Кафедра ЕПМ  Електротехнічний факультет  ДонНТУ  Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

В даній магістерській роботі розглядається електропостачання адміністративно-торговельного комплексу (АТК), в який входять: головний офіс компанії телефонного зв'язку ВАТ «Укртелеком», адміністративно-торговий центр (АТЦ) «Континент» і магазин «Ельдорадо».

Зовнішнє електропостачання АТК буде спроектовано на напрузі 10 кв, що забезпечує головна знижувальна підстанція, розташована в одному кілометрі від даного об'єкта. Прокладання живильних кабелів здійснюється в траншеї. Об'єкт має споживачів I і II категорії.

Розглядається два варіанти зовнішнього електропостачання: перший варіант складається з радіальної і двопроменевої схеми без розподільного пункту (РП), а другий – аналогічний, тільки з РП. З двох варіантів обирається найбільш економічний по капіталовкладенням.

Також шляхом встановлення перетворювача частоти на електродвигуни насосів буде підвищена енергоефективність насосної станції мікрорайону, в якому знаходиться адміністративно-торговий комплекс.

Буде здійснине порівняння за надійністю АВР напругою 0,4 кВ на контакторах з мікропроцесорним АВР.

1. Актуальність теми

Зараз, в умовах приватної власності, актуально правильне і економічно вигідне проектування окремо розташованих будівель, споруд, а також великих комплексів, у які можуть входити три і більше будівель, таких як: магазини, торгово-розважальні центри, кінотеатри, ресторани, офісні будівлі, лікарні, навчальні заклади.

Забудовник (приватний підприємець) зацікавлений у відносно дешевому, швидкому і надійному проектуванні зовнішнього і внутрішнього електропостачання адміністративно-торгового комплекса.

Хоча треба розуміти, що надійність, електро - та пожежобезпека, безперебійність електропостачання прямо пропорційно залежать від суми капіталовкладень, виділеної на даний проект.

Під зовнішнім електропостачанням розуміється схема живлення трансформаторних підстанцій ТП 10/0,4 кВ від ГПП.

Під внутрішнім – розподільна мережа 0,4 кВ: кабельна (від ТП до вводного РП будівлі), силова розподільна (живлення пасажирських і вантажних ліфтів, ескалаторів; живлення водяних насосів холодної та гарячої води, якщо будівля понад 9 поверхів або будівля 1-го виду), розподільна освітлювальна (від вводного РП до групових освітлювальних щитків (ЩО) і від групових ЩО до ламп).

Також, на прохання замовника, в проекті буде передбачено встановлення дизель-генератора на шини 0,4 кВ ТП2 – головного офісу компанії телефонного зв'язку ВАТ "Укртелеком". Тоді ця будівля може класифікуватися як будівля особливої категорії електропостачання, так як має законсервовану підстанцію у вигляді автономного джерела живлення.

2. Мета і задачі проектування

Метою є надійне, безперебійне та якісне проектування електропостачання адміністративно-торговельного комплексу (АТК), в який входять: головний офіс компанії телефонного зв'язку ВАТ "Укртелеком", адміністративно-торговий центр "Континент" і магазин "Эльдорадо".

Основні задачі :

  1. Вибір схеми зовнішнього електропостачання АТК.
  2. Підвищення енергоефективності насосної станції мікрорайону.
  3. Порівняння за надійністю і функціональним можливостям АВР напругою 0,4 кВ на контакторах з мікропроцесорним АВР.

3 Економічне обгрунтування вибору схеми електропостачання адміністративно-торговельного комплексу

В даному розділі розглядається економічний вибір схеми електропостачання адміністративно-торговельного комплексу (1 варіант - схема з розподільним пунктом (РП), 2 – без РП), в який входить: головний офіс компанії телефонного зв'язку ВАТ «Укртелеком» – ТП2 (розрахункова потужність складає Sр=265,06кВт, I і II категорія електропостачання, коефіцієнт потужності cosφ=0,92), адміністративно-торговий центр «Континент» – ТП1 (Sр=1129,77 кВт, I і II категорія електропостачання, cosφ=0,91), магазин «Ельдорадо» – ТП3 (Sр=366,16 кВт, I, II категорія електропостачання, cosφ=0,93) [1].

Подальші схеми і розрахунки наведені в моїй статті.

4 Підвищення енергоефективності насосної станції мікрорайону шляхом встановлення перетворювача частоти на електродвигуни насосів

Використання частотно-регульованого приводу в насосних, вентиляційних і компресорних установках дозволяє значно понизити енергоспоживання в промисловості і сільському господарстві [2].

Економія електроенергії особливо істотна в тих випадках, коли базова величина подання не постійна, а варіюється в значних межах. Інвестовані в частотно-регульований електропривод засоби окупаються дуже швидко і згодом приносять значну економію.

Окрім економії електроенергії, частотно-регульований привід має велику кількість інших переваг (зменшується вірогідність гідроударів, кидків моменту, збільшується термін служби устаткування) [2].

Система водопостачання будівлі

Рисунок 1 – Система водопостачання будівлі.

Всі шість пристроїв встановлені на однотипних насосах холодного водопостачання (ХВС) типу КМ 80-50-200 з номінальним напором 50 м вод. ст. і номінальною продуктивністю 50 м³/ч, оснащених асинхронними короткозамкненими електродвигунами типу 4АМ16052ЖУ2, 15 кВт, 380 В, 29 А, 2900 об / хв.

Схема включення агрегатів – паралельна (рис. 1), один з насосів знаходиться в роботі, другий – у резерві. Кожен з насосів включається в роботу через 15 днів, чим досягається рівномірний знос і зберігається працездатність ущільнень і зворотних клапанів. Пожежна магістраль зазвичай закрита і відкривається тільки в разі пожежі.

У житлових будинках, торгових комплексах та адміністративних будівлях включення та відключення контакторів КМ1 і КМ2 проводиться автоматично через блоки автоматики, управління якими здійснюється від контактного манометра, встановленого в цьому випадку у вихідний магістралі. Але в адміністративних будівлях може проводитися і черговим персоналом.

Енергозберігаючі пристрої з перетворювачами частоти (ПЧ) доповнюють існуючу схему (рис. 1) і підключаються між виходом лінійного автомата насоса QF2 і входами лінійних контакторів насосів КМ1 і КМ2 (рис. 2).

Управління насосами для обслуговуючого персоналу залишалося без змін. У разі спрацювання будь-якого захисту перетворювача частоти (перевантаження по струму, підвищення або пониження напруги, перегрів та інше) він автоматично відключається від мережі контакторами КМ22 і КМЗЗ, а живлення двигуна насоса здійснюється безпосередньо від мережі через шунтувальний контактор КМ 11 [2].

Фрагмент системи водопостачання з енергозберігаючим пристроєм

Рисунок 2 – Фрагмент системи водопостачання з енергозберігаючим пристроєм.

Типова структура ПЧ зображена на (рис. 3). Він складається з некерованого випрямляча (В), що живиться від мережі, на вихід якого через конденсатор (С) підключений трифазний керований автономний інвертор напруги (АИН), що живить асинхронний двигун (АД) напругою регульованої частоти. Управління ключами АИН (їх включення і відключення) здійснюється мікропроцесорним блоком керування (БУ) [3].

Схема системи перетворювач частоти - асинхронний електродвигун

Рисунок 3 – Схема системи перетворювач частоти - асинхронний електродвигун.

Сучасні ПЧ задовольняють високим технічним вимогам і забезпечують м'який програмований пуск двигуна, плавне і економічне регулювання швидкості в широких межах, високий і стабільний коефіцієнт потужності, добре використання двигуна, високі експлуатаційні якості – надійність системи і суттєве зниження шуму [4].

Більшість ПЧ загального призначення мають наступні функціональні можливості:

1) управління по аналоговому/ цифровому входу;

2) ручне/автоматичне управління;

3) діапазон частот до 400 Гц;

4) можливість формування низки типових залежностей U/f (від 1 до 16 варіантів);

5) можливість векторного управління (за замовленням споживача);

6) діагностика несправностей як перетворювача, так і двигуна.

Перетворювачі частоти забезпечені широким набором захистів [4]:

1) від миттєвого підвищення струму;

2) від перевантаження по струму;

3) від підвищеної/зниженої напруги;

4) від втрати фази – електронний;

5) від перегріву двигуна – електронний, програмний;

6) від перегріву радіатора транзисторів понад 70 ... 85 ° С;

7) від раптової зупинки АТ – електронний, програмний.

4.1 Вибір частотного перетворювача в насосних станціях ЦТП комунальної сфери

Особливість режимів роботи насосів холодного і гарячого водопостачання стоїть в тому, що витрата води визначається споживачами, а не задається примусово. Регулюючи швидкість електродвигуна, можна змінювати напір, створюваний насосом.

Економічний ефект може бути встановлений на основі вимірів і розрахунків в такій послідовності [2]:

1. Реєструють номінальні дані насоса: витрата води, м³/годину; номінальний тиск, в одиницях виміру – міліметр водяного стовпа (мм. в.ст.); номінальний ККД насоса і електродвигуна, в.о.; струм, А; частота обертання двигуна,об / хв; коефіцієнт потужності.

2. У години максимального водоспоживання (13-15 година в адміністративних будівлях) вимірюють тиск (мм. в.ст.) на вході і виході насоса – за манометрами, встановленими в системі. Протягом одного (або двох) годин робиться кілька вимірів, результати яких усереднюються.

3. При тих же умовах вимірюють струм електродвигуна за допомогою вимірювальних кліщів або по амперметру, якщо він встановлений. Робиться кілька послідовних вимірювань, результати яких усереднюються.

Перевіряють співвідношення: I < Iном.

1. Вимірюють середню витрату за добу Qср, м³/ч, по різниці показань витратоміра на початку Q1 і в кінці Q2 контрольної доби:

2. Розраховують мінімально необхідний загальний напір за формулою:

де: C = 3 – для стандартних будинків; C = 3,5 – для будинків підвищеної комфортності та адміністративних будівель;

     D = 10 – для одиночних будинків та торгових комплексів; D = 15 – для групи окремо поставлених будинків, що обслуговуються ЦТП;

      N – кількість поверхів, разом з підвалом.

3. Оцінюють необхідний натиск, що забезпечується регульованим насосом:

Якщо Hвх (напір в підвідної магістралі) істотно змінюється, слід використовувати Hвх мін.

4. Визначають необхідну потужність перетворювача частоти:

     Величину ККД насосного агрегату визначають за формулою:

5. Визначають ціну річної економії електроенергії, грн./рік, за формулою:

де: – електроенергія, зекономлена за рік, кВт • год;

       – число годин роботи устаткування на рік;

       – ціна 1 кВт•г електроенергії, грн.

6. Визначають ціну річної економії води, грн./рік:

де: – вода, зекономлена за рік, м³;

       – ціна 1 м³ води, грн.

      , – напір, що забезпечується господарськими насосами ЦТП.

7. Визначають річну економію тепла за рахунок скорочення споживання гарячої води Гкал / рік:

де: С = 1,0 – коефіцієнт теплоємності води, кал / г, ° С;

      Δt – розрахунковий перепад температури перегріву гарячої води, ° С;

       – гаряча вода, зекономлена за рік, т.

Для типових ЦТП, розрахункова витрата гарячої води приймається 0,4 від загальної витрати води, що подається господарськими насосами.

Визначають ціну річної економії тепла, грн./рік:

де: – ціна 1 Гкал тепла, грн.

8. Оцінюють орієнтовно термін окупаємості додаткового обладнання ТОК, рік:

де: – вартість додаткового обладнання ЧРП, включаючи установку.

Був здійснений попередній розрахунок, його данні заношу до таблиці 1.

Таблиця 1 – Економічний ефект, що очікуються після встановлення ПЧ.

Параметр Позначення од.вим. Значення
 Мінімально необхідний загальний натиск      мм. в. ст.    43,00
Необхідний натиск, що забезпечується регульованим насосом      мм. в. ст.    18,00
Коефіцієнт, що враховує зміну ККД насосного агрегату при зміні середньодобової витрати      в.о.    0,89
ККД насосного агрегату      в.о.    0,8
Необхідна потужність перетворювача частоти      кВт    4,73-5,16
Річна економія електроенергії      кВт*ч    2093,79
Ціна річної економії електроенергії      грн./рік    5234,48
Річна економія холодної води      м³    3679,20
Ціна річної економії холодної води      грн./рік    66225,60
Річна економія тепла за рахунок скорочення споживання гарячої води      Гкал/рік    44,15
Ціна річної економії тепла      грн./рік    13245,00
Разом річна економія      грн./рік    84705,08

5 Порівняння за надійністю і функціональним можливостям АВР напругою 0,4 кВ на контакторах з мікропроцесорним АВР концерну «Моeller»

Ефективним засобом підвищення надійності електропостачання є використання пристроїв автоматичного введення резерву (АВР). Крім того, у ПУЕ зазначено, що "Електроприймачі першої категорії повинні забезпечуватися електроенергією від двох незалежних взаємно резервованих джерел живлення, і перерва їх електропостачання може бути допущена лише на час автоматичного відновлення живлення", тобто прямо вказується на необхідність використання пристроїв АВР [5].

5.1 Класифікація пристроїв АВР

Для кращого розуміння особливостей роботи АВР коротко нагадаємо класифікацію цих пристроїв.

За функціональним призначенням пристрої АВР можна розділити на наступні [5]:

– АВР на вводі – використовується для резервування електропостачання однієї несекціонованої системи шин;

– подвійний АВР на вводі – використовується для резервування електропостачання двох секцій шин без їх об’єднання;

– секційний АВР – використовується для резервування електропостачання двох рівноцінних секцій шин з їх об’єднанням у післяаварійному режимі;

– мережевий АВР – призначений для резервування електропостачання декількох РП (розподільних пунктів), що включені в петлеву мережу.

За режимом пріоритетів введень можна розділити [5]:

– на пристрої АВР з фіксованим пріоритетом введення – це АВР, в яких функції основного (головного) вводу постійно закріплені за одним з джерел, і живлення від резервного вводу здійснюється тільки в післяаварійному режимі;

– пристрої АВР із змінним пріоритетом вводів – це АВР, де функції основного вводу можна передавати будь-якому з джерел. Пріоритетність вводів задається оперативним персоналом виходячи з певних чинників (наприклад, сезонного зниження надійності);

– пристрої АВР без пріоритету одного з вводів – це АВР, де не виділено основний ввід, і живлення подається з вводу, на якому напруга з’явилася раніше.

За витримкою часу при спрацьовуванні пристрої АВР ділять на:

– пристрої АВР без витримок часу при спрацьовуванні;

– пристрої АВР з витримками часу при спрацьовуванні, що фіксуються, задаються при налаштуванні;

– пристрої АВР з витримками часу, що автоматично міняються, залежно від виду і місця аварії.

5.2 АВР на контакторах

Схема АВР напругою 0,4 кВ на контакторах

Рисунок 4 – Схема АВР напругою 0,4 кВ на контакторах.

У пристрої оперативне автоматичне перемикання здійснюється з регульованою витримкою часу при зміні чергування фаз, асиметрії фазної напруги, відсутності одній і більше фази, симетричному зниженні напруги, аварійних режимах короткого замикання основного та резервного введення живлячої електромережі [1].

У схемі (рис. 4) є два трифазних реле напруги типу РНПП-301. Ці реле призначені для найбільш відповідальних споживачів, використовуються в пристроях АВР.

Реле РНПП-301 забезпечує:

– можливість вибору двох режимів контролю мережевої напруги: перемикання з контролю фазної на контроль лінійної напруги;

– контроль допустимого рівня діючого значення фазної/лінійної напруги та спрацьовування за діючим значенням напруги;

– роздільні регулювання уставок по мінімальній/максимальній напрузі;

– контроль правильного чергування фаз;

– контроль повнофазності та симетричності мережевої напруги з регульованою уставкою за перекосом фаз;

– контроль стану силових контактів магнітного пускача до і після включення навантаження;

– відключення навантаження 380 В / 50 Гц шляхом розмикання кола живлення котушки магнітного пускача (комутації електричних ланцюгів постійного і змінного струму) при виникненні умов для спрацьовування із заданим користувачем часом спрацьовування;

– контроль якості мережевої напруги після відключення навантаження й автоматичного включення його після відновлення параметрів напруги із заданим користувачем часом автоматичного повторного включення;

– окрему індикацію за кожним типом аварій мережевої напруги та не перемикання силових контактів магнітного пускача;

– індикацію напруги від мережі.

АВР на контакторах має ряд недоліків:

1) низька надійність електромеханічних вузлів реле;

2) підвищене число контактних з’єднань;

3) низька функціональність, тобто не може бути доповнений додатковими функціями;

4) значні габарити;

5) необхідність реалізації якої-небудь додаткової функції веде до значного ускладнення схеми, а, отже, і збільшення габаритів.

Таким чином, дослідивши недоліки цієї схеми, встановлюю мікропроцесорний АВР.

5.3 Загальні характеристики пристроїв АВР розробки «Моeller»

Пристрої АВР концерну "Моeller" на номінальні струми від 40 до 6300 А виконуються на базі силових автоматичних вимикачів "Моeller" серій NZM, PMC і IZM. Керування роботою вимикачів здійснюється програмованими реле серії EASY.

Пристрої спроектовані за принципом "відкритої схеми", що дозволяє надалі проводити розширення виконуваних функцій. Передбачена також можливість налаштування користувачем (за паролем) витримок часу спрацьовування при включенні і відключенні автоматичних вимикачів АВР [6].

За бажанням замовника пристрою АВР можуть бути виконані:

– в кожусі з мірою захисту IP54 (рис. 5);

– без кожуха для монтажу на дверях розподільного пристрою;

– для монтажу з можливою візуалізацією за допомогою багатофункціонального дисплея MFD-Titan.

Пристрій АВР концерну «Moeller» в кожусі

Рисунок 5 – Пристрій АВР концерну "Moeller" в кожусі

У керуючого реле EASY зберігаються алгоритми контролю напруги на вводах, їх пріоритети, електричні блокування і керування силовими автоматичними вимикачами. У шафі пристрою АВР (рис. 5) розташовуються перемикач функцій, а також світлова сигналізація стану автоматичних вимикачів і наявності напруги на кожному вводі. Пристрій АВР можна експлуатувати як в автоматичному, так і в ручному режимах керування (є спеціальний перемикач).

Забезпечення надійного функціонування пристроїв АВР гарантоване на двох рівнях:

– кожна зміна стану автоматичних вимикачів можлива тільки після перемикання допоміжних контактів вимикача, що спрацював раніше;

– обов’язковим часом затримки перед виконанням наступного програмного кроку.

Випускаються три наступні типові схеми: пристрій АВР типів ZA-2.0, ZA-2.1, ZA-3.0.

Пристрій ZA-2.0 (рис. 6) забезпечує живлення навантаження (несекціонованих збірних шин) від двох незалежних вводів U1 і U2 [6].

Блок-схема пристрою АВР ZA-2.0

Рисунок 6 – Блок-схема пристрою АВР ZA-2.0

У разі втрати напруги на основному вводі U1 автоматичний вимикач Q1 відключає ввід U1 через час Т1, що настроюється. Після відключення U1 через час Т2, що настроюється, включається автоматичний вимикач Q2, підключаючи шини до резервного вводу U2.

При відновленні напруги на основному вводі через час Т3, що настроюється, вимикач Q2 відключається, а через витримку часу Т4 включається вимикач Q1, підключаючи шини знову до основного вводу U1.

Час для всіх чотирьох витримок часу Т1-Т4, що настроюються, може бути змінений у діапазоні від 5 до 15 с.

Таким чином, в пристрої ZA-2.0 реалізований АВР на вводі з фіксованим пріоритетом вводу U1 і витримками часу Т1-Т4, що фіксуються.

Пристрій ZA-2.1 (рис. 7) забезпечує живлення двох навантажень (секціонованих збірних шин 1 і 2) від двох незалежних рівноцінних вводів U1 і U2 [6]. При цьому пристрій АВР керує роботою трьох автоматичних вимикачів Q1, Q2 і Q3.

Блок-схема пристрою АВР ZA?2.0

Рисунок 7 – Блок-схема пристрою АВР ZA-2.1

У разі втрати напруги (наприклад, на вводі U1) через час Т1 відключається вимикач Q1, а потім через час Т2 включається вимикач Q3. При цьому шина 1 підключається до вводу U2 через шину 2.

При відновленні напруги на вводі U1 через час Т3, що настроюється, вимикач Q3 відключається, а через витримку часу Т4 включається вимикач Q1, знову підключаючи шини 1 до свого вводу U1.

Аналогічно працює пристрій і при відмові вводу U2 (маючи відповідні витримки часу Т5-Т8). Діапазон можливих значень витримок часу для Т1, Т2, Т5 і Т8 складає від 5 до 10 с, для Т3 і Т4 – від 5 до 15 с, а для Т6 і Т7 – від 8 до 15 с.

Таким чином, у пристрої ZA-2.1 реалізований секційний АВР з витримками часу Т1-Т8, що фіксуються.

Пристрій ZA-3.0 (рис. 8) забезпечує живлення несекціонованих збірних шин від трьох незалежних вводів U1, U2 і U3 (останній – автономне джерело, як правило) [6]. Програма роботи пристрою, закладена в реле серії EASY, дозволяє вибрати будь-який ввід у якості основного. Вибір пріоритетного вводу здійснюється спеціальним перемикачем, розташованим на лицьовій панелі пристрою.

Якщо в первинний момент на вводі, вибраному в якості основного, є напруга, то через витримку часу Т1 відповідний вимикач підключить шини до цього вводу.

Блок-схема пристрою АВР ZA?2.0

Рисунок 8 – Блок-схема пристрою АВР ZA-3.0

При відмові основного вводу, він через час Т2 відключається від навантаження. Якщо у цей момент є напруга на резервному вводі, то останній підключається через час Т3. У разі перебою напруги на резервному вводі відбудеться і його відключення через час Т4.

За відсутності напруги на основному та резервному вводах шини підключаються до другого резервного вводу з витримкою часу Т5. При відновленні напруги на одному з перших двох вводів третій ввід відключається з витримкою Т6, а основний або перший резервний – підключається, відповідно, через час Т1 або Т3.

Діапазон можливих значень витримок часу для Т1, Т2 і Т5 складає від 5 до 10 с, для Т3 і Т4 – від 5 до 15 с, а для Т6 – від 8 до 15 с.

Таким чином, у пристрої ZA-3.0 реалізований потрійний АВР на вводі зі змінним пріоритетом вводів і витримками часу Т1-Т6, що фіксуються [6].

5.4 Нові можливості конструювання пристроїв АВР

З кожним роком зростають вимоги до надійності електропостачання. І основним засобом її підвищення є застосування пристроїв автоматичного введення резерву. Основним вузлом кожного такого пристрою є блок керування. У підпункті 5.3 ми ознайомилися зі стандартними блоками керування АВР, реалізованими на базі реле EASY. Проте у зв’язку зі зростаючими вимогами по функціональній насиченості, а також для забезпечення складніших алгоритмів роботи з можливістю ручного або віддаленого управління, виникає необхідність в застосуванні досконаліших пристроїв, таких як, наприклад, панелі візуалізації зі вбудованим ПЛК XV.

Блоки керування ZA на базі реле EASY призначені для керування пристроями АВР, у яких в якості комутаційних апаратів використовуються автоматичні вимикачі NZM, LZM і IZM [5], що розраховані на струми до 6300 А [6]. Гнучкість програми дозволяє оперативно міняти уставки часу перемикання на резерв, повернення, пріоритету вводу, а також вводити додаткові функції ручного управління або додаткових блокувань (наприклад, при пожежі). Блоки дозволяють будувати пристрої АВР на два вводи без секціонування (ZA-2.0) і з секціонуванням (ZA-2.1), а також АВР на три вводи без секціонування (ZA-3.0).

Застосування в блоках керування в якості елементу, що управляє, панелей візуалізації з функцією ПЛК серії XV дозволяє значною мірою розширити функціональні можливості пристроїв АВР, а також реалізувати, окрім вищезгаданих схем, складніші схеми, такі як, наприклад, три вводи і два секційні апарати або кільцева схема живлення для трьох або більше вводів [7].

Приклади реалізації схем АВР на базі блоків ZA-3.2, ZA-4.1, ZA-3.3 приведені на рис. 9.

Схеми пристроїв АВР: а) ZA-3.2; б) ZA-4.1; в) ZA-3.3

Рисунок 9 – Схеми пристроїв АВР: а) ZA-3.2; б) ZA-4.1; в) ZA-3.3

Керування мотор-приводами здійснюється через модулі виводу. При використанні аналізаторів параметрів мережі, які останнім часом досить часто застосовуються у ввідних секціях, інформація про стан вводів може бути узята безпосередньо з аналізаторів через Modbus-RTU або Profibus-DP протокол. У цьому випадку немає необхідності у використанні реле контролю фаз, і з’являються можливості: виводу оперативних даних про стан вводів на екран панелі; інтерактивного налаштування всіх порогів спрацьовування АВР як за часом, так і за напругою, частотам і так далі; зчитування цієї інформації через віддалений комп’ютер.

При використанні в якості комутаційних апаратів автоматичних вимикачів IZM з універсальним розчіплювачем, модулем виміру IZM-XMH і модулем зв’язку IZM-XCOM-DP, необхідність в реле контролю фаз і аналізаторах мережі відпадає, оскільки сам автоматичний вимикач виконує при цьому всі необхідні виміри. Також немає необхідності у виконанні монтажу кіл керування, оскільки зворотне керування автоматичними вимикачами також здійснюється через шину Profibus-DP.

Структурна схема пристрою АВР із застосуванням панелі XV і автоматичних вимикачів IZM (керування через Profibus) приведена на рис. 10.

Окрім основної функції АВР, включаючи блокування, така система дає колосальний спектр допоміжних функцій [7]:

1) технічний облік електроенергії по вводах;

2) протоколювання подій за часом (відключень, знижень напруги, провалів струмів);

3) зчитування стану кожного вимикача (кількість комутацій, напрацювання мотогодинника, температуру, стани компонентів, готовність, положення в кошику, і т.п.);

4) попередження про всі аварійні режими мережі і навантаження;

5) дистанційний вивід на персональний комп’ютер через OPC client або дублювання екрану панелі;

6) вивід повної інформації про кожний ввід (напруга, струми, cosφ, потужності, частоти);

7) інтерактивне налаштування тимчасових параметрів і порогів перемикання АВР;

8) інтерактивне ручне керування АВР.

Рисунок 10 – Структурна схема пристрою АВР з керуванням через мережу Profibus
(анімація: 6 кадрів, 7 циклів повторення, 76,8 кілобайт)
(IZMN2-U3200, IZMN2-U3200 – автоматичні вимикачі, IZM-XCOM-DP – блок зв'язку, Profibus-DP – мережа, що з'єднує вимикачі АВР з панеллю віазуалізації, XV-230-57-MNP-1-10 – панель візуалізації, Ethernet – оптокабель, що з'єднує панель візуалізації з віддаленим комп'ютером)

Використання панелей відкриває можливість для наступної модернізації та підключення в мережу Profibus інших пристроїв. Наприклад, згодом можливе підключення в мережу автоматичних фідерних вимикачів NZM з електронними розчіплювачами та блоками NZM-XDMI612. При цьому з’явиться можливість контролювати лінії, що відходять, та за наявності модуля виміру на ввідному автоматі здійснювати технічний облік по кожній лінії. При підключенні модулів входів/виходів можливе керування мотор-приводами автоматів ліній, що відходять, або контакторами. Також можлива інтеграція системи керування контакторами SmartWIRE в мережу Profibus.

Висновки

В третьому розділі розглянули економічний вибір схеми електропостачання адміністративно-торговельного комплексу.

Були розраховані основні техніко-економічні показники порівнювальних варіантів. Розрахунок показав, що більш дешевим виявився другий варіант.

Також була зроблена оцінка економічної ефективності порівнювальних варіантів: кількість зекономленої електроенергії склала 7662,5 тис. кВт•год, вартість зекономленої електроенергії – 7.663 тис. грн./рік, різниця у витратах на обслуговування та амортизаційних відрахуваннях на капітальний ремонт – 14.8 тыс. грн./рік, балансовий прибуток склав (-7.137) тыс. грн./рік.

Розглянуті варіанти відрізнялися довжиною використовуваного кабелю, втратами електроенергії та кількістю використовуваних камер КСО. Перетин кабелю, кількість і потужність трансформаторів однакова. Хоча втрати електроенергії в більш дорогому варіанті I менше (що в деяких випадках могло мати перевагу в період експлуатації). Але розрахунок показав, що балансовий прибуток виходить негативним, тому вибирається більш дешевий варіант II. Тому, що за термін окупаємості варіантів електрообладнання (4 роки), варіант I не компенсує за рахунок менших втрат електроенергії вартість варіанта II.

У четвертому розділі був розрахований економічний ефект встановлення перетворювача частоти (ПЧ) на електродвигуни насосів. Ціна річної економії тепла склала 13245,00 грн./рік, сумарна річна економія – 84705,08 грн./рік.

Так як економічний ефект установки ПЧ перевершив всі очікування, а також ПЧ задовольняє високим технічним вимогам та забезпечує м'який програмний пуск двигуна, плавне і економічне регулювання швидкості в широких межах, високий і стабільний коефіцієнт потужності, високі експлуатаційні якості – надійність системи і суттєве зниження шуму, без всіляких сумнівів встановив його на електродвигуни насосів.

У п’ятому розділі зроблено порівняння за простотою і надійностю (характеристикам спрацьовування) АВР напругою 0,4 кВ на контакторах з мікропроцесорним АВР.

Так як мікропроцесорні АВР більш прості в експлуатації і надійніше, ніж АВР на контакторах (немає механічних контактів; проста налагодження; перевіряти менше оперативних ланцюгів, тому що замість їх програма для налаштування), встановлюю їх на шинах 0,4 кВ всіх трансформаторних підстанцій адміністративно-торговельного комплексу.

Список літератури

1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Т. 1. Электроснабжение./ Под общ. ред. А.А. Федорова.—М.:Энергоатомиздат, 1986. — 568 с.; ил.

2. Насосы, компрессоры и вентиляторы. Шлипченко З.С., К., «Техніка»», 1976. — 368 с.

3. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М. Чиженко. К., «Техніка», 1978. — 447с. с ил.

4. «Кабель инвест» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ci.kiev.ua/node/34.

5. Правила устройства электроустановок. – Х.: Изд-во «Форт», 2009. – 704 с..

6. «Elsnab. Электротехническое снабжение» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.elsnab.ru/moeller/modulnye_pribory.html.

7. «Промышленные системы» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.04kv.com/text/art_av .