Организация электротехнической службы

 

Анализ  и расчет экономической эффективности  применения проводов различных марок

Основные  причины выхода из строя электрооборудования

 

Прежде всего, такие причины выхода из строя  электрооборудования следует разделить  на два типа. Это внешние и внутренние.

Для наглядности  и лучшего понимания, давайте  представим любую электротехническую систему изнутри, и посмотрим  что она из себя в общем представляет. Не важно, будь то электрооборудование или механическое устройство либо же биологическая система, всё работает по похожему принципу, а именно, всё устройство, это целостная система. Она состоит их определённых функциональных подсистем. Каждая выполняет свою роль и определённую задачу. И общая работа всего электроустройства в целом, зависит от работы каждой из этих отдельных частей, элементов, механизмов.

Если все  составные части функционируют  нормально, то и оборудование в целом  тоже. Да, и ещё весьма важно заметить, что работа каждого элемента и системы в целом, происходит в определённом номинальном режиме, выход из которого и повлечёт за собой частный и общий сбой, а в результате, естественно неисправность и поломку. Это Вы должны и сами знать.

В электрических  системах, основой всей работы является наличие напряжения и тока, которые  и дают нам механическое движение, свет, температуру, звук, излучение  и т.д. То есть, при самом прохождении  электричества в определённых цепях  и схемах, происходит так сказать некоторое преобразования электричества, в другие физические свойства и проявления. А поскольку, как правило, большинство электрических систем имеют довольно сложный, точный принцип работы и настроены на определённый режим, то нарушение его повлечёт и нарушение всей работы.

Теперь о  самих причинах:

Перенапряжение  на входе питания, это внешний  фактор, который возникает как  правило из-за удара молнии в линию  электропередач, переходных переключениях  на подстанциях, перекоса фаз либо обрыва нулевого провода на вводе и т.д.

Пониженное  напряжение на входе питания, так  же внешний фактор. Он может возникнуть от того же перекоса фаз, большой нагрузки на линии, неполадки на подстанциях, линиях электропередач и подводящих кабелях. При пониженном напряжении, чувствительное электрооборудование становится неустойчивым в своей номинальной работе, а в результате возникает большая вероятность выхода из строя.

Неблагоприятные внешние условия, в которых работает электрооборудование. К ним можно  отнести погодные и климатические условия. Либо такие случаи, при которых человек случайно подвергает устройство на недопустимые условия. К примеру, работает телевизор, а на чём стоит ваза с цветами и водой. Случайно опрокинул ее, и вода попала внутрь телевизора, вот и всё.

К природным  и климатическим, можно отнести  повышенную влажность, запылённость, высокую  и низкую температуру и т.д. Теперь переходим к внутренним причинам поломок оборудования.

Некачественные  части, из которых и собрано определённое устройство. Думаю, Вам не раз приходилось покупать дешевую китайскую технику, что очень быстро приказывала долго жить. Основная причина подобных случаев именно некачественная сборка, наличие некачественных деталей, при производстве не просчитан и не учтён надёжный режим работы (в СССР было совсем иначе, техника делалась с большим запасом прочности).

Так же очень  многое зависит от расчёта при  проектировании и создании на самом  предприятии, того или иного оборудования. Поскольку при определённой ошибки либо погрешности, а может в целях экономии материала, появляются некоторые слабые места в электроустройстве, что при нормальных режимах не проявляются, а как только возникнет небольшая перегрузка или аварийный режим работы, тут-то и здравствуй поломка.

Кстати, как  это ни странно, большинство поломок возникает в момент включения и выключения, из-за переходных процессов и самоиндукции в катушках, которое генерирует всплеск ЭДС. А этого импульса вполне хватает для повреждения чувствительных деталей. Нельзя забыть и про статику, что опасна для схем на полевиках. Это оборудование умирает даже от прикосновения.

Внутренний  программный сбой, это ещё один вид неисправности, который, пожалуй, больше относится к электрооборудованию  с управлением на современной  электронике. Ну с этим проще.

И, пожалуй, последними причинами, которые возникают довольно часто, являются обычный обрыв и  короткое замыкание. Обрыв соответственно прекращает подачу электропитания по нужным путям электрической цепи, а короткое замыкание палит большим  электрическим током.

Это и были основные причины выхода из строя электрооборудования, что в большинстве случаев  служат первопричиной любой поломки  и требуют в дальнейшем электроремонта.

Зная эти  простые причины, возможно за ранние предостеречься от поломок, путём покупки качественного оборудования, установкой защитных устройств на входе питания, соблюдения простых правил эксплуатации и тем самым больше обезопасить себя от лишних затрат времени и сил на ремонт.

Улучшение технико-экономических  показателей в работе электрических сетей неразрывно связано с правильным выбором марки и сечения проводов, так как основные потери электрической энергии связаны с транспортировкой её потребителям

Чтобы показать как зависят потери энергии от сечения проводов, рассчитаем на примере фидер 10-07 Галичских РЭС с различными марками и сечениями проводов.

Расчет ведем  по методу экономической плотности  тока:

Sп=Ip/Jэк;

где Sп – площадь сечения провода;

      Iр – расчетный ток;

      Jэк- экономически рекомендуемая плотность тока;

Для алюминиевых проводов Jэк=1,1 А/мм²

;

где S – полная мощность участка, которая составляет 75 кВт;

      Uл – напряжение линии;

А;

Sп_1-0=4,3/1,1=3,9 мм²;

Проведя расчеты, принимаем провод марки А сечением 25 мм²

Однако, на данном фидере применен провод марки А сечением 50 мм, что является экономически невыгодно, так как стоимость провода А-50 значительно выше, чем стоимость провода А-25.

Данный расчет позволяет также выбрать провод  марки АС-25, главное его отличие от провода марки А заключается в стальном сердечнике поверх которого намотаны алюминиевые жилы, что делает его дороже чем алюминиевый провод, но механически прочнее. В нашем климатическом регионе возможно применение провода марки А по механической прочности.

Сейчас наблюдается  активное строительство новых и  замена старых линий электропередач в распределительных сетях 0,4-1 кВ и 6-20 кВ. Все чаще на этих линиях применяются  самонесущие изолированные провода (СИП). Кабельная продукция, применявшаяся при монтаже новых сетей , до последнего времени была сравнительно дешевой, но ненадежной в эксплуатации. Стоимость ремонта порой на порядок превышала первоначальные затраты. Многолетний опыт эксплуатации воздушных линий электропередачи  традиционного исполнения, то есть выполненных голыми проводами, показал ряд их существенных недостатков:

• повышенную опасность для населения из-за большого числа случаев обрывов проводов;
• возможность прикосновения людей к неизолированным проводам и случайных прикосновений негабаритных предметов;
• частые отключения ВЛ из-за механических набросов на провода, схлеста проводов при ветре и перекрытии ветвями деревьев;
• подверженность гололедно-ветровым воздействиям, приводящим зачастую к авариям и длительным отключениям потребителей;
• необходимость регулярного проведения обрезки ветвей деревьев и нанесение вреда деревьям ценных пород.

Средняя повреждаемость линий традиционной конструкции  на железобетонных опорах колеблется от 19 до 38 повреждений на 100 км линий в год. В Краснодаре на протяжении последних 4 лет эта аварийность практически стабильна, а причины повреждений следующие:

• отсутствие контакта на вводе и на линии – 29%;
• перегорание предохранителей – 32%;
• обрыв вводов – 32%.

Надежность  самонесущих изолированных проводов складывается из следующих критериев:

• провода защищены от схлестывания;
• на проводах практически не образуется гололед;
• существенно ограничен несанкционированный отбор электроэнергии;
• исключено воровство проводов, так как они не подлежат вторичной переработке;
• возможно подключение абонентов и новые ответвления под напряжением!;
• нет необходимости в вырубке просеки перед прокладкой и в процессе эксплуатации;
• простота монтажных работ и соответственно уменьшение сроков их проведения;
• высокая механическая прочность проводов и соответственно невозможность их обрыва;
• пожаробезопасность, основанная на исключении короткого замыкания при схлестывании;
• снижение энергопотерь в ЛЭП за счет уменьшения реактивного сопротивления изолированного провода по сравнению с «голым»;
• возможность прокладки СИП по фасадам зданий, а также совместной подвески с проводами низкого, высокого напряжения, линиями связи, что дает существенную экономию на опорах.

 

Поэтому, необходимо также рассчитать сечение СИП.

Расчет ведем  по методу экономической плотности  тока:

Sп=Ip/Jэк;

где Sп – площадь сечения провода;

      Iр – расчетный ток;

      Jэк- экономически рекомендуемая плотность тока;

Для кабелей из сшитого полиэтилена Jэк=1,4 А/мм²

;

где S – полная мощность участка, которая составляет 75 кВт;

      Uл – напряжение линии;

А;

Sп_1-0=4,3/1,4=3,07 мм²;

Проведя расчеты, выбираем СИП-3 с сечением фазной токопроводящей жилы 35 мм.

Расчёт  экономической эффективности от применения СИП на ф10-07 ПС Галич

Показатели	Провод А-50	СИП-3	Разница
Длина, м.	4800	4800	0
Цена, руб.	2,81	23,38	20,57
Стоимость, руб.	13440	112224	98784
Количество  отключений в год, шт.	8	0	8
Экономический ущерб от отключений, руб.	8662,4	0	8662,7
Недоотпуск  электроэнергии, руб.	3944	0	3944
Итого ущерб  от отключений, руб.	12606,4	0	12606,4
Затраты на разрубку просек по программе капитального ремонта 2013г., руб.	17600	0	17600

 

 

 

Срок окупаемости  от замены провода на СИП:

98784( разница в стоимости)-17600 (затраты на капитальный ремонт проводятся не ежегодно)/12606,4 (потери от существующей марки провода)=6,4 года.

Вывод

  Использование существующего провода диаметром 50 мм экономически не обосновано, так как на данном фидере возможно применение провода меньшего диаметра, стоимость которого значительно меньше, чем используемого в данное время.

Однако, я считаю что использование провода марки  СИП-3 будет  экономически более оправдано, хотя его стоимость превышает стоимость рассчитанного провода меньшего сечения, затраты на капитальный ремонт и техническое обслуживание обойдутся дешевле, чем проводов  марок А-25 и   А-50, и он окупится в течении 6 лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы.

1.Годовой отчет  «ОАО МРСК Центра»

2. http://www.leonnstroy.ru

3. http://kolchkck.ru

4. . Будзко И.А., Зуль Н.М./Электроснабжение сельского хозяйства. -         М: Агропромиздат, 1990.- 496с.

5. ПУЭ -М.:Энергоатомиздат,1986. -648c.