Повышение эффективности и надёжности работы распределительных сетей гомельского городского РЭС

Городские электрические сети предназначены для обеспечения надёжной пе-редачи потребителям необходимого количества качественной электроэнергии с наименьшими затратами. Одной из важнейших задач при этом следует считать снижение себестоимости распределения электроэнергии и повышение надёжно-сти работы элементов сети. Это может быть достигнуто на основе внедрения соответствующих мероприятий по снижению потерь энергии, рациональной организации технического обслуживания, ремонта, оперативного и быстрого устранения повреждений в сетях и локализации аварий.
Задачи управления предприятиями электрических сетей условно можно раз-делить на задачи оперативно-диспетчерского управления и задачи управления производственно-хозяйственной деятельностью. К основным задачам, успеш-ное решение которых обеспечивает снижение расходов на проведение работ ремонтно-эксплуатационного обслуживания электрических сетей, относятся:
– выбор оптимальной системы организации капитальных ремонтов электро-сетевого оборудования;
– определение оптимальной продолжительности межремонтных и межпро-филактических периодов;
– технико-экономическое обоснование внедрения мероприятий по снижению расхода электроэнергии при её транспорте, внедрения новых элементов и обо-рудования, повышению пропускной способности электрической сети, опреде-ление оптимальной численности персонала, уровня его производительности труда.
Целью дипломного проекта является повышение эффективности и надёжно-сти работы распределительных сетей Гомельского городского района электри-ческих сетей. Большая часть распределительных сетей выполнена кабельными линиями. Необходимо провести анализ состояния кабельных линий, просмот-реть статистику аварийных отключений, определить суммарное время отклю-чений по Гомельскому городскому РЭС. Для быстрого поиска повреждений необходимо знать основные средства и методы поиска повреждений на кабель-ных линиях.
В дипломном проекте рассматривается участок сети напряжением 6 кВ, пи-тающийся от шин низкого напряжения подстанции Фестивальная. Распредели-тельная сеть вокруг этого участка выполнена на напряжение 10 кВ. Потому с целью повышения эффективности работы сети предложено перевести исследуе-мый участок на напряжение 10 кВ.
Для достижения данной цели заменим трансформаторы с высшим напряже-нием 6 кВ на трансформаторы 10/0,4 кВ. При выборе трансформаторов необ-ходимо учесть их коэффициент загрузки. При недостаточной загрузке выбрать трансформаторы меньшей мощности.




Так как сеть исследуемого участка сформировалась в 60-х гг., то срок служ-бы большинства кабельных линий с бумажно-масляной изоляцией истёк, и по-тому они подлежат замене.
Применение изолированной и компенсированной нейтрали в сети напряже-нием 6-35 кВ было обусловлено стремлением повысить надёжность электро-снабжения потребителей в преобладавших ранее, нерезервированных сетях за счёт возможности их работы в течение ограниченного промежутка времени в условиях однофазного замыкания (характеризующегося малой величиной ава-рийного тока), то есть без отключения повреждённого участка. При этом тре-бования потребителей к качеству подводимого напряжения в подавляющем большинстве случаев не были слишком жёсткими. Основной недостаток ука-занных режимов нейтрали, заключающийся в высоких уровнях коммутацион-ных и дуговых перенапряжений, отражался, в основном, только на ускоренном износе фазной изоляции силового кабеля. Последняя, как известно, выполняет-ся в сетях с указанными режимами нейтрали на линейное напряжение, что при-водит к дополнительным капитальным затратам на производство кабеля.
Современные сложно-замкнутые городские электрические сети работают по разомкнутой резервированной схеме, как на стороне 6–10 кВ, так и на стороне 0,38 кВ, обеспечивающей возможность перевода потребителей на резервное питание. Однако малая величина тока однофазного замыкания существенно за-трудняет автоматическое включение резервного питания и управление аварий-ными режимами сетей имеющимися в них средствами релейной защиты и авто-матики. Кроме того, резкие колебания напряжения при работе сети в условиях неотключённого дугового замыкания на землю становятся неприемлемыми для некоторых приёмников электроэнергии и могут привести к дальнейшему раз-витию аварии. Отмеченные трудности не характерны при заземлении нейтра-лей части силового оборудования в сети 6-10 кВ. Однако заземление нейтралей обмоток низшего напряжения силовых трансформаторов центров питания напрямую или через некоторое сопротивление требует существенных капи-тальных затрат на приобретение и монтаж новых трансформаторов, поскольку электроснабжение существующих сетей осуществляется трансформаторами со схемой соединения указанных обмоток «треугольник».
Установка блоков микропроцессорных защит на выключателях повысит гиб-кость и надёжность электрической сети.
Эффективность перевода участка сети с напряжения 6 кВ на 10 кВ можно оценить по изменению потерь электроэнергии. При этом необходимо учесть капитальные затраты на переоборудование трансформаторных подстанций, прокладку новых кабелей и установку вакуумных выключателей, повышаю-щих надёжность работы исследуемого участка сети.

Введение
1 Характеристика электрических сетей Гомельского городского района
электрических сетей
2 Анализ технического состояния и аварийности электрических сетей
Гомельского городского района электрических сетей
3 Методы и средства определения повреждений в кабельных линиях
3.1 Импульсный метод
3.2 Метод колебательного разряда
3.3 Индукционный метод
3.4 Акустический метод
4 Характеристика и режимы работы исследуемого участка электрической
сети напряжением 6 кВ
4.1 Характеристика элементов электрической сети
4.2 Расчёт потерь мощности и электроэнергии
4.2.1 Нормальный режим работы
4.2.2 Послеаварийный режим работы
5 Повышение эффективности работы распределительных сетей
Гомельского городского района электрических сетей
5.1 Разработка мероприятий по переводу участка электрической сети с
напряжения 6 кВ на 10 кВ
5.2 Выбор силового оборудования и коммутационных аппаратов на
трансформаторных подстанциях
5.3 Выбор силовых кабелей
5.4 Применение термоусаживаемых соединительных муфт
6 Режимы работы исследуемого участка электрической сети напряжением
10 кВ
6.1 Расчёт потерь мощности и электроэнергии
6.1.1 Нормальный режим работы
6.1.2 Послеаварийный режим работы
6.2 Анализ и оценка результатов расчёта участка электрической сети при
переводе с напряжения 6 кВ на 10 кВ
7 Расчёт токов короткого замыкания участка электрической сети
напряжением 10 кВ
7.1 Составление схемы замещения и определение её параметров
7.2 Определение токов короткого замыкания на шинах трансформатор-ных
подстанций
8 Релейная защита и автоматика исследуемого участка сети
9 Организационно-экономическая часть




9.1 Определение капитальных вложений при переводе участка сети с
напряжения 6 кВ на 10 кВ
9.2 Оценка экономической эффективности перевода участка сети с
напряжения 6 кВ на 10 кВ
10 Охрана труда и экология
10.1 Организация охраны труда на предприятиях электрических сетей
10.2 Особенности техники безопасности при монтаже и эксплуатации
кабельных линий
10.2.1 Земляные работы
10.2.2 Подвеска и крепление кабелей и муфт
10.2.3 Вскрытие муфт, разрезание кабелей
10.2.4 Разогрев кабельной массы и заливка муфт
10.2.5 Прокладка и перекладка кабелей, переноска муфт
10.2.6 Работы в подземных сооружениях
10.3 Влияние электромагнитного поля линий электропередач на
окружающую среду
Заключение
Литература
Приложение 1

Городские электрические сети предназначены для обеспечения надёжной пе-редачи потребителям необходимого количества качественной электроэнергии с наименьшими затратами. Одной из важнейших задач при этом следует считать снижение себестоимости распределения электроэнергии и повышение надёжно-сти работы элементов сети. Это может быть достигнуто на основе внедрения соответствующих мероприятий по снижению потерь энергии, рациональной организации технического обслуживания, ремонта, оперативного и быстрого устранения повреждений в сетях и локализации аварий.
Задачи управления предприятиями электрических сетей условно можно раз-делить на задачи оперативно-диспетчерского управления и задачи управления производственно-хозяйственной деятельностью. К основным задачам, успеш-ное решение которых обеспечивает снижение расходов на проведение работ ремонтно-эксплуатационного обслуживания электрических сетей, относятся:
– выбор оптимальной системы организации капитальных ремонтов электро-сетевого оборудования;
– определение оптимальной продолжительности межремонтных и межпро-филактических периодов;
– технико-экономическое обоснование внедрения мероприятий по снижению расхода электроэнергии при её транспорте, внедрения новых элементов и обо-рудования, повышению пропускной способности электрической сети, опреде-ление оптимальной численности персонала, уровня его производительности труда.
Целью дипломного проекта является повышение эффективности и надёжно-сти работы распределительных сетей Гомельского городского района электри-ческих сетей. Большая часть распределительных сетей выполнена кабельными линиями. Необходимо провести анализ состояния кабельных линий, просмот-реть статистику аварийных отключений, определить суммарное время отклю-чений по Гомельскому городскому РЭС. Для быстрого поиска повреждений необходимо знать основные средства и методы поиска повреждений на кабель-ных линиях.
В дипломном проекте рассматривается участок сети напряжением 6 кВ, пи-тающийся от шин низкого напряжения подстанции Фестивальная. Распредели-тельная сеть вокруг этого участка выполнена на напряжение 10 кВ. Потому с целью повышения эффективности работы сети предложено перевести исследуе-мый участок на напряжение 10 кВ.
Для достижения данной цели заменим трансформаторы с высшим напряже-нием 6 кВ на трансформаторы 10/0,4 кВ. При выборе трансформаторов необ-ходимо учесть их коэффициент загрузки. При недостаточной загрузке выбрать трансформаторы меньшей мощности.




Так как сеть исследуемого участка сформировалась в 60-х гг., то срок служ-бы большинства кабельных линий с бумажно-масляной изоляцией истёк, и по-тому они подлежат замене.
Применение изолированной и компенсированной нейтрали в сети напряже-нием 6-35 кВ было обусловлено стремлением повысить надёжность электро-снабжения потребителей в преобладавших ранее, нерезервированных сетях за счёт возможности их работы в течение ограниченного промежутка времени в условиях однофазного замыкания (характеризующегося малой величиной ава-рийного тока), то есть без отключения повреждённого участка. При этом тре-бования потребителей к качеству подводимого напряжения в подавляющем большинстве случаев не были слишком жёсткими. Основной недостаток ука-занных режимов нейтрали, заключающийся в высоких уровнях коммутацион-ных и дуговых перенапряжений, отражался, в основном, только на ускоренном износе фазной изоляции силового кабеля. Последняя, как известно, выполняет-ся в сетях с указанными режимами нейтрали на линейное напряжение, что при-водит к дополнительным капитальным затратам на производство кабеля.
Современные сложно-замкнутые городские электрические сети работают по разомкнутой резервированной схеме, как на стороне 6–10 кВ, так и на стороне 0,38 кВ, обеспечивающей возможность перевода потребителей на резервное питание. Однако малая величина тока однофазного замыкания существенно за-трудняет автоматическое включение резервного питания и управление аварий-ными режимами сетей имеющимися в них средствами релейной защиты и авто-матики. Кроме того, резкие колебания напряжения при работе сети в условиях неотключённого дугового замыкания на землю становятся неприемлемыми для некоторых приёмников электроэнергии и могут привести к дальнейшему раз-витию аварии. Отмеченные трудности не характерны при заземлении нейтра-лей части силового оборудования в сети 6-10 кВ. Однако заземление нейтралей обмоток низшего напряжения силовых трансформаторов центров питания напрямую или через некоторое сопротивление требует существенных капи-тальных затрат на приобретение и монтаж новых трансформаторов, поскольку электроснабжение существующих сетей осуществляется трансформаторами со схемой соединения указанных обмоток «треугольник».
Установка блоков микропроцессорных защит на выключателях повысит гиб-кость и надёжность электрической сети.
Эффективность перевода участка сети с напряжения 6 кВ на 10 кВ можно оценить по изменению потерь электроэнергии. При этом необходимо учесть капитальные затраты на переоборудование трансформаторных подстанций, прокладку новых кабелей и установку вакуумных выключателей, повышаю-щих надёжность работы исследуемого участка сети.

1) Правила устройства электроустановок. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 640 с.
2) Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. – 14-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 288 с.
3) Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 144 с.
4) Лычёв П.В., Федин В.Т. Электрические системы и сети. Решение практи-ческих задач: Учебное пособие для ВУЗов. – Мн.: ДизайнПРО, 1997. – 192 с.
5) Справочник по проектированию электроэнергетических систем. /Под ред. Шапиро И.М., Рокотяна С.С. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 396 с.
6) Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для ВУЗов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.
7) Рассредоточенное заземление нейтрали в электрических сетях. – Мн.: ЦНИИМЭСХ, 1972. – 99 с.
8) Беляков Н.П. Исследование перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях 6 и 10 кВ с изолированной нейтралью. – М.: Электричество, 1957. – 36 с.
9) Короткевич М.А., Жив Д.Л. Режимы нейтрали городской электрической сети. – Мн.: НПООО «Пион», 1997. – 68 с.
10) Электрические комплектные устройства. Каталог. – Мн.: НВФ Иносат, 2002.
11) Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980. – 600 с.
12) Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. – Мн.: НПООО «Пион», 2001. – 292 с.
13) Прокопчик В.В. Канализация электрической энергии по территории предприятия: Практическое руководство к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий». – Гомель: Учреждение образования «Гомельский государственный технический универ-ситет им. П.О. Сухого», 2001. – 28 с.
14) Шабад М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 296 с.
15) Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. В 2-х книгах. /Под общей ред. Фёдорова А.А. и Сербиновского Г.В. Кн. 2. Техниче-ские сведения об оборудовании. – М.: Энергия, 1974. – 528 с.
16) Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропере-дачи и сетей. /Под ред. Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М.Л. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974. – 696 с.





17) Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для ВУЗов по спец. «Электроснабжение». – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1991. – 496 с.
18) Ус А.Г., Евминов Л.И. Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий: Учебное пособие. – Мн.: НПООО «Пион», 2002. – 457 с.
19) Прейскурант №15-03. Оптовые цены на аппаратуру электрическую высо-ковольтную. – М.: Прейскурантиздат, 1981. – 295 с.
20) Прейскурант №15-05. Оптовые цены на трансформаторы, подстанции трансформаторные комплектные и реакторы. – М.: Прейскурантиздат, 1980. – 349 с.
21) Ресурсно-сметные нормы на монтаж оборудования. Сборник 8. Электро-технические установки. Книга 1, 2 (СНБ 8.03.208-2000). – Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 2001.
22) СНиП IV-4-82. Приложение. Сборник средних районных сметных цен на материалы, изделия и конструкции. Часть V. Материалы, изделия и конструк-ции для монтажных и специальных строительных работ. /Госстрой СССР. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 568 с.
23) Главный бухгалтер, 2004, №18.
24) Указания к применению ресурсно-сметных норм РДС 8.01.104-02. – Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 2002.
25) Постановление от Совета министров от 11.02.2003 г.
26) Сборник сметных цен на материалы, изделия и конструкции для условий строительства в РБ. Часть 5. Материалы, изделия и конструкции для монтаж-ных и специальных строительных работ. – Мн.: АП «Белпроект»,