Взаимоотношения между энергосистемой и потребителями регламентированы Правилами пользования электрической энергией. Их в определенной мере можно разделить на юридически-правовые, технико-экономические и оперативно-диспетчерские.
К юридически-правовым вопросам относятся следующие:
регламентация порядка присоединения электроустановок потребителей к энергосистеме. Различные по составу и присоединяемой мощности потребители ставят перед энергосистемой задачи разной сложности присоединения;
разграничения балансовой принадлежности оборудования и сетей и эксплуатационной ответственности между потребителем и энергосистемой;
выбор соответствующих тарифов и системы расчета за электроэнергию;
определение условий электроснабжения потребителей в период возникновения в энергосистеме временных дефицитов мощности или энергии в целях сохранения устойчивости режима системы и ее разгрузки за счет отключения части потребителей;
определение порядка допуска персонала энергосистемы в электроустановки потребителей для оперативных переключений и для контроля над режимом электропотребления;
регламентация ответственности энергосистемы и потребителей за электроснабжение, качество электроэнергии и соблюдение правил пользования электроэнергией.
Технико-экономические вопросы взаимоотношений между энергосистемой и потребителем связаны с разработкой и выполнением:
технических условий на присоединение электроустановок потребителей -к энергосистеме;
схем размещения приборов контроля качества электроэнергии;
схем размещения приборов учета;
нормативов по компенсации реактивной мощности и оптимальных режимов работы компенсирующих устройств;
правил и норм по надежной и экономичной эксплуатации электроустановок потребителей.
Оперативно-диспетчерские взаимоотношения определяются необходимостью обеспечения:
электроснабжения потребителей в соответствии с выбранным уровнем надежности схемы их внешнего электроснабжения;
нормальных условий эксплуатации и ремонта оборудования, сетей и приборов энергосистемы и потребителей;
установленных стандартом норм качества электроэнергии;
разгрузки энергосистемы для сохранения устойчивости ее режима при возникновении временных аварийных дефицитов мощности.
Единство электрической схемы энергосистемы и потребителей обуславливает необходимость строгой регламентации взаимоотношений между оперативно-диспетчерским персоналом.
Координация взаимоотношений между энергосистемой и потребителем возложена на Энергосбыт.
Содержание
Раздел 2. Конструктивное выполнение электрических сетей.
Тема 2.1. Общие сведения.
Для выполнения электрических сетей применяются неизолированные (голые) и изолированные провода, кабели и токопроводы. Голые провода не имеют изолирующих покровов. Их можно прокладывать только в условиях, исключающих случайные прикосновения к ним людей. Прикосновение проводящим предметом к одному или нескольким проводам приведет к замыканию. Наибольшее распространение голые провода получили на воздушных линиях, расположенных на открытом воздухе. Провода подвешиваются к опорам при помощи изоляторов и арматуры.
Кабелем называют многопроволочный провод или несколько скрученных вместе изолированных проводов при помещении в общую герметическую оболочку. Силовые кабели пред- назначены для прокладки в земле, под водой, на открытом воздухе и внутри помещений.
Токопроводом называют устройство, предназначенное для канализации электроэнергии при открытой прокладке в производственных и электротехнических помещениях, по опорным конструкциям, колоннам и фермам зданий. К токопроводам относятся шинные магистрали раз- личного исполнения, которые называются шинопроводами.
Медь — один из лучших проводников электрического тока, и поэтому необходимые технико-экономические показатели (потери электроэнергии) можно получить при меньших сечениях медных проводов, чем при проводах из других материалов. Твердотянутая медь при температуре +20°С имеет удельное сопротивление/ 18 Ом·мм 2 в расчете на 1 км. Медные провода хорошо противостоят влиянию атмосферных условий и большинству химических реагентов, находящихся в воздухе.
Алюминий — худший проводник, чем медь. Его проводимость примерно в 1,6 раза меньше проводимости меди, однако проводимость алюминия все же достаточно высока, чтобы его можно было использовать в качестве токопроводящего материала для проводов и кабелей. Действию атмосферных явлений алюминий противостоит так же хорошо, как и медь.
Стальные провода используются в тех случаях, когда требуется передать небольшую мощность и, следовательно, небольшое сечение, например, в сельских сетях. Стальные провода с большим сопротивлением на разрыв используются для устройства переходов воздушных линий через широкие реки, ущелья и т. п. при длине пролета более 1 км.
Активное и реактивное сопротивление стальных проводов значительно выше, чем проводов из цветного металла, и поэтому область применения этих проводов ограничена. Существенный недостаток стальных проводов — их высокая коррозия. Для повышения коррозионной стойкости стальные провода изготовляют из оцинкованной проволоки.
Электрической сетью называют перечень устройств работающих на одной территории и в совокупности служащих для обеспечения локации (охват зависит от мощности и конфигурации станции) электротоком.
В состав сети входят:
- Кабельные структуры электропередачи, воздушные и наземные (в состав которых входят токопровода).
- Электроустановка (главное звено цепи).
- Устройства распределения.
- Подстанции.
Все электрические сети, будь то наружные или внутренние, можно разделить по ряду отличительных признаков:
- Род электротока и напряжения
Как известно, ток разделяют на постоянный и переменный. В большинстве случаев, станции работаю на переменном токе с частотой в 50 Гц. Постоянный ток необходим для обеспечения крайне большими объёмами электричества, например, в промышленных станциях по типу АЭС.
- Конфигурация
Под конфигурацией сети следует понимать принцип работы – радиальный и замкнутый. В первом случае пользователь получает энергию только с одного канала, а во втором – с двух и более.
- Назначение
Довольно трудно разделять сети по типу назначения, так как они могут быть универсальными. Но если говорить поверхностно – питающие (непосредственно для снабжения электроэнергии) и распределительные (распределяющие ток по локациям для дальнейшего снабжения через подстанции).
- Охват действия
Обходя характеристики мощности сети, их охват можно разделить на локальный (работающие в диапазоне не более 15 километров) и районные (охватывающие множество подстанций и распределителей тока).
Устройство внутренних электрических сетей
Внутренняя электрическая сеть – это линия, проходящая от распределительного щитка до источников потребления тока и служит для обеспечения энергией в рамках одной локации (частный дом, больница, общественные места).
Для построения внутренней электрической сети принципиально важно учитывать все составляющие: рубильники, транзисторы, качество заземления, показатели сопротивления, контроль за утечкой тока и все активные и пассивные компоненты.
Проектирование и реализация устройства внутренней электрической сети включает следующие операции:
- Монтаж элементов силовой линии
На этом этапе необходимо установить, подключить и отладить: щитки распределения энергии, вводные устройства, панели управления и контроля подачи тока.
- Прокладка групповой и распределительной линии
Необходимо использовать кабели с алюминиевыми жилами. Также следует прокладывать все провода скрытым методом в пластиковых трубках или бетонных ригелях.
- Установка и активация устройств защитного отключения
Монтаж щитков и панелей для автоматического аварийного отключения питания в случае перегрева или замыкания.
- Установка вторичных выключателей
К вторичным выключателям относятся: розетки, рубильники, регуляторы света.
Внутренние электрические сети должны проектироваться и реализоваться по следующим принципам:
- К одной линии разрешено подключать несколько распределительных элементов. Для зданий, имеющих несколько уровней потребности энергии, необходимо устанавливать аппаратуру для управления и защиты.
- Кабели необходимо укладывать в зависимости от конструкционных особенностей помещения. Скрытая проводка осуществляется в строительных конструкциях (бетонные трубы), а открытая – в специальных коробках и плинтусах. В помещениях с повышенной сыростью, низким уровнем отопления и постоянной вентиляцией необходимо укладывать проводку открыто (для лёгкого доступа). В зонах общепита допускается открытая укладка.
- В случае создания электрической сети в зданиях с высокой проходимостью людей необходимо рассчитывать энергию на питание всех рекламных и вспомогательных средств, в том числе и систему видеонаблюдения и охранные комплексы. При этом лучше всего проводить питание отдельными каналами.
- Запрещена установка транзисторного кабеля через служебные помещения (подвалы, подполья и так далее).
- Все элементы внутренней сети должны строиться на кабелях с алюминиевой или медной сердцевиной.
Устройство наружных электрических сетей
Внешняя (наружная) электрическая сеть – совокупность установок для преобразования, распределения и контроля исходящей энергии для обеспечения определённого участка (квартал, торговый комплекс, жилой дом). Является непосредственным источником питания для внутренних.
Устройство наружной электрической сети:
- Средства контроля и распределения.
- Линия электропередачи.
- Подстанции.
При проектировании необходимо следовать главному правилу – она должна быть рациональной. Под эти понятием следует понимать:
- Качество электричества и всех составляющих элементов.
- Высокая надёжность.
- Экономия.
Устройства защиты электрических сетей
Практически каждая сфера общества испытывает потребность в стабильной подаче электротока. Для предотвращения аварий с последующим разрывом питания сеть должна иметь комплекс внутренних и внешних устройств для защиты от некачественного напряжения.
Давайте рассмотрим популярные методы защиты сети от негативных факторов:
Релейная защита (предварительный метод обеспечения безопасности сети)
Непредвиденный аварийный режим в системе электроснабжения может вызвать повреждения жизненно важного для сети оборудования и нарушить работу генераторов электростанции.
Для защиты от внезапных аварий используется комплекс автоматических средств, которые в совокупности называются релейная защита:
- Интерактивные датчики измерения тока и напряжения.
- Реле контроля, гарантирующие постоянный мониторинг сети и способное самостоятельно производить отключение аварийных участков линии.
- Устройства для устранения повреждений: плавкий выключатель и контактор.
Релейная защита служит для предотвращения следующих аварий сети :
- Перегрузки и короткие замыкания.
- Поломки во вращающейся машине.
- Межфазные замыкания.
Стоит отметить, что подобная система является обязательным фактором в проектировании современной электрической сети. При её разработке учитывайте: количество исходящей и перерабатываемой энергии, охват и конструкционные особенности.
Автоматические выключатели
Автоматизированные устройства выключения служат для защиты электрической установки от коротких замыканий и перегрузок. Данные приборы являются коммутационными средствами, способными самостоятельно включать и выключать ток в линии. Также могут работать в аномальных условиях сети. Некоторые приборы способны контролировать непредвиденное снижение напряжения.
Выбор автоматического выключателя:
- Электромагнитный прибор класса C
Применяются в случаях высокой нестабильности сети
- Приборы класса B и D
Устанавливаются в зонах, где перепад напряжения не сильно выражен.
Устройства аварийного отключения
Приборы защитного прекращения работы (УЗО) используются для защиты сети от возгорания и предотвращения удара током. Принцип действия такого аппарата заключается в мониторинге баланса тока между проводниками и устройствами размыкания контактов.
Они способствую повышению безопасности как сети, так и человека, предотвращая спонтанное возгорание или утечку тока. Однако стоит помнить, что без полной, комплексной защиты такие приборы не способны полностью обезопасить систему снабжения.
Автоматы двойного предназначения
Такой прибор собирает в себе функционал двух вышеперечисленных устройств и является более надёжным средством защиты как от возгораний и перепадов, так и от поражения человека электричеством.
Данный автомат состоит из двух элементов:
- Автоматизированный предохранитель
Прекращает подачу тока при аномальной активности сети.
- Модуль дифференциальной защиты
Предотвращающий поражение электричеством.
Как уже было сказано, устройство внутренней и наружной электрической сети должно быть рациональным. Для достижения высоких показателей качества тока и надёжности всей сети необходимо основательно подходить как к выбору поставщика оборудования, так и к созданию комплекса защиты. В большинстве случаев, под вопросом стабильной работы стоит не одно конкретное здание или помещение, а целый район города, требующий от сети беспрерывной работы. Поэтому устройства защиты должны учитываться ещё на моменте создания проекта. Это предотвратит форс-мажоры и непредвиденные затраты на ремонт.
Энергетический объект, электростанция
Программно-аппаратная платформа kSense может быть использована для предварительной оценки и обеспечения эффективной работы энергетических объектов (ЭО) и электрических станций. Внедрение платформы позволит владельцам и аппарату управления энергетического объекта контролировать следующие параметры в автоматическом режиме:
- качество используемого топлива;
- параметры энергетических установок, с выделением ключевых параметров;
- необходимость проведения ремонтных работ;
- эффективный заряд батарей аккумуляторного хозяйства;
- качество выполнения ремонтных работ, на основании соответствия задания на выполнение работ, реально затраченного времени и точных данных о параметрах оборудования после ремонта;
- своевременный приход персонала на работу;
- время нахождения каждого сотрудника в рабочих зонах;
- время нахождения сотрудников в подсобных помещениях:
- оптимальность выбора климатического режима на территории энергетического объекта
Список параметров может быть расширен по требованию заказчика.
Cостав комплекса
| Для работы комплекса необходимо предварительно смонтировать вышеуказанные модули на территории энергетического объекта и начать сбор и передачу данных в модуль kBrain, находящийся на сервере. При отсутствии локального сервера вся обработка данных производится в облачном сервисе Azure компании Microsoft или аналогичном. Для реализации данной функции необходим подведенный к объекту канал передачи данных с минимальной скоростью передачи данных 2 Мбит/с. |
Видеокамеры в необходимых зонах контроля (рабочие зоны, вспомогательные зоны, турбинный зал, наружное видеонаблюдение и иные зоны, по требованию заказчика). При наличии уже установленной системы видеонаблюдения платформа kSense интегрируется с ней и обрабатывает видеопоток с использованием кодеков H.263, H.264, H.265, MPEG Подсистема kHUB, выполняющая функцию сбора данных и стыковки с имеющимися на объекте системами управления Датчики (влажности, температуры, наличия примесей в топливе) Модуль сопряжения с приборами учета расхода электроэнергии и воды на собственные нужды систем объекта Датчики наличия газов Датчики (влажности, температуры, освещённости в комплекте с датчиками движения для помещений и контролируемых зон)
|
Состав датчиков может быть расширен по требованию заказчика.
Подсистема kHUB, установленная непосредственно на объекте, накапливает данные с датчиков и систем объекта, видеоинформацию и производит обмен полученные данными с облачными компонентами платформы. Данные шифруются и пересылаются в серверную/облачную подсистему платформы. Математическая модель производит обработку полученных данных для формирования контрольных параметров и нахождения оптимального варианта улучшения работы наблюдаемого объекта.
После обработки и анализа данных kHub получает необходимые отчеты для анализа, а также команды для автоматической оптимизации работы систем энергетического объекта при необходимости.
Полученная архитектура решения:
- kFace
- kBrain
- kHUB
- Инженерная инфраструктура
- Программные системы ЭО
- Исполнительные устройства
- Датчики
- Видеокамеры
- Монитор
Принцип определения эффективной работы энергетического объекта и варианты дальнейшего развития
Оценку эффективности работы объекта производит kBrain — вычислительное ядро платформы, обрабатывающее данные полученные от kHUB. Встроенные в ядро система предиктивной аналитики и экспертная система анализируют данные в режиме real-time и путем статистического анализа данных во времени. По результатам анализа данных, траекторий движения персонала, затраченных ресурсов платформа автоматически:
- выявляет факторы препятствующие достижения максимума отдачи от установленного оборудования;
- формирует набор рекомендаций по достижению оптимальных режимов работы оборудования данного объекта;
- поддерживает оптимальные параметры инженерных систем объекта;
- в режиме real-time отслеживает качество топлива для исключения снижения ресурса и производительности энергетического оборудования;
- выявляет негативные тенденции в работе оборудования и инициирует ремонтные работы.
Для оптимизации работы персонала применяется механизм индивидуальных рекомендаций. Отображение рекомендаций и иной вспомогательной информации производится через носимые устройства или дополнительные мониторы в рабочих зонах.
Предоставление результатов работы платформы.
kFace — интерфейсная подсистема платформы. Результаты обработки данных предоставляются через dashboards, предварительно сгруппированные в kFace, Результаты работы могут быть легко выгружены в учетные программные системы энергетического объекта.
В качестве итога
Использование платформы kSense позволяет повысить эффективность работы энергетического объекта на 10-15%, сократить страховые отчисления до 20%, за счет прогнозируемого уровня страховых рисков.
Внешние и внутренние системы электроснабжения обеспечивают деятельность различных категорий потребителей: предприятий, коммунально-бытовых организаций и населения. Наша компания обладает необходимыми навыками, знаниями, опытом и оборудованием для осуществления полного комплекса работ.
Внутреннее электроснабжение.
Работы по внутреннему энергоснабжению заключаются в обеспечении бесперебойной подачи электроэнергии потребителям внутри промышленных или гражданских сооружений. Применяются специальные инженерные устройства, выполняющие те или иные задачи энергоснабжения.
Эффективная подача электричества начинается с устройств вводно-распределительного назначения, монтаж которых происходит на входе в сооружение. Устанавливаются специальные щиты освещения, распределительные, силовые и групповые. Система дополняется устройствами электрозащиты, которые предохраняют весь комплекс устройств от замыкания. Защитными техническими средствами являются автоматы, УЗО и прочее. Соединяются эти устройства кабелями и проводами, которые охватывают все помещения и служат средством передачи электроэнергии. Средства по заземлению и молниезащите тоже имеют большое значение для безопасности системы.
Аварийное освещение.
С целью освещения помещений в случае внезапного прекращения электроснабжения устанавливается аварийное освещение. Широко этот тип освещения применяется в офисных и производственных помещениях с большой численностью сотрудников. В качестве источника электроэнергии для аварийной подачи света используются блоки резервного или автономного питания, например, генераторы, аккумуляторы, резервные силовые кабели. Различают эвакуационное аварийное освещение (подсветка пола, проходов, ступеней) и освещение безопасности (поддержание освещения в рабочей зоне).
Внешнее электроснабжение.
Система наружного электроснабжения необходима для передачи электричества от электроснабжающей организации целевым потребителям.
Сети электропередачи имеют сложную структуру, которая зависит от расположения источников энергии и потребителей и других особенностей. Создаются подстанции, которые соединятся линиями электропередач. К подстанциям подключаются несколько линий, а внутри происходит преобразование поставляемого напряжения и дальнейшее распределение электрических потоков между линиями. Подстанции, устройства распределительного назначения и линии электропередач составляют основу электроснабжающей системы.
Для создания структуры такой сети используют специальные схемы, на которых отображают линии, системы и секции шин, защитные устройства, коммутаторы и трансформаторы. Переключение трансформаторов может служить средством динамического изменения структуры сети. Например, можно отключить аварийный участок или выключить энергоподачу для проведения ремонтных работ.