Электрическая часть проектирования

В данном подразделе речь идет о проектировании электрического (техни­ческого) ценоза, что шире понятия «Проект» — стадии в цикле инвестицион­ного процесса (см. рис. 19.1), включая все стороны проектирования электри­ческой (электротехнической) части промышленного предприятия.

С другой стороны, название уже общего понятия «Проектирование», так как не включает, например: разработку документации на изготовление асин­хронного двигателя конкретного вида (на каждом заводе-изготовителе суще­ствует единая система конструкторской документации); или документации на технологию выполнения обмоточных, а затем пропиточных работ (также своя система технологической документации и технологической подготовки произ­водства); или документации, определяющей появление материала с соответст­вующими требованиями к оборудованию, на котором будет изготавливаться материал, и к технологии, которая предпишет, как его изготавливать.

Существуют особенности проектирования (конструирования) машиностро­ительного и иного оборудования, где электрические оборудование, техноло­гии, материалы используются (встраиваются) как готовые (покупные), но где также существует своя специфическая электротехническая часть проекта. По­ясним это, обратившись к схеме техноэволюции (рис. 19.2). По схеме вся за­крепленная электрическая информация, т. е. вся разрабатываемая и действую­щая документация делится на три принципиально различающиеся области:

1) конструирование электротехнического оборудования и других электро­технических изделий, разработка электрических технологий (опирающихся на непосредственное использование электроэнергии как —технологической со­ставляющей, например сварка); получение электротехнических материалов — все это вместе является необходимой составляющей производства различной продукции, ограничиваемой требованиями к экологии;

2) проектное обеспечение построения систем электрики — создания элек­трического хозяйства во всех его частях (проектирование техноценозов);

3) информационный отбор — оценка решений по п. 1 и 2 (оценка эффек­тивности единичных изделий и функционирующих сообществ) и неформали-зуемое принятие оперативных и тактических решений на перспективу — глав­ное, что, собственно, и определяет развитие технического прогресса.

В данном подразделе речь пойдет только о п. 2. Выделим из него собствен­но проектное обеспечение построения, эксплуатации и развития системы электроснабжения от 6УР вниз до 1УР (включая то и другое). Но говоря о проектировании системы в целом и электроснабжении по иерархии: завод — производство — цех — отделение — участок — единичный электроприемник, т. е. о всех сторонах проектной деятельности, каждый специалист (лицо, при­нимающее решение) должен осознать границы проектной деятельности, по­нимать, о чем каждый раз идет речь, научиться четко различать:

1) уровень системы электроснабжения, рассматриваемый как объект, по которому и необходимо проектное решение;

Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики

2) инвестиционную стадию как место проектировщика в инвестиционном процессе и контрольное время, определяющие качество, своевременность и возможность реализации проектируемой электрической части.

На основании данных табл. 19.2, имея в виду крупный завод (производст­во, цех, отдельный электроемкий агрегат или установку), рассмотрим лишь предпроектные работы и проектирование.

Формирование инвестиционного замысла — это по существу документаль­ное оформление намерений заказчика (инвестора) создать (построить) объект для выпуска продукции намечаемым технологическим объектом (т, м\ пог. м, шт.). Инвестирование может осуществляться и в объекты, где технологами выступают электрики: ТЭЦ и генерирующие мощности традиционные и не­традиционные, включая возобновляемые; отдельные частные подстанции раз­личного напряжения и ЛЭП; электроцеха и электроремонтные цеха.

На этапе формирования инвестиционного замысла от электриков требует­ся оценка возможности обеспечения объекта электроэнергией. Опираясь лишь на общие сведения по объемам продукции (услуг), следует по предпо­лагаемой электроемкости оценить величину Р_р расчетного максимума (заяв­ленный получасовой максимум может быть меньше) и расход электроэнергии (обычно годовой А_г). На основании предварительных Р_р и А_г с ошибкой 20—50 % следует решить, возможно ли в принципе в данном месте и в плани­руемое время присоединение к сети неизбежно монопольной энергоснабжаю-щей организации или необходимо быть готовым к сооружению генерирующих мощностей, к усилению существующих электрических сетей. Если сооруже­ние и усиление не намечается, то электрики обычно не выделяют по стоимо­сти свою часть, а технолог, ведущий объект (главный инженер проекта), назы­вает в целом стоимость объекта (под заданную производительность). В любом случае проектировщику-электрику необходимо знать электросетевой район в той части, где предполагается присоединение нагрузки.

Положительное отношение заказчика к замыслу ведет к второму этапу раз­работки «Ходатайства о намерениях», в котором в электрической части требу­ется разработка проектного документа. Обычно это схема электроснабжения завода, охватывающая 6УР и 5УР (схему можно не приводить, а электроснаб­жение описать вербально, т. е. словесно — текстом), и пояснительная запис­ка, в которой указывают: Р_р и А_г (чаще — в виде баланса по производствам и

Таблица 19.2. Поуровневые виды проектного обеспечения

Этапы инвестиционного процесса

1УР (ЭП)

2УР (ПР до 1 кВ)

ЗУР (ТП цеха)

4УР(РП 6кВ)

5УР (ГПП 35-330 кВ)

6УР (граница раздела с ЭС)

Формирование инвестици- - +

онного замысла

Ходатайство о намерениях + +

Обоснование инвестиций + + +

Разработка ТЭО (проекта) + + + +

Составление рабочей + + + + + +

документации

19.4. Электрическая часть проектирования

цехам); приемники большой, единичной мощности, принятые по заводу на­пряжения; описание схемы ГПП, предложения по компенсации реактивной мощности и обеспечению качества электроэнергии. Речь идет не столько о ве­личине инвестиций, сколько о технических условиях на технологическое при­соединение к электрическим станциям, подстанциям, сетям субъекта электро­энергетики.

«Ходатайство о намерениях» предполагает не только согласование параме­тров электропотребления (напряжение, мощность, энергия, схема присоеди­нения 6УР и 5УР), но и отслеживание согласований, которые производятся по другим частям проекта. Требования по водоснабжению и сбросам, по теп­ло- и газоснабжению, пожарные, экологические, транспортные, обслуживаю­щие могут существенно увеличить электрическую нагрузку и изменить кате­гории по надежности электроснабжения. Всегда встает вопрос о потребителях стройиндустрии и ЖКХ. Ходатайство, таким образом, решает вопрос о воз­можности инвестиций, определяемых внешними условиями.

Согласованное «Ходатайство» позволяет выполнить «Обоснование инвес­тиций», которое отвечает на вопрос о целесообразности, прежде всего эконо­мической, сооружения объекта. Кроме уточнения технологических показате­лей (включая объемы, сортамент и качество продукции) в электрической части по электроснабжению необходима схема (с 4УР), основные сведения по оборудованию (все именованные), стоимости и штатах. Надо иметь в виду, что часть подстанций 4УР органически связаны с технологией, т. е. дежурный персонал производит оперативное управление и переключения в течение сме­ны. В этом случае стоимость (и штаты) учитываются технологами как неотъ­емлемая часть цеха.

В состав стоимости части электроснабжения «Обоснований инвестиций» входят подстанции 5УР и, как правило, необслуживаемые подстанции 4УР, которые встраиваются в основные и вспомогательные цеха или сооружаются отдельно стоящими. Отличительной их особенностью являются редкие опера­тивные переключения, связанные с функционированием собственно системы электроснабжения (например, срабатывание релейной защиты, профилакти­ческие отключения). Существенна стоимость магистральных сетей (поток ка­белей, проложенных от ТЭЦ и ГПП и питающий ряд подстанций 4УР) и меж­цеховых (поток кабелей, соединяющий подстанции 4УР и ЗУР различных цехов и отдельных сооружений, включая сети 0,4 кВ). Одновременно решает­ся вопрос о наружном освещении территории. Штаты электриков-электро­снабженцев рассчитывают именно для этой части.

Удовлетворенность инвестора выводами «Обоснований...» ведет к разра­ботке технико-экономического обоснования (ТЭО) или утверждаемой части проекта, к тендерным торгам и бейсик-проектам. Отличительной особеннос­тью этой части проектирования считается конкретизация схем и расчетов, вплоть до ответственного электропривода и крупных (высоковольтных) элек­тродвигателей. По цехам определяется количество и мощность трансформато­ров ЗУР, способ канализации электроэнергии до 2УР (магистральное, ради-

Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики

альное или смешанное электроснабжение по каждому цеху). Определяются необходимость и величина напряжения постоянного тока (220 и 440 В), спо­собы его получения. Для выполнения электрической части ТЭО может быть назначен главный инженер проекта.

Особенность ТЭО в электрической части — проработка электрооборудова­ния и электроснабжения по каждому цеху (производству, а также большинст­ву отделений и участков. При наличии технологического плана цеха требует­ся разработка согласования мест размещения электромашинных залов, распределительных устройств РУ 6—10 кВ, электрощитовых, мест установки подстанций ЗУР, помещений для пультов и шкафов (при необходимости опе­ративного управления), обслуживающего и ремонтного персонала, монтаж­ных и ремонтных площадок (для крупногабаритного электрооборудования). Электрики участвуют в определении стоимости и штатов по цехам.

ТЭО — основной документ, утверждаемый заказчиком и согласованный со всеми заинтересованными сторонами. На уровне предприятия в целом ТЭО содержит баланс электрической энергии по объектам (цехам), включающий расчетные активные и реактивные мощности, годовой расход электроэнергии, совмещенный максимум по заводу. По собственным генерирующим мощнос­тям разрабатывают отдельную часть. По предприятию и важнейшим произ­водствам (цехам) разрабатывают отдельную схему электроснабжения и план-схему (называемую часто генпланом), где в масштабе размещены цеха и сооружения и вне масштаба указывают места размещения ГПП, большей ча­сти подстанций 4УР и отдельные ЗУР. Выполняют чертеж, содержащий при­соединение предприятия к энергоснабжающей организации (четко оговарива­ется 6УР).

Утвержденное ТЭО (утверждаемая часть рабочего Проекта) служит основа­нием для разработки рабочей документации (рабочих чертежей), которая вы­полняется электротехническим отделом технологических институтов (рис. 19.4) или фирмами (институтами), специализирующимися на выполне­нии электрической части. Отделы могут иметь другое название (электросете­вой, электрооборудования, электроотдел). На рис. 19.5 приведена структура выполнения рабочей документации, основных заданий (работа начинается с выдачи основного технологического задания, дополняемого впоследствии за­даниями смежников, которые определяют специфику объекта), определенная последовательность работ. Представим перечень работ по разделам: 1) элект­роснабжение; 2) силовое электрооборудование и освещение.

I. Электроснабжение

1. Предварительное определение годового расхода электроэнергии и мак­симальных нагрузок по производствам.

2. Выбор напряжений питающей и распределительной сетей.

3. Определение распределения нагрузок по подстанциям.

4. Выбор местоположения источников питания системы электроснабже­ния, способов канализации электроэнергии, трасс, ограничений.

5. Расчет электрических нагрузок по ТП.

Задание от строителей на помеще­ния, наружные площадки, эстакады

Задание от технологов

Выдача габаритов электро­помещений и тепловыделения технологам, строителям и сантехникам

Определение схемы электро­снабжения установки и габаритов электро­помещений

Задание на АСУ

Задание от

сантехников

иКИПиА

Выполнение однолинейных схем РУ, КТП, щитов, принципиальных схем электро­приводов. *Чертежи НКУ. Опросные листы РУ, КТП

Выдача задания строителям на полы, проемы, кабельные трассы

Согласование чертежей ЭТО с технологами, строителями и сантехниками

Прокладка кабельных трасс. Кабельный журнал. Электроосвещение. Заземление, молниезащита

* — отечественное электрообо ** — импортное электрообору

"Выдача документации на закупку оборудования

Получение документации по закупаемому оборудованию

Рис. 19.4. Структура движения проектных работ электротехниче

Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики

©-

3 5 4 >

ЫкШ

K_

:z3EЈ=

S

990i 1280

S

дли

У

1280

1200

<ги—*

£ I

i=El

■i-

Ф

<§>

Рис. 19.5. Установка двухрядной 2КТП-1000 кВа/10/0,4 кВ в помещении: 1 —шкаф высоковольтного ввода; 2 —трансформатор ТМЗ-1000/10/0,4 кВ; 3 —шкаф низковольт­ного ввода; 4 — шкаф секционного выключателя; 5 — шкаф отходящих линий; б — шинный мост 0,4 кВ

6. Расчет электрических нагрузок по РП, формирование схем РП, решение вопроса о необходимости промежуточных трансформаций.

7. Расчет электрических нагрузок по предприятию, выбор количества и мощности трансформаторов ГПП, выбор количества ГПП.

8. Определение координат местоположения РП и ГПП на генплане.

9. Формирование схемы электрической сети.

10. Определение длин и выбор сечений кабелей.

11. Предварительный расчет токов короткого замыкания.

12. Выбор токоограничивающих реакторов на вводе ГПП (РП).

13. Расчет остаточных напряжений в точках схемы при пуске электродви­гателей.

14. Выбор пусковых реакторов по схемным условиям электрической сети отдельного электроприемника (двигателя или механизма).

15. Выбор марок кабелей, корректировка сечений кабелей по условию тер­мической устойчивости.

16. Окончательный расчет токов короткого замыкания.

19.4. Электрическая часть проектирования

17. Выбор основного оборудования системы электроснабжения.

18. Расчет самозапуска двигателей.

19. Расчет уровней напряжения в точках схемы при самозапуске.

20. Расчет уровней напряжения в точках схемы в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах работы системы электроснабжения.

21. Определение границ действия РПН трансформаторов ГПП.

22. Определение показателей качества электроэнергии.

23. Разработка мероприятий по доведению показателей качества до норми­руемых ГОСТами.

24. Предварительный расчет потерь мощности и электроэнергии в сетях предприятия.

25. Выбор средств и мест расположения компенсирующих устройств.

26. Окончательный расчет электрических нагрузок.

27. Расчет потерь мощности в элементах сети и их стоимости.

28. Определение стоимости электрооборудования и сетей, расчет инвести­ционной составляющей электротехнической части.

29. Расчет ущерба от перерыва в электроснабжении и расчет приведенных затрат с учетом ущерба.

30. Расчет надежности системы электроснабжения.

31. Вычерчивание вариантов схем электроснабжения.

32. Технико-экономическое сравнение вариантов схем и выбор схемы эле­ктроснабжения.

33. Разработка компоновок электрических помещений.

34. Вычерчивание чертежа строительного задания.

35. Формирование заданий смежным отделам.

36. Вычерчивание схемы электроснабжения принятого варианта.

37. Расчет однофазного тока короткого замыкания на землю и выбор спо­соба заземления нейтрали.

38. Выбор мощности, определение места установки и типа устройства ком­пенсации емкостного тока на землю.

39. Расчет релейных защит сети и построение кривых селективности релей­ных защит.

40. Расчет параметров и выбор блоков питания оперативных цепей управ­ления сигнализации, релейной защиты и автоматики.

41. Расчет параметров и выбор аккумуляторных батарей для питания опе­ративных цепей управления, сигнализации, релейной защиты и автоматики.

42. Выполнение расчетно-графической части проектов воздушных линий электропередачи.

43. Вычерчивание принципиальных и монтажных схем питающих линий электропередачи.

44. Расчет заземляющих устройств.

45. Расчет параметров и выбор трансформаторов для собственных нужд ГПП.

Дата добавления: 2015-07-17