Помощь студентам в учебе
Анализ показателей надежности электроснабжения торгово-административного комплекса и разработка мероприятий по их повышению
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Основные положения теории надежности систем
электроснабжения 8
1.1.1 Общие понятия и определения надежности 8
1.1.2 Характеристики отказов 12
1.1.3 Причины и характер отказов объектов 13
1.1.4 Средства обеспечения надежности 15
1.2 Показатели надежности систем электроснабжения 18
1.2.1 Единичные показатели для невосстанавливаемых объектов 18
1.2.2 Единичные и комплексные показатели для восстанавливаемых
объектов 22
1.3 Факторы, влияющие на надежность систем электроснабжения 27
2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 34
2.1. Анализ системы электроснабжения торгово-административного
комплекса 34
2.2 Требования по обеспечению надёжности и экологичности объекта 38
2.3 Инженерный метод расчета надежности систем электроснабжения .... 44
2.3.1 Надежность схем электроснабжения и разные типы отказов 44
2.3.2 Анализ основного силового оборудование электрических цепей 46
2.3.3 Инженерные методы расчета надежности 48
2.4 Расчет показателей надежности исходной схемы 53
2.4.1 Расчет последовательных соединений 53
2.4.2 Учет резервирования 56
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 59
3.1. Модернизация системы электроснабжения торгово-административного комплекса 59
3.2 Расчет надежности модернизированной схемы 62
3.3 Технико-экономическое сравнение двух вариантов 63
3.3.1 Расчет капиталовложений 63
3.3.2 Расчёт ежегодных издержек 65
3.3.3 Ежегодные издержки на компенсацию годовых потерь
электроэнергии 66
3.4 Разработка устройств защиты на РП 70
3.4.1 Выбор и расчёт защит ввода 10 кВ 70
3.4.2 Выбор и расчёт защит секционного выключателя 10 кВ 71
3.4.3 Защита секций шин 10 кВ 72
3.4.4 АВР на секционном выключателе 10 кВ 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Основные положения теории надежности систем
электроснабжения 8
1.1.1 Общие понятия и определения надежности 8
1.1.2 Характеристики отказов 12
1.1.3 Причины и характер отказов объектов 13
1.1.4 Средства обеспечения надежности 15
1.2 Показатели надежности систем электроснабжения 18
1.2.1 Единичные показатели для невосстанавливаемых объектов 18
1.2.2 Единичные и комплексные показатели для восстанавливаемых
объектов 22
1.3 Факторы, влияющие на надежность систем электроснабжения 27
2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 34
2.1. Анализ системы электроснабжения торгово-административного
комплекса 34
2.2 Требования по обеспечению надёжности и экологичности объекта 38
2.3 Инженерный метод расчета надежности систем электроснабжения .... 44
2.3.1 Надежность схем электроснабжения и разные типы отказов 44
2.3.2 Анализ основного силового оборудование электрических цепей 46
2.3.3 Инженерные методы расчета надежности 48
2.4 Расчет показателей надежности исходной схемы 53
2.4.1 Расчет последовательных соединений 53
2.4.2 Учет резервирования 56
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 59
3.1. Модернизация системы электроснабжения торгово-административного комплекса 59
3.2 Расчет надежности модернизированной схемы 62
3.3 Технико-экономическое сравнение двух вариантов 63
3.3.1 Расчет капиталовложений 63
3.3.2 Расчёт ежегодных издержек 65
3.3.3 Ежегодные издержки на компенсацию годовых потерь
электроэнергии 66
3.4 Разработка устройств защиты на РП 70
3.4.1 Выбор и расчёт защит ввода 10 кВ 70
3.4.2 Выбор и расчёт защит секционного выключателя 10 кВ 71
3.4.3 Защита секций шин 10 кВ 72
3.4.4 АВР на секционном выключателе 10 кВ 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность. Современный торгово-административный комплекс может представлять собой большое многоэтажное здание, в котором кроме офисов и магазинов могут находиться также кафе, бары, казино, кинотеатр, боулинг и др. Как правило, комплекс оборудован эскалаторами, лифтами, снабжён парковкой для личного транспорта и расположен около станций метро и остановок общественного транспорта или в спальных районах города.
Торгово-административные комплексы больших размеров имеют множество особенностей, которые проявляются при выполнении строительных работ и электрификации. В первую очередь, это связано с необходимостью их непрерывного функционирования для обеспечения потока дохода для собственников и арендаторов. Кроме того, наличие большого количества посетителей создает нагрузку на различные системы, которые должны иметь достаточно большой запас по мощности и надежности.
Качественно выполненный проект электроснабжения торгово-административного комплекса предполагает наличие множества различных инженерных систем, которые принимают участие в обеспечении непрерывной работы. Он включает в себя такие элементы:
• система основного электроснабжения, которая содержит
подключение к централизованным сетям, а также распределительное и трансформационное оборудование;
• система освещения, обеспечивающая хорошую видимость во всех
помещениях вне зависимости от погодных условий или текущего времени суток;
• система поддержания микроклимата, в которую входит
кондиционирование воздуха, обогрев, вентиляция и управление уровнем относительной влажности;
система безопасности, содержащая пожарную и охранную сигнализацию, автоматические средства оповещения, тушения пламени и предотвращения чрезвычайных ситуаций;
• система резервного и гарантированного электропитания,
необходимая для предотвращения возникновения нештатных ситуаций при отключении основного источника энергии;
• комплекс систем защиты, исключающих возможность утечки
электрического тока, а также выход из строя оборудования, которое входит в электроснабжение магазина.
При электрификации современных торгово-административных комплексов используется скрытая укладка силовых линий, а также вынесение всего оборудования в специализированные технологические помещения, обладающие соответствующим уровнем защиты от утечки электрического тока и распространения возгорания при коротком замыкании или иной поломке.
Также необходимо упомянуть об использовании систем автоматизации управления и диспетчеризации, которые должен включать в себя проект электроснабжения торгового центра. Как правило, контроль над всеми системами осуществляется оператором центрального пульта, который может своевременно определять наличие проблем того или иного характера, а также принимать необходимые меры. Такую разновидность управляющего оборудования часто совмещают с контрольным пультом систем безопасности, что позволяет минимизировать затраты труда и повысить эффективность бесперебойной работы всего комплекса.
Непростая социально-политическая обстановка, сложившаяся в настоящее время, опасность стихийных скоплений большого количества людей, а также вероятность возникновения террористических актов накладывают повышенные требования к торгово-административным комплексам по части надежности в нормальном и аварийном режимах функционирования. В связи с этим, обеспечение надежного электроснабжения торгово-административного комплекса является актуальной задачей.
Целью данной работы является анализ показателей надежности электроснабжения торгово-административного комплекса и разработка мероприятий по их повышению.
Задачи магистерской диссертации:
1. Провести анализ надежности системы электроснабжения торгово-административного комплекса.
2. Разработать мероприятия по повышению надежности системы электроснабжения торгово-административного комплекса.
Научная новизна магистерской диссертации заключается в следующем:
1. На основе анализа показателей надежности разработаны мероприятия для повышения надежности системы электроснабжения торгово-административного комплекса путем модернизации существующей системы электроснабжения.
2. Разработаны мероприятия для повышения надежности системы электроснабжения за счет внедрения современных средств защиты на распределительной подстанции.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные меры повышения надежности за счет внедрения современных средств защиты на распределительной подстанции можно использовать при проектировании новых и модернизации существующих РП для широкого круга потребителей.
Достоверность результатов подтверждается корректным применением известных теорий и методов, применением сертифицированных методик и пакетов программ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры «Электроэнергетика и электротехника».
Структура и объем работы. Магистерская диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 82 страницах машинописного текста, содержит 10 рисунков и список литературы из 48 источников отечественных и зарубежных авторов.
Торгово-административные комплексы больших размеров имеют множество особенностей, которые проявляются при выполнении строительных работ и электрификации. В первую очередь, это связано с необходимостью их непрерывного функционирования для обеспечения потока дохода для собственников и арендаторов. Кроме того, наличие большого количества посетителей создает нагрузку на различные системы, которые должны иметь достаточно большой запас по мощности и надежности.
Качественно выполненный проект электроснабжения торгово-административного комплекса предполагает наличие множества различных инженерных систем, которые принимают участие в обеспечении непрерывной работы. Он включает в себя такие элементы:
• система основного электроснабжения, которая содержит
подключение к централизованным сетям, а также распределительное и трансформационное оборудование;
• система освещения, обеспечивающая хорошую видимость во всех
помещениях вне зависимости от погодных условий или текущего времени суток;
• система поддержания микроклимата, в которую входит
кондиционирование воздуха, обогрев, вентиляция и управление уровнем относительной влажности;
система безопасности, содержащая пожарную и охранную сигнализацию, автоматические средства оповещения, тушения пламени и предотвращения чрезвычайных ситуаций;
• система резервного и гарантированного электропитания,
необходимая для предотвращения возникновения нештатных ситуаций при отключении основного источника энергии;
• комплекс систем защиты, исключающих возможность утечки
электрического тока, а также выход из строя оборудования, которое входит в электроснабжение магазина.
При электрификации современных торгово-административных комплексов используется скрытая укладка силовых линий, а также вынесение всего оборудования в специализированные технологические помещения, обладающие соответствующим уровнем защиты от утечки электрического тока и распространения возгорания при коротком замыкании или иной поломке.
Также необходимо упомянуть об использовании систем автоматизации управления и диспетчеризации, которые должен включать в себя проект электроснабжения торгового центра. Как правило, контроль над всеми системами осуществляется оператором центрального пульта, который может своевременно определять наличие проблем того или иного характера, а также принимать необходимые меры. Такую разновидность управляющего оборудования часто совмещают с контрольным пультом систем безопасности, что позволяет минимизировать затраты труда и повысить эффективность бесперебойной работы всего комплекса.
Непростая социально-политическая обстановка, сложившаяся в настоящее время, опасность стихийных скоплений большого количества людей, а также вероятность возникновения террористических актов накладывают повышенные требования к торгово-административным комплексам по части надежности в нормальном и аварийном режимах функционирования. В связи с этим, обеспечение надежного электроснабжения торгово-административного комплекса является актуальной задачей.
Целью данной работы является анализ показателей надежности электроснабжения торгово-административного комплекса и разработка мероприятий по их повышению.
Задачи магистерской диссертации:
1. Провести анализ надежности системы электроснабжения торгово-административного комплекса.
2. Разработать мероприятия по повышению надежности системы электроснабжения торгово-административного комплекса.
Научная новизна магистерской диссертации заключается в следующем:
1. На основе анализа показателей надежности разработаны мероприятия для повышения надежности системы электроснабжения торгово-административного комплекса путем модернизации существующей системы электроснабжения.
2. Разработаны мероприятия для повышения надежности системы электроснабжения за счет внедрения современных средств защиты на распределительной подстанции.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные меры повышения надежности за счет внедрения современных средств защиты на распределительной подстанции можно использовать при проектировании новых и модернизации существующих РП для широкого круга потребителей.
Достоверность результатов подтверждается корректным применением известных теорий и методов, применением сертифицированных методик и пакетов программ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры «Электроэнергетика и электротехника».
Структура и объем работы. Магистерская диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 82 страницах машинописного текста, содержит 10 рисунков и список литературы из 48 источников отечественных и зарубежных авторов.
В магистерской диссертации проведен анализ показателей надежности системы электроснабжения торгово-административного комплекса, расположенного в г. Уфа. Предложены решения по повышению надежности системы электроснабжения.
Торгово-административный комплекс получает питание от ГИП «Кировская», расположенной в двух километрах от территории комплекса. Торгово-административный комплекс включает в себя 3 крупных группы потребителей, каждая из которых получает питание от собственной трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ. Подстанция ТП-2 подключается непосредственно к ГПП, две другие подстанции ТП-1 и ТП-3 включены по лучевой схеме. В ходе разработки предложений по повышению надежности принято решение расположить на территории комплекса распределительную подстанцию, от которой будет осуществляться электропитание ТП. Технико-экономические расчеты показали, что вариант схемы электроснабжения с РП характеризуется также экономической эффективностью за счет уменьшения издержек по обслуживанию и амортизационных отчислений.
Внедрение РП было бы недостаточным без установки современны надежных устройств защиты. Соответственно были выбраны аппараты защиты вводов на 10 кВ, защиты секционного выключателя и АВР. Рассчитаны уставки срабатывания соответствующих защит.
Предложенные меры позволят повысить надежность системы электроснабжения торгово-административного комплекса.
Торгово-административный комплекс получает питание от ГИП «Кировская», расположенной в двух километрах от территории комплекса. Торгово-административный комплекс включает в себя 3 крупных группы потребителей, каждая из которых получает питание от собственной трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ. Подстанция ТП-2 подключается непосредственно к ГПП, две другие подстанции ТП-1 и ТП-3 включены по лучевой схеме. В ходе разработки предложений по повышению надежности принято решение расположить на территории комплекса распределительную подстанцию, от которой будет осуществляться электропитание ТП. Технико-экономические расчеты показали, что вариант схемы электроснабжения с РП характеризуется также экономической эффективностью за счет уменьшения издержек по обслуживанию и амортизационных отчислений.
Внедрение РП было бы недостаточным без установки современны надежных устройств защиты. Соответственно были выбраны аппараты защиты вводов на 10 кВ, защиты секционного выключателя и АВР. Рассчитаны уставки срабатывания соответствующих защит.
Предложенные меры позволят повысить надежность системы электроснабжения торгово-административного комплекса.