Тема: Реконструкция системы электроснабжения микрорайон Киселевка г. Ишим

Реконструкция и модернизация систем электроснабжения жилых микрорайонов городов Российской Федерации являются актуальными и приоритетными задачами в контексте развития энергетической инфраструктуры страны. Важность этих процессов обусловлена несколькими ключевыми факторами, связанными с обеспечением надёжности, эффективности и безопасности электроснабжения населения. Далее, на основе анализа нормативных источников, приводится аргументация, обуславливающая практическую ценность и актуальность настоящей работы.
Во-первых, значительная часть существующих систем
электроснабжения была построена несколько десятилетий назад и в настоящее время не соответствует современным техническим требованиям и нагрузкам. Рост населения городов, увеличение потребления электроэнергии вследствие развития бытовой техники и цифровых технологий создают дополнительную нагрузку на сети, что может приводить к перегрузкам, аварийным ситуациям и перебоям в электроснабжении. Модернизация позволяет обновить оборудование, увеличить пропускную способность сетей и обеспечить стабильное энергоснабжение жилых районов.
Во-вторых, использование устаревшего оборудования негативно сказывается на энергоэффективности и экономичности систем электроснабжения. Высокие технические потери, низкая автоматизация и отсутствие современных средств управления приводят к нерациональному использованию ресурсов и увеличению эксплуатационных расходов. Внедрение современных технологий, таких как интеллектуальные сети, а также автоматизированные системы управления и современные материалы, способствует снижению потерь электроэнергии, повышению оперативности управления и оптимизации затрат.
При этом государственная поддержка играет существенную роль в реализации проектов реконструкции и модернизации. В рамках федеральных программ и стратегий развития энергетики предусмотрены меры по финансированию и стимулированию обновления энергетической инфраструктуры.
Данные аспекты отражены в национальных проектах, направленных на развитие жилищно-коммунального хозяйства, повышение
энергоэффективности и обеспечение энергетической безопасности. Государство предоставляет субсидии, льготные кредиты и инвестиционные стимулы для привлечения частных инвестиций в эту сферу.
Кроме того, обновление энергетической инфраструктуры создаёт предпосылки для внедрения инновационных технологий и развития «умных городов», что открывает новые возможности для экономического роста и технологического прогресса.
Таким образом, реконструкция и модернизация систем электроснабжения жилых микрорайонов городов Российской Федерации являются стратегически важными направлениями, способствующими повышению надёжности и эффективности энергетической системы страны [20].
Их актуальность и важность обусловлены необходимостью адаптации к современным техническим требованиям, повышению энергоэффективности и обеспечению экологической безопасности.
Следовательно, настоящая работа, посвящённая вопросам реконструкции системы электроснабжения и модернизации оборудования микрорайона Киселевка г. Ишим, имеет значимую практическую ценность и актуальность.
Основной целью работы является разработка и обоснование целесообразных мероприятий по реконструкции схемы электрических соединений с модернизацией питающих сетей и оборудования системы электроснабжения микрорайона Киселёвка города Ишима. Такая реконструкция обусловлена планируемым подключением новой нагрузки потребителей, ввод в эксплуатацию которых запланирован в ближайшее время.
В работе для питания новой нагрузки микрорайона выбираются и обосновываются новые ТП-10/0,4 кВ с последующим подключением к одной из питающих магистралей на напряжении 10 кВ.
С другой стороны, учитывая параметры надёжности и безопасности, проводится модернизация электрических сетей микрорайона напряжением 10 кВ и 0,38/0,22 с заменой устаревших и изношенных кабелей марки АСБ-10 и АВВГ-0,4 кВ на современные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Также необходимо усовершенствовать систему определения мест повреждений в кабельных линиях электрической сети микрорайона.
Также необходимо провести замену электрических аппаратов в РУ-10 кВ ТП-10/0,4 кВ системы электроснабжения микрорайона, проверить на соответствие расчётным параметрам нагрузки силовые трансформаторы всех понизительных подстанций микрорайона.
Кроме того, в работе требуется провести реконструкцию вторичных цепей микрорайона, для чего выбрать современные решения в данной сфере.
Таким образом, в результате внедрения мероприятий по реконструкции схемы электрических соединений, а также модернизации электрических сетей и оборудования, ожидается улучшение показателей бесперебойности передачи электроэнергии, надёжности, экономичности, а также повышение селективности и быстродействия системы защиты и надёжности вторичных цепей коммутации, что обеспечит более эффективное функционирование системы электроснабжения микрорайона.
Все предложенные мероприятия требуется подтвердить в работе на основании проведения соответствующих расчётов и проверок.

Купить

В результате выполнена реконструкция схемы электрических соединений с модернизацией питающих сетей и оборудования системы электроснабжения микрорайона Киселёвка города Ишима. Такая реконструкция обусловлена планируемым подключением новой нагрузки потребителей, ввод которых в эксплуатацию запланирован в ближайшее время.
В результате проведения анализа исходных данных по микрорайону было установлено следующее:
- установлено, что к существующей нагрузке микрорайона Киселевка г. Ишим относится 57 объектов, включающих потребители 2 и 3 категорий надёжности (жилые многоэтажные дома этажностью 5,6 и 9 этажей, поликлиника, магазины, кафе, парикмахерская, школы, детские сады, торговый центр, библиотека). Показано, что вся существующая нагрузка микрорайона получает питание от десяти двухтрансформаторых ТП-10/0,4 кВ;
- обосновано, что необходимо подключить к существующей системе электроснабжения микрорайона дополнительную (перспективную) нагрузку, состоящую из 18 объектов, включающих потребители 2 и 3 категорий надёжности (жилые многоэтажные дома этажностью 5,6 и 9 этажей, магазины, кафе, парикмахерская, детские сады, аптека, библиотека). Установлено, что в составе перспективной нагрузки присутствуют потребители 2 и 3 категорий надёжности;
- установлено, что для передачи электроэнергии к трансформаторным подстанциям на стороне 10 кВ и к потребителям на напряжении 0,38/0,22 кВ, используются устаревшие и изношенные кабельные линии марки АСБ-10 и АВВГ-0,4 кВ, которые полностью выработали свой технический ресурс. Указанный аспект также приводит к многочисленным авариям, влияя на надёжность и безопасность электроснабжения потребителей;
- показано, что на всех ТП-10/0,4 кВ в РУ-10 кВ установлено устаревшее и ненадёжное оборудование, благодаря чему значительно уменьшилась коммутационно-защитная характеристика системы электроснабжения микрорайона.
Учитывая приведённые проблемы, на основе аналитического обзора требований, предъявляемых к системам электроснабжения жилых объектов, предложен комплекс мероприятий по реконструкции схемы электрических соединений и модернизации сетей и оборудования системы электроснабжения микрорайона Киселевка г. Ишим:
- так как новая (перспективная нагрузка) состоит из потребителей преимущественно 2 категории надёжности и требует резервирования, её предложено запитать от двух новых двухтрансформаторных подстанций ТП11 и ТП12, обеспечив в схеме на сторонах 10 кВ и 0,38/0,22 кВ необходимые и достаточные условия резервирования. Учитывая схему электроснабжения микрорайона, предложено запитать указанные ТП-10/0,4 кВ от магистрали М3 на напряжении 10 кВ;
- с учётом того, что проводники электрических сетей 10 кВ и 0,38/0,22 кВ микрорайона выполнены кабельными линиями, находящихся в неудовлетворительном состоянии, а также не обеспечивающих необходимые условия электробезопасности и надёжности, предлагается заменить на современные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Также в работе, с учётом недостаточно быстрого и качественного выявления неисправностей и нахождения повреждения силовых кабелей, предлагается разработать улучшенную методику определения мест повреждения в кабельных линиях электропередачи системы электроснабжения микрорайона;
- предлагается провести проверку и последующую модернизацию устаревших коммутационно-защитных аппаратов, находящихся в РУ-10 кВ питающих ТП-10/0,4 кВ микрорайона. При этом планируется выбрать новое современное оборудование, применение которого обеспечит повышение показателей надёжности и безопасности в системе электроснабжения микрорайона;
- предлагается выбрать новые силовые трансформаторы для установки на ТП10 и ТП11, предназначенные для питания перспективной нагрузки, а также проверить на соответствие расчётным параметрам нагрузки силовые трансформаторы всех понизительных подстанций микрорайона;
- требуется провести реконструкцию вторичных цепей микрорайона, для чего выбрать современные решения в данной сфере. В частности, данный вопрос касается модернизации устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения микрорайона.
Разработанный комплекс мероприятий по реконструкции схемы электрических соединений и модернизации сетей и оборудования системы электроснабжения микрорайона Киселевка г. Ишим предлагается принять за основу и проверить расчётным путём в работе далее.
В результате проведения расчёта, на данном этапе получены значения расчётных нагрузок следующих объектов и сетей микрорайона Киселевка г. Ишим:
- отдельных линий для питания потребителей на напряжении 0,4 кВ;
- линий для питания ТП-10/0,4 кВ микрорайона (ТП1-ТП12);
- питающих магистралей М1-М3 напряжением 10 кВ;
- питающего РП-10 кВ.
Выбраны силовые трансформаторы марки ТМ-630/10 для установки на новых ТП11 и ТП12 системы электроснабжения микрорайона.
По результатам проверки трансформаторов подстанций микрорайона установлено, что на ТП1, ТП4, ТП5 и ТП10 рекомендуется изменить мощности трансформаторов. На остальных трансформаторных подстанциях мощности ранее установленных трансформаторов рекомендуется оставить без изменений.
В результате проведения модернизации питающей и распределительной сети 10 кВ, для питания РП-10 кВ от энергосистемы выбраны и подтверждены два силовых кабеля марки АПвКВнг(А)-Ь8 3x120/16, а для питания трёх магистралей 10 кВ М1-М3 от шин РП-10 кВ обосновано применение кабелей марки АПвКВнг(А)-Ь8 3x50/16 (с использованием петлевой схемы, выбор которой детально обоснован в работе). Кроме того, на всех линиях участка электрической сети 0,38/0,22 кВ микрорайона Киселевка г. Ишим приняты новые современные кабельные линии с изоляцией со сшитого полиэтилена марки АПвПбШв (изготовитель - ООО «Камский Кабель») различных сечений.
При этом выбрана и обоснована радиальная схема для питающей сети 0,38/0,22 кВ микрорайона, которая является оптимальным решением для организации электроснабжения низковольтных потребителей. Установлено, что применение данной схемы обусловлено рядом технических, экономических и эксплуатационных факторов, которые делают её предпочтительной в условиях конкретного микрорайона.
С целью усовершенствования методов определения мест повреждения в кабельных линиях, предлагается применять для этой цели все известные методы обнаружения мест повреждения в кабельных линиях, в совокупности с автоматизированными системами управления и контроля электроэнергией. Такой подход приведёт к уменьшению времени поиска повреждений, а также автоматической локализации повреждённого участка и уменьшению времени восстановления повреждённого кабеля. Таким образом, данная проблема будет решена.
В результате проведения расчёта токов короткого замыкания в системе электроснабжения микрорайона Киселевка г. Ишим, получены следующие основные результаты:
- значение трёхфазного тока КЗ в максимальном режиме в электрической сети 10 кВ составляет 1(3 = 6,5 кА значение ударного тока трёхфазного КЗ 1уд.К = 9,2 кА;
- значение трёхфазного тока КЗ в максимальном режиме в электрической сети составляет 1(3 = 5,3 кА значение ударного тока трёхфазного КЗ 1удК = 7,5 кА.
Для защиты и коммутации питающей сети 10 кВ системы электроснабжения микрорайона, выбраны и проверены следующие электрические аппараты:
- для установки в ячейках питающего РП-10 кВ: вакуумные выключатели высокого напряжения марки ВВУ-СЭЩ-10-20/1600 У3, трансформаторы тока марки ТОЛ-СЭЩ-10, ограничители перенапряжения марки ОПН-П-10/12,7/10/400 УХЛ1;
- для установки на ТП-10/0,4 кВ: выключатели нагрузки марки ВВНР- 10/630-20У2 и плавкие предохранители марки ПКТ-101-10-100-20 У1.
Расчётным путём подтверждены все установленные ранее автоматические выключатели марки ВА различных типономиналов в сети 0,38/0,22 кВ микрорайона:
- выключатели автоматические вводные ТП1-ТП10;
- выключатели автоматические линейные ВРУ-0,4 кВ потребителей, получающие питание от ТП1-ТП10.
Выбраны и проверены с целью обеспечения защиты и коммутации новых присоединений:
- выключатели автоматические вводные марки ВА55-43 с
параметрами: 1нома = 2000 А, 1у,т,р = 1600 А, 1уэр, = 4800 А,
применяемые для коммутации и защиты новых ТП1-ТП10;
- выключатели автоматические линейные марки ВА различных типономиналов, применяемые для коммутации и защиты ВРУ-0,4 кВ перспективных потребителей, получающие питание от новых ТП1- ТП10.
Выбрано и обосновано для применения в системе вторичных цепей микрорайона, следующее современное оборудование российской компании «ПАРМА»:
- микропроцессорные блоки РЗиА серии «ПАРМА Рх-2»;
- шкаф автономной токовой защиты «ПАРМА ШЭ АЗТ-301»;
- микропроцессорное устройство автоматической частотной разгрузки «ПАРМА УАЧР 12»;
- шкаф частотной разгрузки «ПАРМА ШЭ АЧР».
Таким образом, основываясь на полученных результатах, подтверждено, что предложенный проект реконструкции микрорайона характеризуется высокими показателями надёжности, экономичности, бесперебойности питания потребителей, безопасности, а также селективности и чувствительности защиты.

Купить