Магистерский диплом на тему Повышение надежности и качества электроснабжения бытовых потребителей электроэнергии.

Содержание:

Список используемых сокращений 4
Введение 5
Глава 1. Современное состояние, проблемы электроснабжения бытовых потребителей электроэнергии и пути повышения надежности и качества электроснабжения 8
1.1 Обзор систем электроснабжения бытовых потребителей 8
1.2 Обоснование необходимости повышения надежности и качества электроснабжения 11
1.3 Исследование возможных технических направлений повышения надежности и качества электроснабжения бытовых потребителей электроэнергии 12
1.3.1 Ремонт воздушных линий под напряжением 14
1.3.2 Применение самонесущих изолированных проводов 15
1.3.3 Применение напряжения 0,95 кВ 22
1.3.4 Применение вольтодобавочных трансформаторов 26
1.3.5 Применение процедур компенсации реактивной мощности в ЭС 29
Выводы по первой главе 33
Глава 2. Реконструкция системы электроснабжения поселка с применением СИП 35
2.1 Общая характеристика объекта 35
2.2 Расчет электрических нагрузок 37
2.2.1 Нагрузки жилых зданий 37
2.2.2 Нагрузки уличного освещения 38
2.2.3 Реактивная составляющая нагрузки 39
2.3 Расчет потерь напряжения в линии 0,4 кВ 40
2.4 Выбор трансформаторной подстанции 43
2.5 Расчет заземления 49
Выводы по второй главе 52
Глава 3. Разработка решений по реконструкции ВЛ 0,4 кВ 54
3.1 Выбор СИП для применения и расчеты потерь напряжения 54
3.2 Оценка повышения надежности электроснабжения за счет применения СИП 61
Выводы по третьей главе 66
Глава 4. Внедрение технологии выполнения работ под напряжением 67
4.1 Краткое описание технологии выполнения работ под напряжением 67
4.2 Экономическая эффективность технологии выполнения работ под напряжением 70
Выводы по четвертой главе 74
Заключение 76
Список используемых источников 78

Введение:

Введение

Электроснабжение – одна из важнейших областей народного хозяйства. Ее значение в современном обществе тяжело переоценить. Развитие производства, внедрение новых технологий в основном приводят к постоянному повышению мощностей систем, машин и агрегатов. Одновременно выдвигаются повышенные требования к их экономичности, безопасности, ремонтопригодности, экологичности.
Рост и численность населения, развитие инфраструктуры, сферы обслуживания и прочие факторы неизбежно вызывают увеличение потребления электроэнергии. Тем самым повышаются требования к качеству и надёжности электроснабжения. Возникает необходимость в реконструкции или модернизации электрических сетей, в замене оборудования на современное или внедрение более эффективного, способного обеспечить требуемое количество электроэнергии, а так же её качество и надёжность.
Одними из основных недостатков в современной электроэнергетике являются:
1) использование устаревшего оборудования, сетей, кабелей, оборудования ТП и вводно-распределительного оборудования;
2) неправильный учет электроэнергии;
3) низкое качество электроэнергии.
Рационально выполненные современные системы электроснабжения должны удовлетворять ряду требований:
1) экономичность;
2) надежность;
3) безопасность и удобство эксплуатации;
4) обеспечение требуемого качества электроэнергии;
Тема данной выпускной квалификационной работы – «Повышение надежности и качества электроснабжения бытовых потребителей электроэнергии».
В данной работе рассматриваются возможные методы повышения надежности и качества электроснабжения, а так же приводится пример модернизации части жилого района сельской местности с применением СИП.
Актуальность выбранной темы выпускной квалификационной работы объясняется тем, что большинство распределительных сетей небольших районов продолжают обслуживаться старыми воздушными линиями и оборудованием, спроектированным и построенным в 50-60 годах прошлого столетия, которые не соответствуют современным требованиям к качеству и надежности электроснабжения. Вследствие этого, потребители вынуждены получать напряжение сети не высокого качества и с частыми перебоями электроснабжения из-за большой протяженности воздушных линий и малого сечения проводов, морально и физически устаревшего оборудования, не применения технологий обслуживания ЛЭП под напряжением, отсутствия современных устройств РЗА и т.п.
Целью данной квалификационной работы является разработка экономически обоснованных рекомендаций по повышению надежности и качества электроснабжения бытовых потребителей электроэнергии в соответствии с действующими в настоящее время нормативно-техническими документами для обеспечения необходимого качества комплексного электроснабжения всех потребителей и приемников.
Исходя из цели выпускной квалификационной работы необходимо в процессе ее выполнения решетить следующие задачи:
– исследовать современное состояние направлений повышения надежности и качества электроснабжения;
– произвести обзор систем электроснабжения бытовых потребителей;
– произвести анализ методов повышения надежности и качества электроснабжения бытовых потребителей;
– разработать рекомендации по повышению надежности и качества электроснабжения поселка;
– исследовать вопросы реконструкции системы электроснабжения поселка за счет внедрения СИП;
–оценить повышение надежности электроснабжения за счет СИП;
– разработать рекомендации по повелению работ под напряжением.
Практическая значимость работы – по результатам выполнения работы предполагается разработать практические и обоснованные рекомендации по повышению надежности и качества электроснабжения бытовых потребителей электроэнергии

Заключение:

Электроснабжение является одной из наиболее важных областей жизнеобеспечения. От развития этой отрасли зависит развитие современного производства и условий жизни населения, поэтому электроснабжение должно занимать приоритетную позицию.
Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной автоматизации различных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, облегчить условия труда и повысить уровень комфорта проживания населения. Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии.
В настоящее время на проектировании объектов электроснабжения занято огромное количество инженерно-технических работников, накопивших значительный опыт. Однако в бурный прогресс в технике и, в частности, в энергетике выдвигают все новые проблемы и вопросы, которые должны учитываться при проектировании и сооружении современных систем. Огромное внимание уделяется вопросам энергосбережения во всех отраслях народного хозяйства.
В условиях увеличения потребностей в качественной электроэнергии задача разработки и внедрения систем обнаружения и борьбы с хищениями электроэнергии на предприятиях является очень актуальной.
В процессе проектирования должны предусматриваться кратчайшие сроки выполнения работ, необходимая гибкость системы. Поэтому, проектная задача является более сложной, чем расчетная.
Рационально выполненные современные системы электроснабжения должны удовлетворять ряду требований:
— экономичность;
— надежность;
— безопасность и удобство эксплуатации;
— обеспечение требуемого качества электроэнергии;
— уровень напряжения и стабильная частота.
Одним из направлений оптимизации систем электроснабжения является использование самонесущих изолированных проводов. Обоснованию данных решений и была посвящена настоящая итоговая аттестационная работа.
По результатам выполнения выпускной квалификационной работы получены следующие результаты:
– произведен подробный анализ современного состояния направлений повышения надежности и качества электроснабжения;
– произведен обзор систем электроснабжения бытовых потребителей;
– произведен анализ методов повышения надежности и качества электроснабжения бытовых потребителей;
– разработаны рекомендации по повышению надежности и качества электроснабжения поселка;
– исследованы вопросы реконструкции системы электроснабжения поселка за счет внедрения СИП;
– произведена оценка повышение надежности электроснабжения за счет СИП;
– разработаны рекомендации по повелению работ под напряжением.
В процессе работы получен значительный объем теоретических навыков в исследуемой области, которые будут необходимы в процессе дальнейшей трудовой деятельности.
По завершению выполнения работы необходимо отметить, что все поставленные задачи решены, цель работы достигнута.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Современное состояние, проблемы электроснабжения бытовых потребителей электроэнергии и пути повышения надежности и качества электроснабжения
1.1 Обзор систем электроснабжения бытовых потребителей

Система электроснабжения представляет собой технологическую систему, обеспечивающую безопасное и надежное функционирование инфокоммуникационных и инженерных систем здания. В свою очередь, система электроснабжения должна обеспечиваться средствами безопасности, и, кроме того, сама система электроснабжения является источником повышенной опасности. Важной задачей эксплуатации системы электроснабжения, наряду с энергоснабжением потребителей, является её безопасное функционирование.
Проектирование электроснабжения должно проводиться в соответствии с требованиями многих нормативно-технических документов, постановлений Правительства РФ, федеральных законов и кодексов. Перечислим некоторые из них:
1. «Градостроительный кодекс Российской Федерации» от 29 декабря 2004 г.
2. № 190-ФЗ. Федеральный закон Российской Федерации от 27 декабря 2002 г.
3. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», в редакции от 5 апреля 2016 г.
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию», в последней редакции от 23 января 2016 г.
5. Постановление Правительства РФ от 24 февраля.2009 г. № 160 «О порядке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон», в редакции от 17 июня 2016 г.
Системы электроснабжения бытовых потребителей включают в себя такие элементы как:
–источники электроэнергии, которые представлены тепловыми станциями, ГЭС или же просто ветрогенератором;
– система передачи энергии, в качестве которой обычно используется воздушная или кабельная ЛЭП;
– преобразователи электроэнергии – трансформаторы, преобразователи частоты, конвекторы, выпрямители и автотрансформаторы;
– приборы для распределения электроэнергии – ОРУ и ЗРУ;
– цепь релейной защиты, которая может быть представлена такими элементами как реле напряжения, тока, сопротивления, а также дуговая защита, грозозащита, защита от коротких замыканий;
– элементы управления системой электроснабжения, в частности автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии;
– элементы эксплуатации.
Независимо от типа системы и сферы ее применения ко всем системам выдвигаются жесткие требования. Требования регламентируются ГОСТами и нормативно-правовыми актами, а также ПУЭ.
Среди главных требований можно выделить следующие:
– надежность системы;
– бесперебойность в работе и обслуживании потребителей;
– унификация системы;
– безопасность ее эксплуатации для персонала и экологии;
– эргономичность и компактность;
– один из важнейших критериев – экономичность системы.
Все системы электрообеспечения жилых домов и коммунальных предприятий также можно разделить на три основные категории.
К первой из них относятся системы бытового электроснабжения. Такие системы предусматривают работу с сетью, номинальное напряжение которой составляет 220/380 В. Это самые распространенные системы, которые установлены во всех жилых домах и общественных заведениях. В основе конфигурации – розеточная сеть и освещение, а также оборудование с малым потреблением электроэнергии.
Вторая категория – системы аварийного электроснабжения. В их состав входят генераторы и бесперебойные источники питания. Такие системы действуют в качестве резервных при авариях на основных.
Последняя категория – автономное электрообеспечение. В настоящее время такая система электроснабжения набирает популярность. В составе используются солнечные батареи, тепловые аккумуляторы или ветряные электростанции.
Относительно режимов работы, имеется три основных:
1. Нормальный. Это установившейся режим работоспособности СЭС. Он гарантирует бесперебойное снабжение всех потребителей электричеством в нужном количестве и соответственного качества.
2. Аварийный. Данный режим работы нарушает нормальный. Он продолжается до того момента, пока не будет осуществлено отключение повреждённого элемента. Данный аварийный режим в любых случаях кратковременный.
3. Послеаварийный. В этот период система электроснабжения функционирует до того, пока не будет восстановлена нормальная работа.
Категория потребителей определяет выбор категории надежности системы электроснабжения. В том случае, когда среди приемников или потребителей есть хотя бы один, который относится к первой категории, то система должна быть запитана как минимум от двух источников.
По назначению сети электроснабжения делят на распределительные и питающие.
Питающая линия – это линия, осуществляющая питание подстанции (П) или распределительного пункта (РП) от центра питания (ЦП) без распределения электрической энергии по ее длине.