CC BY
60Sciences of Europe # 33, (2018)
27
2. Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года. Распоряжение Правительства РФ от 17 ноября 2008 г. № 1662-р.
3. Ковалева О.А., Здрабова Е.М. Нутриентные обогатители для мясных продуктов // Сб. мат. всероссийской научно-практической конференции «Продовольственная безопасность: от зависимости к самостоятельности», 2017.
4. Дыдыкин А.С., Асланова М.А. Функциональное питание - новая концепция здорового образа жизни // Агротехника и технологии, 2016, №3.
5. ГОСТ Р 52349-2005 Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения (с Изменением № 1). - М.: Стандар-тинформ, 2005.
6. Скобелев В. Рынок функциональных продуктов питания // Молочная сфера. 2013, №2.
7. ГОСТ 1994-93. Плоды шиповника. Технические условия. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1993.
8. МР 2.3.1.1915-04 Рекомендуемые уровни потребности пищевых и биологически активных веществ.
9. Николаева С.В. Клюшина Е.А., Грузинов Е.В., Шленская Т.В. Применение метода линейного программирования для оптимизации смесей растительных масел // Масложировая промышленность, 2007, № 1.
10. Баженова Б.А., Чиркина Т.Ф., Бадмаева Т.М., Будаева А.Е. Жировая смесь с заданной биологической эффективностью для мясопродуктов // Мясные технологии, 2015, № 1 (145).
РАЦИОНАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖИЛОГО МИКРОРАЙОНА
Кучеренко Л.В.
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,
доктор техн. наук, профессор Литвиненко М. С.
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,
старший преподаватель Россия, г. Владивосток
RATIONAL ENERGY SUPPLY OF A RESIDENTIAL MICRO REGION
Kucherenko L. V.
Far Eastern State Technical Fisheries University, Dr. Sc., Professor
Litvinenko M. S.
Far Eastern State Technical Fisheries University, Senior Lecturer
Russia, Vladivostok
АННОТАЦИЯ
Авторами проведен анализ объектов электроснабжения жилого микрорайона г. Владивостока. В работе представлены два проекта схем электроснабжения. Сделан выбор варианта схемы электроснабжения по результатам оценки технико-экономических показателей. Проведена оценка экономии ежегодных издержек при реализации выбранного проекта.
ABSTRACT
The authors analyzed the power supply facilities of a residential neighborhood of Vladivostok. The paper presents two projects of power supply circuits. The choice of the power supply scheme was made based on the evaluation of technical and economic indicators. An assessment of the annual cost savings in the implementation of the selected project.
Кючевые слова: электроснабжение, жилой микрорайон, проект, схема, показатели.
Keywords: power supply, residential neighborhood, project, scheme, indicators.
Эффективность использования энергетических ресурсов в каждом субъекте Российской Федерации в связи с разнообразием её природно-климатических и энергетических условий, исторически сложившейся неоднородностью социально-экономического пространства, которая усилилась в период становления рыночных отношений, существенно различается [1]. Многие авторы в своих работах рассматривают связь экономики и энергетики [2-4].
Для энергопитания потребителей, расположенных на территории городов и поселков, создаются специальные системы электрических сетей,
которые имеют свои характерные особенности. Электрические сети городов и поселков имеют большую протяженность, сильно разветвлены и непосредственно снабжают потребителя, поэтому человек находится в тесном соприкосновении с ними.
Для питания потребителей расположенных на территории городов и поселков, создаются специальные системы электрических сетей, которые по сравнению с электрическими сетями энергетических систем имеют свои характерные особенности. Электрические сети городов и поселков имеют большую протяженность, сильно разветвлены и
28
ЗаепсеБ of Еигоре # 33, (2018)
непосредственно снабжают потребителя, поэтому человек находится в тесном соприкосновении с ними.
Цель работы: разработка технического проекта, в котором создана экономически целесообразная система, обеспечивающая необходимое качество и надежность комплексного электроснабжения всех потребителей.
В данной работе рассмотрены основные вопросы рационального энергоснабжения жилого микрорайона г. Владивостока. Микрорайон расположен в районе бухты Тихой города Владивостока Приморского края. Площадь проектируемого микрорайона составляет 2,2 гектара. Ландшафт микрорайона без сильных неровностей. Население микрорайона составляет 6500 человек. В микрорайоне располагаются пяти-, девяти- и двенадцатиэтажные жилые дома с электроплитами, которые, согласно правилам устройства электроустановок [5], относятся к потребителям II категории надежности
электроснабжения. Для этих потребителей электроснабжение выполняется от двух независимых, резервирующих друг друга источников питания. При этом перерыв в электроснабжении при потере одного из источников питания допускается на время подключения резервного питания дежурным персоналом.
Климатические условия определяются на основании карт климатического районирования. Для города Владивостока климатические условия следующие:
- по толщине стенки гололеда: III район;
- по скоростным напорам ветра: III район;
- по среднегодовой продолжительности гроз: от 10 до 20 часов.
Для электроснабжения потребителей используются отдельно стоящие трансформаторные подстанции. Экспликация запитываемых объектов и их категорийность по степени обеспечения надёжности электроснабжения приведены в таблице 1.
Таблица 1
Характеристика проектируемого микрорайона
Наименование объекта (количество) Категорийность
Жилой дом (26), школа (1), детский сад (3). II
Торговый комплекс (3), магазин (8), кафе (1), отделение сбербанка (1), столовая (1), клуб (1), почта (1), парикмахерская(1), капитальный гараж (1). III
Электрические нагрузки жилых квартир являются случайными, зависящие от уклада жизни различных семей, набора электроприёмников, материального достатка семьи и многих других факторов. Нагрузки жилых зданий существенно меняются в течение суток и в зависимости от времени года.
Принято нормировать электрические нагрузки в киловаттах на квартиру (семью), причем по мере увеличения количества квартир, присоединенных к данному элементу сети, удельные нагрузки снижаются. Утвержденные расчетные удельные нагрузки на квартиру приняты для периода зимнего максимума, т. е. для периода наибольших нагрузок в жилых зданиях, и определены на расчетный срок примерно 15 лет для внутренних сетей и 8—10 лет для внешних сетей и трансформаторных подстанций. В значениях удельных нагрузок учтена и неизбежная случайная асимметрия нагрузок отдельных фаз, что особенно важно для жилых домов с электроплитами, где ток в нулевом проводе может достигать 50 % тока в фазе [6]. Удельная нагрузка квартир включает в себя нагрузку освещения общедомовых помещений.
Расчетные нагрузки для лифтовых установок определяются на основе коэффициентов спроса, зависящих от числа присоединенных лифтов и этажности зданий, установленных на основании специальных исследований.
Электрические нагрузки от различных встроенных и пристроенных к жилым домам торговых, коммунально-бытовых и тому подобных предприятий определяются с учетом коэффициентов участия
этих потребителей в максимуме нагрузки электрической сети города.
Электрические нагрузки любого общественного здания слагаются из нагрузок электрического освещения и силового электрооборудования. Установленная мощность ламп электрического освещения определяется на основании светотехнических расчетов. Мощность силовых электроприёмников принимается на основании технологических и са-нитарно-технических разделов проекта. Однако режим работы этих видов оборудования на стадии разработки проекта электрооборудования выявить точно не представляется возможным. Между тем правильный выбор коэффициентов, характеризующих загрузку, одновременность работы, несовпадение максимумов нагрузки различных потребителей имеют важное значение для выбора схемы сети, аппаратов защиты, сечений проводов и кабелей.
Для ориентировочных расчетов усредненные удельные нагрузки и коэффициенты мощности допускается принимать по удельным показателям нагрузок, приведенных с учетом внутреннего освещения. Расчетные нагрузки зданий определялись согласно методике, изложенной в [7].Потребление электроэнергии не остается постоянным, а изменяется в зависимости от характера производства, вида и типа электроприёмников, времени года, часов суток.
Изменение нагрузок характеризуется графиками, показывающими изменение потребляемой мощности в зависимости от времени суток. По продолжительности они бывают суточными и годовыми.
8аепсе8 of Бигоре # 33, (2018)
29
Графики нагрузки микрорайона в целом дают возможность правильно и рационально выбрать силовые трансформаторы и питающие линии и, кроме того, выполнить наиболее рациональную схему электроснабжения. Зная максимум нагрузки и её колебание за сутки, можно устанавливать максимальную мощность трансформаторной подстанции и выбрать мощность и число трансформаторов.
В работе [6] и справочнике [8] приведены ориентировочные суточные графики электрических нагрузок некоторых характерных городских потребителей. Для потребителей микрорайона летний
максимум составляет для жилых домов с электроплитами 80%, а для остальных объектов - 70%.
Условно принимается продолжительность зимнего периода - 200 дней, а летнего - 165. Максимум активной мощности (6200 кВт) летом приходится на 21-22 часа, второй всплеск, но меньшей активности с 10 до 12 часов. Зимой соответственно (8000 кВт): 18 - 21 часа и 10 - 11 часов.
В таблице 2 приведена рассчитанная годовая полная нагрузка объектов.
Таблица 2.
Полная нагрузка объектов
Название объектов Полная нагрузка, к ВА
26 квартир жилого сектора 600.54
Общественные здания 2068.91
Основной задачей наружного освещения улиц и внутрирайонных проездов является обеспечение безопасности движения в темное время суток. Уличное освещение должно обеспечивать нормированную величину освещенности или величину средней яркости дорожного покрытия. Освещенность должна быть по возможности равномерной.
В сетях наружного освещения следует применять напряжение 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали сети.
В районах застройки зданиями высотой до 3 этажей линии электропередачи следует выполнять воздушными [6]. Кабельными должны выполняться распределительные сети освещения территорий детских яслей-садов, общеобразовательных школ, школ - интернатов. Кабельные распределительные сети в пределах одной линии следует выполнять одним сечением.
Сечения нулевых жил кабелей в осветительных установках с газоразрядными источниками света следует, как правило, принимать равными сечению фазных проводов. Выбранные сечения проводников осветительной сети должны обеспечи-
вать: достаточную механическую прочность, прохождение тока нагрузки без перегрева сверх допустимых температур, срабатывание защитных аппаратов при токах короткого замыкания.
Линии сети наружного освещения должны подключаться к пунктам питания с учетом равномерной нагрузки фаз трансформаторов, для чего отдельные линии следует присоединять к разным фазам или с соответствующим чередованием фаз [9].
В установках наружного освещения рекомендуется применять преимущественно высокоэкономичные газоразрядные источники света высокого давления. При воздушных сетях расстояние между светильниками ограничивается стрелой провеса проводов и обычно не превышает 40 метров.
Освещение улиц, дорог и площадей с регулярным транспортным движением в городских поселениях следует проектировать исходя из нормы средней яркости усовершенствованных покрытий.
Согласно [10] выбираются типовые решения наружного освещения для приведенных объектов микрорайона со смешанной застройкой. Результаты выбора представлены в таблице 3.
Таблица 3
Параметры выбранных осветительных установок
объект Нормированное значение средней освещенности, лк Средняя яркость покрытия, кд/м2 Ширина дорожного покрытия, м Схема расположения светильников Тип светильника Тип источника света Высота светового центра, м Шаг светильников, м Удельная мощность установки
кВт/км Е н В
Школа, детский сад 4 - 5 Одно-сторонняя РТУ04-125 ДРЛ125 4,5 24 5,7 1,14
Одно- РКУ01-
Дороги 4 0,3 11,25 сто- 250- ДРЛ250ХЛ 10 40 6,8 0,6
ронняя 011
30
Sciences of Europe # 33, (2018)
Каждый участок осветительной сети характеризуется определенным значением передаваемой по нему мощности и, соответственно, определенным значением тока нагрузки.
Для защиты электрических сетей используется автоматическая защита от коротких замыканий. Рассчитанные токи срабатывания неселективной токовой отсечки составляют 1291.074 А (I вариант) и 1282.133 A (II вариант), что значительно меньше допустимого 3850 A.
При определении нагрузок в сетях с газоразрядными источниками света высокого давления (лампы ДРЛ), следует учитывать потери мощности в пускорегулирующих аппаратах (ПРА).
Правильное размещение трансформаторных подстанций (ТП) в микрорайоне существенно влияет на экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей. Для определения оптимального местоположения трансформаторных подстанций на генеральном плане определяются координаты электрических нагрузок.
Трансформаторные подстанции (ТП) располагают как можно ближе к центру нагрузок, что позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и сократить протяженность распределительных сетей низкого напряжения, уменьшить расход цветного материала и снизить потери электрической энергии. Од-
нако архитектурно-планировочные решения застройки микрорайона не всегда допускают такое размещение ТП. В этом случае рекомендуется смещать подстанцию в сторону питающего центра.
В распределительных сетях 6 - 20 кВ выбор числа и мощности трансформаторов определяется характером нагрузки и схемой сети. В системах электроснабжения потребителей со значительной нагрузкой, а также при выполнении сети по двулу-чевой схеме при напряжении до 1 кВ применяют двутрансформаторные подстанции.
Рассматривается технико-экономическое сравнение двух вариантов схем электроснабжения микрорайона, один из которых® выполняется c помощью семи двутрансформаторных подстанций (две мощностью 2х630 и пять 2х400), а другой (II) - с использованием пяти двутрансформаторных подстанций (мощностью 2х630).
Выбор наиболее целесообразного и экономичного из возможных вариантов электроснабжения микрорайона производится на основании технико-экономических расчетов по типовым методикам эффективности капиталовложения.
Выявления наиболее экономичного варианта схемы электроснабжения производится по минимуму приведённых затрат учитывающих годовые эксплуатационные расходы.
Результаты расчёта всех показателей вариантов сведены в таблицу 4.
Таблица 4
Технико-экономические показатели схем электроснабжения
№ Экономические показатели Вариант I Вариант II
1 Суммарные капитальные затраты, т. руб. 26544.505 23198.002
2 Суммарные эксплуатационные издержки, т. руб. 772.860 669.165
3 Суммарные амортизационные отчисления, т. руб. 1649.533 1428.445
4 Суммарные ежегодные издержки, т. руб. 3383.449 3103.218
5 Приведенные затраты 7365.126 682.918
Таким образом в результате произведённых оценок наиболее экономичным и перспективным вариантом схемы электроснабжения микрорайона бухты Тихая г. Владивостока является II вариант проекта. Его приведенные затраты на 10.62% меньше, чем в варианте проекта I. Экономия суммарных ежегодных издержек при реализации II варианта проекта составит 280.231 т. руб., по сравнению с I вариантом.
Литература
1. Голованова Л.А. Основы формирования и оценки результативности региональной политики энергосбережения. - Хабаровск: Издательство Тихоокеанского государственного ун-та, 2009.-213 с.
2. Суслов Н.И. Анализ взаимодействия экономики и энергетики в период рыночных преобра-зований.-Новосибирск: ИЭ и ОПП СО РАН, 2002.270 с.
3. Минакир П.А. Экономика регионов. Дальний Восток. - М.: ЗАО Издательство «Экономика», 2006.-848 с.
4. Липатов Ю.А. Энергосбережение: реальность и перспективы. // Энергоэффективность: опыт, проблемы, решения. 2003. в. 2. - С. 42-45.
5. Правила устройства электроустановок. -СПб.: Издательство ДеАН, 2003.- 928 с.
6. Тульчин И. К., Нудлер Г. И. Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 480 с.
7. Инструкции по проектированию городских электрических сетей (утверждено Минтопэнерго РФ от 7-07-94 РД 34.20.185-94 (актуально в 2018 году). [Электронный ресурс]. Режим доступа -URL: http ://www. zakonprost.ru/content/base/part/4686 9 (Дата обращения 9.11.2018)
8. Герасимов В.Г. Электротехнический справочник. Т.3. Производство и распределение электрической энергии. - М.:МЭИ, 2005. -964 с.
9. СН-541-82. Строительные нормы. Инструкция по проектированию наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов. [Электронный ресурс]. Режим доступа -URL: http ://www. elec.ru/library/ship/sn_541-82 (Дата обращения 9.11.2018)
10. Строительные нормы и правила Российской Федерации. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СН и П 23-05-95. [Электронный ресурс]. Режим доступа -URL:http://www.docs.cntd.ru/document/456054197 (Дата обращения 9.11.2018)
