Лекция 1. Введение в дисциплину. Основные электроприемники жилых и общественных зданий

Содержание лекции:

- основные понятия и определения.

Цель лекции:

- знакомство с электроснабжением городов.

Большой город — это сложнейший механизм, за­полненный многочисленными строениями и коммуни­кациями.

Технический прогресс отраслей народного хозяй­ства связан с беспрерывным развитием существую­щих и появлением новых городов и поселков город­ского типа. Одновременно происходит увеличение общего количества городского населения страны.

Города являются крупными потребителями эле­ктрической энергии, так как в них проживает не только половина населения страны, но расположено также большое количество промышленных предприя­тий.

В зависимости от размера города для питания по­требителей, расположенных на его территории, дол­жна предусматриваться соответствующая система электроснабжения. Для крупных городов, имеющих современные и рационально выполненные электри­ческие сети, характерно совместное использование сетей различного назначения и различных напряже­ний.

В качестве примера отметим некоторые показа­тели Алматы. По ориентировочным данным на долю промышленности приходится около 70% сум­марного потребления, бытовых потребителей 11%, электрифицированного транспорта 7%, водопровода и канализации 5% и потребителей с мелкомоторной нагрузкой 7%.

Считается, что потребность городов (включая про­мышленные предприятия, входящие в их системы электроснабжения) составляет около 40% от всей вырабатываемой в стране электро­энергии.

Приведенные данные показывают, что проблема рационального выполнения систем электроснабжения городов имеет большое народнохозяйственное значе­ние.

Рост городского населения происходит за счет естественного увеличения населения, преобразования сельских поселений в городские и за счет перехода населения в города из сельской местности. Переход сельского населения связан со значительным ростом промышленного производства и стал возможен бла­годаря возросшему уровню механизации и повыше­нию производительности труда в сельском хозяйстве.

Для питания потребителей, расположенных на тер­ритории городов, создаются специальные системы электрических сетей, которые по сравнению с элек­трическими сетями энергетических систем имеют свои характерные особенности. Наиболее полно эти особенности выявляются при создании электриче­ских сетей в больших городах. В настоящее время такие сети образуют специфические системы электро­снабжения городов.

Под системой электроснабжения города понима­ется совокупность электрических сетей всех напря­жений, расположенных на территории города и пред­назначенных для электроснабжения его потребителей. Система электроснабжения города включает электрические сети 35—110 кВ, связанные с сетями 220—330 кВ энергосистемы. Некоторые крупные заводы имеют самостоятельные системы электроснаб­жения, с первичным напряжением 35—110 кВ. Для электроснабжения основной массы потребителей ис­пользуется распределительная сеть напряжением 6—10 кВ и сеть общего пользования напряжением 0,38 кВ.

Особенности планировки городов.

Население городов и других населенных мест в зависимо­сти от участия в общественном производстве и характера трудо­вой деятельности, относятся к следующим группам:

- градообразующей, состоящей из трудящихся предприятий, учреждений и организаций градообразующего значения;

- обслуживающей, состоящей из трудящихся предприятий и учреждений культурно-бытового и коммунального обслуживания, административных и других учреждений, обслуживающих данное населенное место; несамостоятельной, состоящей из детей дошкольного и школь­ного возраста, пенсионеров, инвалидов и лиц, занятых в домаш­нем хозяйстве.

К предприятиям, учреждениям и организациям градообразу­ющего значения относятся все промышленные, энергетические, сельскохозяйственные предприятия и склады, за исключением предприятий и складов, обслуживающих только жителей данного населенного места; предприятия, учреждения и устройства внеш­него транспорта (железнодорожного, морского, речного, воздуш­ного, автомобильного и трубопроводного); административные, общественные и хозяйственные учреждения внегородского или внепоселкового значения; научно-исследовательские учреждения; высшие и средние специальные учебные заведения; строительно- монтажные и проектно-изыскательские организации; курортные учреждения, больницы и другие лечебные учреждения внегород­ского и внепоселкового значения.

Территория населенного места по назначению делится на следующие зоны:

- промышленную — для размещения промышленных, энергети­ческих, сельскохозяйственных производственных предприятий и связанных с ними транспортных и других объектов;

- селитебную — для размещения жилых районов, микрорайонов, общественных зданий и сооружений;

- коммунально-складскую — для размещения складов, гаражей, трамвайных и автобусных парков, автобаз и т. п., предназначае­мых для обслуживания населенных мест;

- внешнего транспорта — для размещения транспортных уст­ройств и сооружений, вокзалов, станций, портов, пристаней;

- мест отдыха населения, располагаемых в границах населен­ного места.

Первой структурной единицей селитебной зоны является ми­крорайон, на территории которого, кроме групп жилых домов, размещаются учреждения и устройства повседневного обслужи­вания населения. Численность населения микрорайонов (при обес­печенности жилой площадью 9 м2 на 1 человека) принимается, как правило, от 6 до 12 тыс. человек, а при смешанной застройке с применением жилых домов высотой более 5 этажей — до 18 тыс. человек.

Второй структурной единицей селитебной зоны является жи­лой район, состоящий из нескольких микрорайонов, объединен­ных общественным центром, в состав которого входят учрежде­ния культурно-бытового обслуживания районного значения. Чис­ленность населения жилого района — 24—36 тыс. человек. При застройке зданиями высотой более пяти этажей, а также при расчлененности городской территории жилые районы допускается принимать с большей численностью населения, но не более 60 тыс. человек.

Общая характеристика систем электроснабжения городов.

Под системой электроснабжения города понима­ется совокупность электрических сетей и трансфор­маторных подстанций, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей.

Система ограничивается с одной стороны источни­ками питания, с другой стороны - вводами электри­ческих сетей к потребителям. В качестве источников питания служат местные электростанции и понижаю­щие подстанции напряжением 35-110 кВ и выше, питание которых осуществляется в свою очередь от электрических сетей энергосистем.

Основные показатели системы определяются мест­ными условиями: размерами города, наличием источ­ников питания, характеристиками потребителей и т. п.

Система электроснабжения малого города может иметь вид, указанный на рисунке 1. Для электроснаб­жения города предусматриваются местная электро­станция 1 и районная подстанция II, питающаяся от энергосистемы. Обычно указанные источники питания служат также для электроснабжения промышленных предприятий, расположенных поблизости от города.

В зависимости от ответственности потребителя ТП могут быть ав­томатизированы, т.е. снабжены устройствами для автоматического переключения питания потребителя на резервную линию при внезапном выходе из ра­боты основной линии.

1 — питание; 2 — потребители.

Рисунок 1- Система электроснабжения малого города

Для осуществления параллельной работы электро­станции города с энергосистемой предусматривается специальная связь, в данном случае на генераторном напряжении 6—10 кВ. В зависимости от мощности источников питания она может осуществляться при более высоком напряжении. Рассматриваемая связь является элементом энергосистемы, так как с ее по­мощью поддерживаются необходимые режимы ра­боты станции с энергосистемой.

Электроприемники жилых зданий можно подразделить на две группы:

- электроприемники квартир;

- электроприемники общедомового назначения.

К первым относятся осветительные и бытовые электроприборы; ко вторым — светильники лестничных клеток, технических подпо­лий, чердаков, вестибюлей, холлов, служебных и других помеще­ний, лифтовые установки, вентиляционные системы, различные противопожарные устройства, домофоны и т.п.

Электрическое освещение квартир осуществляется с помощью светильников с лампами накаливания и люминесцентными. К бы­товым относятся следующие электроприборы: нагревательные, хо­зяйственные, культурно-бытовые, санитарно-гигиенические, быто­вые кондиционеры воздуха, водонагреватели, приборы для отопле­ния помещений.

Для освещения лестниц, вестибюлей, холлов, коридоров применя­ют лампы накаливания и люминесцентные. Последние имеют боль­ший срок службы и менее чувствительны к колебаниям напряжения.

К силовым электроприемникам относятся асинхронные элект­родвигатели с короткозамкнутым ротором и другие электроприем­ники лифтовых установок.

Для высотных зданий применяют лифты со специальным элект­роприводом, куда входит электромагнитный тормоз и аппаратура управления.

Кроме того, к силовым электроприемникам относятся электро­двигатели вентиляторов и насосов, различные электромагниты для открывания клапанов и люков систем дымоудаления зданий высо­той более девяти этажей, а также аппаратура связи и сигнализация.

Электроприемники общественных зданий. Общественными явля­ются следующие здания: различные учреждения и организации управления, финансирования, кредитования, госстраха, просве­щения, дошкольные, библиотеки, архивы, предприятия торгов­ли, общепита, бытового обслуживания населения, гостиницы, ле­чебные учреждения, музеи, зрелищные предприятия и спортив­ные сооружения.

Все электроприемники общественных зданий условно можно разделить на две группы: осветительные и силовые. В основных по­мещениях общественных зданий применяют светильники с люми­несцентными лампами в исполнении, соответствующем условиям среды и выполняемой работы. Используют также металлогалоген­ные. натриевые, ксеноновые лампы для внутреннего и наружного освещения. Во вспомогательных помещениях (склады, кладовые) применяют лампы накаливания.

К силовым электроприемникам относятся электроприемники механического и электротеплового оборудования, холодильных ма­шин, подъемно-транспортного оборудования, санитарно-технических установок, связи, сигнализации, противопожарных устройств и др.

Общественные здания имеют также приточно-вытяжные венти­ляционные установки, широко применяются системы кондициони­рования воздуха, насосы систем горячего и холодного водоснабже­ния. Большинство механизмов оборудовано асинхронными элект­родвигателями с короткозамкнутым ротором.