Рекомендации по оптимизации архитектуры

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)


Эти рекомендации предназначены для проектировщиков и служат для усовершенствования архитектуры и критериев оценки.

Содержание

Работы на объекте

Чтобы выдерживать сроки «специальных» или «критических» работ на объекте, рекомендуется минимизировать факторы неопределенности с помощью следующих рекомендаций:

  • Используйте проверенные решения и оборудование, проверенное и испытанное изготовителем («функциональное» распределительное устройство или распределительное устройство «изготовителя» в зависимости от значимости устройства для электроустановки).
  • Используйте оборудование, для которого имеется надежная система поставки и местная техническая поддержка (организованная поставщиком).
  • Используйте оборудование заводского изготовления (подстанция высокого/низкого напряжения, шинопроводы), позволяющее сократить объем работ на объекте.
  • Используйте однотипное оборудование (например, трансформаторы одинаковой мощности),
  • Используйте оборудование от одного изготовителя.


Окружающая среда

Оптимизация влияния на окружающую среду включает в себя следующее:

  • Снижение нагрузочных потерь мощности и потерь холостого хода в течение эксплуатации установки.
  • Снижение массы материалов, используемых для изготовления установки.

В применении к отдельной единице оборудования эти две цели могут показаться несовместимыми. Однако, при рассмотрении установки в целом можно разработать архитектуру, удовлетворяющую обеим целям. Оптимальная установка не является суммой отдельных оптимальных единиц оборудования, а результатом оптимизации установки в качестве целостной системы. Рис. D26 показывает вклад каждой категории оборудования в массу и рассеивание энергии для установки мощностью 3500 кВА, рассредоточенной на площади свыше 10000 м2.


Рис D26.jpg


Рис. D26 : Пример распределения потерь и массы материала по категориям оборудования


Кабели и шинопроводы низкого напряжения, а также трансформаторы высокого/низкого напряжения вносят основной вклад в рабочие потери и вес используемого оборудования.

Поэтому оптимизация установки по архитектуре с точки зрения окружающей среды включает в себя:

  • минимизацию длины цепей низкого напряжения в установке;
  • совмещение цепей низкого напряжения, где это возможно, чтобы использовать преимущества коэффициента одновременности ks (см. Оценка максимальной нагрузки (кВА)).


Цели Ресурсы
Минимизация длины цепей низкого напряжения Размещение подстанций высокого/низкого напряжения как можно ближе к центру всех низковольтных нагрузок
Совмещение цепей низкого напряжения

При коэффициенте одновременности для группы нагрузок менее 0,7, совмещение цепей позволяет ограничить объем проводников, запитывающих такие нагрузки:

  • установка вторичных распределительных устройств как можно ближе к центру локализованных нагрузок;
  • прокладка шинопроводов как можно ближе к центру распределенных нагрузок.

Поиск оптимального решения может включать в себя учет нескольких сценариев кластеризации. В любом случае минимизация расстояния между центром нагрузок и оборудованием, запитывающим их, позволяет уменьшить воздействие окружающей среды.


Рис. D27 : Оптимизация оценки окружающей среды: цели и ресурсы.


В качестве примера рис. D28 показывает влияние совмещения цепей на уменьшение расстояния между центром нагрузок установки и центром источников (положение ГРЩ изначально задано).
В этом примере рассматривается завод по розливу минеральной воды, для которого:

  • электрооборудование (ГРЩ) установлено в помещении вне технологических участков по соображениям доступа с учетом ограничений, связанных с внешними условиями;
  • установленная мощность составляет около 4 МВА.

Решение №1 предусматривает распределение цепей по цехам.
Решение №2 предусматривает распределение цепей по технологическим функциям (производственным линиям).


Решение Положение центра
N°1
Рис D28a.jpg
N°2
Рис D28b.jpg


Рис. D28 : Пример определения положения центра нагрузок


Без изменения компоновки электрооборудования второе решение позволяет снизить массу кабелей низкого напряжения приблизительно на 15% за счет уменьшения длины.

В дополнение к оптимизации архитектуры, следующие факторы также влияют на эффективность работы электроустановки:

  • установка низковольтных компенсирующих устройств, позволяющих снизить потери в трансформаторах и в сети низкого напряжения;
  • использование трансформаторов с малыми потерями;
  • использование сборных шин низкого напряжения из алюминия, поскольку природные запасы этого металла достаточно велики.


Объем профилактического техобслуживания

Рекомендации по сокращению объема профилактического техобслуживания:

  • Снижение времени работы на объекте.
  • Сосредоточение усилий на обслуживании ответственных присоединений.
  • Использование стандартного оборудования.
  • Использование оборудования, предназначенного для агрессивной среды, которое требует меньше обслуживания.


Эксплуатационная готовность

Рекомендации по повышению эксплуатационной готовности:

  • Минимизация количества вводов в распределительное устройство для ограничения последствий возможного его отказа.
  • Распределение цепей в соответствии с требованиями по обеспечению эксплуатационной готовности.
  • Использование оборудования, отвечающего требованиям (см. подраздел Сервисный показатель),
  • Соблюдение рекомендаций по выбору для этапов 1 и 2 (см. рис. D3).

Рекомендации по повышению уровня эксплуатационной готовности:

  • Использование двухполюсной конфигурации вместо конфигурации с радиальной линией.
  • Использование конфигурации с двумя вводами высокого напряжения вместо двухполюсной конфигурации.
  • Использование конфигурации с ИБП и устройством АВР вместо конфигурации с двумя выводами.
  • Повышение уровня техобслуживания.