Особенности электроснабжения сельских электроустановок
Электроснабжение сельских потребителей имеет свои особенности. В отличие от промышленных потребителей с трехфазной нагрузкой, питающихся от кабельных сетей, сельские потребители питаются от воздушных разветвленных электрических сетей. Сельские потребители имеют относительно небольшие, но разные по значению мощности, нагрузки, которые удалены одна от другой на большие расстояния даже в пределаходного хозяйства.
К любой точке электрической сети может быть присоединено большое число потребителей с самыми разнообразными характеристиками. В отдельных случаях питание мелких нагрузок осуществляется от маломощных однофазных трансформаторов.
Особую группу составляют предприятия по производству сельскохозяйственной продукции на промышленной основе (комплексы по откорму свиней, крупного рогатого скота, птицефабрики и т. п.). Схемы электроснабжения этих комплексов по сложности приближаются к схемам промышленных предприятий.
Для сокращения протяженности сельских распределительных сетей их формируют в разветвленные радиальные сети. Площадь сечения проводов и токовые нагрузки в начале таких линий выше, чем в конце. Существенно различаются между собой значения напряжений в различных точках сети, что влияет на качество напряжения в сельских сетях.
Технологический процесс сельскохозяйственного производства имеет свои особенности, которые приводят к повышенным нагрузкам в утренние и вечерние часы, резким снижениям их в дневное время и почти отсутствию ночью. Например, на животноводческих фермах во время утренней и вечерней доек раздают корм и кормят животных, убирают навоз, обрабатывают животных, моют посуду и т. п. При этом на производственную (силовую) нагрузку дополнительно добавляется осветительная нагрузка производственных помещений и жилого сектора хозяйств.
Неравномерный график потребления электроэнергии в течение суток усложняет проблему получения высокого качества электроэнергии, увеличивает потери энергии в сельских электроустановках. Однофазная осветительная нагрузка всегда приводит к неравномерности токов по фазам и искажению в них напряжения. В сельском хозяйстве находят применение однофазные силовые потребители (сварочные трансформаторы,электродрели, бытовые электронасосы, электронагреватели, электроплиты и т. п.), которые влияют на асимметрию напряжения по фазам. При относительно малой мощности силовых трансформаторов, питающих сельские потребители, при значительной неравномерности нагрузки по фазам иногда происходит искажение линейных напряжений на клеммах потребителей.
В сельскохозяйственном производстве все чаще начинает применяться полупроводниковая техника, имеющая нелинейные характеристики. Ее работа в сетях вызывает высшие гармонические составляющие и искажение синусоидальной формы кривой напряжения, что приводит к дополнительным потерям мощности и электроэнергии в сельских установках.
Таким образом, схемы электроснабжения сельских потребителей, их структура и режим работы имеют особенности, которые снижают качество электроэнергии и увеличивают ее потери.
Показатели качества электрической энергии (ГОСТ 13109—67):
отклонение частоты— разность между фактическим и номинальным значениями, усредненная за 10 мин. Допускается отклонение частоты ±0,1 Гц в номинальном режиме, а временно ±0,2 Гц;
колебания частоты— разность между наибольшим и наименьшим значениями частоты при достаточно быстром ее изменении (не менее 0,2 Гц/с). Допускается колебание частоты не более 0,2 Гц сверх отклонения частоты;
отклонение напряжения— разность между фактическим и номинальным значениями напряжения за длительный промежуток времени. Отклонение нормируется на зажимах электродвигателей в пределах — 5. +10%, остальных электроприемников ±5%. Исследованиями ВИЭСХ установлено, что указанные нормы следует принимать для крупных животноводческих ферм и комплексов. В других случаях электроснабжения сельского хозяйства отклонение напряжения на зажимах электродвигателей — 7,5. +10%, на зажимах остальных электроприемников ±7,5%.
колебания напряжения— кратковременные и частые отклонения напряжения. Для осветительных ламп и радиоприборов допустимые значения колебаний нормируют в зависимости от частоты колебаний. Например, при шести колебаниях в час их значение не должно превышать 2% сверх допустимого отклонения напряжения;
несинусоидальность формы кривой напряжения— отношение действующего значения напряжения всех высших гармоник к действующему значению напряжения основной гармоники. Это отношение должно быть не более 0,05;
смещение нейтрали — отношение напряжения нулевой последовательности к фазному напряжению прямой последовательности. Должно быть не более 5%;
несимметрия напряжений — отношение напряжения обратной последовательности к прямой.
Из всех показателей первостепенное значение имеют отклонения и колебания напряжения. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, отклонение напряжения существенно влияет на технико-экономические параметры всех видов электрооборудования; во-вторых, отклонение напряжения в большей мере, чем другие показатели, не соответствует норме.
Степень влияния отклонений напряжения зависит от их значения, знака и продолжительности, а также типа электроприемника. Особенно чувствительны к изменению напряжения осветительные установки. Их основные параметры, световой поток и срок службы имеют следующую связь с напряжением, выраженным относительно номинального значения.
Повышение напряжения катастрофически опасно для ламп накаливания. Если отклонения составляют +10%, то срок службы снижается в 5 раз. При повышении напряжения на 15% лампа служит не более 90 ч, т. е. всего одну неделю. В таких случаях экономически оправдано применение местных средств регулирования напряжения, например вольтдобавочных трансформаторов.
Электронагревательные установки также чувствительны к отклонениям напряжения. Их мощность связана с напряжением квадратичной зависимостью. Отрицательные отклонения сильно снижают производительность, а положительные — снижают срок службы. Выбор оптимального режима осуществляют регулированием мощности электронагревателя.
Напряжение влияет практически на все характеристики асинхронного электродвигателя. Особенно неблагоприятные последствия обнаруживаются по отношению к моменту двигателя, потребляемому току, а следовательно, его нагреву и сроку службы.
Снижение напряжения существенно уменьшает крутящий момент. Например, при снижении напряжения на 10% момент уменьшается на 19%. Отрицательное отклонение может настолько снизить момент, что затруднит пуск электродвигателя или вызовет его «опрокидывание» при работе с нагрузкой. При эксплуатации электроприводов сельскохозяйственных машин эти факторы необходимо учитывать. Наряду с оптимизацией загрузки электродвигатель должен быть проверен на возможность пуска в конкретных условиях.
Зависимость тока электродвигателя и потерь в нем от напряжения имеет экстремальный характер. Наименьшее значение тока наблюдается, как правило, при номинальном напряжении. Для двигателя, имеющего неизменную номинальную нагрузку, с ростом напряжения активная составляющая тока холостого хода уменьшается, а намагничивающая — увеличивается. Если ток холостого хода превышает 50% номинального, то в результате общий ток увеличивается. Для двигателей с меньшим током холостого хода зависимость обратная. Считают, что отклонения напряжения до + 10% не изменяют ток двигателя.
Снижение напряжения в большей мере увеличивает активную составляющую тока, чем уменьшает намагничивающую, поэтому общий ток возрастает. При отклонении напряжения на — 10% ток увеличивается на 10%.
Если двигатель длительно работает при пониженном напряжении, то из-за большего нагрева износ изоляции ускоряется и срок службы уменьшается. При отклонении напряжения на — 5% срок службы изоляции уменьшается в 1,5 раза.
Рассматривая характерный для практики случай соединения обмоток по схеме «звезда без нулевого провода», можно установить, что вращающий момент двигателя снизится за счет противодействия момента обратной последовательности. Опасность несимметрии заключается в том, что ток одной из фаз увеличивается, вызывая ее перегрев и преждевременный выход из строя. Поэтому для соблюдения нормируемого перегрева при 5%-ной несимметрии рекомендуют снижать нагрузку электронагревателя на 5. 10% против номинальной.
Источник
Монтаж сельских электроустановок — Организация работ по монтажу
Содержание материала
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО МОНТАЖУ СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Монтаж сельских электроустановок (наружных сетей, внутренних проводок, силовых и осветительных токоприемников) ведут многие специализированные организации «Союзсельхозтехники», Министерства сельского строительства, Минэнерго и других ведомств. Строительно-монтажные тресты, механизированные колонны, электромонтажные управления организованы по территориальному принципу, имеют постоянные квалифицированные кадры специалистов. Для них созданы заводы и мастерские, поставляющие готовые конструкции, узлы электропроводок и электротехнические изделия.
Электромонтеры объединяются в бригады, обеспечиваемые необходимыми приспособлениями, инструментами и механизмами. Бригадир является непосредственным руководителем небольшого (от 6 до 15 чел.) производственного коллектива — бригады. Он назначается из числа наиболее квалифицированных рабочих (обычно не ниже 5-го разряда), обладающих организаторскими способностями. Бригада может быть разбита на звенья из двух-четырех рабочих, руководимых звеньевыми. В крупных бригадах бригадир может выполнять и функции мастера.
Правильная организация монтажа означает: комплектование бригад рабочими соответствующей квалификации, расстановка рабочих по рабочим местам, инструктаж, контроль за выполнением работ и приемка выполненных работ, заблаговременное ознакомление рабочих с предстоящей работой и требованиями к качеству и срокам ее выполнения, обеспечение материально-техническими ресурсами, обучение передовым и безопасным методам труда, ознакомление с нормами и расценками, выдача наряда, подготовка фронта работ и рабочих мест, обеспечение условий для выполнения норм всеми рабочими.
Существует ряд специальностей (профессий) рабочих, сооружающих электроустановки. Эти специальности часто объединяют общим названием профессии «электромонтер» или «электромонтажник». Сюда относятся электромонтеры-линейщики (электролинейщики), сооружающие воздушные линии, электромонтажники по кабельным сетям (кабельщики), электромонтажники по освещению и осветительным сетям, электромонтажники по силовым сетям и электрооборудованию. В тарифно-квалификационном справочнике указаны и другие профессии: электромонтажник по аккумуляторным батареям; вторичным цепям; пуско-наладочным работам; распределительным устройствам; выпрямительным устройствам; электрическим машинам; по ревизии и сушке электрооборудования.
Такая специализация при больших объемах повторяющихся однотипных работ помогает рабочим овладевать знаниями и навыками, необходимыми для высококачественного и безопасного выполнения работ. Ряд ответственных работ (например, монтаж силовых кабелей до 10 кВ) встречающихся при монтаже сельских электроустановок, запрещено выполнять лицам, не имеющим соответствующей специальности и удостоверения, подтверждающего квалификацию.
Сельские электроустановки по сравнению, например, с электроустановками металлургических заводов сравнительно небольшие, и в них не всегда можно обеспечить полную загрузку электромонтажников всех перечисленных монтажных специальностей. Чаще всего приходится вести работы комплексными бригадами, в которых электромонтеры имеют по две-три специальности и выполняют все электромонтажные работы, включая осветительные и силовые сети, внутренние и наружные проводки. Разумеется, в таких «универсальных» бригадах должны быть электромонтеры 3-го и 5-го разрядов, освоившие нужные специальности. В зимнее время или в распутицу, когда сокращаются работы по наружным сетям, эти же рабочие могут быть заняты внутренними электропроводками.
В работе строительно-монтажных организаций проводится принцип единоначалия. Единоначалие исключает обезличку и безответственность. Каждый отвечает за свою работу и подчинен одному руководителю, распоряжения которого для него обязательны.
Бригадир подчинен мастеру или прорабу и отвечает перед ним за выполнение бригадой в установленный срок порученных ей работ при высоком их качестве и за выполнение ею норм выработки. Обязанности бригадира заключаются в правильном распределении заданий между рабочими и в обеспечении выполнения этих задании.
Основная обязанность мастера или прораба — обеспечить выполнение плана монтажных работ по всем показателям, высокое качество и соответствие выполняемых работ требованиям «Строительных норм и правил» (СНиП). Они отвечают перед начальником участка (мехколонны, монтажного управления) за выполнение этих обязанностей, а также за выполнение правил техники безопасности, требований по охране труда и правил пожарной безопасности.
Каждый руководитель наделен необходимыми правами в области управления и полностью отвечает за работу коллектива (управления, мехколонны, участка или прорабства, бригады). Единоначалие сочетается с широким привлечением всех членов коллектива к непосредственному управлению работами. В своей повседневной работе каждый руководитель должен постоянно опираться на передовых рабочих, инженеров, на партийные, профсоюзные организации. В свою очередь, общественные организации заботятся об идейном воспитании руководителей и об укреплении их авторитета. Руководитель работ — не только организатор производства, квалифицированный специалист, но и товарищ по общему делу, наиболее авторитетный человек в коллективе.
Успешное ведение монтажа сельских электроустановок во многом зависит от индустриализации работ, то есть сведения к минимуму работ непосредственно на месте и наибольшего перемещения их в мастерские, где возможности механизации и лучшей организации этих работ значительно выше.
Важным элементом правильной организации работ является выбор наилучшей технологической последовательности выполнения отдельных рабочих операций.
При монтаже воздушных линий работы рекомендуется проводить в такой последовательности.
- Подготовительные работы, включая изучение проекта, комплектование материалов, приспособлений и инструментов, очистку трассы и производственный пикетаж, переустройство пересекаемых линий.
- Заготовка и сборка опор, включая их оснастку траверсами, крючьями или штырями, изоляторами, крепление приставок, заготовку подкосов или оттяжек и др.
- Перевозка подготовленных опор к пикетам.
- Установка опор, включая земляные работы, монтаж заземлителей, подъем опор, их выверку и закрепление.
- Раскатка проводов и их подъем на опоры.
- Соединение проводов и ремонт поврежденных мест.
- Натягивание, визирование и закрепление проводов на опорах.
Изменение приведенной наиболее рациональной последовательности ведет к увеличению трудовых затрат и в некоторых случаях к ухудшению качества работ. Например, если котлованы выкопаны (пробурены) раньше сборки опор, то к моменту установки опор стенки котлованов могут осыпаться. Это приведет к лишним затратам труда на очистку котлованов и ухудшит качество закрепления опор, так как в разрыхленном (осыпавшемся) грунте прочность закрепления ниже, чем в грунте ненарушенной структуры.
При установке неоснащенной опоры придется затратить гораздо больше труда на сверление отверстий, установку крючьев и изоляторов, чем это требуется при выполнении всех этих работ при сборке опоры на земле, в удобных условиях, позволяющих применить механизированный инструмент.
Приступать к монтажу воздушной или кабельной линии можно только тогда, когда имеются все без исключения материалы, приспо:обления и инструменты и обеспечены средства доставки их к месту работ. Без этого непременного условия неизбежны простои и убытки. Поэтому в подготовительный период должны быть полностью скомплектованы все ресурсы, необходимые для монтажа линии и ее ввода в эксплуатацию.
Монтаж электропроводок, электросилового и осветительного оборудования организуют в две стадии.
На первой стадии (в период строительства здания) электромонтажники выполняют подготовительные и заготовительные работы как на объекте строительства, так и в мастерских.
На объекте размечают места установки электрооборудования; следят за выполнением строителями предусмотренных строительными чертежами ниш, проходов, каналов, борозд, гнезд, проемов и закладных деталей, необходимых для установки электрооборудования и монтажа электропроводок. Если эти работы и детали строительными чертежами не предусмотрены, то электромонтажники корректируют проект или выполняют закладные детали своими силами.
По мере возведения здания электромонтажники устанавливают крепежные элементы.
В мастерских на протяжении этого периода комплектуют и проверяют электротехническое оборудование; собирают его в блоки, узлы и комплекты; заряжают осветительную арматуру проводами и ставят на концы проводов сжимы для присоединения к электропроводке; собирают светильники, облучатели и другою арматуру вместе с кронштейнами; изготовляют блоки светильников и выполняют другие укрупнительно-сборочные работы в соответствии с проектом. Работники мастерской (монтажно-заготовительного участка) могут выполнять некоторые специализированные работы непосредственно на строительной площадке, например составлять эскизы для изготовления в мастерской различных монтажных узлов, выполнять механизированные пробивочные работы, сварку, монтаж кабельных муфт.
На второй стадии электромонтажники монтируют (устанавливают, подключают к заземляющей сети и к электропроводке, проверяют и сдают в эксплуатацию) поступающее из мастерской на объект строительства электротехническое оборудование, аппаратуру, арматуру, подготовленные монтажные узлы, комплекты и детали. Электромонтажные работы второй стадии выполняются, как правило, после окончания основных строительных и отделочных работ.
Работы по монтажу электротехнической аппаратуры и осветительной арматуры обычно выполняются параллельно или вслед за монтажом электропроводок тем же монтажным персоналом. Исключение составляет монтаж крупных силовых электроустановок, для монтажа которых могут потребоваться специалисты другого профиля.
В некоторых случаях стадии монтажа не соблюдаются. Как показывает опыт, это приводит к следующим отрицательным последствиям:
при раннем выполнении монтажа установленная аппаратура загрязняется и повреждается при производстве общестроительных и отделочных работ. В связи с этим возникают дополнительные электромонтажные работы, удорожающие строительство и отдаляющие ввод в эксплуатацию;
при позднем выполнении монтажа повреждаются строительные конструкции и окрашенные поверхности. Возникает необходимость в дополнительном их ремонте. Это вызывает перерасходы материалов и задерживает сдачу объекта в эксплуатацию.
В период завершения электромонтажных работ необходимо подготовиться к тому, чтобы сразу же после окончания монтажа закончить необходимые проверки и измерения, пусконаладочные работы, составление исполнительной технической документации и провести испытание пол напряжением всего оборудования.
Перечень необходимых проверок, замеров и документации (протоколов, актов) для каждого вида работ имеется в ПУЭ и СНиП. Для электроустановок сельскохозяйственных предприятий требуется, в частности, следующее.
- Своевременно предъявлять заказчику к осмотру работы, скрываемые последующими работами («скрытые работы»), например монтаж подземных кабелей, контуров заземления, фундаментов и составить акты, подтверждающие правильность выполнения работ.
- Своевременно согласовать с заказчиком, с проектной организацией отклонения от проекта, имеющие место в процессе работ, составить перечень согласованных отклонений от проекта и внести изменения в чертежи.
- Наладить схемы управления, защиты, сигнализации и провести испытания электроприводов.
- Проверить соответствуют ли все выполненные работы проекту, ПУЭ, СНиП, техническим условиям.
- Проверить крепление электрооборудования, аппаратуры, люстр и светильников, проводов и кабелей, заделку несущих тросов.
- Проверить качество соединений, ответвлений и оконцевании с выборочным вскрытием отдельных коробок.
- Измерить сопротивление растеканию токов заземляющего устройства и проверить наличие (целость) цепей между заземлителями и заземляемыми элементами; замерить сопротивление цепи петли фаза — нуль и проверить, обеспечивается ли надлежащее действие защиты.
- Замерить (при снятых плавких вставках) сопротивление изоляции электросети на участках между смежными предохранителями и за последними предохранителями как между проводами, так и между проводами и землей. При замере в силовых цепях токоприемники и аппараты отключают, а в осветительных цепях выворачивают лампы. Проверить, правильно ли зажигаются и горят лампы.
- При несоответствии нормам устранить дефекты и вторично проверить электрооборудование.
- Составить ведомость смонтированного электрооборудования.
Источник
