Электроснабжение аэропорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электроснабжение аэропорта



1. Общая характеристика электроснабжение аэропортов

При проектировании независимых взаимно резервирующих источников питания, относящихся к энергосистеме аэропорта, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях.

Местная электростанция должна оборудоваться двумя автоматически взаимозаменяемыми агрегатами, каждый из которых должен быть рассчитан на полную нагрузку аэропорта.

Каждый элемент системы централизованного электроснабжения (ЦЭС) с учетом допустимой перегрузки должен обеспечивать электроэнергией расчетную нагрузку потребителей аэропорта.

Подача электроэнергии от независимых источников централизованного электроснабжения должна осуществляться через вводную ТП - центральный распределительный пункт (ЦРП) по воздушным линиям электропередачи (ЛЭП) или кабелем. Варианты исполнения ЛЭП определяются местными условиями.

Распределение электроэнергия между объектами аэродрома должно осуществляться на напряжении, как правило, 10-20 кВ.

Трансформаторные подстанции объектов, относящихся по степени надежности электроснабжения к особой группе I категории, должны быть двухтрансформаторными, подключаться по двум кабельным линиям к двум независимым источникам ЦЭС и иметь секционированные шины на напряжение 10 и 0,4 кВ с устройством автоматического ввода резерва (АВР) по низкому напряжению (0,4 кВ).

При проектировании электроснабжения этих объектов необходимо предусматривать группы сборных шин:

- секционированные сборные шины для питания потребителей I категории (после АВР, резервирующих источники питания);

- секционированные сборные шины гарантированного электроснабжения для потребителей особой группы I категории (после АВР, резервирующих источники централизованного электроснабжения дизель-генератором).

Шкафы сборных шин с распредустройствами, АВР и распределительные щиты должны окрашиваться в различные цвета:

- серый - для потребителей ниже I категории;

- синий - для потребителей I категории;

- оранжевый - для потребителей особой группы I категории;

- белый - для потребителей, требующих повышенного качества электроэнергии.

Подключение к низковольтным распределительным устройствам, питающим электроприемники особой группы I категории и I категории объектов УВД, навигации, посадки и связи, электропотребителей сторонних организаций запрещается.

Допускается подключение электропотребителей метеообеспечения, метеооборудования, а также потребителей, предназначенных для обеспечения нормальных условий работы и обслуживания этих объектов (освещение, вентиляция), при выделении указанных потребителей на отдельную секцию распределительного устройства (с соответствующей токовой защитой).

В распределительных пунктах (вводных ТП) должны быть предусмотрены приборы, регистрирующие качественные показатели параметров электроэнергии, поступающей в аэропорт, на входящих и отходящих линиях - счетчики расхода активной электроэнергии, на отходящих линиях - аппаратура токовой защиты.

В качестве автономного источника в зависимости от назначения объекта следует использовать либо химические источники (аккумуляторные батареи, входящие в комплект технологического оборудования), либо автоматизированные дизельные электроагрегаты.

При отсутствии практической возможности или технико-экономической нецелесообразности ввода электроэнергии от второго внешнего независимого источника в аэропорты, а также нецелесообразности строительства местной электростанции электроснабжение объектов, содержащие электроприемники особой группы I категории, допускается осуществлять от одного внешнего источника и двух автоматизированных взаимозаменяемых автономных агрегатов.

Электроснабжение объектов, содержащих электроприемники особой группы I категории, имеющие в составе технологического оборудования химические источники емкостью не менее чем на 2 ч работы объекта, допускается осуществлять от одного внешнего источника иодного автономного автоматизированного агрегата.

В качестве автономного независимого источника маркерного радиомаяка (МРМ) допускается использование химических источников тока, обеспечивающих работу технологического оборудования в течение 6 ч.

Электроснабжение объектов, содержащих электроприемники особой группы I категории, осуществляемое от двух внешних источников и автономного агрегата, должно быть автоматизировано с выполнением следующих операций:

- переключение нагрузки с отказавшего внешнего источника на другой (исправный) внешний источник и подача команды на запуск автономного агрегата с последующем переключением указанной нагрузки с исправного внешнего источника на автономный агрегат по достижении им номинального числа оборотов;

- переключение нагрузки с автономного агрегата на ранее отказавший внешний источник при восстановлении на нем номинального напряжения с одновременной посылкой сигнала на остановку автономного агрегата;

- переключение нагрузки с автономного агрегата на исправный внешний источник при отказе автономного агрегата, возникшем до момента восстановления номинального напряжения на отказавшем внешнем источнике;

- переключение нагрузки с исправного внешнего источника на ранее отказавший внешний источник при восстановлении на нем номинального напряжения;

- переключение нагрузки обоих внешних источников на автономный агрегат, работающий в качестве резервного источника при их отказе в разное время и посылка сигнала об этом переключении на пульт сменного инженера КДП;

- переключение нагрузки с автономного агрегата на исправный внешний источник при дистанционной остановке агрегата;

- возвращение схемы электроснабжения в исходное состояние при восстановлении номинального напряжения на обоих внешних источниках.

По двум последним операциям должна быть предусмотрена возможность неоперативного переключения на режим дистанционного управления с КДП и местного возврата схемы в исходное состояние.

Электроснабжение объектов, содержащих электроприемники особой группы I категории, осуществляемое от одного внешнего источника и двух автономных агрегатов, должно быть автоматизировано с обеспечением возможности использования любого из этих агрегатов в качестве основного источника, резервированного внешним источником.

Такое резервирование должно обеспечивать восстановление электроснабжения при отказе основного источника за время не более 1 с на каждом объекте, работающем в условиях категорированных метеоминимумов.

Электроснабжение этих электроприемников и автономных агрегатов с резервированием внешним источником должно обеспечиваться дистанционным запуском любого из агрегатов с целью обеспечения электрической энергией части нагрузок от источника централизованного электроснабжения и другой части от дизель-электрического агрегата.

Кроме того, следует предусматривать при восстановлении напряжения на внешнем источнике продолжение работы дизель-генератора на нагрузку с последующим дистанционным остановом.

Электрическая схема должна быть выполнена таким образом, чтобы при выходе из строя одного из указанных источников все нагрузки подключались к оставшемуся в работе и одновременно подавалась команда на запуск второго дизельного электроагрегата.

По достижении его номинальных параметров данный дизельный электроагрегат должен заменить в схеме электроснабжения вышедший из строя источник.

Аппаратура пунктов управления системы дистанционного управления и контроля за состоянием масляных выключателей автоматического ввода резерва (АВР) во ввутриаэропортовой электрической сети должна устанавливаться в помещении службы электросветотехнического обеспечения полетов (ЭСТОП) в соответствии с документацией на тип оборудования.

При проектировании электроснабжения объектов, содержащих электроприемники особой группы I категории, осуществляемого от внешнего источника, автономного агрегата и химического источника, следует предусматривать автоматизацию следующих операций:

- подключение к нагрузке комплектного химического источника при отказе внешнего источника и подача сигнала на запуск автономного агрегата;

- переключение нагрузки на автономный агрегат по достижении им номинального числа оборотов и посылка сигнала об этом переключении на пульт сменного инженера КДП;

- возвращение схемы в исходное состояние при восстановлении напряжения на внешнем источнике.

При проектировании электроснабжения объектов, содержащих электроприемники I категории от внешнего источника и автономного агрегата следует предусматривать автоматизацию следующих операций:

- запуск автономного агрегата при отказе внешнего источника и подключение к нему нагрузки по достижении им номинального числа оборотов и посылка сигнала о переключении на пульт сменного инженера КДП;

- возвращение схемы в исходное состояние при восстановлении напряжения на внешнем источнике.

На последней операции должна быть предусмотрена возможность неоперативного переключения на режим дистанционного управления с КПП и местного возврата схемы в исходное состояние.

Все операции по переключению нагрузки с одного источника на другой, должны быть автоматизированы и выполняться за время, необходимое для восстановления электроснабжения объектов, обусловленное допустимыми перерывами питания их электроприемников.

На всех объектах, содержащих электроприемники не ниже I категории, электроснабжение которых осуществляется от двух внешних независимых источников, время переключения нагрузки на другой не должно превышать 1 с.

При электроснабжении объектов, содержащих электроприемники с разным временем максимально допустимых перерывов их питания, осуществляемом от внешних, источников и автономных агрегатов, время переключения нагрузки общим устройством, АВР с отказавшего основного источника на резервный, должно приниматься по электроприемнику, у которого допустимый перерыв минимальный.

В системах электроснабжения аэропортов и объектов радиосветотехнического обеспечения (РСТО) и связи следует предусматривать устройства телемеханики, которые должны обеспечивать управление коммутационными элементами высоковольтной сети для оперативного изменения конфигурации сети при различных авариях, управление коммутационными элементами сети 0,4 кВ для обеспечения оперативного выбора любого источника питания электроэнергией в качестве основного, а также сигнализацию с состоянии коммутационных элементов.

Выбор типа устройств телемеханики осуществляется в зависимости от количества объектов контроля и управления.

2. Автономные источники

Категорированные радиомаячные и светосигнальные системы инструментального захода на посадку и посадки воздушных судов, объекты УВД и радионавигации, электроприемники которых по степени надежности электроснабжения отнесены к особой группе I категории и I категории, должны питаться от автономных источников независимо от подачи на них электроэнергии от двух и более источников централизованного электроснабжения.

Установка автономных источников электропитания для этих систем и объектов должна предусматриваться и в тех случаях, когда из-за отсутствия второго ввода электроэнергии в аэропорт от внешнего источника используются автономные агрегаты. В этом случае количество автономных агрегатов должно быть не менее двух.

Автономные агрегаты, как правило, дизель-генераторные установки могут размещаться непосредственно на данном объекте, на соседних объектах или в любом другом месте, в пределах охраняемой территории с прокладкой кабеля по отдельной трассе.

Мощность автономных агрегатов, устанавливаемых на указанных объектах, должна рассчитываться только на питание электроприемников особой группы I категории и I категории, входящих в состав их технологического оборудования, исходя из полной их нагрузки (с учетом потребляемой мощности "горячим резервом"), обеспечивающей нормальное функционирование объектов во время отсутствия подачи на них электроэнергии от внешних источников.

Дизель-генераторные установки, выполняющие функции резервных или применяемые для работы в качестве основных источников, должны быть автоматизированы.

Степень автоматизации по ГОСТ 14228-80 (объем автоматизированных или автоматически выполняемых операций), применяема для питания электроприемников различиях категорий, должна быть не менее второй, время необслуживаемой работы дизель-генераторов, расположенных в пределах аэродромной территории - 50 ч; для дизель-генераторов объектов, расположенных в труднодоступных районах, время необслуживаемой работы должно быть не менее необходимого для доставки топлива и горюче-смазочных материалов.

Дистанционное управление вспомогательными агрегатами двигателя, а также другими операциями, не относящимися к автоматическому режиму, в котором должны работать дизель-генераторные установки на объектах, в проектах не предусматривается.

3. Электрические сети аэропортов

Линии электропередачи (ЛЭП) от внешних источников электроэнергии до РП или вводных ТП могут быть кабельными или воздушными в зависимости от характера трассы и ее расположения относительно аэродрома.

Для аэропортов I-III классов питающие кабельные ЛЭП и распределительная электрическая сеть объектов средств посадки, радионавигации и УВД должны выполняться бронированным кабелем, а для аэропортов IV и ниже классов рекомендуется выполнять данные сети небронированным кабелем.

Проектирование кабельных сооружений и прокладку кабелей следует осуществлять с учетом требований "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ), приказа МГА от 28,03.85 №70 и "Инструкции по монтажу сооружений устройств связи, радиовещания и телевидения" (ВСН 600-81 Минсвязи СССР) (в части раздельной прокладки силовых кабелей и кабелей связи или разделения их противопожарными перегородками),

Прокладка кабельных линий от распределительных пунктов и вводных ТП к объектам должна выполняться в раздельных траншеях по каждому внешнему источнику; Совмещение прокладки в одной траншее, кабельных линий электроснабжения объектов и высоковольтных линий ввода электроэнергии в аэропорт не допускается. Расстояние между траншеями должно быть не менее 1 м.

Пересечения кабельными линиями ВПП, РД бетонных покрытий должны выполняться в соответствии с требованиями ПУЭ по пересечению кабельными линиями дорог с устройством кабельных колодцев.

Прокладка кабельных линий в аэропортах, расположенных в районах вечной мерзлоты, должна выполняться в соответствии со СНиП III-33-76 "Правила производства и приемки работ. Электротехнические устройства".

4. Размещение электрооборудования

При размещении трансформаторных подстанций на аэродроме должны учитываться критические зоны курсовых и глиссадных маяков, в соответствии с требованиями ВСН 7-86.

Трансформаторные подстанции, питающие радиомаячные системы инструментального захода на посадку, объекты УВД и радионавигации должны встраиваться или пристраиваться к зданиям, в которых размещается их основное технологическое оборудование, или располагаться в непосредственной близости от них.

Распределительные устройства напряжением 0,4 кВ, регуляторы яркости, устройства дистанционного управления и другая подобная аппаратура должна устанавливаться в этих ТП в отдельных сообщающихся между собой помещениях. Полы этих помещений должны быть покрыты керамической плиткой.

Во всех ТП конструкции пола, стен (и их окраска) должны исключать возможность образования цементной или другой пыли. Поверхность пола должна быть рассчитана на перемещение по ней тележек с технологическим оборудованием общим весом до 1 т. Установка регуляторов яркости в аппаратных залах огоньковых ТП должна производиться в соответствии с документацией на тип оборудования.

Встроенные в здание или пристроенные к ним ТП и РП, как правило, должны располагаться на первых этажах и выделяться противопожарными перегородками первого типа и перекрытиями третьего типа.

Уровень пола во всех ТП и РП должен быть выше планировочной отметки земли не менее, чем на 0,15 м.

Для исключения попадания грунтовых, талых и других вод должны предусматриваться мероприятия по гидроизоляции кабельных каналов и приямков в соответствии с конкретными гидрогеологическими условиями строительной площадки.

Аккумуляторные батареи должны устанавливаться в соответствии с требованиями ПУЭ "Аккумуляторные установки" в специальных помещениях, на стеллажах в аккумуляторных шкафах, оборудованных естественной вытяжной вентиляцией.

При питании электроприемников КДП, а также других объектов УВД, посадки и радионавигации от отдельно стоящих ТП установку распределительных щитов и устройств АВР следует предусматривать в зданиях, где устанавливаются их основные электроприемники.

На всех ТП объектов РСТО и связи должны устанавливаться счетчики. При электроснабжении от одной ТП нескольких объектов на их вводах также должны устанавливаться счетчики. На объектах, где электроприемники относятся к разным службам, счетчики следует устанавливать по группам потребителей этих служб.



5. Заземление

Заземление и зануление электроустановок и электрических сетей, кроме общих требований СН 102-76 "Инструкции по устройству заземления и зануления в электроустановках", а также ПУЭ, "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭ) и "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТБ) должны выполняться в соответствии с требованиями предприятий-изготовителей электрооборудования.

Заземление электроустановок различного назначения и различных напряжений, расположенных в непосредственной близости друг от друга, следует выполнять путем применения общего заземляющего устройства, которое должно отвечать требованиям по величине необходимого его сопротивления той электроустановке, для которой она должна быть наименьшей (относительно других электроустановок, подключаемых к данному заземляющему устройству).

6. Выбор сечения проводов и кабелей

При экономических расчетах электрических сетей необходимо выбрать сечение проводов таким, чтобы при этом потери энергии в сетях не превосходили допустимые значения. В связи с этим, по экономическим соображениям, потери энергии не должны превышать 10-12% от всей энергии, передававши по линии, т.е.

энергосистема аэропорт электроснабжение кабель

- относительная потеря мощности в линии,



- потеря мощности в линии;

- относительная потеря напряжения в линии;

- номинальная мощность, передаваемая по линии;

- потеря напряжения в линии;

- напряжение источника электрической энергии (ИЭЭ);

- номинальное напряжение в начале линии.

Правила устройства электроустановок (ПЭУ) рекомендуют для практических расчетов пользоваться следующей формулой для определения экономического сечения проводов линий:

,

где

Imax - максимальная нагрузка в сети при номинальном режиме её работы, А;

Jэк - экономическая плотность тока А/мм2.

Экономическая плотность тока определяется в зависимости от материала и конструкции проводов и кабелей и времени использования максимальной нагрузки Тmax.

Тmax - время использования максимума активной нагрузки в год, ч.



Экономические токи для неизолированных проводов и кабелей, A
Марки и сечения проводов и кабелей	Экономический ток, а, при числе часов использования максимума в год
	более 5000	3000-5000	менее 3000
Неизолированные провода
А-16 А-25 А-35 А-50 А-70 А-95 А-120 А-150 М-б М-10 М-16 М-25 М-35 М-50 M-70 М-95 М-120 М-150	16 25 35 50 70 95 120 150 11 18 29 45 63 90 126 170 216 271	18 27 38 55 77 104 132 165 13 21 34 53 73 104 146 199 252 316	21 32 45 65 91 123 156 195 15 25 40 63 87 125 174 237 300 376

7. Задача 1

Электроснабжение аэропорта осуществляется по воздушной линии длиной Lл = 16 км со сталеалюминевыми проводами, напряжением 75кВ (проводник - алюминий, стальной трос для укрепления провода). Напряжение в начале линии Uм = 75кВ. Максимальная мощность потребителей напряжения 10 кВ составляет 1100 кВ·A (Sn max = 1100 кВ·А) при коэффициенте мощности cos =0,8. Продолжительность использования максимума активной годовой нагрузки TM = 5100 ч. Необходимо определить сечение проводов линии исходя из экономической плотности тока.

1. Вычислим номинальный ток в линии:

2. Определим из таблицы экономическую плотность тока для сталеалюминевых проводов, у которых проводящей частью является алюминий при Тм= 5100 ч/год; Jэк =1,0 А/мм².

3. Вычислим экономическое, сечение провода линии:

Полученное значение Sэк округляем до ближайшего стандартного значения и выбираем, провод АС - 16 (по справочным данньм).

Примечание: Следующий стандарт провода по сечению АС-25.

8. Задача 2

От вводной подстанции аэропорта получаем питание по линии Л-1 напряжением 10 кВ трансформаторная подстанция ТП-1 с трансформатором номинальной мощностью 220 кВ*А, расположенная в районе ближнего маяка. От ТП-1 по линиям Л-2 и Л-3 осуществляется питание огней приближения (линии Л-4, Л-6 и Л-6) и световых горизонтов (линии Л-7, Л-8 и Л-9) напряжением Uф = 220 В. Необходимо определить сечение кабеля с алюминиевыми жилами всех линий по условиям нагрева, если температура почвы в летнее время tпочвы =+ 20°С.

1. Определяем сечение кабеля линии Л-1 по номинальной мощности трансформатора ТП-1.

Предварительно вычислим номинальный ток в линии Л-1:

С учетом поправочного коэффициента на температуру почвы +22'C и допустимую температуру жилы кабеля tж.к. =60'C допустимый номинальный ток кабеля равен:

Исходя из допустимой температуры жилы кабеля tж.к. =60'C из таблиц справочника выбираем стандартное сечение алюминиевого кабеля по вычисленной допустимой токовой нагрузке.

Этот кабель может пропускать ток до 55 А (т.е. Iдоп = 55А) т.к. меньшего стандарта кабеля нет.

2. Определяем сечение кабеля линии Л-2.

Предварительно определив номинальный ток линии Л-2.

С учетом поправочного коэффициента на температуру почвы при номинальной температуре жилы кабеля tжк = 80'C допустимый номинальный ток по линии Л-2 определяется как:

Согласно данным таблицы справочника выбираем четырех жильный кабель со стандартным сечением жил 50 мм², сечение нулевого провода этого кабеля 25 мм², длительно допустимая токовая нагрузка 165 A.

3. Определяем сечение кабеля линии Л-3.

По таблице выбираем четырех жильный кабель с сечением жил 25 мм², сечение нулевого провода этого кабеля 16 мм2, длительно допустимая токовая нагрузка 115 A.

4. Определяем сечение линий Л-4, Л-5, Л-6, Л-7, Л-8, Л-9, данные сведены в таблицу

Линия, Расчетные параметры	Л-4	Л-5	Л-6	Л-7	Л-8	Л-9
	28,1	107,2	6,25	71	15,6	5,2
S,	6	25	6	16	6	6
	45	115	45	90	46	46



Список литературы

1. Электросветосигнальное оборудование аэродромов / Фрид Ю.В., Величко Ю.К., Козлов В.Д. и др. - М.: Транспорт, 1988. - 318 с.

2. Ю.Г. Басов: Светосигнальные устройства. - М.: Транспорт. 1993. - 309с.

3. ИКАО Международные стандарты и Рекомендуемая практика. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации. Аэродромы. Том 1. Проектирование и эксплуатация аэродромов. Издание четвертое. Июль 2004 года.

4. ИКАО Руководство по проектированию аэродромов. Часть 5. Электрические системы.

5. Авиационные правила. Часть 139. Сертификация аэродромов. Том II. Сертификационные требования к аэродромам.

Размещено на Allbest.ru