Заземляющее устройство проверяется в соответствии с ПУЭ /34/ и ПТЭ и ПТБ /33/.
Проверка включает:
-осмотр видимых частей заземляющего устройства (ЗУ), не должно быть видимых обрывов, надежность сварки проверяют ударом молотка;
- проверка сопротивления цепи фаза-нуль в нагрузочной сети. Расчетный ток однофазного короткого замыкания должен быть не менее 28 А, что соответствует Iк.з.(1)і1,4 Iэ.р.;
- проверка сопротивления ЗУ, сопротивление должно быть не более 4 Ом, сопротивление заземляющих проводников должно быть не более 0,5 Ом.
Электрические машины, шкаф управления и солнечные коллекторы должны соответствовать классу 01 или 1 по ГОСТ 12.2.007-75 /18/.
6.3. Эксплуатация энергоустановок
Эксплуатация энергоустановок производится в соответствии с ПТЭ и ПТБ /34/. При этом проводятся следующие периодические мероприятия:
- измерение сопротивления изоляции (1 раз в 4 месяца);
- измерение сопротивления ЗУ (1 раз в 3 месяца);
- измерение плотности и температуры электролита (1 раз в 6 месяцев);
- измерение напряжения аккумуляторов на холостом ходу и при стартерной нагрузке (1 раз в 6 месяцев);
- измерение напряжения солнечного коллектора (1 раз в 6 месяцев при ясной погоде).
Все измерения производятся при отключенных ГПТ и МПТ и остановленом и застопоренном Вколесе. Кроме того проверяется напряжение на клеммах МПТ, работающей в генераторном режиме, и напряжение на клеммах ГПТ при отключенной нагрузке. Измерения проводятся 1 раз в 6 месяцев.
Измерения проводятся обслуживающей организацией или пользователем. В последнем случае он должен получить третью группу допуска по электробезопасности, для чего он должен предоставить медицинскую справку об отсутствии противопоказаний, указанных в документе "Перечень медицинских противопоказаний к допускам на работу трудящихся в целях предупреждения заболеваний, несчастных случаев и обеспечение безопасности труда по определенным видам работ" /34/. Пользователь должен быть не моложе 18 лет и периодически проходить проверку знаний по ПТЭ И ПТБ в соответствующей комиссии. При выдаче удостоверения о праве допуска, он должен быть ознакомлен с правилами периодической проверки и предупрежден о сроках ее проведения.
При отклонениях измеренных величин от значений, указанных в п.6.2., пользователь должен прекратить эксплуатацию энергоустановки и сообщить обслуживающей организации.
В процессе эксплуатации должен проводиться 1 раз в четыре месяца текущий ремонт энергоустановок, который выполняется обслуживающей организацией. В качестве обслуживающей организации может выступать электротехническая служба хозяйства.
6.4. Защитные средства и средства оказания первой помощи.
Для защиты электрооборудования от аварийных режимов работы применяются автоматический выключатель А3114 (защита генератора переменного тока от К.З.), автоматический выключатель А3113 (защита машины постоянного тока от перегрузки и К.З.,защита аккумуляторов от К.З.), предохранитель Iв =1,5 А (защита вторичных цепей управления от К.З.).
Для защиты человека от поражения электрическим током применяется заземляющее устройство в совокупности с вышеназванными автоматическими выключателями.
Для защиты энергоустановки от поражения молнией применяется молниезащита, для чего металлическая мачта ветроустановки и металлический каркас солнечной установки соединяется с контуром заземления.
Для выполнения контрольных измерений и обслуживания энергоустановок используются следующие средства и приспособления: ареометр с резиновой грушей, нагрузочная вилка с изолирующей рукояткой, респиратор, термометр со шкалой (0-50оС), монтажный пояс, электроинструмент (отвертка, пассатижи) с изолирующими рукоятками, мегаомметр, пищевая сода и ее 10% раствор, песок, огнетушитель, аптечка с установленным Минздравом набором медикаментов.
Лестница на мачте В- установки должна начинаться на высоте не менее 1,5 м, приставная стремянка должна запираться в отдельном помещении, что предотвратит влезание детей на мачту.
Аккумуляторы должны находиться в отдельном помещении, окрашенном изнутри кислотостойкой краской и имеющем вытяжную шахту.
Указанные мероприятия обеспечат безопасную эксплуатацию энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии.
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
Экономический расчет ведется для двадцатилетнего периода - проектируемого срока службы энергоустановок. Капитальные вложения по проектируемому варианту определяются по формуле / 26 /:
Кн = Св + Сс + Са + Соб + См,( 7.1.)
где:Св, Сс6 Са- стоимость ветроустановки, солнечной установки и аккумуляторных батарей соответственно, руб.;
Соб- стоимость электрооборудования, руб.;
См- стоимость монтажа, руб.
Стоимость ветроустановки с монтажом определяется по формуле /18/:
Св = КдЧ1000ЧNв= 30Ч1000Ч3 = 90000 ( руб.)
Здесь: Кд - курс доллара США, руб.;
Nв- мощность ветроустановки, кВт.
Стоимость солнечной установки с монтажом определяется по формуле /18/:
Сс = КдЧ4ЧNс= 30Ч4Ч720 =88400 ( руб.)
Здесь: Nс - мощность солнечной установки, Вт.
Стоимость аккумуляторов равна /35/:
Са = цЧn= 480Ч15 = 7200 ( руб.)
Здесь: ц - цена аккумулятора 6СТ - 210, руб.;
n- количество аккумуляторов.
Стоимость электрооборудования и его монтажа приведена в таблице 7.1. по данным /35/.
Капитальные вложения по проектируемому варианту равны: Кн = 90000 + 88400 +7200 + 1877 + 94 = 185894 ( руб.)
Капитальные вложения по базовому варианту ( электроснабжение от электросети) определяются по формуле:
КБ = Стп + Слэп + Сву, (7.2.)
где: Стп, Слэп - стоимость трансформаторной подстанции и ЛЭП соответственно, приходящаяся на одну усадьбу, руб.;
Сву- стоимость вводного устройства, включая счетчик электроэнергии, руб.
Таблица 7.1.
Стоимость электрооборудования и его монтажа
|
Наименование
|
Цена,
руб. |
Кол-во |
Стоимость,
руб. |
Стоимость монтажа, .руб.
|
|
1.Автоматический выключатель А3113 |
350,0
|
1 |
350,0 |
17,5 |
|
2.Автоматический выключатель А3114 |
350,0
|
1 |
350,0 |
17,5 |
|
ИТОГО:
|
|
|
700,0
|
36,0 |
Стоимость трансформаторной подстанции с монтажом определяется по формуле:
(руб.)
Здесь: ЦТ, ЦР.У. - цена силового трансформатора и распределительного устройства, руб.;
КМ- коэффициент монтажа;
Стоимость ЛЭП, приходящуюся на одну усадьбу, можно определить по формуле:
СЛЭП= КМ(ЦОПЧNО+ ЦПРЧLО)(7.3.)
где:Цоп, Цпр- цена одной опоры в сборе и одного км. провода, руб.;
No, Lo- соответственно количество опор и длина проводов, приходящихся на одну усадьбу.
Принимаем, что на одну усадьбу приходится:
- опор ВЛ-10 кВ - 10 шт;
- опор ВЛ-0,4 кВ - 1 шт;
Тогда на одну усадьбу приходится провода:
LО10 = 10ЧLПР10Ч3 = 10Ч60Ч3 =1800 (м);
LО0,4 = 1ЧLПР0,4Ч4 = 1Ч40Ч4 =160 (м).
Здесь: Lo 10, Lo 0,4 - длина провода для ВЛ-10 и ВЛ-0,4 соответственно, м;
Lпр - длина пролета, м.
Принимаем провода:
- для ВЛ-10 АС-50
- для ВЛ-0,4 АС-35
Цена одной опоры в сборе ровна:
ЦОП10 = Цст 10 + 3Циз + Цтр = 616,045+3*3,0+95,651 = 720,696 (руб.)
Цоп 0,4 = Цст 0,4 + 4Циз + Цтр = 515,333+4*3,0+115,889 = 623,222 (руб.)
Здесь: Цст, Циз, Цтр - соответственно цена стойки, изолятора и траверсы, руб.
Цена провода:
Ц ас50 = 2136,4 руб./км.
Ц ас35 = 3123,6 руб./км.
Стоимость линии электропередач на одну усадьбу в этом случае будет ровна:
Слэп = 2,0Ч(1720*10 + 2136*1,8 + 643*1 + 3123* 0,16) =44375 (руб.)
Стоимость вводного устройства определяется по формуле:
Сву = (Цоп+ Ца16Ч0,02 + Цсч)ЧКм = (1643+ 4127Ч0,02 +200)Ч2,0 =
=1925 (руб.)
Капитальные вложения по базовому варианту равны:
Кб = 43780 +44375 + 1925 = 90000 (руб.)
Эксплуатационные затраты по проектируемому варианту равны затратам на проведение ТР сторонней организацией, и могут быть определены по формуле /40/:
Ин = ЦтрЧNтр; (7.4.)
где: Цтр - цена одного условного ТР, руб.;
Nтр - количество ТР за расчетный срок службы. Количество ремонтных воздействий определяется по методике /40/, исходя из одного ремонта в год:
Nтр = 36 у.е.р.
Эксплуатационные издержки по проектируемому варианту ровны:
Ин = 56,0Ч36 = 2016 (руб.).
Эксплуатационные издержки по базовому варианту определяются затратами на электроэнергию и затратами на текущий ремонт вводных устройств /40/:
Иб= Цтр*Nтр + Цто*Nто + Э (7.5.)
где: Э - затраты на электроэнергию, руб.
За расчетный период (20 лет) потребление электроэнергии составит (см. п. 2.1.):
Wэ = 163812 кВтЧч
При цене за электроэнергию 0,45 руб. за 1 кВтЧчас (для сельской местности) затраты на ее приобретение будут ровны:
Э = ЦэЧWэ = 0,45Ч163812 = 73715 (руб.)
Количество условных ремонтов вводного устройства за расчетный период будет равно /40/:
Nтр = 1,5ЧNто = 109 у. е. р.
Затраты на ТО и ТР будут равны /27,41/:
Зто = ЦтоЧNто = 4,48Ч109 = 488 (руб.)
Зтр = ЦтрЧNтр = 56,0Ч1,5 = 84 (руб.)
Эксплуатационные издержки будут равны:
Иб= 84 + 488 + 73715 = 74287 (руб.)
Приведенные затраты за год составляют:
ZОБЩ= 0,15КН+ ИН= 0,15*43270 + 101 = 6592 (руб.)
ZОБЩ= 0,15Кб+ Иб= 0,15*90000 + 3700 = 17200 (руб.)
Себестоимость электроэнергии составляет:
- по новому варианту:
(руб.)
- по базовому варианту:
(руб.)
Результаты расчетов сведены в таблицу 7.2
Таблица 7.2.
Результаты экономических расчетов
|
Показатели
|
Базовый вариант
|
Проектируемый
Вариант |
|
1.Капитальные вложения, руб.
2.Эксплуатационные издержки, руб.
в т.ч. оплата электроэнергии
3.Стоимость электроэнергии руб./кВтЧчас.
4. Экономический эффект, руб.
5. Коэффициент эффективности капитальных вложений |
90 000
3700
2186
2,00
-
-
|
43 270
101
-
0,80
3600
0,1 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дальнейшее развитие традиционной электроэнергетики столкнулось с рядом проблем, основными из которых являются:
- экологическая угроза человечеству;
- быстрое истощение запасов ископаемого топлива;
- значительный рост цен на электроэнергию (для России).
В этой связи, перспективным направлением в электроэнергетике может быть применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ), что подтверждается мировой практикой.
В настоящей работе предложено техническое решение использования ВИЭ для электроснабжения сельской усадьбы. В процессе разработки получены следующие научно-практические результаты:
- обоснована и улучшена конструкция ветроэнергетической и солнечной установок;
- разработана электрическая схема управления электроснабжением на основе ВИЭ;
- решены некоторые экономические задачи и задачи безопасности жизнедеятельности.
По результатам работы можно сделать следующие выводы.
1. В Ростовской области наиболее перспективны из известных ВИЭ ветер и солнце.
2.Для надежного автономного электроснабжения сельской усадьбы с эквивалентной нагрузкой P= 2,1 кВт наиболее целесообразно с экономической точки зрения комплексное использование ветроустановки, солнечной установки и аккумуляторного резерва в сочетании 3,0 кВт, 0,72кВт и 3150 АЧчасов соответственно
3.Подтверждена эффективность использования для ветрогенераторов трехлопастного ветроколеса.
4. Максимальная эффективность фиксированного солнечного коллектора в районе г. Зернограда достигается при азимутальном угле и угле наклона к горизонту 42 градуса.
5. Для системы автономного электроснабжения сельской усадьбы на основе ВИЭ предлагается использовать синхронный генератор СГВ-6/500У1 и машину постоянного тока 2ПБВ112SУ1
7. Стоимость электроэнергии вырабатываемой ВИЭ, составляет для потребителя 0,80 руб/кВтЧч.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аккумуляторные батареи. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт. / НИИАТ, - М., Транспорт, 1970
2. Андрианов В. Н. Электрические машины и аппараты. - М., Колос, 1971.
3. Атлас Ростовской области. /РГУ, Гл. упр. геодезии и картографии. - М.,1973.
4. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник/ А7Э7 Кравчик и др. - М., Энергоиздат, 1988.
5. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М., Высшая школа, 1977.
6. ГОСТ 12.1.013 - 78. ССБТ. Строительство. Электробезопасность. Общие требования.
7. ГОСТ 12.1.018 - 86. ССБТ Статическое электричество. Искробезопасность. Общие требования.
8. ГОСТ 12.1.019 - 79. ССБТ Электробезопасность. Общие требования.
9. ГОСТ 12.1.010 - 76. ССБТ Взрывобезопасность. Общие требования. (СТ СЭВ 3617 - 81)
10. ГОСТ 12.1.007 - 76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация. Общие требования безопасности.
11. ГОСТ 12.1.030 - 81. ССБТ Электрообезопасность. Защитное заземление, зануление.
12. ГОСТ 12.2. 007.1 - 75. ССБТ. Машины электрические вращающиеся. Требования безопасности.
13. ГОСТ 12.2. 007.7 - 75. ССБТ. Устройства управления комплектные на напряжение до 1000 В. Требования безопасности.
14. ГОСТ 12.2. 006 - 83. ССБТ. Аппаратура радиоэлектронная бытовая. Общие требования безопасности.
15. ГОСТ 12.2.007.11 - 83. ССБТ. Преобразователи энергии - статические силовые. Требования безопасности.
16. ГОСТ 12.2. 007.12 - 75. ССБТ. Источники тока химические. Требования безопасности.
17. ГОСТ 12.2. 007 - 75.ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.
18. Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии (Пер. с англ.). - М., Энергоатомиздат, 1990.
19. Драгилев В. А., Рязанцев Н. И. Строительство распределительных электросетей. Справочник электролинейщика. - Тула, Приокское книжное издательство, 1970.
20. Пилюгина В.В., Гурьянов В.А. Применение солнечной и ветровой энергии в сельском хозяйстве.Обзорная инф.-М.: ВАСХНИЛ, 1981.
21. Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование. - М., Колос, 1980.
22. Кажинский Б., Перли С. Ветроэлектростанции. - М., ДОСААФ, 1966.
23. Кораблев А. Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. - М., Агропромиздат, 1988.
24. Костенко М. П. Питровский Л. М. Электрические машины. Ч.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. - Л., Энергия, 1973.
25. Костенко М. П. Пиотровский Л. М. Электрические машины. Ч.2. Машины переменного тока. - Л., Энергия, 1973.
26. Козюменко В. Ф., Дорощук О. Н. Методические указания по экономическому обоснованию спец. конструкций, разрабатываемых в дипломных проектах, выполняемых на факультете электрификации. - Зерноград, АЧИМСХ, 1993.
27. Использование солнечной энергии для теплоснабжения зданий. / Э. В. Сарнацкий и др. - Киев, Будевильник, 1985.
28. Машины электрические. Справочник. Т.2, Ч.1. - М., ВНИИ -стандартэлектро, 1991.
29. Машины электрические. Справочник. Т.2, Ч.2. - М., ВНИИ - стандартэлектро, 1991.
30. Низковольтные электрические аппараты. Справочник. Ч.1. Пускатели, контакторы. - М., ВНИИстандартэлектро, 1991.
31. Низковольтные электрические аппараты. Справочник. Ч.2. Электрические реле. - М., ВНИИстандартэлектро, 1991.
32. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисление. Т.1. - М., Наука, 1985.
33. Правила устройства электроустановок (ПУЭ )./ Минэнерго СССР. - М., Энергоатомиздат, 1985.
34. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ и ПТБ ). - М., Энергоатомиздат, 1986.
35. ПРОНТО. Еженедельный информационный бюллетень товаров и услуг. - Ростов Н/Д, QWERTY, 1997.
36. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. - М., Сельэнергопроект, 1981.
37. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечное сияние. - Л., Метеорология, 1976.
38. Справочник по климату СССР. Вып. 96. ( Северный Кавказ, Нижнее Поволжье). Ветер. - Л., Метеорология, 1976.
39. Стребков Д. С. и др. Фотоэлектрическая энергетика сельского хозяйства. Техника в с. х., N1, 1988.
40. Таранов М. А. Методические указания к выполнению курсовой работы " Обоснование рациональной электротехнической службы в хозяйстве". - Зерноград, АЧИМСХ, 1990.
41. Таранов М.А., Воронин С.М., Воронин А.С. Правила приведения случайных величин. В сб: Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. – Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. С. 287-289.
42. Тлеулов А. Х. Методы оценки характеристик ветроэнергетических и гелиоустановок сельскохозяйственных объектов. Автор д. т. н., Челябинск, 1996.
43. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки. - М., Сельхозгиз, 1957.
44. Фомичев В. Т., Шиян И. Р. Определение угла наклона гелионагревателей. Техника в с. х., N1, 1988.
45..Д. Дэвинс. Энергия.-М.: Энергоатомиздат. 1985.
46. Шичков Л. П., Коломиец А. П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники. - М., Колос, 1995.
47. Юндин М. А., Королев А. М. Методические указания для выполнения курсовых и дипломных проектов по электроснабжению сельского хозяйства. - Зерноград, 1991.
1
1
h
Рис. 1.1.2. Параметры ориентации
h – высота Солнца, град, - угол наклона, град, - азимут
Полдень
Мощность солнечного излучения
Рис. 1.1.3. Пример распределения солнечного
излучения в течение суток
