Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Краткая характеристика объекта исследования

2. Анализ системы производства, преобразования и распределения электроэнергии

2.1 Характеристика связи с энергосистемой

2.2 Основное электротехническое оборудование ГЭС-9

2.3 Выработка электроэнергии ГЭС-9

2.4 Электроснабжение собственных нужд

2.5 Электрическое освещение

3. Расчет потерь электрической энергии

3.1 Потери в трансформаторах

3.2 Расчетные потери электроэнергии в оборудовании

4. Разработка программы мероприятий по энергосбережению

4.1 Модернизация освещения

4.2 Эффективность модернизации системы освещения

4.3 Замена воздушных выключателей

4.4 Эффективность установки элегазовых выключателей

5. Оценка эффективности использования электроэнергии, составление электробаланса, определение УРЭ

6. Вопросы БЖД

6.1 Требования к персоналу на ГЭС

6.2 Организационные мероприятия по обеспечению безопасности работ на ГЭС

6.3 Ответственный за электрохозяйство

6.4 Обслуживание гидромеханического оборудования на ГЭС

6.4.1 Гидроагрегаты и вспомогательное оборудование

6.4.2 Напорные трубопроводы

6.4.3 Механизмы затворов гидротехнических сооружений

6.5 Оказание первой медицинской помощи при поражении электрическим током на ГЭС

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшим приоритетным направлением энергетической политики России является рациональное использование и экономия энергии (энергосбережение - как наиболее часто называют этот процесс в России). В основе этого понимания лежат следующие причины:

- энергообеспечение сопряжено с огромными финансовыми, материальными и трудовыми затратами;

- добыча, производство, транспорт и потребление топливно-энергетических услуг оказывает негативное воздействие на окружающую среду;

- увеличение объема потребление энергоресурсов предприятием вызывает увеличение стоимости выпускаемой продукции, а, следовательно, снижение ее конкурентоспособности на рынке.

Вполне естественно, что в современных условиях энергосбережение становится одним из важнейших факторов экономического роста и социального развития, позволяя, при тех же уровнях энергообеспечения национального хозяйства, направлять высвобождающиеся значительные ресурсы на другие цели - рост производительности труда и доходов населения, развитие социальной инфраструктуры, увеличение производства товаров и услуг и т.п. Выбор основных направлений деятельности в области энергосбережения, а также разработка и внедрение энергосберегающих мероприятий (программы энергосбережения) для любого промышленного предприятия возможны только на основе анализа фактического состояния эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, определения потенциала энергосбережения с учетом условий функционирования основных технологических объектов. Такие данные можно получить различными способами, однако наиболее полными и объективными являются результаты, полученные в ходе проведения энергетических обследований (энергоаудитов) предприятий.

Основанием для проведения энергетических обследований (энергоаудитов) промышленных объектов России является «Федеральный закон РФ об энергосбережении» от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ.

Процедура энергоаудита предполагает оценку всех аспектов деятельности предприятия, которые связаны с затратами на топливо и энергию различных видов. Он дает руководству предприятия четкое понимание сегодняшнего состояния эффективности энергетических систем, ее соответствие мировым стандартам, возможности и пути достижения этих стандартов.

Обычно началу реализации мероприятий по энергосбережению предшествует проведение энергетического обследования.

Энергетическое обследование -- это деятельность по определению класса энергетической эффективности здания, предприятия, продукции, технологического процесса или организации.

Основными целями энергетического обследования являются :

- получение объективных данных об объеме используемых энергетических ресурсов;

- определение показателей энергетической эффективности;

- определение потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

- разработка перечня типовых, общедоступных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности и проведение их стоимостной оценки.

При проведении энергетического обследования (энергоаудите) проводятся следующие мероприятия:

- анализ состояния систем электроснабжения, теплоснабжения, водообеспечения, технического оборудования промышленного предприятия (объекта);

- оценка состояния систем и средств измерений -- приборы для учета энергоносителей и их соответствие установленным требованиям;

- выявление необоснованных потерь;

- оценка состояния системы нормирования энергопотребления и использования энергоносителей;

- проверка энергетических балансов предприятия (объекта);

- расчет удельных норм энергозатрат на выпускаемую продукцию или виды работ;

- оценка целесообразности основных энергосберегающих мероприятий, реализуемых предприятием.

Целью данной работы является определение потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности Нижне-Свирская ГЭС каскада Ладожских ГЭС.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

Проекты «обуздания» реки Свирь возникли еще в дореволюционные годы. В 1916 г. инженер В.Д. Никольский рассчитал запасы водной силы реки Свирь, что позволило разработать проект сооружения на Свири двух электростанций и регулирующей плотины. Однако само строительство Нижне-Свирской ГЭС начал русский инженер Генрих Графтио лишь десять лет спустя, вслед за первенцем ГОЭЛРО -- Волховской ГЭС. Закладка станции на Свири состоялась 19 октября 1927 г.

Нижне-Свирская ГЭС стала первым в мировой практике крупным гидротехническим сооружением, возведенным на слабых грунтах -- девонской глине. А Свирь -- первой рекой, перекрытой при строительстве ГЭС по способу профессора С.В. Избаша путем наброски камня в текущую реку. Постройка ГЭС и шлюза улучшила судоходство на порожистой Свири -- одном из самых протяженных участков Волго-Балтийской водной системы.

Первый гидроагрегат станции был пущен в эксплуатацию 19 декабря 1933 г. Через год второй и третий гидроагрегаты набрали полную мощность, а в 1935 г. специалисты установили последнюю турбину. Поворотно-лопастные турбины большей -- по сравнению со шведскими ASEA на Волховской ГЭС -- мощности были изготовлены Ленинградским Металлическим заводом.

В сентябре 1941 г. Нижне-Свирская ГЭС была захвачена: оборудование частично демонтировано, большей частью разрушено. Восстановление станции началось в 1944 г., а через 4 года станция снова заработала на полную мощность в 99 тыс. кВт.

14 мая 1949 г. Нижне-Свирской ГЭС было присвоено имя академика Г.О. Графтио.

Установленная мощность -- 99,0 МВт, среднемноголетняя выработка электроэнергии -- 490,5 млн кВтч.

Нижне-Свирская ГЭС работает в пиковой части графика нагрузок энергосистемы Северо-Запада. Водохранилище ГЭС затопило Свирские пороги, обеспечив судоходство по р. Свирь. Нижне-Свирская ГЭС сыграла большую роль в развитии промышленности страны в 1930--1950 годах. Нижне-Свирская ГЭС управляется предприятием каскад Ладожских ГЭС и входит в состав ОАО «ТГК-1». Себестоимость 1 кВт·ч в 2001 году 5,9 коп.

В состав гидроузла входят: водосливная бетонная плотина длиной 212 м и максимальной высотой 31 м, примыкающие к ней правобережная и левобережная насыпные земляные плотины длиной 1375 м и максимальной высотой 28 м, однокамерный судоходный шлюз и здание ГЭС подпорного типа длиной 129 м.

На ГЭС для получения электроэнергии используется энергия водных потоков. Первичными двигателями на ГЭС являются гидротурбины, которые приводят во вращение синхронные гидрогенераторы. Мощность, развиваемая гидроагрегатом, пропорциональна напору Н(м) и расходу воды Q(м3/с), т.е.

Р? HQ , (1)

Таким образом, мощность ГЭС определяется расходом и напором воды.

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

- мощные -- вырабатывают от 25 МВт и выше;

- средние -- до 25 МВт;

- малые гидроэлектростанции -- до 5 МВт.

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды:

- высоконапорные -- более 60 м;

- средненапорные -- от 25 м;

- низконапорные -- от 3 до 25 м.

Таким образом, ГЭС - 9 в классификации по мощности занимает место между средней и мощной, а по напору - низконапорная. На низконапорных ГЭС, как и в нашем случае, устанавливаются поворотно-лопастные турбины в железобетонных спиральных камерах.

На ГЭС напор воды создается плотиной. Водное пространство перед плотиной называется верхним бьефом, а ниже плотины - нижним бьефом. Разность уровней верхнего (УВБ) и нижнего бьефа (УНБ) определяет напор Н. На ГЭС - 9 УВБ=18м, УНБ=7м, следовательно напор=11м.

Верхний бьеф образует водохранилище, в котором накапливается вода, используемая по мере необходимости для выработки электроэнергии.

Нижне-Свирская гидроэлектростанция № 9 расположена на реке Свирь на северо-востоке Ленинградской области. Река Свирь равнинная река и ГЭС построена по плотинному типу с водохранилищем суточного регулирования. ГЭС № 9 работает в составе Ладожского каскада филиала “Невский” ТГК-1 в паре с Верхнее-Свирской ГЭС № 12.

Технология производства электроэнергии на ГЭС довольно проста и легко поддается автоматизации. Пуск агрегата Нижне - Свирская ГЭС занимает не более 50с, поэтому Нижне - Свирская ГЭС, наряду с другими станциями, является резервом мощности в энергосистеме Северо-Запада РФ.

Благодаря меньшим эксплуатационным расходам себестоимость электроэнергии на ГЭС, как правило, в несколько раз меньше, чем на тепловых электростанциях.

На станции установлено четыре гидроагрегата с поворотно-лопасными турбинами Каплана и гидрогенераторами типа СВ-902/160-80.

Мощности генераторов: полная Sг. = 37,5 МВА, активная Pг. = 30 МВт, реактивная Qг. = 22,5 МВАр. Напряжение Uном = 11 кВ.

Генераторы работают на I и II систему шин закрытого распределительного устройства 10 кВ (ЗРУ-10 кВ). Секционный выключатель включён. От шин ЗРУ-10 кВ питаются линии электропередач 220 кВ, посредством повышающих главных трансформаторов и открытого распределительного устройства 220 кВ (ОРУ-220 кВ) и районные потребители от шин ОРУ-35 кВ и КРУН-6 кВ , посредством районных трансформаторов.

Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электростанций в энергосистеме, непрерывно меняется. Принято отражать этот факт графиком нагрузки, т.е. диаграммой изменения мощности электроустановки во времени.

Суммируя графики нагрузки потребителей и потери распределения в электрических сетях в целом по энергосистеме, получают результирующий график нагрузки электростанций энергосистемы.

График нагрузки генераторов энергосистемы получают из графика мощности, отпускаемой с шин, учитывая дополнительно расход электроэнергии на собственные нужды.

Нагрузка между отдельными электростанциями распределяется таким образом, чтобы обеспечить максимальную экономичность работы в целом по энергосистеме. Исходя из этих соображений, диспетчерская служба энергосистемы задает электростанциям суточные графики нагрузки.

На рис. 1.4 и 1.5 приведены суточные графики нагрузки Нижне-Свирской ГЭС в режимные дни 09.01.2013 г. и 19.06.2013 г.



Рис.1.4. Суточный график нагрузки Нижне - Свирской ГЭС 09.01.2013г

Рис.1.5 . Суточный график нагрузки Нижне - Свирской ГЭС 19.06.2013г

Суточные графики нагрузок работы оборудования задаются диспетчером в соответствии с ПБР. План балансирующего рынка (ПБР) формируется Системным оператором по результатам конкурентного отбора ценовых заявок поставщиков. На основании результатов такого отбора Системный оператор управляет электроэнергетическими режимами и корректирует планируемую загрузку генерирующих мощностей поставщиков электроэнергии.

При расчете ПБР учитываются уточненный прогноз потребления, текущий состав работающего генерирующего оборудования. По результатам расчета ПБР Системный оператор определяет и доводит до участников рынка плановые графики работы электростанций. Экономические стимулы балансирующего рынка обеспечивают заинтересованность генераторов в корректном планировании выработки и точном выполнении заданных диспетчерских графиков (диспетчерских команд), при этом одним из необходимых условий работы балансирующего рынка является максимально точное формирование управляющих воздействий Системного оператора.

За соблюдением суточного графика и бесперебойной работой генераторов следит оперативный персонал на щите управления ГЭС по щитовым приборам, представленным в табл.1.1.

Таблица1.1

Щитовые приборы

	Мощность	Ток ротора	Ток статора	Частота
	Активная	Реактивная
Г-1	М367 аналоговый	Д365 аналоговый	М367 аналоговый	Э30 аналоговый	ЭД2230 аналоговый
Г-2	М367 аналоговый	Д365 аналоговый	М367 аналоговый	Э30 аналоговый	ЭД2230 аналоговый
Г-3	М367 аналоговый	Д365 аналоговый	М367 аналоговый	Э30 аналоговый	ЭД2230 аналоговый
Г-4	М367 аналоговый	Д365 аналоговый	М367 аналоговый	Э30 аналоговый	ЭД2230 аналоговый

2. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВО, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

2.1 ХАРАКТЕРИСТИКА СВЯЗИ С ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ

электрический распределение потеря энергия

Как правило, ГЭС сооружается вдали от потребителей, а поэтому вся мощность выдается на одном или двух, а в нашем случае - двух, повышенных напряжениях.

Многие ГЭС работают в пиковой части графика энергосистемы, поэтому агрегаты часто включаются и отключаются, что требует предусматривать установку выключателей на генераторном напряжении. На Нижне - Свирской ГЭС Масляные выключатели типа МГГ-229 и МГУ-20.

Главные повышающие трансформаторы на ГЭС устанавливаются на стороне нижнего бьефа, в условиях ограниченной площадки. Это вызывает необходимость сооружения укрупненных энергоблоков, в нашем случае: два генератора на один повышающий трансформатор.

На Нижне - Свирской ГЭС выдача электроэнергии производится на двух повышенных напряжениях, связь между которыми осуществляется с помощью трансформаторов, типы которых указаны в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Силовые трансформаторы

Оператив. наименов.	Тип	Uном, кВ	Sном, кВА	Регулир. U-я	Назначение
ГТ-1	ОМ-20000/220-У1	ВН-242/3 кВ НН-11 кВ	ВН- 60000 кВА	ПБВ+2,5%	Связь Г-1,сети 10 и 220 кВ
ГТ-2	ОМ-20000/220-У1	ВН-242/3 кВ НН-11 кВ	ВН- 60000 кВА	ПБВ+2,5%	Связь Г-1,сети 10 и 220 кВ
РТ-4	ТРДНС-25000/35	ВН-38,9 НН-10,5	25000 кВА	РПН	Связь сети 10 и 35 кВ района
РТ-1 РТ-2	ТМТ-10000/35		10000/6600 кВА	Рабочее положение анцапф -3	Свзязь сети 10 и 35 кВ района

РУ 220 кВ выполнено по схеме двух секционированной системы шин с отходящими линиями электропередачи:

- ВЛ 220кВ Нижне-Свирская ГЭС - Верхне-Свирская ГЭС с отпайкой на ПС Подпорожская (Л-204);

- ВЛ 220кВ Нижне-Свирская ГЭС - Верхне-Свирская ГЭС с отпайками (л-203);

- ВЛ 220кВ Нижне-Свирская ГЭС - Заостровье с отпайкой на ПС Лодейнопольская (Л-212)

- ВЛ 220кВ Нижне-Свирская ГЭС - Сясь с отпайками (Л-202)

Главная схема электрических соединений Нижне - Свирской ГЭС представлена на рисунках 2.1, 2.2, 2.3.

Учет расхода электрической энергии производится с помощью автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ), предназначенной для измерения активной и реактивной электроэнергии и электрической мощности, вырабатываемой Нижне - Свирской ГЭС. Схема сбора данных системы АИИС КУЭ Каскада Ладожских ГЭС представлена на рис. 2.1.

Система технического учета расхода электроэнергии выполнена на базе счетчиков ELSTER A1802RALQ, установленных в ячейках выключателей. Контроль расхода электроэнергии на собственные нужды осуществляется также счетчиками ELSTER A1802RALQ, установленными на отходящих фидерах 10,5 кВ.



Рис.2.1.Схема сбора данных системы АИИС КУЭ Каскада Ладожских ГЭС

Рис.2.2. Электрическая схема ЗРУ - 10 кВ



Рис.2.3. Электрическая схема ОРУ-220 кВ



Рис.2.4. Электрическая схема ОРУ-35 кВ



Рис.2.4. Электрическая схема ЗРУ-3 кВ

2.2 ОСНОВНОЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГЭС-9

Основное электротехническое оборудование Нижне - Свирской ГЭС представлено в табл. 2.2 - 2.7.

Таблица 2.2

Выключатели маслянные и элегазовые

Место установки	Тип выключателя	Диспетчерское наименование, назначение	U ном	I ном	I наиб. отключения
			кВ	кА	кА
ЗРУ - 10 кВ	МГУ-20	ГГ-1, ГГ-2, ГГ-3, ГГ-4,	20	90	6300
ЗРУ - 10 кВ	МГГ-229	ГТ-1, ГТ-2	20	80	4000
ОРУ-220кВ	ВВД-220	ВЛ-202. Выключатель Линии	220	2	40
ОРУ-220кВ	3АР1ДТ-245/ЕК	ГТ - 1 , ГТ - 2	245	1,6	63
ОРУ- 220кВ	ВВБ-220-12	Выключатель Линии ВЛ-204. ВЛ-203. ВЛ-212.	220	2	31,5

Таблица 2.3

Разъединители

Место установки	Тип разъединителя	Диспетчерское наименование	Uном (кВ)	Iном (А)	Год ввода в эксплу- атацию (г.)
ОРУ-220	РЛНДЗ-220/1000	РЛ,РШ,РО,РАТ,РТ.	220	1000	1971
ОРУ-220	РДЗ-2-220/1000	РЛ-216	220	1000	1992
ОРУ-220	РДЗ-1-220/1000	РШЛ-216,РОЛ-216.	220	1000	1992
ОРУ-220	РДЗ-1-220/1000	РТН-3-220.	220	1000	1971

Таблица 2.4

Трансформаторы напряжения

Тип	Номинальное напряжение	Класс точности	Номинальная мощность, ВА	Макси- мальная мощность, ВА	Место расположения
	Первичное	Вторичное
1	2	3	4	5	6	7
ЗНОМ-35	35000/3	100/3 100:3	0,5 1 3	150 250 600	1200	ОРУ-35кВ РТ-4, I и II с.ш. 35 кВ
НКФ-220	220000/3	100/3 100	0,5 1 3	400 600 1200	2000	ОРУ-220 кВ I и II сек.шин 220 кВ

Для питания аппаратуры защиты и измерений на открытой подстанции 220 кВ установлены две группы трансформаторов напряжения. Каждая группа состоит из трех однофазных трансформаторов напряжения каскадного типа НКФ-220 кВ с естественным масляным охлаждением для наружной установки. Установлены ТН на I и II секции шин 220 кВ.

Трансформаторы напряжения НКФ-220 опорного типа маслонаполненные в фарфоровых баках, трехобмоточные. По назначению обмотки трансформатора подразделяются на первичную (ВН) и вторичные (НН) - основную и дополнительную. Сквозь крышку металлического расширителя трансформатора проходит линейный ввод для присоединения одного из концов высоковольтной первичной обмотки трансформатора напряжения к шинам 220 кВ, второй конец первичной обмотки, предназначенный для соединения с землей, выведен кабелем на клеммник, расположенный в основании трансформатора напряжения.

Первичные обмотки трансформаторов напряжения типа НКФ-220 выполнены на номинальное напряжение 220/3 кВ.

Основная вторичная обмотка трансформатора напряжения НКФ-220 выполнена на номинальное напряжение 100/3В, а вторичная дополнительная обмотка выполнена на напряжение 100 вольт.

Выводы вторичных обмоток трансформаторов напряжения расположены в том же клеммнике, куда подведен конец высоковольтной обмотки, подлежащей заземлению (клеммник в основании ТН).

Первичные высоковольтные обмотки трансформаторов напряжения 220 кВ соединены в звезду с заземлением нейтрали.

Вторичные основные обмотки соединены по схеме звезды с заземленной нейтралью, а дополнительные обмотки по схеме разомкнутого треугольника.

Напряжение на зажимах обмоток разомкнутого треугольника (вторичных дополнительных) в нормальных режимах работы сети теоретически должно равняться нулю. Практически же оно будет иметь незначительную величину равную напряжению небаланса. При коротком замыкании на землю одной из фаз высокого напряжения на зажимах вторичных дополнительных, собранных по схеме разомкнутого треугольника напряжение может достигать 100 вольт.

Трансформаторы напряжения заполнены трансформаторным маслом. Расширитель предназначен для компенсации температурных изменений объема масла трансформатора. Расширитель имеет указатель уровня масла.

Для предотвращения свободного доступа воздуха в трансформатор имеется воздухоосушитель. Это влагопоглощающий фильтр, заполнен силикагелем - индикатором, который при насыщении влагой меняет свою окраску.

Выпуск масла из бака производится через сливной кран, находящийся в нижней части трансформатора напряжения.

Таблица 2.5

Трансформаторы тока

Тип	Номинальн. напряжение, кВ	Номинальная сила тока	Класс точности	Номиналь ная мощность, ВА	Место расположения
		Первичная, А	Вторичная, А
1	2	3	4	5	6
ТВД	220	600 1000	5 5	Д	ОРУ-220 кВ В-220

Трансформаторы тока 35 и 220 кВ встроены в масляные выключатели, они конструктивно представляют собой кольцевой сердечник из трансформаторной стали с наложенной на него вторичной обмоткой.

Первичной обмоткой служит токоведущая труба изолятора масляного выключателя.

Для получения различных коэффициентов трансформации вторичные обмотки снабжаются ответвлениями на номинальные токи, приведенные в таблице. Концы вторичных обмоток выведены в специальную клеммную коробку, где производятся:

а) Переключения для получения тех или иных коэффициентов трансформации.

б) Соединение вторичных обмоток в звезду или в треугольник.

Таблица 2.6

Конденсаторы связи

Место установки	Тип конденсатора	Фильтр-присоединение	Расположение конденсатора	Ёмкость (нФ)	Назначение
ОРУ-220	СМП-220/v3-0,0064	ФПУ-3200	ф. «А», «В», «С» Л-203, ф. «В» Л-204	6,4	в.ч.канал защит, ф.«С» Л-203- ПАА.
ОРУ-220	СМР-220/v3-0,0064	ФПУ-3200	ф. «А»Л-212	6,4	в.ч.канал защит
ОРУ-220	верхСМВ-220/v3-0,0064 низСМПБ-110/v3-0,0064	ФПУ-3200	ф. «С»Л-212	6,4	в.ч.канал защит
ОРУ-220	ДМРУ-55-3,3	ФПУ-3200	ф. «А», «В» Л-202	3,3	в.ч.канал защит

Таблица 2.7

ВЧ заградители

Место установки	Тип заградителя	Элемент настройки	Iном (А)	Индуктивность (мГн)	Назначение
ОРУ-220, Л-202,204.	ВЗ-1000-0,6	ЭН-0,6	1000	0,6	Организация в.ч.каналов по ЛЭП
ОРУ-220, Л-203,212.	ВЗ-630-0,5	ЭНУ-0,5-40	630	0,533	Организация в.ч.каналов по ЛЭП

2.3 ВЫРАБОТКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НИЖНЕ - СВИРСКОЙ ГЭС

Объем выработки электроэнергии Нижне - Свирской ГЭС за пять лет представлен в табл. 2.8

Таблица 2.8

Объем выработки электроэнергии за 2009-2013 гг., тыс.кВтч полная на ГЭС

Наименование	Ед. изм.	2009г	2010г	2011г	2012 г	2013 г
Электроэнергия	тыс.кВтч	612914	505585	478122	535429	427876

Динамика изменений объемов выработки электроэнергии Нижне - Свирской ГЭС за пять лет представлена на рис. 2.5



Рис. 2.5. Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за 2009-2013 гг., тыс.кВтч полная на ГЭС

Объем выработки электроэнергии Нижне - Свирской ГЭС за пять лет каждым генератором представлен в табл. 2.9

Таблица 2.9

Объем выработки электроэнергии за 2009-2013 гг., тыс.кВтч каждым генератором на ГЭС

Наименование	Ед. изм.	2009г	2010г	2011г	2012 г	2013г
Г-1	тыс.кВтч	179261	162773	156388	168336	142546
Г-2	тыс.кВтч	180278	111626	148076	174631	127412
Г-3	тыс.кВтч	133140	115778	57701	125095	105936
Г-4	тыс.кВтч	120235	115408	115957	67367	51982

Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за пять лет каждым генератором на Нижне - Свирской ГЭС представлена на рис. 2.6.



Рис. 2.6. Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за 2009-2013 гг., тыс.кВтч каждым генератором на ГЭС

Как видно из рис. 2.5 и 2.6, объемы выработки электроэнергии к 2013 году заметно снизились и они довольно разные. Это связано, в первую очередь, с уровнем воды в водохранилище станции. Высокая температура воздуха в летние месяцы, малое количество атмосферных осадков в виде дождей, высыхание болот и озер - всё это причины малого количества воды в реке.

Также причинами разных объемов выдачи мощности являются ремонты оборудования, как текущие, так и капитальные, а также реконструкции устаревшего оборудования, что приводит к вынужденному простою генераторов и ,соответственно, снижению нагрузки станции.

Объемы годовой выработки электроэнергии Нижне - Свирской ГЭС за 2009-2013 гг. представлены в табл.2.10

Таблица 2.10

Объемы годовой выработки электроэнергии за 2009-2013 гг., тыс.кВтч полная на ГЭС

	2009	2010	2011	2012	2013
ян	43112	45886	39982	33672	39218
фев	41027	43748	39855	36348	36449
март	57186	50325	40185	42523	40097
апр	59610	50138	39911	39354	40422
май	60448	50096	49084	46053	44617
июнь	58501	49588	47158	46581	40092
июль	47989	45169	33947	53753	28225
авг	50100	34614	24941	52579	27754
сент	55852	29119	28043	49471	31642
окт	60709	26797	41079	49688	20331
ноя	56462	40156	48069	48894	41772
дек	43741	39949	45868	36513	37257

На рис. 2.7 - 2.11 показана динамика изменений объемов выработки электроэнергии по месяцам за 2007 - 2011 гг. на Нижне - Свирской ГЭС.

Рис. 2.7. Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за 2009 г., тыс.кВтч



Рис. 2.8. Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за 2010 г., тыс.кВтч

Рис. 2.9. Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за 2011 г., тыс.кВтч



Рис. 2.10. Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за 2012 г., тыс.кВтч

Рис. 2.11. Динамика изменений объемов выработки электроэнергии за 2013 г., тыс.кВтч полная на ГЭС

Из рисунков 2.7 - 2.11 видно, что по выработке электроэнергии май является пиковым месяцем. Это связано с наступлением весеннего половодья, когда из-за таяния снега значительно поднимается уровень воды в реке, открываются болота и озера, что создает большую боковую приточность.

Такая большая нагрузка характерна для всех летних месяцев, а на некоторых рисунках, мы видим, и для осеннего периода - это летне-осенний паводок. В это время уровень воды в реке напрямую зависит от атмосферных осадков в виде дождя, чем дождливей сезон, тем максимальней нагрузка станции.

2.4 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ НУЖД (С.Н.)

Для обеспечения технологического процесса получения электроэнергии на ГЭС применяются механизмы собственных нужд. Нормальная работа электростанции возможна только при надёжной работе всех механизмов собственных нужд, что достигается лишь при бесперебойном электроснабжении их.

Потребители с.н. ГЭС делятся:

- на агрегатные: маслонасосы МНУ, насосы смазки, охлаждения и откачки протечек масла и воды.

- на общестанционные: насосы технического водоснабжения, освещение, отопление, вентиляция, подъёмные механизмы, пожарные и вспомогательные насосы.

Часть этих потребителей является ответственными (техническое водоснабжение, маслонасосы МНУ, система пожаротушения, механизмы щитов напорных трубопроводов и аварийного сброса воды). Нарушение электроснабжения этих потребителей с.н. может привести к повреждению или отключению гидроагрегата, снижению выработки электроэнергии, разрушению гидротехнических сооружений.

Например: при потере напряжения на шинах с.н. отключаются насосы МНУ, поддерживающие давление в системе управления турбиной, и при аварийно низком давлении турбина идёт на останов. Также при отключении насосов смазки подшипников гидроагрегата или насосов охлаждения происходит перегрев масла системы смазки, что приводит к разложению масла с потерей смазывающих свойств и как следствие перегрев подшипников. При этом для предотвращения повреждения подшипников турбина останавливается защитой. Поэтому данные электроприёмники с.н. станции являются потребителями 1 категории, они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания и перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического восстановления питания.

В связи с организацией оптового рынка тепловой и электрической энергии повышаются требования к готовности генерирующего оборудования к надёжному, бесперебойному и качественному обеспечению потребителей электроэнергией, т.к. недоотпуск электроэнерии приводит к экономическим потерям и штрафным санкциям.

Для рассматриваемой в проекте станции, важна бесперебойная работа, т.к. гидроэлектростанция является участником оптового рынка, обеспечивает резерв мощности в энергосистеме и участвует в оперативном первичном регулировании частоты. Также станция является узлом синхронизации при переходе систем филиалов ТГК-1 на раздельную работу. Кроме того, аварийный останов или ограничение нагрузки станции напрямую влияет на работу станции стоящей сверху по течению.

Так как при строительстве ГЭС не было внешних источников электроэнергии, для энергоснабжения собственных нужд, были установлены два вспомогательных гидрогенератора (ВГ), мощностью 2,2 МВА каждый, с номинальным напряжением 3 кВ и в части собственных нужд схема сложилась следующим образом . Вспомогательные гидрогенераторы питают две системы шин ЗРУ-3 кВ, обслуживающие присоединённые к ним мотор-генераторы возбуждения главных гидрогенераторов и маслонасосы котлов МНУ электрогидравлических регуляторов турбин. Две другие системы шин ЗРУ-3кВ запитаны от шин ЗРУ-10 кВ посредством трансформаторов собственных нужд ТСН-1 и ТСН-2 типа ТМ 1800-10/3 кВ. Потребители местных нужд 3 кВ, шлюз и рыбозавод питаются от ТСН-2. Обе пары систем шин могут быть соединены междушинными выключателями МШВ-1 и МШВ-2. Таким образом, при нормальной работе станции, вспомогательные генераторы снабжают электроэнергией систему возбуждения и маслонасосы МНУ, т.е. обслуживают главные агрегаты.

Трансформаторы ТСН-1 и ТСН-2 расположены в ЗРУ-10 кВ рядом с ячейками выключателей 10 кВ. Трансформаторы, питающие головные щиты собственных нужд 0,4 кВ расположены в отдельных киосках на отметке 19,70 западной и восточной стороны станции. Головные шиты с.н. 0,4 кВ расположены над киосками трансформаторов на отметке 23,50 западной и восточной стороны машинного зала. Соответственно расположению киоски трансформаторов и головные щиты с.н. 0,4 кВ называются Западный и Восточный.

В связи с развитием энергосистемы, позволившей получать электропитание собственных нужд станции от внешних источников электроэнергии по сетям 220 и 35 кВ, морально и физически устаревшие вспомогательные гидрогенераторы были демонтированы. При этом все потребители с.н. станции стали получать питание от шин генераторного напряжения.

Также, в ходе реконструкций, электромашинное возбуждение заменено на тиристорное самовозбуждение, электродвигатели маслонасосов МНУ заменены на новые и переведены на напряжение 0,4 кВ.

Основными потребителями собственных нужд 0,4 кВ станции являются трехфазные асинхронные двигатели с номинальным напряжением 380 В и номинальной частотой 50Гц. Для распределения электроэнергии по станции используются кабельные линии.

На станции имеются потребители всех трёх категорий надёжности. Нагрузки потребителей сведены в табл. 2.11

Таблица 2.11

Распределение нагрузки потребителей с.н. 0,4 кВ по головным щитам.

Наименование присоединения и перечень приводимых механизмов и электроприёмников	Рном потребителя, кВт	Восточный щит	Западный щит	Режим работы	Примечание
		Кол-во	Рном	Кол-во	Рном
		шт.	кВт	шт.	кВт
1	2	3	4	5	6	7	8
Щит ТВС: насос ТВС насос расходного бака	УР = 347 110 17	1 1	110 17	2	220	На автомате На автомате	1 категория Двухстороннее питание
Турбинные щиты ГГ: маслонасос МНУ маслонасос системы смазки ГГ дренажный насос ГГ лекажный насос ГГ эл.задвижка охлаждения сист.смазки эл.задвижка охлаждения ГГ резервный насос охлажд.сист.смазки	УР = 802,28 90 7 2 0,75 0,37 0,95 2,5	4 4 4 4	360 28 1,48 3,8	4 4 4 4 4	360 28 8 3 10	На автомате На автомате На автомате На автомате На автомате На автомате На автомате	1 категория Двухстороннее питание
Компрессорная н/д: компрессор н/д №1 компрессор н/д №2 и №3 компрессор водолазной станции	УР = 101 38 22 19			1 2 1	38 44 19	На автомате На автомате Периодически	1 категория Двухстороннее питание
Компрессорная в/д №1: компрессор в/д №1 компрессор в/д №2 вентилятор охлаждения РТ-4	УР = 81,5 13,5 38 0,4			1 1 10	13,5 38 4	Периодически Периодически На автомате	2 категория Двухстороннее питание
Компрессорная в/д №2: компрессора в/д №3 и №4	УР = 90 45	1	45	1	45	На автомате	1 категория Двухстороннее питание
Ремонтный шкаф ЩО: компрессор майны с / затвора резервные автоматы	УР = 19,5			1 3	9,5 10	На автомате Резерв	2
Пожарный насос	15	1	15	1	15	На автомате	1 категория
Щит отм. 8: дренажный насос откачки протечек №1,№2,№3 дренажный насос откачки протечек №4 кран ремонтного щита н/б	УР = 125 13 26 60			3 1 1	39 26 60	Резерв На автомате Периодически	1 категория
Шкаф станции откачки №1: насос откачки №1 резервный насос системы ТВС и пожаротушения	УР = 250 160 90			1 1	160 90	Периодически Резерв	2 категория
Шкаф станции откачки №2: насос откачки №2 дренажный насос паттерны ГЭС	УР = 140 110 30			1 1	110 30	Периодически На автомате	2 категория
Щит плотины ГЭС: дренажный насос паттерны плотины резервный насос рыбозавода обогрев пазов ЩВГ освещение и обогрев патерны	УР = 174 13 72 80 9			1 1	13 72 80 9	На автомате Резерв Постоянно Постоянно	2 категория В зимнее время
Шкаф маслохозяйства: насосы перекачки масла, фильтрпрессы, вентиляция.	УР = 158	1	158			Периодически	3 категория Двухстороннее питание
Щит механической мастерской: станки металлообрабатывающие сварочный пост	УР = 284,5 174,5 110	1	284,5			Периодически Периодически	3 категория
Щит ГТЦ: станки деревообрабатывающие обогрев и освещение ГТЦ	УР = 41,5 19,5 22	1	41,5			Периодически Постоянно	3 категория
Шкаф аккумуляторной: ВАЗП № 1 вентилятор аккумуляторной	УР = 81 40 4			1 2	40 8	На автомате Периодически	1 категория Двухстороннее питание
ВАЗП №2	40	1	40			На автомате	1 категория
ВАЗП №3	40	1	40			Резерв	1 категория
Щит ЭТЛ: испытательная установка резервные автоматы	УР = 155	1	155			Периодически	3 категория
Щит караульного помещения: обогрев и освещение караульного помещения и гостиниц.	УР = 80	1	80			Постоянно	3 категория
Шкаф обогрева и освещ.ОРУ-220 кВ	УР = 383,6	1	383,6			Постоянно	3 категория
Дренажный насос с/затвора	28,5			1	28,5	На автомате	1 категория
Обогрев пазов с/затвора	УР = 20			1	20	Периодически	2 категория
Лебёдка с/затвора	22			1	22	Периодически	1 категория
Троллеи машинного зала: кран м/з №1 и №2	УР = 172 86	2	172			Периодически	3 категория
Троллеи ЩО: кран ЩО	53			1	53	Периодически	3 категория
Троллеи плотины ГЭС: кран плотины ГЭС	72			1	72	Периодически	2 категория
Щит затворов водоводов ГА: лебёдки быстропадающих щитов	УР = 132 22	6	132			Периодически	1 категория
Щит отопления ГЭС: бойлер отопления ГЭС №1 и №2 насосы системы отопления №1 и №2	УР = 328 150 14	2 2	300 28			На автомате На автомате	2 категория В зимнее время В зимнее время
Шкаф освещения Восточный	УР = 166	1	166			Постоянно	2 категория
Шкаф обогрева и освещ. ОРУ-35 кВ	УР = 38,4	1	38,4			Постоянно	3 категория
Шкаф освещения Западный	УР = 139	1	139			Постоянно	2 категория

Основное электротехническое оборудование С.Н. представлено в табл.2.12 - 2.16

Таблица 2.12

Трансформаторы С.Н.

Обозначение по схеме	Номинальная мощность Sном, кВА	Номинальное напряжение U ном, кВ	Номинальный ток I ном, А	Потери, кВт	Напряжение короткого замыкания Uк, %
		ВН	НН	ВН	НН	Ркз	Рхх
TN-1 Восточного киоска	1000	10	0,4	57,73	1443	12,25	1,92	7,62
TN-2 Восточного киоска	1000	10	0,4	57,73	1443	12,25	1,92	7,62
TN-1 Западного киоска	1000	10	0,4	57,73	1443	12,25	1,92	7,62
TN-2 Западного киоска	1000	10	0,4	57,73	1443	12,25	1,92	7,62

Таблица 2.13

Реакторы

Обозначение по схеме	Номинальное напряжение, кВ	Длительно допустимый ток при естественном охлаждении, А	Номинальное индуктивное сопротивление, Ом	Номинальные потери на фазу, кВт	Ток динамической стойкости, кА	Ток термической стойкости, кА	Допустимое время действия тока термической стойкости, с
LR1 Восточного киоска	10	1000	0,28	5,2	45	17,75	8
LR2 Восточного киоска	10	1000	0,28	5,2	45	17,75	8
LR1 Западного киоска	10	1000	0,28	5,2	45	17,75	8
LR2 Западного киоска	10	1000	0,28	5,2	45	17,75	8

Таблица 2.14

Выключатели вакуумные

Наименование коммутационного аппарата	Тип	Номинальное напряжение Uном, кВ	Номинальный ток Iном, А	Номинальный ток отключения Iотк.ном,кА	Содержание апериоди- ческой составляющей Ян, %	Ток электро- динамической стойкости, кА	Ток термической стойкости Iтер, кА	Время протекания тока термической стойкости, tтер, с	Полное время отключения, tотк.в,с	Собственное время откл-я, tс.в, с
						iдин	Iдин
Выключатель	ВВТП- 10/630-1600	10	1600	20	50	52	20	20	3	0,05	0,03
Разъединитель	РВРЗ- 10/4000- МУ 3	10	4000	-	-	125	-	50	Главные ножи - 3 Заземл.н.	-	-

Таблица 2.15

Технические данные трансформаторов тока.

Тип	Номинальн. напряжение, кВ	Номинальная сила тока	Класс точности	Номиналь ная мощность, ВА	Место расположения
		Первичная, А	Вторичная, А
1	2	3	4	5	6	7
ТВД	35	300 400	5 5	Д		ОРУ-35 кВ В-35
ТПШФД	10	2000	5	0,5-Д	15-30	ЗРУ-10 кВ
ТПШФД	10	4000	5	0,5-Д	15-30
ТПШФД	10	2000	10	0,5-3	15-30
ТПОФ	10	600	5	0,5-3	20-50
ТЛШ	10	2000 4000	5 5	0,5-3	30-150	СТС ГГ, ТN1,2 Западного и Восточн. к-ков
ТПШФ	10	2000	5	0,5-3	15-30
ТПОЛ	10	1500	5	0,5-3	15-30	КРУН-6 кВ I и II сек.
ТПЛ	10	300 400	5 5	0,5-3 0,5-3	15-30 15-30
ТПФ	6	100	5	1-3	15-30	ЗРУ-3 кВ
ТПФ	6	75	5	1-3	15-30	МНУ-3,4
ТПФ	10	150	5	1-3	15-30
ТПФ	10	40	5	1-3	15-30

Трансформаторы тока типа ТПШФ, ТПШФД, ТПФ, ТПФУ одновитковые с двумя вторичными обмотками, насаженными на самостоятельные сердечники. Первичной обмоткой трансформаторов тока служат алюминиевая или медная шина, медный стержень, или пластина, помещаемая внутри проходного фарфорового изолятора. Концы вторичной обмотки выведены к специальным зажимам, установленным на фланце, служащем для крепления всего трансформатора тока. Фланцы трансформаторов тока изготовляются из немагнитного чугуна, а сердечники изготовляются из трансформаторной стали, нарезаемой полосами и сворачиваемой в виде часовой пружины. На кожухе трансформатора тока имеется болт для подключения заземления.

Все трансформаторы тока сухие и с фарфоровыми изоляторами рассчитаны для внутренней установки на номинальное напряжение 6ч10 кВ.

В настоящее время для трансформаторов тока внутренней установки применяется литая изоляция на основе эпоксидных смол - это проходные и шинные трансформаторы тока типа ТЛШ, ТПОЛ, ТПЛ.

Для защиты от замыканий на землю кабелей применяются трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛ, ТЗЛМ с литой изоляцией. Они установлены при реконструкции СН на кабелях 10 кВ ТN1,2 Западного и Восточного киосков и на присоединениях 0,4 кВ Западного и Восточного щитов.

Ниже в таблице приводятся технические характеристики трансформаторов тока, установленных на 9 ГЭС.

Таблица 2.16

Технические данные трансформаторов напряжения.

Тип	Номинальное напряжение	Класс точности	Номинальная мощность, ВА	Макси- мальная мощность, ВА	Место расположения
	Первичное	Вторичное
1	2	3	4	5	6	7
НОМ-6	3000	100	0,5 1 3	30 50 150	240	ЗРУ-3 кВ 5ТНч8ТН
НТМК-6	3000	100	0,5 1 3	50 75 200	400	ТСН-1, ТСН-2
НТМИ-6	6000	100 100:3	0,5 1 3	75 150 300	640	КРУН-6 кВ I и II сек.
НТМИ-10	10000	100 100:3	0,5 1 3	120 200 500	960	ЗРУ-10 кВ, I и II сек.10 кВ
КРАS	11000	110	1	120	-	ЗРУ-10 кВ, ГТ-1,2, ГГ-1ч4, РТ-4
НОМ-10	10000	100	0,5 1 3	75 150 300	630	ЗРУ-10 кВ ГРВ, ГРАМ, Киоски АРВ ГГ-1ч4
ЗНОМ-35	35000/3	100/3 100:3	0,5 1	150 250	1200	ОРУ-35кВ РТ-4, I и II с.ш. 35 кВ

Объемы электроэнергии, затраченной на собственные нужды ГЭС, представлены в табл.2.17 и изображены наглядно на рис. 2.13

Таблица 2.17

Объем потребления электроэнергии на собственные нужды за 2009-2013 гг., тыс.кВтч

Наименование	Ед. изм.	2009г.	2010г.	2011г.	2012 г.	2013г.
Выработка станции	Тыс.кВтч	612914	505585	478122	535429	427876
Потребление на соб.нужды	тыс.кВтч	6690	6743	6647	6802	6492
Потребление от выработки	%	0.8	0.7	0.7	0.8	0.6

Рис. 2.13. Динамика изменений объемов потребления электроэнергии на собственные нужды за 2009-2013 гг., %

Из рисунка видно, что диапазон колебаний объемов потребления электроэнергии на собственные нужды за 5 лет небольшой, резких падений или увеличений потребления нет.

2.5 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Для освещения производственных объектов, на предприятии используются осветительные приборы с лампами накаливания, ДРЛ, люминесцентными лампами и МГЛ. Перечень используемых на предприятии ламп приведен в табл. 2.18. Распределение ламп по видам, по мощности и по производствам приведены на рис. 2.18-2.19

Для освещения территорий ОРУ, пристанционных, трансформаторных площадок, здания ГЭС, производственных помещений, помещений с действующим оборудованием предназначены сети охранного, рабочего, дежурного и аварийного освещения..

Режимы работы освещения.

Охранное освещение - освещение вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Охранное освещение должно быть включено в темное время суток (включается с наступлением вечерних сумерек, отключается с началом утренних сумерек).

Таблица 2.18

Тип источника света	Р, Вт	Всего по предприятию	Административное здание	Машинный зал	Турбинный зал	Вспомог. производ.	Уличное оосвещение	Прочее
		штук	Р, кВт	штук	Р, кВт	штук	Р, кВт	штук	Р, кВт	штук	Р, кВт	штук	Р,кВт	штук	Р, кВт
ДРЛ-250	250	91	22,75									58	14,5	33	8,25
ДРЛ-400	400	31	12,4			7	2,8			22	8,8			2	0,8
Итого ДРЛ		122	35,15
ЛБ 20	20	562	11,24	428	8,56					24	0,48			110	2,2
ЛБ 40	40	516	20,64	121	4,84					227	9,08			168	6,72
ЛБ 80	80	10	0,8											10	0,8
Итого ЛЛ		1088	32,68
ЛН 60	60	119	7,14	75	4,5	1	0,06			21	1,26			22	1,32
ЛН 75	75	39	2,93											39	2,9
ЛН 100	100	196	19,6	49	4,9	8	0,8	20	2	69	6,9			50	5
ЛН 150	150	57	8,55					12	1,8	12	1,8			33	4,95
ЛН 200	200	30	6							18	3,6			12	2,4
ЛН 500	500	22	11									9	4,5	13	6,5
12 В ЛН 40	40	26	1,04					21	0,84	5	0,2
36 В ЛН 40	40	10	0,4							10	0,4
Галогенная ЛН 1,5	1500	3	4,5			3	4,5
Галогенная ЛН 1	1000	58	58			11	11					47	47
Итого ЛН		560	119,16
Итого ИС		1770	186,99	673	22,8	30	19,16	53	4,64	408	32,52	114	66	492	41,84

Перечень используемых на предприятии ламп

Рис.2.14. Распределение ламп по видам

Рис.2.15. Распределение ламп по мощности.



Рис.2.16. Распределение ламп по видам производства (цехам)

Рабочее освещение - освещение помещений, зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Нормальное состояние рабочего освещения - отключенное. Для производства работ персонал включает необходимое количество светильников рабочего освещения.

Дежурное освещение - освещение проходов, тамбуров, лестничных клеток без естественного освещения или в темное время суток в нерабочее время. Для дежурного освещения используется часть светильников рабочего освещения или аварийного освещения. В темное время суток дежурное освещение должно быть включено в машинном зале, в турбинном зале, на лестничных маршах, на водоприемнике.

Аварийное освещение - освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. В помещениях с действующим оборудованием, где для производства работ нет или недостаточно естественное освещение, наряду с рабочим освещением должно быть включено аварийное освещение с тем, чтобы при аварийном отключении рабочего освещения исключить возможность травмирования персонала. Нормальное состояние аварийного освещения в помещениях, где не проводятся работы, переключения, осмотр оборудования - отключенное.

На ГЩУ 2 лампы должны быть присоединены к шинам постоянного тока 1 и 2 секции щита 1П через предохранители и включены круглосуточно.

Аварийное и рабочее освещение в нормальном режиме питается от общего источника. При отключении общего источника питания аварийное освещение автоматически переключается на аккумуляторную батарею.

Проверка действия автомата аварийного освещения должна производиться 1 раз в месяц.

Исходя из всего этого мы можем рассчитать годовое число часов горения ламп, приведенное в табл.2.19

Таблица 2.19

Число часов горения ламп

	Р, кВт	Тгод, час	?W, кВтч
Административное здание	22,8	1800	41040
Машинный зал	19,16	8760	171696
Турбинный зал	4,64	8760	40646
Вспомог.производ.	32,52	1800	58536
Уличное освещение	66	4400	290400
Прочее	41,84	1800	75312

3. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Технические потери электроэнергии обусловлены физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям в силовых трансформаторах и электрических приемникам (электроприводах) и выражающимися в преобразовании части электроэнергии в теплоту в элементах сетей и электрооборудования.

Технические потери в электрических сетях данного предприятия можно разделить на две основные составляющие:

- нагрузочные потери электроэнергии;

- условно-постоянные потери электроэнергии.

Детальная структура потерь электроэнергии в обобщенном виде представлена на рисунке 3.1

Рис.3.1.Детальная структура технических потерь электроэнергии

К условно-постоянным потерям электроэнергии относятся:

- потери холостого хода в силовых трансформаторах (автотрансформаторах) и трансформаторах дугогасящих реакторов;

- потери в оборудовании, имеющем одинаковые параметры при любой нагрузке сети (нерегулируемые компенсирующие устройства, вентильные разрядники (РВ), ограничители перенапряжений (ОПН), устройства присоединения ВЧ-связи (УПВЧ), измерительные трансформаторы напряжения (ТН), включая их вторичные цепи, электрические счетчики 0,22-0,66 кВ и изоляция силовых кабелей).

Потери электроэнергии холостого хода в силовом трансформаторе (автотрансформаторе) определяют на основе приведенных в паспортных данных оборудования потерь мощности холостого хода ДPх, по формуле:

, (2)

где Трi - число часов работы оборудования в i-м режиме; Ui.- напряжение на оборудовании в i-м режиме; Uном - номинальное напряжение оборудования.

3.1 ПОТЕРИ В ТРАНСФОРМАТОРАХ

Итого условно-постоянные потери:

ДWуп=У ДWупi; (3)

Где ДWупi -потери электроэнергии в i- трансформаторе

Нагрузочные потери в трансформаторах

ДWнт=ДPк.з* kз2 * ф (4)

Где ДPк.з- нагрузочные потери мощности трансформатора кВт;

ф-число часов потерь.

Kз - коэффициент загрузки трансформатора;

В табл. 3.1 представлены основные технические параметры тяговых трансформаторов, необходимые для расчета потерь мощности.

Таблица3.1

Основные технические параметры трансформаторов

Название тягового трансформатора	Потери холостого хода, кВт	Потери короткого замыкания, кВт	Кол-во	ф	Время наибольших потерь, ч/год	Усл. Пост. потери тыс.кВтч/год	Нагр. потери тыс.кВтч/год
АТДЦТГУ-120000/220	120	400	1	0,24	2045	1022,400	130,867
ТДЦ-125000/220	90	380	1	0,24	2045	766,800	124,324
ТС-750/10	4	8,8	3	0,09	2300	102,240	0,833
ТМ-630/10	1,25	8,5	9	0,09	6901	95,850	2,412
Итого потери:						2641,874	383,652

3.2 УСЛОВНО - ПОСТОЯННЫЕ ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ОБОРУДОВАНИИ

Потери электроэнергии в сборных шинах распределительных устройств (СБРУ-10,5) = 1,3 тыс.кВт?ч/ в год.

В табл.3.2 и 3.3 указаны расчетные потери электроэнергии в оборудовании ГЭС.

Таблица 3.2

Потери электроэнергии в вентильных разрядниках (РВ), ограничителях перенапряжений (ОПН), измерительных трансформаторах тока (ТТ) и напряжения (ТН) и устройствах присоединения ВЧ-связи (УПВЧ)

Вид оборудования	Потери электроэнергии, тыс. кВт?ч/год, при напряжении оборудования, кВ
	10	Кол-во	35	Кол-во	220	Кол-во
РВ	0,021	0	0,091	2	1,59	1
ОПН	0,001	4	0,013	0	0,74	7
ТТ	0,1	35	0,4	2	2,2	13
ТН	1,9	11	3,6	2	13,1	6
УПВЧ	0,01	0	0,02	0	0,43	16
Итого ?W	24,404	8,182	120,85
Итого общие потери, тыс.кВтч/год	166,76

Таблица 3.3

Потери электроэнергии в изоляции кабелей

Место прокладки кабеля	Длина, км	Сечение, мм2	U,кВ	Потери в изоляции, Тыс.кВтч/км в год	Итого потери, тыс.кВтч.год
щ.Восточный	2,7	95	10,5	0,99	2,67
щ. Западный	0,5	120	10,5	1,08	0,54
щ. местных нужд	0,09	35	10,5	0,68	0,06
РУ-10кВ	0,6	3*50	10,5	2,25	1,35
ТСН-1,2,	0,12	3*16	10,5	1,11	0,13
Потери Всего, тыс.кВтч.год					4,75

Долевое распределение потерь представлено на рис. 3.2

Рис.3.2.Долевое распределение потерь по видам потерь

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ

4.1 МОДЕРНИЗАЦИЯ ОСВЕЩЕНИЯ

Анализ состава системы освещения показывает, что основными источниками света на предприятии являются светильники с лампами ДРЛ и лампами накаливания (ЛН).

Появление и бурное развитие в последние годы компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), имеющих в 8-10 раз большую продолжительность горения и в 5 раз большую световую отдачу по сравнению с ЛН. КЛЛ малых размеров, имеющие встроенные в лампу малогабаритные пускорегулирующие аппараты и стандартный резьбовой цоколь (Е27, Е14, В22).

Лампы ДРЛ имеют относительно низкую светоотдачу, в связи с чем, необходимо рассмотреть возможность их замены на более эффективные источники света. Для замены ламп ДРЛ рекомендуется использовать лампы типа ДНаТ (натриевые, высокого давления), которые обладают светоотдачей в 2,2 раза выше.

Таблица 4.1

Сравнительные характеристики КЛЛ и ЛН

ЛН	КЛЛ	ДРЛ	ДНаТ
мощность, Вт	мощность, Вт	мощность, Вт	мощность, Вт
60	12	250	150
75	15	400	250
100	20
150	30
200	40
500	100

Расчет снижения электропотребления при замене ламп приведен в табл. 4.2

Таким образом, возможное снижение электропотребления составляет:

-при замене ламп ДРЛ - 47,1 тыс. кВт*ч в год или 37,7 тыс. руб.;

-при замене ламп накаливания - 116,3 тыс. кВт*ч в год или 93 тыс. руб.

Таблица 4.2 Расчет экономии электропотребления
Наименование мероприятий		Существующие лампы	Предлагаемые лампы	Экономия кВтч/год	Экономия тыс.руб. год
	Число часов горения	Р лампы, кВт	Тип	Кол-во	Суммарная мощность кВт	Годовое потребление, кВтч/год	Тип	Р лампы, кВт	Кол-во	Суммарная мощность кВт	Годовое потребление кВтч/год
Замена ЛН 60 на ЛЛ 12	1800	0,06	ЛН	119	7,14	12,852	КЛЛ	0,012	119	1,4	2,520	10,332	8,266
Замена ЛН 75 на ЛЛ 15	1800	0,075	ЛН	39	2,93	5,274	КЛЛ	0,015	39	0,6	1,080	4,194	3,355
Замена ЛН 100 на ЛЛ 20	1800 8760	0,1	ЛН	168 28	16,8 2,8	30,240 24,528	КЛЛ	0,02	16828	3,36 0,56	6,048 4,906	24,192 19,622	19,354 15,698
Замена ЛН 150 на ЛЛ 30	1800 8760	0,15	ЛН	45 12	6,75 1,8	12,150 15,768	КЛЛ	0,03	45 12	1,35 0,36	0,630 3,154	11,520 12,614	9,216 10,091
Замена ЛН 200 на ЛЛ 40	1800	0,2	ЛН	30	6	10,800	КЛЛ	0,04	30	1,2	2,160	8,640	6,912
Замена ЛН 500 на ЛЛ 100	1800 4400	0,5	ЛН	13 9	6,5 4,5	11,700 19,800	КЛЛ	0,1	13 9	1,3 0,9	2,340 3,960	9,360 15,840	7,488 12,672
ДРЛ 250 на ДНаТ 150	1800 4400	0,25	ДРЛ	33 58	8,25 14,5	14,850 63,800	ДНаТ	0,15	33 58	4,95 8,7	8,910 38,280	5,940 25,520	4,752 20,416
ДРЛ 400 на ДНаТ 250	1800 8760	0,4	ДРЛ	24 7	9,6 2,8	17,280 24,528	ДНаТ	0,25	24 7	6 1,75	10,800 15,330	6,480 9,198	5,184 7,358
Итого по номенклатуре мероприятий						263,570					100,118	163,452	130,762

4.2 ЭФЕКТИВНОСТЬ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Для расчета срока окупаемости замены ламп приведем статьи затрат на модернизацию:

- стоимость электроэнергии - 0,8 руб. /кВтч;

- средняя стоимость КЛЛ - 200 руб;

- средняя стоимость ЛН 20 руб.;

- стоимость реконструкции светильников РКУ (РСУ)-250 под лампы ДНаТ составляет 700 руб./светильник, в том числе:

- средняя стоимость лампы ДНаТ -150, 250 - 200 руб.:

- средняя стоимость лампы ДРЛ -250,400 - 100 руб.:

- стоимость импульсно-зажигающего устройства (ИЗУ)-150 руб.;

- стоимость дросселя -300 руб.

Ртуть содержащие лампы нужно утилизировать. Стоимость утилизации 1 лампы - 15 руб.

Результаты расчетов представлены в табл. 4.3

Таблица 4.3

Расчет срока окупаемости замены ламп

Наименование показателя	Тип
	ДРЛ	ДНаТ	ЛН	КЛЛ
Кол-во ламп, шт		122	463
Суммарная мощность, кВт	35,15	21,4	55,2	11
Годовое потребление электроэнергии, тыс. кВт*ч/год	148,7	89,7	200,7	40
Затраты в год, тыс. руб.	на электроэнергию	119	72	161	32
	на утилизацию ламп	1,83			6,9
	итого	120,83	72	161	38,9
Экономия при замене, тыс. руб.	48,83	122,1
Затраты на модернизацию (без монтажа), тыс. руб.	109,8	92,6
Срок окупаемости, лет	2	0,7

4.3 ЗАМЕНА ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ЭЛЕГАЗОВЫЕ

Замена воздушных выключателей (ВВ) на элегазовые на 220 позволит сократить расходы электроэнергии на собственные нужды, а именно позволит демонтировать компрессоры высокого давления, и обеспечит более надежную работу главной схемы ГЭС.

Недостатки ВВ:

- сложнее и дороже масляных;

- требуют сложного и дорогого компрессорного хозяйства для получения чистого осушенного сжатого воздуха с давлением 2-4 МПа;
- вынужденное применение воздушных выключателей, выпуск которых зарубежными фирмами прекращен 30 лет назад, вместо элегазовых в 6-8 раз увеличивает аварийность, связанную с их отказом, в 10-12 раз повышает трудозатраты на монтаж и ремонт оборудования;

- увеличение подачи воздуха на вентиляцию в период дождей и необходимость дополнительного электрического обогрева в распределительном шкафу и шкафах управления полюсов при понижении температуры ниже 5 градусов.

Достоинства элегазовых выключателей:

· высокая коммутационная способность;

· электрическая прочность элегаза в 2-3 раза выше прочности воздуха;

· высокая сопротивляемость воздействиям электрического тока;

· повышенная надежность;

· гашение дуги происходит в замкнутом объеме без выхлопа в атмосферу;

· относительно малые габариты и масса;

§ бесшумная работа; не требует ухода, не стареет, не оказывает пагубного влияния на конструктивные части аппарата (при нормальной эксплуатации) и плюс ко всему является сравнительно недорогим;

§ большой коммутационный ресурс контактной системы;

· взрыво-и пожаробезопасен

Недостатки элегазовых выключателей:

· высокие требования к качеству элегаза;

· работоспособность выключателя зависит от температуры окружающей среды и при понижении температуры ниже определенного значения выключатель может отказать из-за перехода элегаза в жидкую фазу;

· применение специальной аппаратуры для переодического обслуживания коммутационного аппарата;

· образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ - фторидов.

Не смотря на некоторые недостатки, элегазовых выключателель является достойной заменой воздушных коммутационных аппаратов. Ниже приведена таблица расхода электроэнергии на обслуживание воздушных выключателей.