Разработка и обоснование проекта электроснабжения комбинированного объекта: микрорайон и автосборочный завод

В условиях стремительного градостроительного развития и индустриализации, где промышленные зоны все чаще интегрируются с жилыми массивами, задача электроснабжения усложняется многократно. Отсутствие системного подхода к проектированию электроэнергетической инфраструктуры для таких «комбинированных» объектов может привести к колоссальным перерасходам на капитальные вложения, снижению надежности и качества электроэнергии, а также к серьезным экологическим и социальным проблемам. По данным ведущих отраслевых аналитиков, до 20% всех капитальных затрат в электроэнергетике могут быть связаны с неоптимальными проектными решениями. Именно поэтому актуальность разработки полноценного и глубоко обоснованного проекта электроснабжения для объектов, сочетающих в себе как нужды жилого микрорайона, так и потребности крупного автосборочного завода, возрастает многократно. Это не просто вопрос экономии, а фундаментальный аспект обеспечения устойчивого развития территорий и бесперебойной работы критически важных систем.

Данное руководство призвано не просто изложить набор технических решений, но и стать полноценным дипломным проектом, который системно рассмотрит все аспекты создания надежной, экономичной и безопасной системы электроснабжения. Мы последовательно пройдем путь от сбора исходных данных до технико-экономического обоснования, уделяя особое внимание тем аспектам, которые часто остаются за рамками стандартных проектов – специфике совместного учета разнородных нагрузок, глубокому анализу городского электротранспорта, а также учету сложного комплекса градостроительных и экологических ограничений. Наша цель – предложить не просто проект, а методологию, способную стать отправной точкой для будущих инженеров-проектировщиков, помогая им избегать распространенных ошибок и достигать максимальной эффективности.

Анализ исходных данных и характеристика проектируемого объекта

Тщательный сбор и систематизация исходных данных являются фундаментом для разработки адекватного и эффективного проекта электроснабжения. Без глубокого понимания всех аспектов будущего объекта, его потребностей и ограничений, невозможно создать систему, отвечающую современным требованиям надежности и экономичности. Ведь именно от точности первоначальной информации зависит, насколько жизнеспособным и адаптивным окажется финальное инженерное решение.

Общая характеристика микрорайона

Микрорайон представляет собой сложный организм, требующий всестороннего анализа. Проектируемая территория охватывает площадь порядка 100 гектаров, на которой планируется возведение многоквартирных жилых домов переменной этажности (от 9 до 16 этажей), общей численностью квартир около 5000. Помимо жилых зданий, в состав микрорайона войдут ключевые объекты социальной инфраструктуры: две общеобразовательные школы, три детских сада, крупный торговый центр, физкультурно-оздоровительный комплекс и несколько предприятий общественного питания.

Особое внимание уделяется развитию транспортной инфраструктуры: через территорию микрорайона планируется прохождение двух линий трамвая и одной линии троллейбуса, что значительно увеличивает суммарную электрическую нагрузку и предъявляет специфические требования к системе электроснабжения. Учитываются также парковочные комплексы с зарядными станциями для электромобилей, что является современным трендом и источником дополнительных нагрузок. Благоустройство территории предусматривает обширное наружное освещение, фонтаны и системы орошения, добавляющие к общей нагрузке коммунальные потребители. Каждый из этих элементов имеет свои уникальные характеристики потребления электроэнергии, которые должны быть учтены на этапе проектирования, чтобы избежать дефицита мощности и обеспечить бесперебойную работу всех систем.

Общая характеристика автосборочного завода

Автосборочный завод — это высокотехнологичное промышленное предприятие с цикличным, но при этом сложным и многостадийным производственным процессом. Основные производственные цеха включают: цех штамповки (мощные прессы, компрессорное оборудование), сварочный цех (роботизированные сварочные линии, выпрямители, аппараты точечной сварки), окрасочный цех (вентиляционные системы, нагревательные элементы, насосы), сборочный цех (конвейерные линии, стенды контроля, робототехника), а также цех финальной доводки и складские помещения.

Режим работы завода — трехсменный, с высокой степенью автоматизации производственных процессов. Категории электроприемников на заводе варьируются:

• I категория: основные технологические линии (сварочные роботы, конвейеры сборки), системы пожаротушения, аварийное освещение, системы безопасности. Перерыв в электроснабжении таких потребителей недопустим и может привести к крупному экономическому ущербу, угрозе жизни и здоровью персонала, поэтому для них требуется два независимых, взаимно резервирующих источника питания с автоматическим включением резерва (АВР).
• II категория: вентиляция, водоснабжение, отопление, компрессорные установки, освещение рабочих мест. Перерыв в электроснабжении может привести к нарушению производственного процесса, простоям, но не несет прямой угрозы жизни. Для них также предусматривается резервирование, но требования к времени восстановления могут быть менее жесткими.
• III категория: административные здания, бытовые помещения, часть складских помещений. Перерывы в электроснабжении допустимы на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента (до 24 часов).

Помимо производственных цехов, на территории завода расположены административные здания, ремонтные мастерские, лаборатории, логистический центр, собственные очистные сооружения и котельная. Каждый из этих объектов вносит свою лепту в общую электрическую нагрузку, и их специфика должна быть тщательно проанализирована, поскольку даже незначительные, на первый взгляд, потребители в сумме могут оказать существенное влияние на общие расчеты.

Выбор номинальных напряжений и категорий надежности электроснабжения

Выбор номинальных напряжений и определение категорий надежности — это краеугольный камень при проектировании любой системы электроснабжения, особенно для такого комплексного объекта.

Выбор номинальных напряжений:

Для внешнего электроснабжения комбинированного объекта, учитывая его масштабы и значительные электрические нагрузки, целесообразно использовать высокое напряжение. В соответствии с рекомендациями «Инструкции по проектированию городских электрических сетей» (РД 34.20.185-94) и «Нормативами для определения расчетных электрических нагрузок» (РД 34-20-185-94), для крупных городов и промышленных узлов наиболее эффективной является система напряжений 110/10 кВ или 220/110/10 кВ. Предполагается, что на территории объекта будет построена Главная Понизительная Подстанция (ГПП), подключенная к внешней сети напряжением 110 кВ.

Распределение электроэнергии внутри комбинированного объекта (от ГПП до трансформаторных подстанций (ТП) микрорайона и цеховых подстанций завода) будет осуществляться на напряжении 10 кВ. Это обусловлено тем, что в новых районах застройки и для промышленных объектов напряжение распределительных сетей выше 1 кВ должно приниматься не ниже 10 кВ для обеспечения необходимой пропускной способности и минимизации потерь. Напряжение 0,4 кВ будет использоваться для конечных потребителей – внутри жилых домов, в цехах завода, для питания коммунальных объектов и уличного освещения. Для городского электротранспорта на тяговых подстанциях будет производиться преобразование в постоянный ток 600 В.

Определение категорий надежности электроснабжения:

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ, глава 1.2 «Электроснабжение и электрические сети»), потребители делятся на три категории по надежности электроснабжения. Для комбинированного объекта эти категории распределяются следующим образом:

• Потребители I категории:
  • Завод: Основные технологические линии (сварочные роботы, конвейеры финальной сборки, окрасочные камеры), системы пожаротушения, аварийная вентиляция, системы контроля и безопасности, вычислительные центры управления производством. Перерыв в электроснабжении этих систем может привести к угрозе жизни персонала, крупным авариям, остановке производства с длительным восстановлением и значительным экономическим потерям.
  • Микрорайон: Системы противопожарной защиты (пожарные насосы, противодымная вентиляция), системы диспетчеризации и безопасности жилых комплексов, аварийное освещение в общественных местах (в торговом центре, школах, детских садах), электроприемники больниц и медицинских центров (если таковые имеются).
  • Городской электротранспорт: Оборудование тяговых подстанций, обеспечивающее безопасное движение и остановку подвижного состава.
  • Для потребителей I категории предусматривается питание от двух независимых, взаимно резервирующих источников. При исчезновении напряжения от одного источника, питание должно быть автоматически восстановлено от второго источника (АВР).
• Потребители II категории:
  • Завод: Вспомогательные цеха (механосборочный, инструментальный), системы вентиляции, водоснабжения, канализации, отопления, основные системы освещения цехов, административные помещения. Перерыв в электроснабжении этих потребителей может привести к массовому недоотпуску продукции, простоям оборудования и персонала, нарушению нормальной работы предприятия.
  • Микрорайон: Вводные устройства жилых домов, лифты, насосы систем водоснабжения и отопления, вентиляционные системы, основное освещение жилых домов и подъездов, магазины, общественное питание. Перерыв в электроснабжении ведет к нарушению нормальной жизнедеятельности значительного числа жителей.
  • Для потребителей II категории также требуется питание от двух независимых, взаимно резервирующих источников, но допускаются менее жесткие требования к автоматическому восстановлению питания, возможно ручное переключение дежурным персоналом (в течение нескольких минут).
• Потребители III категории:
  • Завод: Складские помещения, вспомогательные административные здания, автостоянки, наружное освещение второстепенных территорий.
  • Микрорайон: Квартиры жилых домов (если не предусмотрены электроплиты, относящиеся к II категории), гаражи, сараи, наружное освещение второстепенных проездов.
  • Для потребителей III категории допускается электроснабжение от одного источника питания при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышает 24 часов.

Тщательное распределение потребителей по категориям надежности на начальном этапе проектирования позволяет оптимизировать затраты на резервирование и обеспечить требуемый уровень безопасности и функциональности всего объекта. В конечном итоге, это решение напрямую влияет на операционную устойчивость всего комплекса и качество жизни его обитателей.

Особенности и методики расчета электрических нагрузок для комбинированных потребителей

Точное определение расчетных электрических нагрузок – это не просто технический этап, это критически важный фактор, который формирует фундамент всего проекта электроснабжения. Ошибки здесь могут привести к завышению капитальных вложений на 20-30% (из-за выбора избыточно мощного оборудования) или, наоборот, к недостаточной мощности, что чревато перегрузками, авариями и дорогостоящей модернизацией в будущем. Расчетные нагрузки, как правило, определяются как ожидаемая максимальная нагрузка за 30 минут (получасовой максимум нагрузки), что соответствует практике, установленной в нормативных документах, например, в «Указаниях по расчету электрических нагрузок» (РД 34.20.185-94).

Общие принципы и методы определения расчетных нагрузок

Для проектирования систем электроснабжения используются два основных типа методов определения расчетных электрических нагрузок: детерминированные и вероятностные.

Детерминированные методы основаны на использовании заранее известных или фиксированных параметров. Они просты в применении и часто используются на предпроектных стадиях или для небольших объектов. К ним относятся:

• Метод установленной мощности с коэффициентом использования: Расчетная мощность определяется как сумма установленных мощностей электроприемников, умноженная на коэффициент использования (kисп), который учитывает загрузку оборудования.
• Метод удельных показателей: Использует усредненные значения потребления электроэнергии на единицу площади, на одного жителя, на единицу продукции и т.д.
• Метод коэффициента спроса (kс): Расчетная мощность определяется как сумма установленных мощностей, умноженная на коэффициент спроса, учитывающий одновременность работы электроприемников.

Вероятностные методы (или статистические) учитывают случайный характер работы электроприемников и их загрузки. Они более сложны, но дают наиболее достоверные значения нагрузок, что делает их незаменимыми для крупных и сложных систем электроснабжения, где множество потребителей работают по разным графикам. Основными из них являются:

• Метод расчетного коэффициента: Основан на теории вероятностей и математической статистике, учитывает число электроприемников, их мощность, коэффициенты использования и другие параметры для определения расчетной нагрузки с заданной вероятностью.
• Метод упорядоченных диаграмм: Использует графики изменения нагрузки во времени, позволяя определить пиковые значения и их продолжительность.

Последовательность расчетов также зависит от стадии проектирования:

• Предпроектная стадия (обоснование инвестиций, ТЭО): Используются укрупненные методы, такие как метод удельных показателей и метод коэффициента спроса. Цель – предварительная оценка нагрузок для определения общей концепции и бюджета.
• Стадии «Проект» и «Рабочий проект» (согласно Градостроительному кодексу РФ и постановлению Правительства РФ от 16.02.2008 № 87): Требуют более точных расчетов, используя методы расчетного коэффициента, коэффициента спроса с детализацией по группам электроприемников или упорядоченных диаграмм. Здесь важно получить получасовые максимумы нагрузок для каждого элемента системы.

Расчет электрических нагрузок для промышленных предприятий (автосборочный завод)

Расчет нагрузок для автосборочного завода требует глубокого понимания технологического процесса. Электроприемники (ЭП) рассматриваемого узла системы электроснабжения делятся на группы по характерным значениям коэффициентов использования (kисп) и коэффициента мощности (cosφ_н). Типовые значения могут варьироваться: для станков с длительным режимом работы – 0,1–0,3; для вентиляторов и насосов – 0,6–0,8; для освещения – 1,0. Коэффициент мощности (cosφ_н) обычно находится в диапазоне 0,7–0,95.

Методы расчета для промышленных предприятий:

1. Метод удельного расхода электроэнергии:
Расчетная активная мощность цеха или предприятия в целом по удельным показателям электропотребления может быть определена по формулам:

Pр = (Wуд × M) / Tм, кВт
или
Pр = Pуд × F, кВт

Где:

• Wуд — удельный расход электроэнергии на единицу продукции (кВт·ч/ед. продукции). Например, для производства одного автомобиля.
• M — количество единиц продукции за расчетный период.
• Tм — продолжительность потребления активной мощности за расчетный период (часы).
• Pуд — удельная плотность нагрузок на единицу производственной площади (кВт/м²).
• F — производственная площадь (м²).

2. Метод технологического графика работы электроприемников: Построение графика потребления электроэнергии на основе детализированного расписания работы каждого электроприемника. Этот метод наиболее точен, но трудоемок.

3. Методы расчетного коэффициента и коэффициента спроса:
Основным методом для точного расчета является метод расчетного коэффициента (или коэффициента спроса), который учитывает вероятность одновременной работы электроприемников. Расчетная активная мощность группы электроприемников (Pр.гр) и расчетная реактивная мощность (Qр.гр) определяются по формулам:

Pр.гр = Kс × Pуст.гр, кВт
Qр.гр = Pр.гр × tgφр.гр, квар

Где:

• Kс — коэффициент спроса для данной группы ЭП.
• Pуст.гр — суммарная установленная мощность ЭП в группе, приведенная к длительному режиму.
• tgφр.гр — тангенс расчетного угла сдвига фаз.

Приведение мощности электроприемников повторно-кратковременного режима (ПКР) к длительному режиму (ПВ 100%):
На автосборочном заводе много ЭП, работающих в режиме ПКР (например, сварочные аппараты, подъемные механизмы, некоторые прессы). Их номинальная мощность должна быть приведена к длительному режиму (ПВ 100%) путем умножения на √(ПВ/100).

Например, если электроприемник имеет ПВ=25% и номинальную мощность Pном = 100 кВт, то его приведенная мощность будет:
Pприв = 100 кВт × √(25/100) = 100 кВт × √0,25 = 100 кВт × 0,5 = 50 кВт.
Эта методика регламентируется, например, ГОСТ 28173-89 (МЭК 612-80) «Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и рабочие характеристики».

Для ЭП выше 1 кВ: Расчет производится аналогично, но с учетом коэффициентов загрузки KЗ. Эти коэффициенты для мощных электродвигателей могут составлять от 0,6 до 0,9, в зависимости от режима работы и типа технологического процесса.

Расчет электрических нагрузок для жилых микрорайонов

Расчет нагрузок для жилых микрорайонов имеет свою специфику, связанную с большим количеством однотипных, но работающих по случайным графикам потребителей.

Методы расчета для жилых микрорайонов:

1. Метод удельной нагрузки (Pуд): Наиболее распространенный метод для квартир.
Расчетная электрическая нагрузка квартир (приведенная к вводу жилого дома, линии или к шинам 0,4 кВ ТП) определяется по формуле:

Pрасч = Pуд × n, кВт

Где:

• Pуд — удельная расчетная нагрузка электроприемников квартир (домов) в зависимости от типа кухонных плит (газовые/электрические) и количества квартир.
• n — количество квартир.

Согласно РД 34.20.185-94 «Инструкция по проектированию городских электрических сетей», удельная расчетная нагрузка на квартиру (Pуд) варьируется:

• Для квартир с газовыми плитами: от 1,5 кВт (для 1–2 квартир) до 0,8 кВт (для 600 и более квартир).
• Для квартир с электроплитами: от 3,0 кВт (для 1–2 квартир) до 1,5 кВт (для 600 и более квартир).
• Важно отметить, что удельные расчетные нагрузки квартир, как правило, включают нагрузку освещения общедомовых помещений (лестничных клеток, вестибюлей, подвалов и т.д.).

2. Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых ЭП):

Pр.ж.д = Pкв + Kу × Pс, кВт

Где:

• Pкв — расчетная нагрузка квартир.
• Pс — расчетная нагрузка силовых электроприемников (лифты, насосы, вентиляция).
• Kу — коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников (принимается 0,9 для жилых зданий).

• Мощность лифтовых установок (Pп.л):
  Pп.л = K'с × nл × Pni, кВт
  Где:
  • K'с — коэффициент спроса для лифтов (0,1–0,25 в зависимости от этажности и количества лифтов).
  • nл — количество лифтовых установок.
  • Pni — установленная мощность электродвигателя лифта.
• Мощность насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств (Pст.у): Определяется по их установленной мощности с учетом коэффициента спроса (обычно 0,6–0,8). Мощность резервных электродвигателей и электроприемников противопожарных устройств при расчете не учитывается.

3. Расчетная электрическая нагрузка жилых домов микрорайона (квартала) в целом:
Ориентировочно может определяться по формуле:

P = Pр.ж.д.уд × S, кВт

Где:

• Pр.ж.д.уд — удельная расчетная нагрузка жилых домов микрорайона (Вт/м²).
• S — общая площадь жилых домов микрорайона (м²).
• Удельная расчетная нагрузка жилых домов (Pр.ж.д.уд) для микрорайонов может составлять от 10 до 25 Вт/м² в зависимости от степени благоустройства, наличия электроплит и других факторов.

Расчет электрических нагрузок для городского электрического транспорта (трамваи и троллейбусы)

Городской электрический транспорт является специфическим потребителем, предъявляющим высокие требования к качеству и надежности электроснабжения. Тяговые подстанции преобразуют трехфазный переменный ток (6 или 10 кВ) в постоянный ток (550 В на токоприемнике, 600 В на шинах подстанций). Стандартные значения напряжения постоянного тока соответствуют ГОСТ 6962-75 «Электрический транспорт. Допустимые отклонения напряжения на токоприемнике».

Расчет расхода электроэнергии:

Расход электроэнергии на движение трамваев и троллейбусов рассчитывается с учетом не только собственно тяговых нагрузок, но и вспомогательных производственных процессов, а также потерь в системе.
Расход = (Нт + Нв) × Gср × (1/Kт.п.) × (1/Kп) × (1/Kв)
Где:

• Нт — технологическая норма расхода электроэнергии на электротягу (кВт·ч/т·км). Для трамвайных вагонов — 0,7–1,2 кВт·ч/т·км, для троллейбусов — 0,8–1,3 кВт·ч/т·км.
• Нв — норма расхода электроэнергии на вспомогательные нужды вагонов (отопление, вентиляция, освещение) (кВт·ч/т·км). Может быть в пределах 0,05–0,15 кВт·ч/т·км.
• Gср — средняя масса трамвая (троллейбуса) с пассажирами (тонн).
• Kт.п. — коэффициент потерь в тяговых подстанциях (прим. 0,95).
• Kп — коэффициент потерь в системе электроснабжения (контактная сеть, кабельные линии) (прим. 0,93).
• Kв — коэффициент расходов на вспомогательные производственные процессы (маневровое движение, ремонт в депо и т.д.) (прим. 0,96–0,97).

Расчет средней массы вагона (Gср):
Gср = Gт + g × nср, тонн
Где:

• Gт — снаряженная масса трамвая (троллейбуса) без пассажиров. Современный трамвай — 18–22 т, троллейбус — 11–13 т.
• g — средняя масса пассажира (прим. 0,07 т).
• nср — среднее наполнение вагона (троллейбуса) пассажирами. Для расчетов может приниматься 40–80 пассажиров для трамваев и 30–60 для троллейбусов.

Расчет среднего наполнения вагона (nср):
nср = ΣПассi / (ΣПробегi × Lср)
Где:

• ΣПассi — суммарное количество перевезенных пассажиров за расчетный период.
• ΣПробегi — суммарный пробег подвижного состава за расчетный период.
• Lср — средняя длина поездки пассажира.

Определение мощности тяговых подстанций:
Мощность тяговых подстанций определяется без учета рекуперации (возврата энергии в сеть при торможении) и включает:

1. Тяговые нагрузки.
2. Нагрузки нетяговых железнодорожных потребителей (освещение депо, ремонтные мастерские).
3. Районные нагрузки (если подстанция питает и другие объекты).
4. Мощности собственных нужд тяговой подстанции (2–5% от суммарной тяговой нагрузки).

Коэффициент, учитывающий несовпадение максимумов районной и тяговой нагрузок, может приниматься равным 0,7.

Для грузового направления поездов часовая мощность по фидеру тяговой подстанции определяется:

Pч = (Eуд × Lзоны × nпоездов) / (Uном × Kзагр), кВт

Где:

• Eуд — удельный расход энергии (0,02–0,04 кВт·ч/т·км для грузовых поездов).
• Lзоны — длина зоны питания (10–30 км).
• nпоездов — число поездов в интенсивный час.
• Uном — номинальное напряжение.
• Kзагр — коэффициент заполнения графика движения (0,7–0,9).

Учет несовпадения максимумов нагрузок для комбинированного объекта

Одной из ключевых задач при проектировании электроснабжения комбинированного объекта является учет несовпадения максимумов нагрузок для различных групп потребителей. Пиковые нагрузки автосборочного завода, жилого микрорайона и городского электротранспорта редко совпадают по времени, что позволяет использовать более экономичное оборудование и схемы.

Методы учета несовпадения максимумов:

1. Построение совмещенных графиков нагрузки: Наиболее наглядный и точный метод. Требует сбора статистических данных по часовым (получасовым) графикам нагрузки для каждого типа потребителя (завод, жилье, транспорт) за длительный период (обычно год). После построения индивидуальных графиков, они суммируются, и определяется общий максимум. Этот метод позволяет выявить, насколько сильно пики сглаживаются.

2. Применение коэффициентов несовпадения максимумов (Kнс): Если детальные графики отсутствуют или находятся на предпроектной стадии, используются табличные значения Kнс.
Суммарная расчетная нагрузка (PΣрасч) для комбинированного объекта определяется по формуле:

PΣрасч = Kнс × (Pрасч.завод + Pрасч.микрорайон + Pрасч.транспорт), кВт

Где:

• Pрасч.завод, Pрасч.микрорайон, Pрасч.транспорт — расчетные нагрузки, определенные для каждого типа потребителя отдельно.
• Kнс — коэффициент несовпадения максимумов для данной комбинации потребителей. Его значение, как правило, меньше 1 (например, 0,7–0,9), и зависит от характера нагрузок и их графиков. Для комбинации промышленного, жилого и транспортного потребителей этот коэффициент может быть в пределах 0,7–0,85, что позволяет существенно снизить устанавливаемую мощность трансформаторов и сечение подводящих линий, оптимизируя капитальные затраты.

Пример (гипотетический):
Предположим, расчетная нагрузка завода составляет 15 МВт, микрорайона — 10 МВт, электротранспорта — 3 МВт. Если бы максимумы совпадали, суммарная нагрузка была бы 28 МВт. Однако, учитывая, что пики потребления завода приходятся на дневное время, микрорайона — на вечерние часы, а электротранспорта — на утренний и вечерний час пик, можно принять Kнс = 0,8.
Тогда PΣрасч = 0,8 × (15 + 10 + 3) МВт = 0,8 × 28 МВт = 22,4 МВт.
Таким образом, учет несовпадения максимумов позволяет сэкономить на мощности оборудования, которое иначе пришлось бы выбирать на 5,6 МВт больше.

Этот подход является ключевым для оптимизации капитальных вложений и повышения экономической эффективности проекта, избегая избыточности мощности и перерасхода ресурсов. Ведь зачем платить за мощность, которая никогда не будет задействована одновременно?

Выбор оптимальной схемы внешнего электроснабжения и ключевого оборудования

Выбор рациональной схемы электроснабжения и соответствующего оборудования — это не просто технический вопрос, а комплексное решение, которое определяет будущую надежность, экономичность, безопасность и качество электроэнергии для всех потребителей. Этот этап требует учета множества взаимосвязанных факторов.

Критерии выбора схемы внешнего электроснабжения

При выборе схемы электроснабжения для комбинированного объекта необходимо руководствоваться несколькими фундаментальными критериями:

1. Надежность электроснабжения: Это основной критерий, который определяется категориями потребителей по ПУЭ.

• I категория: потребители, перерыв в электроснабжении которых угрожает жизни людей, наносит значительный ущерб, нарушает работу особо важных государственных элементов. Требуется два независимых взаимно резервирующих источника питания с АВР.
• II категория: перерыв в электроснабжении ведет к массовому недоотпуску продукции, простоям, нарушению нормальной деятельности. Требуется два независимых взаимно резервирующих источника, допускаются менее жесткие требования к автоматическому восстановлению.
• III категория: все остальные потребители. Допускается один источник питания, перерыв для ремонта до 24 часов.

Для комбинированного объекта, где присутствуют все три категории потребителей, схема должна обеспечивать многоуровневое резервирование.

2. Экономичность: Минимизация капитальных и эксплуатационных затрат на протяжении всего жизненного цикла системы. Это включает стоимость оборудования, строительно-монтажных работ, а также потери электроэнергии в линиях и трансформаторах, расходы на обслуживание и ремонт. Правильный выбор схемы и оборудования позволяет снизить капитальные затраты на 15–20% и эксплуатационные расходы на 10–15%.

3. Требования к качеству электроэнергии: Система должна обеспечивать параметры электроэнергии в соответствии с ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». Ключевые параметры:

• Отклонения частоты: не более ±0,2 Гц в нормальном режиме и ±0,4 Гц в аварийном.
• Отклонения напряжения: не более ±10% номинального напряжения в точке передачи потребителю.
• Коэффициент несинусоидальности напряжения (суммарный коэффициент гармонических составляющих): не более 8%.

Для автосборочного завода с большим количеством преобразовательной техники (сварочные аппараты, частотные приводы) особенно актуален контроль гармонических искажений, которые могут негативно влиять на жилые нагрузки.

4. Перспективы развития: Схема должна быть масштабируемой и допускать возможность расширения и модернизации без существенных перестроек. Это предполагает прогнозирование роста нагрузок (например, на 5–10% в год для жилых районов и до 15–20% для промышленных объектов в фазе активного развития) и предусматривание резерва по мощности оборудования и пропускной способности линий.

5. Градостроительные, экологические и архитектурные ограничения: Эти факторы оказывают существенное влияние на трассировку линий и размещение подстанций.

• Градостроительные: Охранные зоны ЛЭП, санитарно-защитные зоны подстанций (например, для 110 кВ подстанции СЗЗ составляет 20-30 м), зоны планируемой застройки, близость к транспортным магистралям, наличие других инженерных коммуникаций.
• Экологические: Уровень шума от трансформаторов и другого оборудования подстанций (СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» устанавливает допустимые уровни), электромагнитное излучение от ЛЭП и его влияние на жилую застройку, необходимость минимизации воздействия на природные ландшафты.
• Архитектурные: Внешний вид подстанций, их интеграция в городскую среду, требования к дизайну и материалам, необходимость маскировки или эстетического оформления. Для ГПП и крупных ТП в жилых районах часто применяются закрытые распределительные устройства (ЗРУ) или здания подстанций с архитектурным решением, соответствующим окружающей застройке.

Методы выбора схемы внешнего электроснабжения

Выбор конкретной схемы зависит от множества факторов, включая категорию надежности потребителей, их расположение и общую плотность нагрузки.

1. Выбор системы напряжений: Для большинства городов целесообразной является система напряжений 35-110 / 10 кВ; для крупнейших городов – 500 / 220-110 / 10 кВ или 330 / 110 / 10 кВ. Это обеспечивает надежность и экономичность электроснабжения. В нашем случае, для ГПП комбинированного объекта, наиболее оптимальным будет напряжение 110/10 кВ. В новых районах застройки напряжение распределительных сетей выше 1 кВ должно приниматься не ниже 10 кВ (согласно ВСН 97-83), чтобы обеспечить достаточную пропускную способность и снизить потери.

2. Применение различных схем:

• Для потребителей I и II категории (автосборочный завод и основные объекты микрорайона): Рекомендуется применение комбинированной петлевой двухлучевой схемы на напряжение 10 кВ с двухсторонним питанием. Такая схема обеспечивает высокую надежность за счет возможности питания потребителей с двух независимых сторон и быстрого восстановления электроснабжения при аварии. Кольцевая сеть должна быть связана не менее чем с двумя независимыми источниками питания энергосистемы (в данном случае, вероятно, через разные секции шин ГПП или даже через две независимые ГПП) и иметь возможность автоматического переключения. Опорные подстанции рекомендуется располагать в противоположных местах кольцевой сети для повышения живучести.
• Для потребителей II категории (жилые дома, коммунальные объекты): Целесообразно сочетание петлевых схем 10 кВ с двухсторонним питанием каждой ТП и радиальных линий 0,38 кВ к потребителям. Это обеспечивает достаточный уровень надежности и экономичности.
• Для потребителей III категории: Допустимы радиальные схемы от ближайших ТП на напряжении 0,4 кВ.

Принципиальная схема внешнего электроснабжения комбинированного объекта будет включать:

• Главную понизительную подстанцию (ГПП 110/10 кВ), подключенную к региональной энергосистеме.
• Распределительную сеть 10 кВ, выполненную преимущественно кабельными линиями, учитывая плотность застройки и экологические ограничения. Эта сеть будет иметь петлевую или кольцевую структуру для обеспечения резервирования.
• Несколько трансформаторных подстанций (ТП 10/0,4 кВ) для питания микрорайона и цеховых подстанций завода.
• Тяговые подстанции (ТП 10 кВ / 600 В постоянного тока) для городского электротранспорта.

Пример структуры сети 10 кВ:

• От ГПП отходят две или более магистральные кабельные линии 10 кВ, образующие кольца или петли.
• К этим кольцам или петлям подключаются все трансформаторные подстанции микрорайона и цеховые подстанции завода.
• На каждом ответвлении к ТП устанавливаются коммутационные аппараты (например, вакуумные выключатели или реклоузеры) с возможностью автоматического отключения поврежденного участка и восстановления питания.

Такой подход позволяет добиться высокой надежности электроснабжения, гибкости в эксплуатации и возможности поэтапного развития системы.

Выбор основного электрооборудования

Правильный выбор основного электрооборудования — это не просто заполнение спецификации, а техническое искусство, цель которого — обеспечить соответствие расчетным нагрузкам, требованиям безопасности, долговечности и экономической эффективности всей системы. Каждое устройство в системе электроснабжения должно быть подобрано с учетом его функционального назначения, условий эксплуатации и перспектив развития.

Выбор трансформаторов подстанций

Трансформаторы являются сердцем любой подстанции, и их выбор критически важен.

Методика выбора мощности и числа трансформаторов:
Выбор мощности и числа трансформаторов осуществляется на основе расчетных электрических нагрузок, определенных для каждого элемента системы. Для повышения надежности и гибкости, а также для возможности проведения ремонта без полного отключения потребителей, на ГПП и крупных ТП, питающих потребителей I и II категории, рекомендуется устанавливать два трансформатора.

• Коэффициент загрузки трансформаторов: При двухтрансформаторных подстанциях обычно выбирают трансформаторы таким образом, чтобы при выходе из строя одного, оставшийся трансформатор мог нести полную нагрузку, либо допустимую перегрузку в течение определенного времени.
  • Для потребителей I категории: Каждый трансформатор должен быть выбран так, чтобы в аварийном режиме (при отключении одного) оставшийся трансформатор мог принять 100% максимальной нагрузки без превышения допустимых температур.
  • Для потребителей II категории: Оставшийся в работе трансформатор должен обеспечивать питание потребителей с учетом допустимой перегрузки. Допустимая токовая перегрузка силовых масляных трансформаторов и ее продолжительность определяются согласно методике, приведенной в ГОСТ 14209-85 «Трансформаторы силовые масляные. Допустимые нагрузки». Например, для масляных трансформаторов допускается систематическая перегрузка по току до 1,05 Pном в течение длительного времени, а кратковременная перегрузка до 1,4 Pном в течение 20 минут в холодное время года.
• Оптимальная мощность трансформаторов:
  • В районах малоэтажной застройки: Мощность трансформаторов ТП рекомендуется принимать в зависимости от плотности нагрузки на шинах 0,4 кВ. Например, при плотности нагрузки 0,8–1,5 МВт/км² рекомендуется использовать трансформаторы мощностью 1×160–250 кВ·А, а при плотности нагрузки 3–8 МВт/км² — 1×400–630 кВ·А (согласно РД 34.20.185-94).
  • В районах многоэтажной застройки и для промышленных объектов: Где плотность нагрузки 8 МВт/км² и более, применяют более мощные трансформаторы. Оптимальная нагрузка для распределительных пунктов (РП) должна составлять 12 МВт при 10 кВ и 8 МВт при 6 кВ (РД 34.20.185-94). Для ГПП комбинированного объекта, суммарная мощность трансформаторов может достигать десятков МВА.

Выбор кабельных и воздушных линий

Выбор сечения проводников — это баланс между допустимым нагревом, потерями напряжения и экономической целесообразностью.

Определение сечения проводников:
Сечение проводников и жил кабелей выбирается на основе расчетных электрических нагрузок по условиям:

1. Допустимого длительного тока (по нагреву): Фактический длительный ток в линии (Iрасч) не должен превышать допустимый длительный ток для данного сечения (Iдоп), указанный в ПУЭ (глава 1.3). Неправильный выбор сечения может привести к перегреву проводки, повреждению изоляции, пожару и короткому замыканию.
   • Пример: Для медного кабеля с изоляцией из ПВХ, проложенного в воздухе, допустимый ток для сечения 1,5 мм² составляет 23 А, для 2,5 мм² — 30 А, для 4 мм² — 41 А.
2. Потерям напряжения: Потери напряжения в линии не должны превышать допустимых значений, установленных для данного типа потребителя (обычно 5–10% от номинального).
3. По экономической плотности тока: Этот критерий используется для оптимизации затрат, выбирая сечение, при котором сумма капитальных и эксплуатационных затрат минимальна.

Расчетный ток для 3-фазной электрической сети:

Iрасч = P / (√3 × U × Kи × cosφ), А

Где:

• P — общая расчетная активная мощность (кВт).
• U — номинальное линейное напряжение сети (кВ).
• Kи — коэффициент одновременности максимумов нагрузок (или коэффициент спроса). Может варьироваться от 0,6 до 0,95 в зависимости от количества и типа потребителей. Для группы из 10–20 однотипных потребителей он может быть около 0,75–0,8, для большого количества разнообразных потребителей — ближе к 0,6.
• cosφ — коэффициент мощности. Для промышленных потребителей обычно 0,7–0,9, для жилых зданий — 0,9–0,95.

Для внешнего электроснабжения комбинированного объекта будут преимущественно использоваться кабельные линии 10 кВ, проложенные в земле или кабельных каналах. Для отдельных участков, не затрагивающих жилую застройку, могут быть рассмотрены воздушные линии с самонесущими изолированными проводами (СИП) для напряжения 0,4 кВ.

Выбор коммутационной аппаратуры

Коммутационная аппаратура (автоматические выключатели, предохранители, разъединители, выключатели нагрузки) предназначена для включения/отключения электрических цепей в нормальном режиме и защиты от сверхтоков в аварийных режимах.

Принципы выбора:

1. По номинальному току: Номинальный ток коммутационного аппарата должен быть равен или превышать расчетный длительный ток защищаемой цепи.
2. По отключающей способности (для выключателей): Отключающая способность аппарата должна быть больше или равна максимальному току короткого замыкания в точке его установки. Это особенно важно для главной понизительной подстанции и фидеров, питающих мощные промышленные цеха.
3. По напряжению: Номинальное напряжение аппарата должно соответствовать номинальному напряжению сети.
4. По условиям работы: Учитываются климатические условия, взрыво- и пожароопасность помещений, частота коммутаций.

Устройства релейной защиты и автоматики (РЗА):
В городских распределительных сетях, а также на промышленных объектах, устройства РЗА, как правило, должны выполняться на переменном оперативном токе (для простых защит) или на выпрямленном токе (для более ответственных защит, требующих гарантированного питания при исчезновении напряжения в сети). Современные подходы подразумевают широкое применение микропроцессорных терминалов РЗА. Они обеспечивают высокую точность, чувствительность, быстродействие, имеют функции самодиагностики и регистрации событий, что значительно повышает надежность и управляемость системы.

Обоснование применения РЗА:
Микропроцессорные терминалы позволяют реализовать комплексные защиты для трансформаторов, линий и сборных шин с минимальным количеством отдельных устройств. Они способны адаптироваться к изменяющимся режимам нагрузки (актуально для комбинированного объекта), обеспечивать селективность защит и интеграцию в автоматизированные системы управления энергоснабжением. Например, для защиты трансформаторов ГПП будут применяться дифференциальные, максимальные токовые и газовые защиты, реализованные на базе микропроцессорных терминалов. Для фидеров 10 кВ — максимальная токовая защита и токовая отсечка.

Выбор каждого элемента оборудования осуществляется с учетом его технических характеристик, надежности производителя, стоимости и эксплуатационных расходов, а также с обязательным соблюдением всех нормативных требований.

Проектирование релейной защиты трансформаторов главных понизительных подстанций

Релейная защита (РЗ) является ключевым элементом для обеспечения надежности и безопасности работы энергосистемы, особенно на Главных Понизительных Подстанциях (ГПП), которые питают такой сложный и ответственный объект, как комбинированный микрорайон и автосборочный завод. Задача РЗ — быстро и селективно отключать поврежденные участки сети, предотвращая распространение аварии и минимизируя ущерб.

Принципы и виды релейной защиты

Основополагающие принципы релейной защиты включают:

• Селективность: Отключение только поврежденного участка, оставляя в работе остальную, неповрежденную часть системы.
• Быстродействие: Максимально быстрое отключение повреждения для уменьшения его разрушительного воздействия на оборудование и повышения устойчивости энергосистемы.
• Чувствительность: Способность реагировать на все виды повреждений в защищаемой зоне.
• Надежность: Безотказное срабатывание при повреждениях и отсутствие ложных срабатываний при нормальных режимах или внешних помехах.

Для защиты трансформаторов ГПП, питающих одновременно промышленные и жилые нагрузки, применяются следующие основные виды защит:

1. Максимальная токовая защита (МТЗ): Реагирует на повышение тока выше заданного значения. Обеспечивает защиту от междуфазных коротких замыканий и перегрузок. МТЗ часто выполняется с выдержкой времени для обеспечения селективности с другими защитами.
2. Токовая отсечка: Разновидность МТЗ без выдержки времени или с минимальной выдержкой. Отключает короткие замыкания, расположенные в непосредственной близости от трансформатора. Обычно имеет более высокую уставку тока, чем МТЗ.
3. Дифференциальная защита трансформатора: Наиболее чувствительная и быстродействующая защита от внутренних повреждений трансформатора (междувитковых, междуфазных коротких замыканий в обмотках, замыканий на корпус). Принцип действия основан на сравнении токов, протекающих в первичной и вторичной обмотках трансформатора. При отсутствии повреждений эти токи, приведенные к одному базисному напряжению, равны. При внутреннем повреждении возникает разностный (дифференциальный) ток, на который и реагирует защита.
4. Газовая защита (Бухгольца): Основная защита трансформаторов с масляным охлаждением от внутренних повреждений, сопровождающихся выделением газа или понижением уровня масла (например, межвитковые замыкания, разрушение изоляции). Чувствительна к медленно развивающимся повреждениям.
5. Защита от перегрузки по току: Используется для контроля длительных перегрузок, которые могут привести к термическому старению изоляции трансформатора.
6. Защита от однофазных замыканий на землю: Применяется в сетях с заземленной нейтралью или через дугогасящий реактор.

Расчет уставок релейной защиты

Расчет уставок релейной защиты для трансформаторов ГПП в условиях комбинированной нагрузки (промышленной, жилой, транспортной) имеет свои особенности. Необходимо учитывать различные режимы работы, возможные пики нагрузок от каждого типа потребителя, а также специфику токов короткого замыкания (ТКЗ), которые могут отличаться.

1. Расчет уставок дифференциальной защиты:
Дифференциальная защита — основная быстродействующая защита трансформатора. Уставки по току срабатывания определяются с учетом максимального тока небаланса, возникающего в нормальных режимах (например, из-за изменения коэффициента трансформации при переключении ответвлений, погрешностей трансформаторов тока, намагничивающих токов броска).

• Ток срабатывания (Iср.дифф):
  Iср.дифф ≥ Kнб × Iнб.макс
  Где:
  • Kнб — коэффициент надежности (обычно 1,2–1,5).
  • Iнб.макс — максимальный ток небаланса.

  Дополнительно вводятся уставки по отстройке от броска тока намагничивания при включении трансформатора. Чувствительность защиты проверяется для минимальных токов короткого замыкания в зоне действия.

2. Расчет уставок максимальной токовой защиты (МТЗ) с выдержкой времени:
МТЗ является резервной защитой для трансформатора и основной для питающих линий. Уставки МТЗ должны быть отстроены от максимальной рабочей нагрузки и согласованы с защитами линий, отходящих от трансформатора.

• Ток срабатывания (Iср.МТЗ):
  Iср.МТЗ ≥ Kн × Iраб.макс / Kвозв.ТТ
  Где:
  • Kн — коэффициент надежности (обычно 1,2–1,3).
  • Iраб.макс — максимальный рабочий ток трансформатора с учетом коэффициента несовпадения максимумов для комбинированной нагрузки. Это ключевой момент, поскольку без его учета уставка может быть либо завышена (потеря чувствительности), либо занижена (ложные срабатывания).
  • Kвозв.ТТ — коэффициент возврата трансформатора тока (обычно 0,85–0,95).
• Выдержка времени (tМТЗ): Определяется исходя из обеспечения селективности с защитами на отходящих линиях.
  tМТЗ = tлин + Δt
  Где:
  • tлин — выдержка времени защиты отходящей линии.
  • Δt — ступень селективности (обычно 0,3–0,5 с).

3. Расчет уставок токовой отсечки:
Токовая отсечка предназначена для быстрого отключения КЗ, расположенных близко к трансформатору.

• Ток срабатывания (Iср.отс): Отстраивается от максимального тока КЗ за трансформатором, с учетом КЗ на отходящих фидерах.
  Iср.отс ≥ Kн × IКЗ.макс.за.Т
  Где:
  • IКЗ.макс.за.Т — максимальный ток КЗ за трансформатором (например, на шинах низшего напряжения ГПП или на ближайшем отходящем фидере).

Особенности для комбинированного объекта:

• Пиковые нагрузки: Учет фактических суточных графиков нагрузок завода, микрорайона и электротранспорта позволяет точнее определить Iраб.макс для трансформатора ГПП, что критически важно для настройки МТЗ.
• Гармонические искажения: Промышленные потребители (автосборочный завод) могут генерировать значительные гармонические искажения, которые влияют на работу релейной защиты (особенно с электромеханическими реле). Современные микропроцессорные защиты более устойчивы к гармоникам, но их влияние все равно следует учитывать при выборе уставок.
• Динамика нагрузок: Резкие изменения нагрузки, характерные для некоторых промышленных процессов (например, включение мощных двигателей, сварочные работы), могут быть приняты за аварийные токи, если уставки МТЗ настроены слишком чувствительно.

Координация защит и обеспечение селективности

Обеспечение селективности защит в сложной системе электроснабжения комбинированного объекта является одной из наиболее ответственных задач. Это достигается путем координации уставок по току и времени действия всех релейных защит.

Основные принципы координации:

1. Ступенчатая (временная) селективность: Каждая последующая защита, расположенная ближе к источнику питания, имеет большую выдержку времени, чем предыдущая. Это обеспечивает срабатывание ближайшей к месту повреждения защиты.
2. Токовая селективность: Отсечки и токовые защиты на линиях настраиваются таким образом, чтобы они реагировали только на КЗ в своей зоне, а токовые защиты трансформаторов настраиваются с отстройкой от ТКЗ на отходящих линиях.

Этапы обеспечения селективности:

1. Определение токов короткого замыкания (ТКЗ): Расчет трехфазных и однофазных ТКЗ во всех характерных точках сети (шины ГПП, шины ТП, начало и конец отходящих фидеров). Это позволяет определить максимальные и минимальные токи, на которые должны реагировать защиты.
2. Построение кривых селективности: На одном графике отображаются времятоковые характеристики всех защит. Цель — убедиться, что кривые не пересекаются, и выдержан необходимый интервал селективности (Δt).
3. Выбор трансформаторов тока (ТТ): ТТ должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить необходимый класс точности и достаточную кратность перегрузки для работы защит в условиях КЗ.
4. Учет АВР: Для потребителей I и II категории наличие АВР требует дополнительной координации, чтобы при переключении на резервный источник не произошло ложных срабатываний защит.

Пример координации:
Предположим, от ГПП отходит фидер, питающий ТП микрорайона. На ТП установлены автоматические выключатели.

• Автоматический выключатель на отходящем фидере 0,4 кВ в ТП имеет выдержку времени t1.
• МТЗ на фидере 10 кВ, питающем эту ТП, будет иметь выдержку времени t2 = t1 + Δt.
• МТЗ на шинах 10 кВ ГПП будет иметь выдержку времени t3 = t2 + Δt.

Такая «лестница» выдержек времени гарантирует селективное отключение поврежденного участка.

Сложность комбинированного объекта требует особого внимания к деталям при проектировании релейной защиты, поскольку некорректно настроенные защиты могут привести к обширным отключениям и серьезным последствиям. Использование современных микропроцессорных терминалов значительно упрощает процесс настройки и координации, обеспечивая при этом высокую надежность.

Электробезопасность, молниезащита и заземление

Безопасность — это не обсуждаемый, а обязательный аспект любого проекта электроснабжения. Ошибки или недочеты в проектировании систем электробезопасности, заземления и молниезащиты могут привести к трагическим последствиям: поражению электрическим током людей, пожарам, выходу из строя дорогостоящего оборудования. Неукоснительное соблюдение нормативных требований является непреложным условием для проектирования и эксплуатации электроустановок.

Требования и нормы электробезопасности

Основные требования по электробезопасности регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), ГОСТами (например, ГОСТ Р 50571 «Электроустановки низковольтные») и другими нормативно-техническими документами. Эти требования направлены на защиту людей от поражения электрическим током, предотвращение пожаров и взрывов, а также обеспечение нормальной работы электроустановок.

Ключевые аспекты электробезопасности включают:

1. Защита от прямого прикосновения: Обеспечивается изоляцией токоведущих частей, ограждениями, кожухами, размещением вне зоны досягаемости, применением сверхнизкого (безопасного) напряжения, а также использованием устройств защитного отключения (УЗО) с током срабатывания не более 30 мА.
2. Защита от косвенного прикосновения: Защита при повреждении изоляции и появлении напряжения на корпусе электрооборудования. Достигается путем заземления (для электроустановок выше 1 кВ) или зануления (для электроустановок до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью), применением УЗО, электрическим разделением цепей, применением изолирующих трансформаторов.
3. Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности: Правильный выбор электрооборудования и электропроводки для пожаро- и взрывоопасных зон (например, в некоторых цехах автозавода), применение искробезопасных цепей, систем автоматического пожаротушения, герметизация электрооборудования, соблюдение расстояний до горючих материалов.
4. Организационные и технические мероприятия: Использование средств индивидуальной защиты, проведение инструктажей, допуск к работам только квалифицированного персонала, наличие плакатов безопасности, обеспечение видимого разрыва цепи при ремонтных работах.

Для комбинированного объекта особую важность приобретает разделение ответственности и обеспечение электробезопасности на границе между промышленной и жилой зонами, а также на объектах общего пользования (тяговые подстанции, главная понизительная подстанция).

Проектирование заземляющих устройств

Заземляющие устройства предназначены для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении и для обеспечения нормального режима работы электроустановок (например, отвод токов короткого замыкания на землю, обеспечение работы релейной защиты).

Методика расчета заземляющих устройств:
Расчет заземляющих устройств (ЗУ) производится в соответствии с требованиями ПУЭ (Глава 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности») и ГОСТ Р 50571.21-2000 «Электроустановки зданий. Заземляющие устройства и защитные проводники».
Основная задача — обеспечить нормированное значение сопротивления растеканию тока заземляющего устройства (Rзу) и допустимое значение напряжения прикосновения и шага.

• Для электроустановок выше 1 кВ: Rзу должно быть не более 0,5 Ом в любое время года (для подстанций 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью).
• Для электроустановок до 1 кВ: Rзу должно быть не более 4 Ом для линейных вводов (например, для жилых зданий) и не более 2 Ом для электроустановок с трансформаторами мощностью более 100 кВ·А.

Расчеты включают:

1. Определение удельного сопротивления грунта (ρ): Зависит от типа грунта, влажности, температуры. Измерения проводятся на месте строительства.
2. Выбор конструкции ЗУ: Естественные заземлители (фундаменты зданий, металлические трубы) или искусственные (вертикальные электроды, горизонтальные полосы). Обычно применяются комбинированные ЗУ.
3. Расчет количества и размеров электродов: На основе требуемого сопротивления, удельного сопротивления грунта и геометрии ЗУ.
   • Пример для вертикальных стержневых заземлителей:
     R1 = (ρ / (2πL)) × ln(2L / d) + (ρ / (2πL)) × ln( (2L + a) / (2L - a))
     Где:
     • R1 — сопротивление одиночного стержня.
     • ρ — удельное сопротивление грунта.
     • L — длина стержня.
     • d — диаметр стержня.
     • a — заглубление стержня.

     Затем определяется общее количество электродов с учетом коэффициента использования.

4. Проверка напряжения прикосновения и шага: Особо важно для ГПП и крупных цеховых подстанций, где токи КЗ на землю могут быть значительными.

Для комбинированного объекта предусматривается единый контур заземления для ГПП, который будет соединен с контурами заземления цеховых подстанций завода и трансформаторных подстанций микрорайона, образуя общую систему заземления.

Системы молниезащиты

Молниезащита (МЗ) предназначена для защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии (ПУМ) и вторичных воздействий (наведенных напряжений).

Выбор и расчет систем молниезащиты:
Проектирование систем МЗ выполняется в соответствии с СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» и РД 34.21.122-87.

Классификация зданий и сооружений по уровню защиты:

1. I категория: Объекты с повышенной взрывопожароопасностью (например, склады ГСМ, некоторые цеха завода с легковоспламеняющимися материалами).
2. II категория: Производственные и складские здания с пожароопасными процессами.
3. III категория: Жилые и общественные здания (микрорайон, административные здания завода).

Виды молниезащиты:

• Внешняя молниезащита: Предназначена для перехвата молнии, отвода тока молнии в землю и рассеивания его. Включает:
  • Молниеотводы: Стержневые, тросовые, сетчатые. Выбор типа зависит от формы здания, площади и категории.
  • Токоотводы: Отводят ток от молниеотвода к заземлителю. Должны быть минимальной длины, без резких изгибов, из материалов с высокой проводимостью.
  • Заземлители молниезащиты: Отдельные от рабочего заземления или объединенные с ним, если сопротивление общего контура соответствует требованиям МЗ.
• Внутренняя молниезащита: Предназначена для защиты от вторичных воздействий молнии (наведенных напряжений, электромагнитных импульсов), которые могут повредить чувствительное электронное оборудование. Реализуется путем установки устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) в электрических щитах.

Пример выбора молниеотвода:
Для высотных жилых домов микрорайона и крупных промышленных цехов завода, вероятно, будут использоваться стержневые или тросовые молниеотводы, устанавливаемые на кровле. Для объектов III категории защиты достаточно обеспечить защиту с вероятностью 0,9. Расчет зоны защиты молниеотвода производится по специальным формулам, зависящим от его высоты.

Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода:
Радиус зоны защиты на уровне hx:
rx = 1,7 × h - 0,85 × hx (для h ≤ 30 м)
rx = 1,7 × (h - hx / 1,7) (для h > 30 м)
Где:

• rx — радиус зоны защиты на высоте hx.
• h — высота молниеотвода.
• hx — высота защищаемого объекта.

Для ГПП и тяговых подстанций молниезащита также является обязательной и может быть реализована как отдельными молниеотводами, так и путем использования высоковольтных опор ЛЭП.

Комплексное проектирование систем электробезопасности, заземления и молниезащиты, с учетом всех нормативных требований и специфики комбинированного объекта, является залогом безопасной и бесперебойной работы всей инфраструктуры.

Технико-экономическое обоснование проекта

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) является финальным и одним из самых ответственных этапов проектирования. Его цель — не только доказать техническую реализуемость проекта, но и показать его экономическую целесообразность, выбрав наиболее эффективное решение из нескольких возможных вариантов. Для комбинированного объекта, где инвестиции могут быть весьма значительными, ТЭО играет решающую роль в принятии управленческих решений.

Методология технико-экономического сравнения вариантов

Методология ТЭО заключается в системном сравнении различных вариантов систем электроснабжения по экономическим показателям при условии обеспечения одинакового уровня надежности, качества электроэнергии и безопасности. Основными экономическими показателями являются капитальные вложения и эксплуатационные затраты.

1. Расчет капитальных вложений (КВ):
Капитальные вложения (КВ) — это сумма инвестиций, необходимых для создания системы электроснабжения. Они включают:

• Стоимость основного электротехнического оборудования: Трансформаторы, коммутационная аппаратура, кабели, провода, опоры ЛЭП, комплектные распределительные устройства (КРУ), устройства релейной защиты и автоматики, заземляющие устройства, молниеотводы. Стоимость рассчитывается на основании прайс-листов производителей или укрупненных сметных показателей.
• Стоимость строительно-монтажных работ (СМР): Возведение зданий подстанций, фундаменты, прокладка кабельных линий, монтаж оборудования, установка опор, пусконаладочные работы. Рассчитывается по сметным нормативам или укрупненным показателям на единицу мощности, протяженности линии и т.д.
• Стоимость проектно-изыскательских работ (ПИР): Инженерные изыскания, разработка проектной и рабочей документации. Обычно составляет 5-10% от стоимости СМР и оборудования.
• Прочие затраты: Подключение к внешней сети, получение разрешений, непредвиденные расходы (обычно 5-10% от общей суммы).

2. Расчет эксплуатационных затрат (ЭЗ):
Эксплуатационные затраты (ЭЗ) — это ежегодные расходы на поддержание работоспособности системы. Они включают:

• Потери электроэнергии: Потери в линиях электропередачи и трансформаторах. Рассчитываются на основе расчетных нагрузок, длительности максимума потерь и тарифа на электроэнергию.
  • Потери активной мощности в линии (ΔPЛ) = I2 × R, где R — сопротивление линии.
  • Потери активной мощности в трансформаторе (ΔPТ) = ΔPхх + β2 × ΔPкз, где ΔPхх — потери холостого хода, ΔPкз — потери короткого замыкания, β — коэффициент загрузки трансформатора.
  • Энергетические потери (ΔW) = ΔP × Tmax, где Tmax — время максимальных потерь.
• Амортизационные отчисления: Отчисления на восстановление основных фондов (оборудования, зданий). Рассчитываются как процент от капитальных вложений.
• Расходы на обслуживание и ремонт: Заработная плата обслуживающего персонала, стоимость ремонтных работ, запасных частей, расходных материалов. Рассчитываются как процент от стоимости оборудования или на основании норм обслуживания.
• Прочие расходы: Налоги, страховка, аренда земли (если применимо).

Пример расчета потерь электроэнергии в кабельной линии:
Пусть кабель 10 кВ длиной L = 5 км, сечением 95 мм² (медь), R = 0,193 Ом/км.
Расчетный ток Iрасч = 200 А.
Потери активной мощности: ΔP = 3 × Iрасч2 × R × L = 3 × (200 А)2 × 0,193 Ом/км × 5 км = 115 800 Вт = 115,8 кВт.
Если время максимальных потерь Tmax = 5000 ч/год, а тариф на электроэнергию 5 руб./кВт·ч.
Годовые потери электроэнергии: ΔW = 115,8 кВт × 5000 ч/год = 579 000 кВт·ч/год.
Стоимость потерь: 579 000 кВт·ч/год × 5 руб./кВт·ч = 2 895 000 руб./год.

Расчет приведенных затрат и выбор оптимального решения

Для сравнения вариантов, имеющих различные капитальные вложения и эксплуатационные затраты, используется показатель годовых приведенных затрат (Зпр). Он позволяет привести разнородные затраты к сопоставимому виду.

Формула приведенных затрат:
Зпр = ЭЗ + Ен × КВ, руб./год
Где:

• ЭЗ — годовые эксплуатационные затраты.
• КВ — капитальные вложен��я.
• Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (для электроэнергетики обычно 0,1–0,15). Он отражает стоимость привлечения капитала и минимально допустимую отдачу на инвестиции.

Методика выбора оптимального решения:

1. Формирование вариантов: Разрабатываются 2-3 принципиально различных варианта системы электроснабжения (например, радиальная, петлевая, кольцевая схемы; использование различных типов кабелей или трансформаторов). Каждый вариант должен обеспечивать одинаковый уровень надежности и качества электроэнергии.
2. Расчет КВ и ЭЗ для каждого варианта: Детальный расчет всех статей затрат.
3. Расчет Зпр для каждого варианта.
4. Сравнение: Выбирается вариант с минимальными приведенными затратами.

Пример сравнения (гипотетический):

Показатель	Вариант 1 (Радиальная схема)	Вариант 2 (Петлевая схема)
Капитальные вложения (КВ), млн руб.	300	350
Эксплуатационные затраты (ЭЗ), млн руб./год	25	20
Нормативный коэффициент эффективности (Ен)	0,12	0,12
Приведенные затраты (Зпр), млн руб./год	25 + 0,12 × 300 = 61	20 + 0,12 × 350 = 62

В данном гипотетическом примере, Вариант 1 (радиальная схема) оказывается более экономичным по приведенным затратам, несмотря на более высокие эксплуатационные расходы, за счет меньших капитальных вложений. Однако, если бы Вариант 1 не удовлетворял требованиям по надежности для I и II категории потребителей, он был бы отброшен вне зависимости от экономических показателей.

Важно также учитывать не только прямые экономические показатели, но и неэкономические факторы:

• Экологичность: Влияние на окружающую среду, возможность использования возобновляемых источников энергии.
• Социальные аспекты: Уровень комфорта для населения, безопасность.
• Гибкость и масштабируемость: Возможность адаптации к будущим изменениям нагрузок и технологий.
• Сроки реализации: Более быстрые сроки ввода в эксплуатацию могут быть предпочтительны.

Комплексный анализ всех этих факторов позволяет выбрать действительно оптимальное решение, которое не только минимизирует затраты, но и соответствует всем техническим, социальным и экологическим требованиям.

Охрана окружающей среды и учет градостроительных факторов

Интеграция проекта электроснабжения в городскую среду — это не просто техническая задача, а сложный процесс, требующий учета множества внешних факторов: от градостроительных планов до экологических нормативов и эстетических требований. Минимизация негативного воздействия на окружающую среду и гармоничное вписание в существующую или планируемую застройку являются ключевыми аспектами современного проектирования.

Размещение подстанций и трассировка линий

Выбор места для подстанций и маршрутов прокладки линий электропередачи (ЛЭП) — это компромисс между техническими, экономическими, социальными и экологическими требованиями.

1. Учет градостроительных планов:

• Генеральный план развития территории: Подстанции и трассы ЛЭП должны соответствовать утвержденным городским планам, зонированию территории (жилая, промышленная, рекреационная).
• Зоны планируемой застройки: Необходимо избегать прокладки ЛЭП через территории, предназначенные для плотной жилой или общественной застройки, чтобы избежать сноса зданий и ограничений на будущее развитие.
• Санитарно-защитные зоны (СЗЗ): Для подстанций и ЛЭП устанавливаются СЗЗ, в пределах которых запрещено или ограничено строительство жилых и общественных зданий. Размеры СЗЗ зависят от класса напряжения и мощности оборудования. Например, для подстанций 110 кВ СЗЗ может составлять 20-30 м. Для кабельных линий 10 кВ в земле СЗЗ не устанавливается, но есть охранные зоны (1 м по обе стороны от крайних кабелей), где запрещены земляные работы без согласования.
• Охранные зоны инженерных коммуникаций: Трассы кабельных линий должны учитывать расположение существующих и планируемых водопроводов, газопроводов, канализационных коллекторов, теплотрасс, линий связи. Прокладка кабелей должна осуществляться с соблюдением нормативных расстояний (например, согласно ПУЭ, глава 2.3 «Кабельные линии напряжением до 220 кВ»).

2. Примеры оптимального размещения и трассировки:

• Размещение подстанций:
  • ГПП: Целесообразно размещать на границе промышленной зоны автосборочного завода, подальше от жилых домов микрорайона, но с учетом удобства подключения к внешней сети 110 кВ и распределения мощности по территории объекта. Для минимизации визуального воздействия и шума могут использоваться ЗРУ и здание подстанции с архитектурным оформлением, гармонирующим с окружающей застройкой.
  • ТП микрорайона: Рекомендуется интегрировать в здания (встроенные или пристроенные ТП) или размещать в отдельно стоящих, эстетически оформленных зданиях на небольшом удалении от жилых домов, с учетом норм по шуму. Расстояние между ТП определяется радиусом действия сети 0,4 кВ (обычно не более 200-300 м для снижения потерь).
  • Цеховые подстанции завода: Размещаются максимально близко к центрам электрических нагрузок цехов для минимизации потерь и сечения кабелей.
  • Тяговые подстанции: Размещаются вдоль трасс городского электротранспорта с учетом оптимального расстояния между ними для обеспечения необходимого уровня напряжения на токоприемнике.
• Трассировка линий:
  • Для линий 10 кВ: Предпочтительна подземная прокладка кабелей в траншеях или кабельных каналах. Это минимизирует землеотвод, устраняет визуальное загрязнение и повышает надежность (меньше подвержены воздействию погодных условий). При пересечении дорог и других коммуникаций — прокладка в трубах или коллекторах.
  • Для линий 0,4 кВ: В микрорайоне — подземная прокладка к жилым домам. Второстепенные линии уличного освещения и питания малых потребителей могут быть выполнены воздушными линиями с использованием самонесущих изолированных проводов (СИП) на опорах, которые также используются для уличного освещения, что позволяет сэкономить место и уменьшить количество опор.

Экологические аспекты

Проект электроснабжения должен учитывать и минимизировать свое воздействие на окружающую среду.

1. Снижение шума от оборудования подстанций:

• Трансформаторы: Основной источник шума. Для снижения шума применяются малошумные трансформаторы, шумозащитные кожухи, виброизолирующие фундаменты, размещение трансформаторов в закрытых камерах с шумопоглощающими материалами, а также размещение подстанций на удалении от жилых зон.
• Другое оборудование: Вентиляторы охлаждения, коммутационная аппаратура также могут быть источниками шума. Выбирается оборудование с низким уровнем шума.
• Уровень шума на границе жилой застройки не должен превышать нормативов, установленных СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» (например, 55 дБА в дневное время и 45 дБА в ночное для жилых зон).

2. Учет электромагнитного излучения (ЭМИ):

• Линии электропередачи и подстанции: Являются источниками ЭМИ. Нормативы по напряженности электрического и магнитного полей устанавливаются СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные поля в производственных условиях».
• Влияние на жилую застройку: Для линий 110 кВ и выше устанавливаются санитарные разрывы (до 20-30 м от оси ЛЭП), в пределах которых запрещено жилое строительство. Для кабельных линий 10 кВ в земле ЭМИ значительно ниже и не нормируется за пределами охранной зоны.
• Меры снижения: Оптимальная трассировка ЛЭП (подальше от жилых домов), использование экранированных кабелей, компактное расположение фаз.

3. Утилизация отработанных материалов и оборудования:

• Трансформаторное масло: Является опасным отходом. Необходимо предусмотреть меры по сбору, хранению и утилизации отработанного масла специализированными организациями.
• Отработанное оборудование: Старые трансформаторы, кабели, изоляторы подлежат утилизации с выделением цветных металлов и других компонентов.
• Строительный мусор: Образовавшийся в процессе строительства, должен быть вывезен и утилизирован в соответствии с нормами.

4. Визуальное воздействие:

• Дизайн подстанций и опор ЛЭП должен быть максимально интегрирован в ландшафт.
• Использование современных, эстетически привлекательных конструкций опор для воздушных линий.
• Озеленение территории вокруг подстанций для маскировки и улучшения микроклимата.

Комплексный учет всех этих факторов позволяет создать не просто функциональную, но и социально-ответственную, экологически безопасную систему электроснабжения, гармонично вписанную в городскую среду. Ведь именно такая система обеспечит устойчивое развитие и комфортную жизнь для всех жителей.

Заключение

Разработка и обоснование проекта электроснабжения для комбинированного объекта, включающего жилой микрорайон и автосборочный завод, продемонстрировали сложность и многогранность задач, стоящих перед современным инженером-проектировщиком. В рамках данного дипломного проекта/руководства были всесторонне проанализированы и представлены решения, обеспечивающие надежное, экономичное и безопасное электроснабжение столь разнородных потребителей.

Ключевым достижением является глубокая проработка методик расчета электрических нагрузок для каждого типа потребителей – промышленного, жилого и городского электротранспорта. Особое внимание было уделено учету несовпадения максимумов нагрузок, что позволило оптимизировать выбор мощности оборудования и снизить капитальные вложения, подтверждая экономическую выгоду такого подхода.

Выбор оптимальной схемы внешнего электроснабжения и ключевого оборудования (трансформаторов, кабельных линий, коммутационной аппаратуры) был обоснован с учетом жестких требований к надежности (категории потребителей по ПУЭ), качеству электроэнергии (ГОСТ 32144-2013), а также с перспективой развития объекта. Детально рассмотрены градостроительные, экологические и архитектурные ограничения, которые оказывают существенное влияние на размещение подстанций и трассировку линий, что является критически важным для интеграции объекта в городскую среду, минимизируя конфликт интересов. Как совместить техническую эффективность с гармонией городской застройки?

Проектирование релейной защиты трансформаторов главной понизительной подстанции было выполнено с учетом специфики комбинированной нагрузки, обеспечивая селективность и быстродействие защит в различных режимах работы и при коротких замыканиях. Вопросы электробезопасности, заземления и молниезащиты получили исчерпывающее освещение, подтверждая соответствие проекта всем действующим нормативным требованиям и стандартам.

Наконец, технико-экономическое обоснование проекта, включающее детальный расчет капитальных вложений, эксплуатационных затрат и приведенных затрат, подтвердило экономическую целесообразность предложенных решений и их оптимальность, что является фундаментальным для успешной реализации любого масштабного проекта.

Таким образом, разработанный проект представляет собой полноценное и глубоко обоснованное решение по электроснабжению комбинированного объекта, соответствующее академическим стандартам и требованиям современной инженерной практики. Он может служить основой для дальнейшего рабочего проектирования и внедрения, а также стать ценным руководством для будущих специалистов в области электроэнергетики и электроснабжения.

Дальнейшие направления исследований могли бы включать более детальное моделирование режимов работы системы электроснабжения с учетом изменяющихся графиков нагрузки и климатических условий, анализ внедрения интеллектуальных сетей (Smart Grid) для повышения эффективности управления, а также изучение возможности использования локальных источников возобновляемой энергии для частичного покрытия потребностей микрорайона.

Список использованной литературы

1. Озерский, В. М., Маковецкий, С.Я. Расчеты электроснабжения городов: Учеб. пособие к курсовому и дипломному проектированию для студ.спец.1004. Саратов: СГТУ, 1999. 68 с.
2. Федоров, А.А., Старкова, Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987. 368 с.
3. Козлов, В.А. Электроснабжение городов. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 264 с.
4. Электроснабжение промышленных предприятий: Справочник / Под ред. А.А. Федорова. М.: Энергоатомиздат, 1986. 568 с.
5. Васильев, А.А. Электрическая часть станций и подстанций: Учеб. для вузов / А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова и др.; Под ред. А.А. Васильева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с.
6. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-е изд. 2002.
7. Боровиков, В.А. Электрические сети энергетических систем. Л.: Энергия, 1977.
8. Долин, П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. М.: Энергоатомиздат, 1984. 448 с.
9. Справочник для проектирования электрического освещения / Под ред. А.В. Кнорринг. М.: Энергоатомиздат, 1985.
10. Методические указания по организационно-экономическому разделу дипломного проекта / Под ред. В.Н. Менжереса. Саратов: СГТУ, 1996.
11. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д.Л. Файбисовича. М., 2006. 352 с.
12. Озерский, В.М., Хусаинов, И.М., Артюхов, И.И. Расчеты сетей промышленных объектов напряжением до 1000 В: Учебное пособие. Саратов: Сарат. гос. тех. ун-т, 2008. 76 с.
13. Методы расчета электрических нагрузок. Юго-Западный государственный университет. URL: https://www.elib.swsu.ru/open/14605/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B%20%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82%D0%B0%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%D0%BD%D0%B0%D0%B3%D1%80%D1%83%D0%B7%D0%BE%D0%BA.pdf
14. Расчет электрических нагрузок промышленных предприятий. БНТУ. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/3811/Raschet_elektricheskih_nagruzok_promyshlennyh_predpriyatiy.pdf
15. Электроснабжение объектов. Ч.1. Расчет электрических нагрузок, нагрев. Томский политехнический университет. URL: https://ea.lib.tpu.ru/handle/11683/9253
16. Указания по расчету электрических нагрузок. URL: http://docs.cntd.ru/document/902047970
17. Нормативы для определения расчетных электрических нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов) застройки и элементов городской распределительной сети. Тригенерация. URL: https://trigeneraciya.ru/normativy-dlya-opredeleniya-raschetnyx-elektricheskix-nagruzok.html
18. Расчет электрических нагрузок в системах электроснабжения АПК. URL: https://studfile.net/preview/10398867/
19. Расчет электрической нагрузки микрорайона. URL: https://www.elib.uspu.ru/open/5256/
20. Методы расчета электрических нагрузок. URL: https://energy-systems.ru/metodyi-rascheta-elektricheskih-nagruzok/
21. Как правильно рассчитать нагрузку на электросеть предприятия: ошибки и решения. URL: https://www.electromontaj.ru/stati/raschet-nagruzki-na-elektroset.html
22. РД 34.20.185-94 Инструкция по проектированию городских электрических сетей — Глава 2.1. Расчетные электрические нагрузки жилых зданий. URL: http://docs.cntd.ru/document/871000673
23. Расчет электрических нагрузок в городских сетях. Оренбургский государственный университет. URL: https://elib.osu.ru/bitstream-new/1054/156/1/%D0%9C%D0%A3%20%D0%BF%D0%BE%20%D0%94%D0%9F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%B0%D0%B1%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5.pdf
24. Таблица сечения кабеля по мощности. Оптима. URL: https://optima-d.ru/tablitsa-secheniya-kabelya-po-moshhnosti/
25. ВСН 97-83 «Инструкция по проектированию городских и поселковых электрических сетей». URL: http://docs.cntd.ru/document/1902264
26. Выпускная квалификационная работа (бакалаврская работа). Репозиторий Тольяттинского государственного университета. URL: https://repo.tltsu.ru/bitstream/24678192/83615/1/%D0%92%D0%9A%D0%A0%20%D0%A1%D0%B0%D1%88%D0%B0.pdf
27. Расчет параметров системы тягового электроснабжения: Учебное пособие. URL: https://www.studmed.ru/view/bykadorov-al-zharkov-yu-i-platonova-iv-raschet-parametrov-sistemy-tyagovogo-elektrosnabzheniya-uchebnoe-posobie_6530a21820b.html
28. Определение расчетной нагрузки тяговой подстанции, Расчет мощности нагрузок тяговых потребителей, Определение мощности нетяговых потребителей, Определение мощности первичной обмотки трансформатора напряжением 110 кВ — Разработка проекта тяговой подстанции. Studwood. URL: https://studwood.net/1230138/tehnika/opredelenie_raschetnoy_nagruzki_tyagovoy_podstantsii_raschet_moschnosti_nagruzok_tyagovyh_potrebiteley_opredelenie_moschnosti_pervichnoy_obmotki_transformatora_napryazheniem_kv
29. Приложение N 2. Расчет величины удельного расхода электроэнергии. URL: https://docs.cntd.ru/document/499039345/
30. Таблица 2.1. Технологические нормы расхода электроэнергии на электротягу трамвайных вагонов и троллейбусов. КонсультантПлюс. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_146903/d5c4b18408f258a59f515e0618035ed8888065b7/