат приобретают первостепенное значение. Для удешевления строительства сетей необходимо применять повышен­ные напряжения, использовать алюминиевые и стальные провода, Опоры упрощенной конструкции.

Электросети должны быть надежными в эксплуатации, экономич­ными при сооружении и в эксплуатации и безопасными для обслу­живающего персонала и окружающих людей.

Воздушные линии (ВЛ) разделяют на классы: класс I - линии с номинальным напряжением между проводами 35 кВ и выше, кро­ме линий 35 кВ, питающих нагрузки 3-й категории; класс II - ли­нии с номинальным напряжением до 20 кВ включительно и линии 35 кВ, питающие потребителей 3-й категории; класс III - линии напряжением 1 кВ и ниже.

ВЛ имеют наибольшее распространение, так как по сравнению с кабельными они имеют меньшую стоимость и большие удобства при эксплуатации. Недостатками ВЛ является возможность повреждения их ветром, гололедом, ударом молнии и опасность поражения током людей и животных при авариях. Трас­су ВЛ необходимо выбирать кратчайшей.

Опоры для ВЛ изготовляют в основном из дерева и железобе­тона. Различают промежуточные, анкерные, угловые, концевые и специальные опоры. Промежуточные опоры служат для поддер­жания проводов, анкерные, угловые и концевые опоры восприни­мают усилия натяжения проводов. Специальные опоры применяют при переходе линии через препятствия.

Кабельные линии могут быть проложены в земле, в кабельных каналах, в помещениях (открыто или в трубах), тоннелях. Трасса кабеля при прокладке в земле не должна проходить под зданиями, через грунт, который содержит вещества, разрушающие оболочку кабеля, имеет плохую теплоотдачу (сухой, песчаный и каменистый) и подвержен смещению. Кабель укладывают в траншее на глубине 700 мм на подушке из просеянной земли, не содержащей камней, строительного мусора и шлака, засыпают таким же слоем земли, защищают на всем протяжении железобетонными плитами или неси­ликатным кирпичом в один слой поперек трассы, а затем засыпают полностью траншею. Кабель должен быть проложен на расстоя­нии не менее 0,6 м от фундамента здания, 2 м от параллельно иду­щего теплопровода. Не разрешается прокладывать кабель над теплопроводами, водопроводами или канализационными трубами и под ними. Пересечение труб кабелем разрешается делать на расстоянии не менее 0,5 м.

Применение кабелей для электроснабжения строительных пло­щадок допустимо в случаях, когда невозможно соорудить времен­ные воздушные линии по условиям производства или технике безо­пасности. Наибольшее распространение и применение имеют кабели с алюминиевыми жилами, алюминиевой или полихлорвиниловой оболочкой, бронированные или без брони трех - и четырех- жильные марок АБГ, ААГ, ВРГ, НРБ, МПВГ.

Для присоединения подвижных электроприемников (экска­ваторов, земснарядов), электрифицированного инструмента, переносных ламп применяют гибкие шланговые кабели и провода. Для присоединения передвижных прожекторных установок к сетям напряжением до 500 В применяют двухжильный кабель.

На строительстве для питания ТП главным образом применяют напряжение 6-10 кВ, крупные стройки могут получать энергию от районных подстанций по ЛЭП35 или 110 кВ значительной протяженности. Напряжение выбирают на основании сравнения нескольких вариантов технико-экономических расчетов сети с различными напряжениями. При незначительной разнице экономических расчетов выбирают вариант с более высоким напря­жением, так как при этом уменьшается расход цветных металлов, потери энергии, увеличивается радиус действия электросети.

Потребители получают питание обычно по сети 380/220 В с за­земленной нейтралью. Эта система универсальна, она позволяет питать по одной сети силовую нагрузку (двигатели средней и малой мощности) напряжением 380 В и осветительную нагрузку напря­жением 220 В. Напряжение 6 кВ трехфазного тока с изолирован­ной нейтралью используют для питания электродвигателей большой и средней мощности (экскаваторы, земснаряды, дробилки, насосы). Для карьерного транспорта можно применять постоянный ток напряжением 550 или 1500 В.

Так как питающая линия обладает сопротивлением, то при про­текании тока нагрузки в ней будет теряться напряжение. Для того чтобы потребители, присоединенные в конце линии, получали энер­гию при номинальном напряжении, у источника питания должно быть напряжение на 5% выше номинального (например, U_H = 380 В, а у ис­точника питания U = 400 В). Для длинных линий, как исключе­ние, допускается уменьшение напряжения в конце линии по срав­нению с номинальным на 5%.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: