Определение надежности электроустановок

/

Содержание

Введение

1. Внутренние электропроводки

1.1 Общие сведения

1.2 Провода и кабели

1.3 Электроустройства

1.4 Общие требования к электроустройствам

1.5 Прокладка проводов и кабелей

1.5.1 Прокладка проводов и кабелей на лотках и в коробах

1.5.2 Прокладка проводов и кабелей на стальном канате

1.5.3 Прокладка установочных проводов по строительным основаниям и внутри основных строительных конструкций

1.5.4 Прокладка проводов и кабелей в стальных трубах

1.5.5 Прокладка проводов и кабелей в неметаллических трубах

1.6 Монтаж внутренних электропроводок

2. Исходные данные

3. Аналитический метод расчета надежности электроустановок

3.1 Кратковременное и длительное отключение подстанции 1

3.2 Кратковременное и длительное отключение подстанции 3

3.3 Кратковременное и длительное отключение подстанции 2

4. Расчет ущерба от недоотпуска энергии

5. Логико-вероятностный метод расчета надежности электроснабжения с помощью дерева отказов

6. Возможные пути повышения надежности

6.1 Кратковременное и длительное отключение подстанции 1

Заключение

Список литературы

электроустройство провод надежность электроснабжение

Введение

Проблема надежности электрических станций, подстанций, линий электропередачи, электрических сетей и систем - одна из первоочередных проблем энергетики.

С другой стороны, оценив ущерб, нанесенный потребителям перерывом электроснабжения, убытки, связанные с аварийным ремонтом, а также расходы на повышение надежности, можно ставить вопрос об оптимальном уровне надежности электроэнергетического оборудования, установок и систем.

Создание новых, уникальных машин, аппаратов, линий электропередачи, крупных энергетических объединений и комплексов требует применения таких методов анализа и расчета надежности, которые позволили бы при проектировании объективно учесть опыт эксплуатации, данные экспериментов, рассчитать надежность, проанализировать варианты по обеспечению надежности, обосновать ее повышение, прогнозировать надежность, исключить возможность катастрофического исхода аварий для людей и окружающей среды.

Математический аппарат теории надежности основан на таких разделах современной математики, как теория случайных процессов, теория массового обслуживания, математическая логика, теория графов, теория оптимизации, теория экспертных оценок, а также теория вероятностей и математическая статистика.

С проблемой надежности в электроэнергетике связаны следующие практические задачи: статистическая оценка и анализ надежности действующего оборудования и установок, прогнозирование надежности оборудования и установок, нормирование уровня надежности, испытания на надежность, расчет и анализ надежности, обеспечение надежности, оптимизация технических решений по обеспечению надежности при проектировании, создании и эксплуатации электроэнергетического оборудования, установок и систем.

Решение этих задач основано на математических моделях и методах теории надежности. Однако и сама теория надежности в приложении к задачам электроэнергетики продолжает развиваться. Одни и те же практические задачи получают решение на основе моделей и методов, все более совершенных в отношении достоверности и точности результатов, полноты учета специфических обстоятельств и трудоемкости расчета.

Интенсивное насыщение гражданских и промышленных зданий электроникой при постоянном повышении требований к безопасности требует применять надежную электропроводку. Надежность, долговечность и безопасность проводки во многом определяется выбором материала проводов и кабелей. В современном строительстве не рекомендуется использовать провода и кабели с жилами из алюминия, так как этот металл подвержен коррозии, со временем меняется его кристаллическая структура, а значит и электропроводящие свойства. Увеличение внутреннего сопротивления в итоге ведет к потерям электроэнергии, разогреву проводов и соединений. Медь по сравнению с алюминием имеет значительно более высокие качественные характеристики, поэтому при проведении электротехнических работ все чаще используют провода и кабели на основе меди.

Опыт эксплуатации показывает, что практически все элементы системы электроснабжения могут отказывать. И вероятность отказа тем выше, чем ниже качество проектирования электроустановки и качество электромонтажных материалов.

Как известно, электричество может представлять собой опасность для жизни и здоровья людей, для сохранности их собственности. Но это легко исправить, если грамотно позаботиться о мерах защиты и использовать в монтаже необходимое оборудование. При монтаже электропроводки должны использоваться только качественные материалы, зарекомендовавшие себя временем.

От электропроводки во многом зависит безопасность здания или отдельно взятой квартиры.

• 1. Внутренние электропроводки
• 1.1 Общие сведения
• Внутренняя электропроводка -- совокупность всех проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями и деталями.

Виды электропроводок и способы их прокладки:

• а) открытая, то есть проходящая по поверхности стен, потолков, других элементов здания. Способы прокладки открытой проводки: это либо свободная подвеска на роликах, либо размещение ее в электротехнических плинтусах и наличниках;
• б) скрытая. В жилых домах прокладывается внутри конструктивных элементов здания либо ее отделки. В этом случае применяются такие способы прокладки, как размещение проводов в пустотах строительных конструкций (например, междуэтажных перекрытиях), а также в бороздках под штукатуркой;

в) наружная -- размещается по наружным стенам зданий или между ними на опорах (например, от жилого дома до сарая, мастерской, бани). Наружная проводка сама по себе может быть как открытой, так и скрытой.

• 1.2 Провода и кабели
• Провод -- это одна неизолированная или несколько изолированных жил, заключенных в неметаллическую оболочку, обмотку или оплетку из волокнистых материалов.

Кабель -- это одна или несколько изолированных жил, заключенных в металлическую оболочку, поверх которой имеется защитный покров.

• Маркировка проводов и кабелей содержит информацию о том, из какого материала сделаны токопроводящие жилы, изоляция и оболочка, о характере изоляции и оболочки, о количестве жил в проводе и кабеле и их сечении; и состоит из буквенных и цифровых символов. Значение символов и их место в маркировке
• следующее:
• - на первом месте стоит обозначение материала токопроводящих жил: алюминий -- а, медь -- буква опускается;
• - на втором месте в маркировке проводов может стоять П -- провод или ПП -- плоский провод; в маркировке кабелей на втором месте указывается материал изоляции: В -- поливинилхлорид, П -- полиэтилен, Р -- резина, Н -- нейрит;
• - на третьем месте в маркировке проводов указан материал изоляции (см. выше), а у кабелей -- материал оболочки (обозначение буквенных символов материала оболочки соответствует обозначению материала изоляции);
• - на четвертом месте и в том и другом случае зашифрованы дополнительные сведения: Г-- гибкий, Н -- негорючий;
• - далее цифровыми символами обозначается количество жил и их сечение.

Например, АПРН-2,5-1: А -- алюминиевая жила, П -- провод, Р -- резиновая оболочка, Н -- негорючая резиновая оболочка, 2,5 -- сечение жилы 2,5 мм2, 1 -- одножильный; или кабель АПВГ-5-3: кабель -- слово говорит само за себя, А -- алюминиевая жила, П -- полиэтиленовая изоляция, В -- поливинилхлоридная изоляция, Г -- гибкий, 5 -- сечение жилы 5 мм2, 3 -- трехжильный.

Марки проводов и кабелей, используемых в том или ином месте внутренней электропроводки, должны быть обозначены на схеме электрификации строения, входящей в состав общего проекта. Если же отказаться от услуг проектных организаций, то не бесполезны будут следующие сведения:

• - в сухих помещениях для открытой электропроводки можно использовать следующие марки проводов и кабелей: АПВ, АППВ, АВВГ и АВРГ;
• - в сухих помещениях для скрытой электропроводки в заштукатуренных бороздках -- АПВ и АППВ;
• - во влажных помещениях (например, душевых и ванных комнатах) для открытой электропроводки -- АППВ;
• - во влажных помещениях для скрытой электропроводки -- АПВ и АППВ;
• - в жарких помещениях (например, банях и саунах) для открытой электропроводки -- АНРГ, АВВГ и АВРГ;
• - в жарких помещениях скрытая проводка устраивается только в стальных трубах, что неприемлемо для бытовых условий;
• - для наружных открытых электропроводок используются провода и кабели марок АВВГ, АНРГ и АВРГ;
• - для всех помещений используются двужильные провода с размером сечения жил: медных -- не менее 2,5 мм2, алюминиевых -- не менее 4 мм2.
• Заметьте, что указаны марки только алюминиевых проводов и кабелей. Это связано с тем, что провода и кабели с алюминиевыми жилами наиболее дешевы. Медные провода и кабели стоят в 2-2,5 раза дороже, но электропроводка из медных проводов и кабелей значительно надежнее алюминиевого аналога; их контактные соединения прочнее, поэтому проводка не перегревается; медные провода выдерживают большее количество деформаций, а значит, проводка более долговечна.

1.3 Электроустройства

Вводное устройство (ВУ) - совокупность конструкций, аппаратов и приборов, устанавливаемых на вводе питающей линии в здание или в его обособленную часть.

Вводное устройство, включающее в себя также аппараты и приборы отходящих линий, называется вводно-распределительным (ВРУ).

• ВРУ бывают трех типов: вводное, распределительное и вводно-распределительное.
• Групповой щиток - устройство, в котором установлены аппараты защиты и коммутационные аппараты (или только аппараты защиты) для отдельных групп светильников, штепсельных розеток и стационарных электроприемников.
• Квартирный щиток - групповой щиток, установленный в квартире и предназначенный для присоединения сети, питающей светильники, штепсельные розетки и стационарные электроприемники квартиры.

Этажный распределительный щиток - щиток, установленный на этажах жилых домов и предназначенный для питания квартир или квартирных щитков.

Электрощитовое помещение - помещение, доступное только для обслуживающего квалифицированного персонала, в котором устанавливаются ВУ, ВРУ, ГРЩ и другие распределительные устройства.

Питающая сеть - сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до ВУ, ВРУ, ГРЩ.

• Распределительная сеть - сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов и щитков.
• Групповая сеть - сеть от щитков и распределительных пунктов до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников.

1.4 Общие требования к электроустройствам

• На вводе в здание должно быть установлено ВУ или ВРУ. ВУ, ВРУ, ГРЩ должны иметь аппараты защиты на всех вводах питающих линий и на всех отходящих линиях.

ВУ, ВРУ, ГРЩ, как правило, следует устанавливать в электрощитовых помещениях, доступных только для обслуживающего персонала.

• Расстояние от трубопроводов (водопровод, отопление, канализация, внутренние водостоки), газопроводов и газовых счетчиков до места установки должно быть не менее 1 м.

Трубопроводы (водопровод, отопление) прокладывать через электрощитовые помещения не рекомендуется.

Трубопроводы (водопровод, отопление), вентиляционные и прочие короба, прокладываемые через электрощитовые помещения, не должны иметь ответвлений в пределах помещения (за исключением ответвления к отопительному прибору самого щитового помещения), а также люков, задвижек, фланцев, вентилей и т.п.

• Прокладка через эти помещения газо- и трубопроводов с горючими жидкостями, канализации и внутренних водостоков не допускается.

Двери электрощитовых помещений должны открываться наружу. Помещения, в которых установлены ВРУ, ГРЩ, должны иметь естественную вентиляцию, электрическое освещение. Температура помещения не должна быть ниже +5°С.

Электрические цепи в пределах ВУ, ВРУ, ГРЩ, распределительных пунктов, групповых щитков следует выполнять проводами с медными жилами.

• В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами.
• Питающие и распределительные сети, как правило, должны выполняться кабелями и проводами с алюминиевыми жилами, если их расчетное сечение равно 16 мм² и более.

В жилых зданиях прокладка вертикальных участков распределительной сети внутри квартир не допускается.

• Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях: линии групповых сетей - 1,5 мм², линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику - 2,5 мм², линии распределительной сети (стояки) для питания квартир - 4 мм².
• Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный - L, нулевой рабочий - N и нулевой защитный - РЕ проводники).

Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать на щитках под общий контактный зажим.

• Электропроводку в помещениях следует выполнять сменяемой: скрыто - в каналах строительных конструкций, замоноличенных трубах; открыто в электротехнических плинтусах, коробах и т.п. В технических этажах, подпольях, неотапливаемых подвалах, чердаках, вентиляционных камерах, сырых и особо сырых помещениях электропроводку рекомендуется выполнять открыто.

В зданиях со строительными конструкциями, выполненными из негорючих материалов, допускается несменяемая замоноличенная прокладка групповых сетей в бороздах стен, перегородок, перекрытий, под штукатуркой, в слое подготовки пола или в пустотах строительных конструкций, выполняемая кабелем или изолированными проводами в защитной оболочке.

• Электрические сети, прокладываемые за непроходными подвесными потолками и в перегородках, рассматриваются как скрытые электропроводки и их следует выполнять: за потолками и в пустотах перегородок из горючих материалов в металлических трубах, обладающих локализационной способностью, и в закрытых коробах; за потолками и в перегородках из негорючих материалов - в выполненных из негорючих материалов трубах и коробах, а также кабелями, не распространяющими горение.

Под подвесными потолками из негорючих материалов понимают такие потолки, которые выполнены из негорючих материалов, при этом другие строительные конструкции, расположенные над подвесными потолками, включая междуэтажные перекрытия, также выполнены из негорючих материалов.

• В саунах, в парильных должна использоваться электропроводка с допустимой температурой изоляции +170 °С.
• Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям соответствующих глав ПУЭ.
• Однофазные двух и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех и пятипроводные линии при питании однофазных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих (N) проводников, равное сечению фазных проводников.
• Трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок должны иметь сечение N проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм² по меди и 25 мм² по алюминию, а при больших сечениях - не менее 50% сечения фазных проводников.
• Сечение РЕN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм² по меди и 16 мм² по алюминию независимо от сечения фазных проводников.
• Установка штепсельных розеток в ванных комнатах, душевых, мыльных помещениях бань, помещениях, содержащих нагреватели для саун (далее по тексту 'саунах'), а также в стиральных помещениях прачечных не допускается.

Штепсельные розетки, устанавливаемые в квартирах, жилых комнатах общежитий, а также в помещениях для пребывания детей в детских учреждениях (садах, яслях, школах и т.п.), должны иметь защитное устройство, автоматически закрывающее гнезда штепсельной розетки при вынутой вилке.

• Минимальное расстояние от выключателей, штепсельных розеток и элементов электроустановок до газопроводов должно быть не менее 0,5 м.

В помещениях для пребывания детей в детских учреждениях (садах, яслях, школах и т.п.) выключатели следует устанавливать на высоте 1,8 м от пола.

• В помещениях без повышенной опасности допускается применение подвесных светильников, не оснащенных зажимами для подключения защитных проводников, при условии, что крюк для их подвески изолирован. Требования данного пункта не являются основанием для выполнения электропроводок двухпроводными.
• Для защиты групповых линий, питающих штепсельные розетки для переносных электрических приборов, рекомендуется предусматривать устройства защитного отключения.

В зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединений с заземленными элементами и нулевым защитным проводником.

• Рекомендуется использовать УЗО, представляющее собой единый аппарат с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от сверхтока. Не допускается использовать УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту.
• В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА.

Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители). Установка УЗО в линиях, питающих стационарное оборудование и светильники, а также в общих осветительных сетях, как правило, не требуется

• Проходы небронированных кабелей, защищенных и незащищенных проводов через несгораемые стены (перегородки) и междуэтажные перекрытия должны быть выполнены в отрезках труб, или в коробах, или проемах, а через сгораемые - в отрезках стальных труб.
• В местах прохода проводов и кабелей через стены, перекрытия или их выхода наружу следует заделывать зазоры между проводами, кабелями и трубой (коробом, проемами) легко удаляемой массой из несгораемого материала.

Уплотнение следует выполнять с каждой стороны трубы (короба и т.п.).

• При открытой прокладке неметаллических труб заделка мест их Прохода через противопожарные преграды должна быть произведена несгораемыми материалами непосредственно после прокладки кабелей или проводов в трубы.
• Заделка зазоров между трубами (коробом, проемом) и строительной конструкцией, а также между проводами и кабелями, проложенными в трубах (коробах, проемах), легко удаляемой массой из несгораемого материала должна обеспечивать огнестойкость, соответствующую огнестойкости строительной конструкции.
• 1.5 Прокладка проводов и кабелей
• 1.5.1 Прокладка проводов и кабелей на лотках и в коробах
• Конструкция и степень защиты лотков и коробов, а также способ прокладки проводов и кабелей на лотках и в коробах (россыпью, пучками, многослойно и т. п.) должны быть указаны в проекте.
• Способ установки коробов не должен допускать скопления в них влаги. Применяемые короба для открытых электропроводок должны иметь, как правило, съемные или открывающиеся крышки.
• Провода и кабели, прокладываемые в коробах и на лотках, должны иметь маркировку в начале и конце лотков и коробов, а также в местах подключения их к электрооборудованию, а кабели, кроме того, также на поворотах трассы и на ответвлениях.
• Крепления незащищенных проводов и кабелей с металлической оболочкой металлическими скобами или бандажами должны быть выполнены с прокладками из эластичных изоляционных материалов.
• 1.5.2 Прокладка проводов и кабелей на стальном канате
• Провода и кабели (в поливинилхлоридной, найритовой, свинцовой или алюминиевой оболочках с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией) надлежит закреплять к несущему стальному канату или к проволоке бандажами или к лицами, устанавливаемыми на расстояниях не более 0,5 м друг от друга.

Кабели и провода, проложенные на канатах, в местах перехода их с каната на конструкции зданий должны быть разгружены от механических усилий.

Вертикальные подвески проводки на стальном канате должны быть расположены, как правило, в местах установки ответвительных коробок, штепсельных разъемов, светильников и т. п. Сращивание канатов в пролете между концевыми креплениями не допускается.

• 1.5.3 Прокладка установочных проводов по строительным основаниям и внутри основных строительных конструкций
• Открытая и скрытая прокладка установочных проводов не допускается при температуре ниже 15 °С.
• При скрытой прокладке проводов под слоем штукатурки или в тонкостенных (до 80 мм) перегородках провода должны быть проложены параллельно архитектурно-строительным линиям. Расстояние горизонтально проложенных проводов от плит перекрытия не должно превышать 160 мм.
• Все соединения и ответвления установочных проводов должны быть выполнены сваркой, прессовкой в гильзах или с помощью зажимов в ответвительных коробках.
• Металлические ответвительные коробки (рис. 1) в местах ввода в них проводов должны иметь втулки из изолирующих материалов. В сухих помещениях допускается размещать ответвления проводов в гнездах и нишах стен и перекрытий, а также в пустотах перекрытий. Стенки гнезд и ниш должны быть гладкими, ответвления проводов, расположенные в гнездах и нишах, должны быть закрыты крышками (рис. 2) из несгораемого материала.
• Рисунок 1 - Протяжная коробка, ответвительный ящик
• Рисунок 2 - Ответвительная коробка
• Крепление плоских проводов при скрытой прокладке должно обеспечивать плотное прилегание их к строительным основаниям. При этом расстояния между точками крепления должны составлять:

а) при прокладке на горизонтальных и вертикальных участках заштукатуриваемых пучков проводов - не более 0,5 м; одиночных проводов - 0,9 м;

• б) при покрытии проводов сухой штукатуркой - до 1,2 м.
• Устройство плинтусной проводки должно обеспечивать раздельную прокладку силовых и слаботочных проводов.

В соответствии с ГОСТ в панелях должны быть предусмотрены внутренние каналы или замоноличенные пластмассовые трубы и закладные элементы для скрытой сменяемой электропроводки, гнезда и отверстия для установки распаечных коробок, выключателей и штепсельных розеток.

• Отверстия, предназначенные для электроустановочных изделий, и протяжные ниши в стеновых панелях смежных квартир не должны быть сквозными. Если по условиям технологии изготовления отверстия не представляется возможным выполнить несквозными, то в них должны быть заложены звукоизолирующие прокладки из винипора или другого несгораемого звукоизолирующего материала.
• 1.5.4 Прокладка проводов и кабелей в стальных трубах
• Стальные трубы допускается применять для электропроводок только в специально обоснованных в проекте случаях в соответствии с требованиями нормативных документов, утвержденных в порядке, установленном СНиП 1.01.01-82.
• Применяемые для электропроводок стальные трубы должны иметь внутреннюю поверхность, исключающую повреждение изоляции проводов при их затягивании в трубу и антикоррозионное покрытие наружной поверхности. Для труб, замоноличиваемых в строительные конструкции, наружное антикоррозионное покрытие не требуется. Трубы, прокладываемые в помещениях с химически активной средой, внутри и снаружи должны иметь антикоррозионное покрытие, стойкое в условиях данной среды. В местах выхода проводов из стальных труб следует устанавливать изоляционные втулки. В местах выхода труб из фундамента в грунт должны быть осуществлены мероприятия, предусматриваемые в рабочих чертежах, против среза труб при осадках грунта или фундамента.
• Расстояния между точками крепления открыто проложенных стальных труб не должны превышать величин, указанных в таблице 1.1. Крепление стальных труб электропроводки непосредственно к технологическим трубопроводам, а также их приварка непосредственно к различным конструкциям не допускаются.
• При изгибании труб следует, как правило, применять нормализованные углы поворота 90^о, 120^о и 135° и нормализованные радиусы изгиба 400, 800 и 1000 мм. Трубы при скрытой прокладке в полу должны быть заглублены не менее чем на 20 мм и защищены слоем цементного раствора. В полу разрешается устанавливать ответвительные и протяжные коробки, например для модульных проводок.
• Таблица 1.1 - Расстояния между точками крепления открыто проложенных стальных труб

Условный проход труб, мм	Наибольшие допустимые расстояния между точками крепления, м	Условный проход труб, мм	Наибольшие допустимые расстояния между точками крепления, м
15-20 25-32	2,5 3,0	40-80 100	3,5-4 6,0

• Расстояния между протяжными коробками (ящиками) не должны превышать: на прямых участках - 75 м, при одном изгибе трубы - 50 м, при двух -- 40 м, при трех 20 м.

Провода и кабели в трубах должны лежать свободно, без натяжения. Диаметр труб следует принимать в соответствии с указаниями в рабочих чертежах.

• 1.5.5 Прокладка проводов и кабелей в неметаллических трубах
• Прокладку неметаллических (пластмассовых) труб для затяжки в них проводов и кабелей необходимо производить в соответствии с рабочими чертежами при температуре воздуха не ниже минус -20^оС и не выше +60°С.

В фундаментах пластмассовые трубы (как правило, полиэтиленовые) должны быть уложены только на горизонтально утрамбованный грунт или слой бетона.

В фундаментах глубиной до 2 м допускается прокладка поливинилхлоридных труб. При этом должны быть приняты меры против механических повреждений их при бетонировании и обратной засыпке грунта.

При выходе поливинилхлоридных труб на стены в местах возможного механического повреждения их следует защищать стальными конструкциями на высоту до 1,5 м или выполнять выход из стены отрезками тонкостенных стальных труб.

Соединение пластмассовых труб (рис. 3-4) должно быть выполнено: полиэтиленовых - плотной посадкой с помощью муфт_, горячей обсадкой в раструб, муфтами из термоусаживаемых материалов, сваркой; поливинилхлоридных - плотной посадкой в раструб или с помощью муфт. Допускается соединение склеиванием.

Рисунок 3 - Пример прокладки изделий для электропроводок в винипастовых трубах

Рисунок 4 - Соединительный уголок

1.6 Монтаж внутренних электропроводок

Разметочные работы. Разметку выполняют до начала отделочных работ.

При разметке учитывают удобство пользования и обслуживания проводки в эксплуатации, а также соблюдение правил электро- и пожарной безопасности.

Выполнение проходов и сечений. Трассы проводов при скрытой прокладке должны без труда определяться при эксплуатации проводок.

Чтобы исключить вероятность случайного повреждения проводки при последующей установке настенных картин, часов, ковров и т. д., трассы скрытой проводки выбирают, исходя из следующего:

- горизонтальную прокладку по стенам осуществляют параллельно линиям пересечения стен с потолком на расстоянии 10--20 см от потолка; магистрали штепсельных розеток прокладывают по горизонтальной линии, соединяющей штепсельные розетки;

- спуски и подъемы к выключателям, штепсельным розеткам и светильникам выполняют вертикально на расстоянии 10 см параллельно линиям дверных и оконных проемов или углов помещения;

- скрытую проводку по перекрытиям (в штукатурке, в щелях и пустотах железобетонных плит) выполняют по кратчайшему расстоянию между наиболее удобным местом перехода на потолок от ответвительной коробки к светильнику;

- разметку трасс скрытых проводок, углубленных в борозды стен и потолков, можно проводить по кратчайшему направлению от вводов к электропотребителям;

- провода и кабели прокладывают в местах, где исключена возможность их механического повреждения, в иных случаях они должны быть защищены.

Монтаж электропроводки. Монтаж открытой и скрытой электропроводки производится на разных этапах строительства. Открытую проводку монтируем по завершении всех отделочных работ, вплоть до окрашивания и оклеивания обоями; крепление проводов производим жестяными скобками или на фарфоровых изоляторах через каждые 0,5 м либо закладываем провода в пустоты электротехнических плинтусов и наличников. Участки проводов, проходящие через стены, заключаем в металлические (если стены из горючих материалов) или пластиковые трубки. Пересечения проводов желательно избегать, однако если этого сделать не удалось, то в местах пересечения их изоляцию усиливаем тремя-четырьмя слоями изоляционной ленты либо изоляционной трубкой. Таким же образом усиливаем изоляцию проводки в местах ее пересечения с металлическими трубопроводами, если расстояние между проводкой и трубопроводом менее 10 см.

Скрытая электропроводка монтируется частями: провода, проходящие от разветвительных коробок до стационарных осветительных приборов, монтируются на этапе строительства междуэтажных перекрытий; провода, проходящие в заштукатуренных бороздках, -- до оштукатуривания; установку разветвительных коробок, розеток, выключателей и светильников производим после оштукатуривания.

Но прежде, чем браться за пассатижи, паяльник и другие инструменты, возьмите карандаш и несколько листов бумаги и составьте подробный план-схему размещения внутренней электропроводки: отметьте трассу прохождения главной линии проводов и размещение на ней разветвительных коробок. Выключатели устанавливают вблизи входной двери, определяют места розеток, продумав предварительно, где будут находиться стационарные электроприборы и осветительные приборы. Для подвалов и неотапливаемых помещений применяют провода в специальной оболочке или прокладывают их в металлических трубах, электролампы закрывают защитными колпаками.

План составляйте в масштабе, так будет проще без дополнительных замеров определить необходимую длину провода (к длине каждого отрезка приплюсуем 10-15 см для соединения проводов между собой и подсоединения к контактам розеток, выключателей, светильников). Составленный план-схему советуем сохранить, он пригодится при возможном ремонте электропроводки, а может быть, и значительно раньше: например, если потребуется вбить в стену гвоздь, чтобы повесить картину, необходимо свериться с планом -- не проходит ли в этом месте

месте провод скрытой электропроводки.

Теперь можно приступать непосредственно к монтажу внутренней электропроводки. Возьмем за правило: провода будем располагать либо по строго горизонтальным, либо по строго вертикальным линиям; все повороты -- только на 90°. Горизонтальные участки электропроводки прокладываем параллельно линиям пересечения стен и потолка на расстоянии 10-20 см от потолка; спуск к розеткам и выключателям осуществляем по вертикальным линиям.

Как у всякого хорошего правила, у нашего тоже есть исключение: по междуэтажным перекрытиям провода прокладываем по кратчайшему расстоянию между разветвительной коробкой и светильником, невзирая на углы поворотов, однако при условии, что исключена возможность их механического повреждения. При пересечении проводов скрытой проводки между собой, с металлическими трубопроводами или при прохождении их сквозь отверстия в стенах предпринимаем те же методы усиления изоляции, что и при монтаже открытой электропроводки.

Бороздки под скрытую электропроводку пробиваем с помощью зубила и молотка или штрабим электродрелью со сверлом с победитовой напайкой. Для закрепления проводов в заштукатуриваемых бороздках используем металлические скобки, резиновые или пластмассовые хомутики или 'приморозку' алебастровым раствором. При деревянных оштукатуриваемых стенах под провод подкладывают слой листового асбеста или делают на стене намет штукатурки толщиной не менее 5 мм. При облицовке деревянных стен сухой гипсовой штукатуркой, фанерой, плитами провод необходимо изолировать слоями листового асбеста с двух сторон.

Рисунок 5 - Соединение проводов

Внимание! Строго запрещается крепление проводов (даже плоских) гвоздями. Концы закрепленных в бороздках проводов временно изолируем, а после оштукатуривания стен соединяем их между собой в разветвительных коробках или подсоединяем к розеткам, выключателям и светильникам. Не следует также забывать о том, что касание обнаженных токоведущих элементов представляет опасность для здоровья и жизни человека. Соединение проводов с медными жилами между собой можно производить как пайкой, так и скруткой; для алюминия -- пайка без альтернативы.

Перед пайкой концы провода зачищаем от изоляции на 0,5-1 см, пайку производим оловянно-свинцовым припоем (с содержанием олова 30 или 40%); затем место припоя вновь обматываем изоляционной лентой с заходом на оплетку провода в обе стороны. Зачистку концов проводов перед скруткой осуществляем с таким расчетом, чтобы в скрутке было не менее пяти витков; места скрутки также изолируем изоляционной лентой. В современных розетках и выключателях для более удобного соединения их контактов с проводами предусмотрены специальные удерживающие зажимы, в которых зачищенные от изоляции концы проводов вводим прямыми; либо зажимы с винтами, для таких соединений изоляцию на конце проводов зачищаем на расстояние, равное трем диаметрам винта.

Соединение проводов выполняют обычно в разветвительных пластмассовых или металлических коробках. Присоединение розеток, выключателей, патронов, вилок выполняют различными способами в зависимости от их конструкции. Наружная электропроводка в индивидуальных домах чаще всего делается открытой, и, соответственно, ее устройство осуществляется по всем вышеназванным правилам монтажа открытой электропроводки. Ввод электропроводки в дом, ее подключение к счетчику и к магистральной линии электропередач должен осуществлять профессиональный электрик.

Установка выключателей. Выключателиhttp://remount.ru/article_1389.html освещения или шнурок при предпотолочных выключателях устанавливают:

- в доступных местах на стене у дверей, со стороны дверной ручки, чтобы они не закрывались дверью при ее открывании;

- для туалетов, ванн и других помещений с сырыми и особо сырыми условиями -- в смежных помещениях с лучшими условиями среды;

- в кладовых, подвальных помещениях, на чердаке и в других запираемых помещениях -- перед входом в эти помещения на высоте 1,5--1,8 м от пола помещения.

Установка розеток. Штепсельные розетки намечают к установке в местах, удобных для пользования, в зависимости от назначения помещения и оформления интерьера. Они должны находиться на расстоянии не менее 0,5 м от заземленных металлических конструкций (трубопроводы отопления, водопровода, газопровода и т. п.); для кухонь это расстояние не нормируется.

Электропроводка в помещениях с повышенной влажностью. В этих помещениях применяют, как правило, скрытую электропроводку; провода прокладывают в поливинилхлоридных или других изоляционных трубах, допускается открытая электропроводка защищенными проводами и кабелями. Прокладка проводов в стальных трубах запрещается.

Во влажных, сырых и особо сырых помещениях (кухни, ванные комнаты, туалеты и т. д.):

- следует уменьшать длину прокладки проводов и кабелей с наибольшим удалением от труб водопровода и канализации;

- http://remount.ru/article_1389.htmlвыключатели размещают вне этих помещений, а светильники -- на стене, смежной с коридором;

- установка штепсельных розеток в ванных комнатах, душевых и туалетах не допускается.

2. Исходные данные

Рисунок 2.1- Упрощенная схема электроснабжения потребителей

Таблица 2.1- Исходные данные для проведения расчётов надежности ЭЭС потребителей

Элемент	№ на схеме	, 1/год	, год
Трансформатор	1-6	0,02	0,02	0,007
Короткозамыкатель с отделителем	7-12	0,04	0,0004	0,001
Участок ВЛ	13-16, 21-26	0,5	0,001	0,005
Выключатель масляный	17-18	0,03	0,003	0,006

Данные для расчета ущерба:

Wгод = 1210 ⁴ МВтч;

Y₀ = 1,5 тыс. руб./ (МВтч).

Добавим по одной линии на участки от точки присоединения подстанции к самой подстанции, т.е. линии 21, 22, 23, 24, 25, 26.

Тогда схема электроснабжения потребителей будет выглядеть:

Рисунок 2.2 - Упрощенная схема электроснабжения после добавления линий

3. Аналитический метод расчета надежности электроустановок

Для определения показателей надёжности электроустановок аналитическим методом необходимо составить расчётную схему соединения их элементов. Расчётная схема отражает логику связей элементов с точки зрения надёжности работы всей установки или с точки зрения отказа всей установки.

Основные допущения аналитического расчета заключаются в следующем:

1. Перерывы электроснабжения, ликвидируемые работой автоматики (АПВ, АВР), не учитываются.

2. Кратковременные отключения (производство переключений вручную) подсчитываются отдельно. Длительность перерывов электроснабжения при кратковременных отключениях принимается 20...30 мин. Расчетная схема для кратковременных отключений должна содержать только элементы, соединенные последовательно; параллельные ветви учитывать не следует.

3. Для длительных отключений (ремонт элементов) рассматриваются также отказы параллельных цепей, вызванные наложениями повреждений одного элемента на аварийное восстановление другого и аварийных повреждений на плановые отключения.

4. Расчетные схемы для всех видов отключений составляются отдельно для каждого потребителя или (и) групп потребителей.

5. Если параллельные цепи имеют перемычку (линии, секционные или шиносоединительные выключатели), расчетные схемы для кратковременных и длительных отключений приходится составлять для режимов с включенной перемычкой (считая её абсолютно надежной) и с отключённой перемычкой (считая её находящейся в плановом или аварийном ремонте).

6. Аналитические расчёты основываются на предположении, что поток отказов элементов на расчетном промежутке - простейший, пуассоновский, а закон распределения вероятности восстановления - экспоненциальный.

При сделанных допущениях для показателей надёжности элементов электроустановок справедливы следующие формулы теории надёжности. Для коэффициентов простоя:

где и - коэффициенты аварийного и планового простоя;

?- интенсивность случайного события (отказа);

- время восстановления системы;

- удельная длительность планового ремонта (за 1 год).

Для последовательного соединения элементов:

где - интенсивность отказов i-го элемента.

3.1 Кратковременное и длительное отключение подстанции 1

Рисунок 3.1 - Расчётная схема кратковременного отключения подстанции 1

Рисунок 3.2 - Расчётная схема длительного отключения подстанции 1

где

Коэффициент аварийного простоя:

Суммарная частота отключений:

3.2 Кратковременное и длительное отключение подстанции 3

Рисунок 3.3 - Расчётная схема кратковременного отключения подстанции 3

Рисунок 3.4 - Расчётная схема длительного отключения подстанции 3

Коэффициент аварийного простоя:

Суммарная частота отключений:

3.3 Кратковременное и длительное отключение подстанции 2

Рисунок 3.5 - Расчётная схема кратковременного отключения подстанции 2

Рисунок 3.6 - Расчётная схема длительного отключения подстанции 2

Коэффициент аварийного простоя:

Суммарная частота отключений:

4. Расчет ущерба от недоотпуска энергии

При проектировании сетей выбирается уровень надежности электроснабжения потребителей, и производиться технико-экономическое сравнение различных вариантов схем сети. При сравнении вариантов определяется ожидаемое значение ущерба при возможных перерывах электроснабжения. Ущерб в этом случае носит вероятностный характер. Задача сводиться к определению математического ожидания (среднего значения) ущерба У за определенный период эксплуатации, обычно за 1 год. При этом определяются вероятностные характеристики, от которых зависит надежность схемы. Определение ущерба при аварийном отключении и отключении на планово-предупредительный ремонт одноцепной линии протяженностью l, км. Из соотношения:

где - количество энергии, получаемой в течение года потребителями, присоединенными к данной линии.

Ущерб, получаемый при аварийном отключении линии:

где - удельная стоимость 1МВт·ч недоотпущенной энергии.

.

Таблица 4.1 - Результаты расчётов

	Подстанция 1	Подстанция 2	Подстанция 3
Интенсивность отказа, откл/год	3,185292	3,190792	3,185292
Коэффициент аварийного простоя	0,000131	0,000136	0,000131
Потери эл/энергии W, МВт•ч	15,72	16,32	15,72
Ущерб от недоотпуска эл/энергии У, тыс.руб.	23,58	24,48	23,58

5. Логико-вероятностный метод расчета надежности электроснабжения с помощью дерева отказов

Логико-вероятностный метод с использованием дерева отказов является дедуктивным (от общего к частному) и применяется в тех случаях, когда число различных отказов системы относительно невелико. Применение дерева отказов для описания причин отказа системы облегчает переход от общего определения отказа к частным определениям отказов и режимов работы её элементов, понятным специалистам - разработчикам, как самой системы, так и элементов. Переход от дерева отказов к логической функции отказа открывает возможности для анализа причин отказа системы на формальной основе. Логическая функция отказа позволяет получить формулы для аналитического расчёта частоты и вероятности отказов системы по известной частоте и вероятностям отказов элементов.

Отказ функционирования объекта, как сложное событие, является суммой события отказа работоспособности и события , состоящего в появлении критических внешних воздействий. Условие отказа функционирования системы формулируется специалистами в области конкретных систем на основе технического проекта системы и анализа её функционирования при возникновении различных событий при помощи высказываний.

Высказывания могут быть конечными, промежуточными, первичными, простыми, сложными.

В теории графов деревом называется связный граф, не содержащий замкнутых контуров.

Построение дерева отказов начинается с формулировки конечного высказывания об отказе системы. Для характеристики безотказности системы конечное высказывание относят к событию, которое приводит к нарушению функционирования в рассматриваемом интервале времени, при заданных условиях.

Метод анализа основан на нахождении и расчете множеств минимальных сечений. Сечением называют такое множество элементов, суммарный отказ которых приводит к отказу системы. Минимальное сечение - такое множество элементов, из которого нельзя удалить ни одного элемента, иначе оно перестаёт быть сечением.

Рисунок 5.1 - Дерево отказов системы для кратковременных отключений

Множество сечений:

6. Возможные пути повышения надежности

Рассмотрим вариант схемы без добавления ВЛ перед короткозамыкателями 7 и 8 подстанции 1, то есть исходная схема без изменения. И сравним ущербы от недоотпуска электроэнергии.

6.1 Кратковременное и длительное отключение подстанции 1

Рисунок 6.1 - Расчётная схема кратковременного отключения подстанции 1

Рисунок 6.2 - Расчётная схема длительного отключения подстанции 1

Коэффициент аварийного простоя:

Суммарная частота отключений:

Ущерб от недоотпуска энергии:

Сравним значения ущерба от недоотпуска электроэнергии:

Следовательно, вариант без ВЛ экономичнее на 7,56 тыс. руб.

Таким образом, добавление линий в данной области сети экономически невыгодно, но необходимо.

Заключение

В данном курсовом проекте в расчетной части составлены расчётные схемы отключений. Рассчитаны показатели надёжности схемы электроснабжения потребителей аналитическим методом. Оценена надёжность схемы электроснабжения логико-вероятностным методом с помощью дерева отказов. Рассчитан ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителям в моменты аварийных отключений.

В курсовом проекте рассмотрена задача повышения надежности ЭЭС путем добавления одноцепной ЛЭП. Однако надёжность только уменьшилась из-за увеличения интенсивности отказов подстанций. А, следовательно, увеличился и ущерб, то есть вариант с дополнительными ВЛ дороже на 7,56 тыс. руб.

Список литературы

1. Гук Ю. Б. 'Теория надежности в электроэнергетике': Учеб. Пособие для вузов. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 208 с.: ил.

2. Папков Б.В., Пашали Д.Ю. Надежность систем электроснабжения / Учеб. Пособие / Б.В. Папков, Д.Ю. Пашали УГАТУ, Уфа: изд-во УГАТУ - 2006., 375с., ил.

3. 'Расчет показателей надежности системы электроснабжения потребителей': методические указания.