Жизнь в современном мире не просто включает в себя электричество. Современная жизнь подразумевает наличие электричества для различных нужд: бытовых, технологических, производственных, для нужд связи, отдыха и так далее. Список этот можно продолжать бесконечно. Чем глубже человек погружается в определенную область науки, техники и производства, тем сильнее растет необходимость иметь специальное электрооборудование, предназначенное для выполнения именно данных конкретных функций.
То же можно сказать и об энергетике в целом. Начнем с того, что существуют два понятия, которые иногда путают: электрооборудование и электроустановка. Эти понятия закреплены в ПУЭ и ТКП 427-2012. Электрооборудование – любое устройство, созданное для получения, распределения, преобразования электрической энергии. К электрооборудованию относят электрические аппараты и машины, измерительные приборы, кабельную продукцию. Светотехнические устройства. Электроустановка – совокупность связанного электрооборудования в пределах данного объема пространства. Электроустановка состоит из электрооборудования и поэтому имеет те же функции производства, распределения и потребления энергии. Соответственно, для каждого предприятия или для каждой отрасли производства можно использовать типовые электроустановки (например, ВРУ, КТП или кран-балка), а можно проектировать их конкретно для данного предприятия.
Рассмотрим вопрос проектирования. В общих чертах он выглядит так: даются функции, которые должна выполнять электроустановка → проводят поиск и исследуют средства и методы, которыми можно обеспечить данный функционал → принимается решение о проектировании. Из определения «электроустановка» следует, что ее разработкой занимается коллектив различных специальностей: электриков, монтажников, строителей, сантехников, экологов, соответственно требуется знание технических нормативных правовых актов каждой отрасли. Требования к проектированию просты:
- соответствие заданию (отступление от него согласовываются с заказчиком),
- экономичность и энергоэффективность эксплуатации,
- гибкость - возможность модернизации, изменения электроустановки или замены ее элементов после введения в эксплуатацию,
- безопасность и экологичность.
Первый этап проектирования – составление задания. Из него становится понятно, какие функции выполняет будущая установка и при каких условиях она должна работать, это в свою очередь позволяет разбить работу на части. Например, разрабатывается КТП мачтового типа. Она должна преобразовывать напряжение, быть защищена от коротких замыканий, работать на открытом воздухе. Соответственно работы делятся на: выбор трансформатора, выбор автоматического выключателя, изоляторов, выбор их категории размещения и климатического исполнения.
Следующим этапом разрабатывают принципиальную схему – графическое изображение связей и соединений между электрическими элементами схемы. Выполнения одних и тех же функций можно достичь разными схемами, и чтобы не тратить время на детализацию каждой схемы, требуется определить критерии, по которым будут отбираться те или иные варианты. К таким критериям относятся: максимальная надежность, минимальное количество элементов, удобство эксплуатации и обслуживания, обеспечение электромагнитной совместимости. Например, из теории надежности известно, что параллельное соединение токоведущих элементов увеличивает надежность, последовательное – уменьшает. Поэтому для потребителей I и II категорий применяется питание от двух независимых источников. По этим же причинам автоматический выключатель с электронным или электромагнитным и тепловым расцепителем надежнее магнитного пускателя и предохранителя, соединенных последовательно. Следует отметить, что параллельное и последовательное соединение элементов в схеме электрической и схеме надежности не всегда совпадают.
После того, как были отобраны возможные варианты реализации проекта, выбирается лучший из них по минимуму приведенных затрат, включающих стоимость самого проекта и издержки на эксплуатацию и амортизацию. И, конечно же, отбор проводится по соответствию желанию заказчика.
В такой, казалось бы, консервативной области, как энергетика, нет универсальных решений. Каждый случай уникален и требует особенного внимания не только ввиду важности электроснабжения для человека, но и ввиду опасности тока.
знакомству