Аннотация
Введение 4
1 Анализ исходных данных на проектирование 7
1.1 Основные сведения о проблеме потерь электроэнергии в системах
электроснабжения Российской Федерации 7
1.2 Краткая характеристика объекта исследования 16
2 Разработка технических решений на объекте 26
2.1 Разработка комплекса мероприятия по минимизации потерь
электроэнергии на объекте 26
2.2 Выбор схемы электроснабжения многоэтажного жилого дома 29
2.3 Расчёт электрических нагрузок многоэтажного жилого дома 32
2.4 Выбор и проверка силовых трансформаторов питающей подстанции 38
2.5 Выбор и проверка проводников многоэтажного жилого дома 42
2.6 Выбор и проверка электрических аппаратов многоэтажного жилого
дома 48
2.7 Выбор автоматизированной системы контроля и управления
электроэнергией многоэтажного жилого дома 55
3 Технико-экономическое обоснование технических решений по минимизации потерь электроэнергии на объекте 63
Заключение 67
Список используемых источников 71
Проблема минимизации потерь электроэнергии в энергосистеме Российской Федерации является актуальной и важной задачей для обеспечения эффективности и устойчивости энергетической системы страны.
Потери электроэнергии возникают на всех этапах производства, передачи и распределения электроэнергии из-за различных физических, технических и, в некоторых случаях, экономических причин.
Проблематика снижения потерь электроэнергии в энергосистеме Российской Федерации представляет собой актуальный комплексный научнотехнический вопрос, требующий глубокого анализа и разработки целенаправленных мер по оптимизации эффективности передачи, распределения и потребления электроэнергии.
Технические потери электроэнергии обусловлены сопротивлением материалов электрических проводников и элементов системы переменному току, что вызывает дополнительный расход энергии в виде тепловых излучений и нагрева. Дополнительные нефизические потери связаны с электромагнитными взаимодействиями и неконтролируемыми излучениями, возникающими при передаче и распределении электроэнергии на различных уровнях номинальных напряжения.
Неоднородное распределение нагрузки и несбалансированность фаз в системе приводят к асимметричным потерям и увеличению сопротивлений в проводниках. Перенапряжения и перегрузки, в свою очередь, способствуют повышенному износу оборудования и снижению его эффективности, что обуславливает дополнительные потери электроэнергии.
Организационные факторы, такие как недостаточная координация управления нагрузкой, недостаточная автоматизация и неэффективное управление, также играют существенную роль в общей картине потерь электроэнергии.
Нерациональное использование ресурсов, неэффективное планирование и недостаточная модернизация технической инфраструктуры непосредственно оказывают негативное воздействие на общий уровень потерь электроэнергии.
Успешное решение проблемы минимизации потерь электроэнергии требует комплексного подхода, объединяющего технические, организационные и регулятивные меры, а также совершенствование технической инфраструктуры, улучшение систем управления и мониторинга, обучение персонала и внедрение новых технологий.
Исходя из вышеизложенного, установлено, что решение проблемы снижения потерь электроэнергии предполагает не только совершенствование технических аспектов, включая обновление оборудования, оптимизацию режимов работы и эффективное управление, но и разработку и внедрение инновационных подходов, включая умные системы управления, адаптированные к условиям российской энергосистемы. Неотъемлемой частью этого процесса является проведение научных исследований в области электротехники, электроэнергетики, материаловедения и системного анализа для выявления оптимальных решений, способствующих устойчивому и эффективному функционированию энергетической системы России.
Основной целью данной работы является разработка проекта минимизации потерь электроэнергии за счёт ввода в эксплуатацию современных автоматизированных систем контроля и управления электроэнергией в многоквартирных домах управляющей компании «Форпост».
Актуальность работы и тематики исследований обусловлена необходимостью минимизации потерь электроэнергии, имеющих физическую природу возникновения, с целью повышения эффективности использования энергетических ресурсов [5,16,20].
Объектом исследования в работе является система электроснабжения типичного многоквартирного дома управляющей компании «Форпост».
Предметом исследования является уменьшение потерь электроэнергии в многоквартирных домах управляющей компании «Форпост» за счёт внедрения АСКУЭ.
Работа представлена расчётно-пояснительной запиской и графической частью. Расчётно-пояснительная записка состоит из введения, трёх основных разделов, заключения, списка использованных источников из 20 наименований. Графическая часть работы выполнена в САПР «AutoCAD» и содержит шесть чертежей по результатам проведённых исследований.
Для достижения основной цели работы, в первом разделе расчётнопояснительной записки проведён анализ исходных данных на проектирование, включающий анализ сведений об объекте проектирования на примере жилого многоэтажного дома управляющей компании «Форпост», приведены сведения о потерях электроэнергии, возникающих в системах электроснабжения жилых и коммунальных потребителей, описаны мероприятия по минимизации потерь электроэнергии на данных объектах.
Второй раздел расчётно-пояснительной записки посвящён разработке технических решений на объекте. Для этого проведён расчёт системы электроснабжения на примере жилого многоэтажного дома управляющей компании «Форпост» с выбором технических решений, способных снизить технические потери электроэнергии на данном объекте. На основе анализа современных перспективных разработок в сфере автоматизации контроля и управления электроэнергией, предложена АСКУЭ для внедрения на объекте проектирования.
В третьем разделе расчётно-пояснительной записки проведено техникоэкономическое обоснование предложенных технических решений по минимизации потерь электроэнергии на объекте.
Источниками для написания работы являются нормативно-правовые документы, учебные пособия, техническая литература, интернет -ресурсы. Также в работе использована техническая документация управляющей компании «Форпост».
В результате выполнения работы проведена разработка проекта минимизации потерь электроэнергии за счёт ввода в эксплуатацию современных автоматизированных систем контроля и управления электроэнергией (далее - АСКУЭ) в многоквартирных домах управляющей компании «Форпост».
Проведён анализ исходных данных на проектирование. Рассмотрены основные сведения о проблеме потерь электроэнергии в системах электроснабжения Российской Федерации, выделены основные факторы, приводящие к потерям электроэнергии в системах электроснабжения, рассмотрена принятая классификация потерь электроэнергии, описаны основные мероприятия по уменьшению потерь электроэнергии в системах электроснабжения организаций.
Приведена краткая характеристика объекта исследования. Установлено, что объектом исследования в работе выступает проектируемый жилой дом участка застройки, расположенного по адресу: Приморский край, городской округ Большой Камень, ул. Генерала Макарова, 9 (многоквартирный дом № 3 данной застройки). Указано, что данный дом после окончания строительства будет находится на балансе управляющей компании «Форпост».
Установлено, что в состав проектируемого дома входят такие группы потребителей: жилые потребители (квартиры), нежилые потребители
(магазины и ресторан), а также электрифицируемые коммуникации.
Приведены основные технические характеристики потребителей проектируемого жилого дома.
Проведена разработка комплекса мероприятия по минимизации потерь электроэнергии в системе электроснабжения проектируемого жилого многоэтажного дома участка застройки, который будет находится на балансе управляющей компании «Форпост».
При этом, в системе электроснабжения проектируемого жилого многоэтажного дома, предложено осуществить минимизацию групп потерь электроэнергии за счёт внедрения следующих основных мероприятий:
• технические потери электроэнергии предлагается минимизировать за счёт внедрения правильных схемных решений на стадии проектирования и правильного выбора и проверки рациональных сечений кабелей питающей и распределительной сетей, мощности и количества трансформаторов на питающей подстанции, электрических аппаратов;
• инструментальные потери электроэнергии предлагается уменьшить за счёт применения АСКУЭ, обладающей значительно меньшими погрешностями измерений, чем классические системы и приборы учёта электроэнергии;
• коммерческие потери электроэнергии предлагается полностью искоренить путём установки АСКУЭ;
• потери на собственные нужды в системе электроснабжения проектируемого жилого многоэтажного дома отсутствуют.
Таким образом, в результате проведённого анализа, выбраны наиболее эффективные с технико-экономической точки зрения мероприятия по минимизации уровня потерь электроэнергии в системе электроснабжения проектируемого жилого многоэтажного дома, которые сводятся к решению следующих основных задач в работе:
• для минимизации технических потерь электроэнергии на объекте необходимо провести качественное и эффективное проектирование схемы электроснабжения жилого дома, с последующим выбором и проверкой всех её структурных элементов (проводников, аппаратов, трансформаторов питающей подстанции). При этом, с целью повышения точности расчёта, также необходимо рассчитать электрические нагрузки на объекте;
• для минимизации коммерческих и инструментальных потерь электрической энергии, на объекте предлагается внедрить современную АСКУЭ, которая даст технико-экономический эффект за счёт значительно меньших суммарных погрешностей измерительной системы, а также предотвратит возможные кражи электроэнергии. При этом в работе, на основе сравнительного анализа ведущих разработок данной продукции, предлагается выбрать марку и производителя АСКУЭ.
Выбраны и подтверждены основные технические решения в системе электроснабжения проектируемого многоэтажного жилого многоэтажного дома, обеспечивающие минимизацию технических потерь электроэнергии на стадии проектирования объекта:
• выбраны и обоснованы рациональные, надёжные и экономичные схемные решения для применения в питающей и распределительной сети системы электроснабжения многоэтажного жилого дома;
• на питающей подстанции выбраны и проверены два силовых трансформатора марки ТМГ-1000/10;
• выбраны и проверены рациональные, экономичные и надёжные сечения кабельных линий питающей сети напряжением 10 кВ, приняты два кабеля марки АСБл-10 (3x35);
• выбраны и проверены рациональные, экономичные и надёжные сечения кабельных линий питающей сети напряжением 0,38/0,22 кВ, в результате чего приняты два кабеля марки АВБШПнг 5x185;
• в качестве кабелей распределительной сети напряжением 0,38/0,22 кВ выбраны и проверены негорючие и надёжные кабели марки ВВГнг-LS (ВВГнгРКЬЗ);
• выбраны новые, современные и надёжные электрические аппараты для защиты и коммутации электрической сети напряжением 10 кВ и 0,38/0,22 кВ.
Установлено, что выбор АСКУЭ на базе трёхфазных программируемых электронных счётчиков марки ЦЭ6823М оправдывается многими преимуществами, обеспечивая более эффективное, гибкое и интеллектуальное управление электроэнергией в многоэтажных жилых комплексах.
Проведено технико-экономическое обоснование технических решений по минимизации потерь электроэнергии в системе электроснабжения проектируемого многоэтажного жилого многоэтажного дома.
В результате проведения расчётов, установлено, что при внедрении в систему электроснабжения жилого многоэтажного дома выбранной АСКУЭ на базе трёхфазных программируемых электронных счётчиков марки ЦЭ6823М, технический эффект снижения перспективных инструментальных потерь за календарный год при максимальном потреблении электроэнергии будет составлять 1221590,8 кВт-ч, а экономический эффект при тех же условиях составит 5729260,8 руб.
Таким образом, разработанный комплекс мероприятий по минимизации потерь электроэнергии, при внедрении в систему электроснабжения жилого многоэтажного дома будет иметь как технический, так и экономический эффект.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
