Учебная работа. Проектирование РЭС ТОО 'КЭЦ' с расчетом компенсирующей установки для шин на 10 кВ

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Проектирование РЭС ТОО ‘КЭЦ’ с расчетом компенсирующей установки для шин на 10 кВ

Проектирование РЭС ТОО «КЭЦ» с расчетом компенсирующей установки для шин на 10 кВ.

Введение

В стратегии развития Казахстан-2030 президент Республики Казахстан Н.А. Назарбаев указал основные приоритеты развития страны, в которой одной из важнейших задач является усовершенствование и дальнейшее развитие электроэнергетической отрасли, без которой не мыслимо функционирование других отраслей народного хозяйства.

Первым и важнейшим этапом усовершенствования и развития электроэнергетики является создание рациональных систем электроснабжения предприятий.

Производство, передача и рациональное распределение электроэнергии приобретают всё большее значение. В свете задачи всемерного повышения технического уровня и качества продукции необходимо направить усилия и в кратчайшие сроки добиться улучшения качества электроэнергии, повышения надёжности электроснабжения. В этом ключ к решению главных задач проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий.

Главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий являются правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и рациональное распределение электроэнергии, обеспечение необходимого качества электроэнергии на зажимах электроприёмников с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

Выполнение этих задач осуществляется входящими в состав электросетей воздушными и кабельными линиями электропередачи, различными токопроводами, трансформаторными подстанциями, распределительными устройствами и коммутационными пунктами, электроустановками, генерирующими реактивную мощность, средствами регулирования напряжения и устройствами для поддержания качества электроэнергии.

Среди многочисленных отраслей народного хозяйства энергетика наряду с машиностроением занимает ведущее положение. Уровень развития энергетики и электрификации в наиболее обобщенном виде отражает достигнутый технико-экономический потенциал любой страны. Энергетика обеспечивает электроэнергией и теплом промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт, коммунально-бытовые нужды городов, рабочих и сельских поселков.

Электрификация оказывает определяющее влияние на развитие всех отраслей народного хозяйства, она является стержнем строительства экономики коммунистичёского общества. Отсюда объективно следует необходимость опережающих темпов развития энергетики и электрификации, непрерывного роста производства электроэнергии и тепла.

потребители электроэнергии весьма разнообразны в отношении преобладающих видов приемников энергии, размера и режима потребления энергии, требований к надежности электроснабжения и качеству электроэнергии. Различают следующие основные виды потребителей:

) промышленные предприятия;

) строительство;

З) железно дорожный электрифицированный транспорт;

) коммунально-бытовые потребители городов и рабочих поселков;

) сельское хозяйство.

Приемниками электроэнергии являются асинхронные и синхронные электродвигатели, электрические печи, электротермические, электролизные и сварочные установки, осветительные и бытовые приборы, кондиционные и холодильные установки, радио- и телеустановки, медицинские и другие специальные установки.

Режим потребления электрической с отдельными предприятиями, группами предприятий, населением городов, поселков в течение суток и года, как правило, неравномерен, что объясняется работой предприятий в одну, две и три смены с неодинаковой нагрузкой, перерывами между сменами, изменением режима работы в лет нее время, праздничные дни, а так же внешними факторами: продолжительностью светлой части суток, температурой воздуха и др. Значительную неравномерность вносит нагрузка светильников, возникающая в утренние (зимой) и вечерние часы и спадающая днем и ночью, а также летом.

Режим потребления электроэнергии может быть представлен графиком нагрузки — зависимостью активной, реактивной или полной мощности от времени. Различают суточные графики для разных дней недели и разных периодов года (зимний, летний, весенний, осенний), а также годовые графики.

Суточные графики нагрузки представляют собой непрерывные кривые зависимости. однако при проектировании электроустановок, разного рода расчетах непрерывные графики обычно заменяют приближенными ступенчатыми графиками.

Графики электрических нагрузок предприятий различных отраслей промышленности, городов, рабочих поселков позволяют прогнозировать ожидаемые максимальные нагрузки, режим и размеры потребления электроэнергии, обоснованно проектировать развитие системы. Чем равномернее графики нагрузки потребителей, тем равномернее и график нагрузки электрической системы в целом, тем легче обеспечить экономичную работу электростанций, для регулирования графика нагрузки системы используют следующие меры:

а) подключение сезонных потребителей (торфоразработки, орошение, заводы сезонного производства, и др.);

б) подключение некоторых нагрузок ночью (насосные гидроаккумулирующие установки, зарядные станции и др.);

в) увеличение числа рабочих смен в промышленности;

г) смещение начала и конца работы рабочих смен и предприятий в целом;

д) смещение выходных дней у отдельных предприятий;

е) введение дифференцированных тарифов на электроэнергию, потребляемую в часы максимума и минимума нагрузки энергосистемы.

Требования к качеству электроэнергии. Под качеством электроэнергии понимают степень соответствия напряжения и частоты нормированным значениям. Согласно правилам устройства электроустановок нормированию подлежат следующие величины:

а) отклонение напряжения от номинального значения (при скорости изменения напряжения менее 1% в секунду),%;

б) колебания напряжения (при скорости изменения напряжения не менее 1 % в секунду), %;

в) несинусоидальность (коэффициент несинусоидальности) формы кривой напряжения, %;

г) несимметрия (коэффициент несимметрии) напряжения, %;

д) смещение (коэффициент смещения) нейтрали, %;

е) отклонение частоты (за 10 с), %;

ж) колебание частоты (при скорости изменения частоты не менее 0,2 Гц/с), %;

Основные элементы электрической части энергосистем — различные типы районных трансформаторных и распределительных подстанций, главные подстанции предприятий (ГПП) и других объектов и городов. В соответствии со схемой и принятыми напряжениями они соединяются между собой линиями электропередачи (ЛЭП) напряжением 750, 500, 220, 35 кВ, являющимися районными электрическим и сетями энергосистем. Распределительные сети энергосистем напряжением 35, 10 и 6 кВ являются одновременно электрическими сетями внешнего электроснабжения промышленных предприятий [1].

1. Общая часть

Правильная классификация приемников электроэнергии по требуемой степени бесперебойного электроснабжения, обуславливающая необходимую степень надёжности питания (необходимый объём резервирования), является одним из основных критериев выбора рациональной схемы электроснабжения.

опасности для жизни людей и значительного ущерба предприятию не создается.

Электроприёмники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады [3].

Основными приёмниками электроэнергии предприятия являются силовые общепромышленные установки, электродвигатели производственных станков, электротермические установки, сварочные аппараты и агрегаты, осветительные установки и др.

Электросварочные установки как приёмники делят на установки, работающие на переменном и постоянном токе. Электросварочные агрегаты постоянного тока состоят из двигателя переменного тока и сварочного генератора постоянного тока, при этом сварочная нагрузка распределяется по трём фазам в питающей сети переменного тока равномерно. Коэффициент мощности таких установок при номинальном режиме работы составляет 0,7-0,8; при холостом ходе коэффициент мощности снижается до 0,4 [2].

Сварочные трансформаторы характеризуются частыми перемещениями в питающей сети.

электрические характеристики участков приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 — электрическая характеристика

Наименование электроприемникаКол-во, кВт12345Инструментальный участок1М63Ф10 — Токарный114,50,750,8СУ40 — Токарный152,50,750,816К20 — Токарно-винторезный112,10,80,82Н135 — Радиально-сверлильный140,750,8WD32 — Координатно-расточной160,750,82А534 — Радиально-сверлильный14,50,750,83Д722 — Шлифовальный1170,750,83М131 — Шлифовальный111,60,750,83К229А — Модельный111,50,750,83К227 — Модельный111,20,750,83Б12 — Круглошлифовальный16,70,60,83Г11 — Заточной110,30,750,86Р12 — Вертикально-фрезерный19,70,80,856Р82Ш — Фрезерный1120,750,85Освещение-210,8Итого185,60,760,8Литейный участокСверлильный150,750,8553А80Н — Зубофрезерный119,20,750,8ГФ2171 — Копировально-фрезерный112,60,80,8Освещение-111Итого37,80,80,8Кузнечно-термический участокМ4138 — Молот1550,750,8МА4136 — Молот1300,750,8МБ4134 — Молот1220,80,8ВЧГ9 — 60 — ТВЧ1600,80,8Кран мостовой 5тс16,50,750,85Освещение-510,8Итого178,50,80,8Котельно-сварочный участок1523 — Токарно-карусельный1580,80,81516 — Токарно-карусельный1260,80,81525 — Токарно-карусельный1580,750,81А670 — Токарный11250,750,82М57 — Вертикально-сверлильный14,50,750,8W100 — Расточной1150,80,82620ВФ1 — Расточной1160,750,82Н636ГФ1 — Расточной138,80,80,852Л53У — Радиально-сверлильный130,80,852Н150 — Сверлильный17,50,70,853М197 — Шлифовальный1560,750,86560МФ3 — Фрезерный114,10,750,86560ВФ1 — Фрезерный110,40,750,86738 — Пресс гидравлический1140,750,87216 — Строгальный1191,60,80,8НГ5222 — Пресс ножницы14,80,80,85НГ1330 — Пресс ножницы113,70,750,85Н3223 — Пресс ножницы170,750,85Кран мостовой 20тс1300,750,85Кран мостовой 10тс1150,750,85тележка грузовая 20т120,60,750,8Освещение-211Итого7310,70,8Модельный участок8А531160,750,8Строгальный станок универсальный18,30,80,8Сверлильный станок140,750,8Освещение-20,91Итого20,30,80,85Координатно-расточной участок2Е440А — Координатно-расточной15,80,750,82421 — Координатно-расточной260,750,82А450 — Координатно-расточной260,750,86Г450 — Копировально-фрезерный110,60,750,86464 — Копировально-фрезерный110,80,750,8ГФ2171 — Вертикально-фрезерный19,70,750,8Освещение-1010,8Итого70,90,780,8Механический участок1Н65 — Токарный123,620,750,85165 — Токарный123,40,750,8С11МВ — Токарный47,50,80,8С13 — Токарно-винторезный37,50,80,81М63БФ101 — Токарный314,30,750,81М63Ф10 — Токарный314,50,750,8СУ40 — Токарный452,50,750,816К20 — Токарно-винторезный212,10,80,816К25 — Токарно-винторезный212,10,750,81283 — Токарно-револьверный2108,60,750,81М756ДФ313 — Токарный с ЧПУ2900,80,81М61П — Токарно-винторезный340,750,8Заточной260,750,83У144 — Шлифовальный113,30,80,83Б722 — Шлифовальный2170,80,83А74 — Шлифовальный115,20,750,83М174 — Шлифовальный221,60,80,83М151 — Шлифовальный1140,80,83Б12 — Шлифовальный16,70,70,83Д725 — Шлифовальный1440,80,85А342П — Зубострогальный2170,750,85С280П — Зубофрезерный124,60,750,855К32А — Зубофрезерный318,40,750,85М161 — Зубострогальный15,40,750,85140 — Зубодолбёжный17,70,750,85А250П — Зубострогальный15,40,750,87310Д — Долбёжный15,50,750,87Д36 — Долбёжный18,60,750,87Д450 — Долбёжный1140,750,87Д37 — Долбёжный111,10,80,82М55 — Сверлильный28,30,80,8МС902 — Балансировочный230,750,8Кран мостовой 3,2тс2580,750,85Освещение-100,81Итого1356,020,70,8Обмоточный участок2Н135 — Радиально-сверлильный140,750,8Намоточный130,750,8ТТ-20У2 — Обмоточный10,50,750,85Кран мостовой 1тс11,90,750,85Освещение-211Итого11,40,750,86Участок штамповки1А64 — Токарный110,50,80,851Н65 — Токарный223,620,750,85165 — Токарный323,40,750,81М65 — Токарный123,40,80,856Р83Г — Фрезерный114,10,750,856Р13 — Фрезерный129,10,750,85123456Р83 — Фрезерный1140,750,86Р82 — Фрезерный1100,750,86Т82Ш — Фрезерный110,40,750,8ГФ2223С2 — Карусельно-фрезерный1140,80,856550 — Фрезерный210,40,750,86Т83Ш — Фрезерный19,60,750,8П6328 — Пресс горизонтальный1220,750,8ПА6362 — Пресс гидравлический1140,80,85КВ2123 — Пресс однокривошипный121,50,80,8К18002 — Пресс гидравлический1200,750,8Н3118 — Пресс ножницы17,50,750,85подвесной кран 2т330,750,85Освещение-1,511Итого368,840,80,8Заточной участок3В164М — Заточной110,50,80,83В642 — Заточной универсальный2120,80,83Д692 — Заточной дисковый1120,80,8Заточной160,750,8Кран подвесной 0,5тс110,750,85Освещение-511Итого58,50,80,8Участок обрубки литья5К32 — Зубофрезерный136,60,750,8Н52222 — Пресс ножницы14,80,750,85И2220А — Вальцы1100,750,8Освещение-110,90,8Итого62,40,780,8Участок пластмасс3025420671 — Пресс210,40,750,8Пресс по вырезки резины2120,750,8ПГ5432М — Пресс1120,750,8420901 — Вальцы19,50,750,8дробилка111,20,750,8Освещение-80,90,8Итого85,50,750,8Сушильно-пропиточный участокПечь1140,80,85Сушильный шкаф130,750,8Кран мостовой 3,2тс2580,750,85Освещение-1,511Итого134,50,80,87Участок роликовС13 — Токарно-винторезный27,50,80,816А20Ф — Токарный с ЧПУ2480,80,85FWD32 — Фрезерный1200,750,8FYD32 — Фрезерный3210,750,852Г942 — Фрезерно-центровочный136,30,750,85872М — Отрезной49,20,750,89М14 — Трубоотрезной112,40,750,883П450 — Пресс для заправки роликов1140,750,8Н52222 — Вальцы1100,750,8Кран мостовой 5тс36,50,750,85тележка грузовая 5тс112,40,750,8Освещение-511Итого340,40,750,8Заготовительный участок8Г662 — Отрезной3230,750,88Г681 — Отрезной123,40,750,8Н3118 — Пресс ножницы17,50,750,85Заточной160,750,8НГ5223 — Пресс ножницы14,80,750,85ИВ3428 — Трубогиб14,50,750,83025420671 — Пресс110,40,750,8МТР ПКПлЦ — 2,5 — 6 — Плазматрон11050,80,85Кран мостовой 5тс36,50,750,85Освещение-510,8Итого255,10,750,8Итого по ТОО ЗРДТ «КЭЦ»-3896,760,70,8

2. Расчет внешнего электроснабжения ТОО ЗРДТ «КЭЦ»

Определение активных, реактивных, полных нагрузок предприятия

Определяем расчетную нагрузку электрооборудования по формулам:

, кВт,(2.1)

, кВАр,(2.2)

, кВА,(2.3)

где — расчетная активная мощность, кВт;

— расчетная реактивная мощность, кВАр;

— расчетная полная мощность, кВА;

— коэффициент спроса.

Данные для расчета показаны в таблице

Определим расчетную нагрузку токарного станка 1М63Ф10:

кВт,

кВАр,

кВА.

детальный расчет и общий расчет остальных станков аналогичен. Все данные расчета записываем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Расчетные нагрузки электроприемников

Наименование электроприемникаКол-во, кВт, кВт, кВАр, кВА12345678Инструментальный участок1М63Ф10-Токарный114,50,7510,90,87,9613,5СУ40-Токарный152,50,7539,380,828,7548,816К20-Токарно-винторезный112,10,89,680,87,07122Н135-Радиально-сверлильный140,7530,82,193,71WD32-Координатно-расточной160,754,50,83,295,572А534-Радиально-сверлильный14,50,753,380,82,474,193Д722-Шлифовальный1170,7512,750,89,3115,83М131-Шлифовальный111,60,758,70,86,3510,83К229А-Модельный111,50,758,630,86,310,73К227-Модельный111,20,758,40,86,139,173Б12 — Круглошлифовальный16,70,755,030,83,676,233Г11-Заточной110,30,757,730,85,649,576Р12-Вертикально-фрезерный19,70,87,760,854,819,136Р82Ш-Фрезерный1120,7590,855,5810,6Освещение-210,821,52,5Итого9,36,711,48Литейный участокСверлильный150,753,750,852,334,4153А80Н-Зубофрезерный119,20,7514,40,810,5118ГФ2171-Копировально-фрезерный112,60,810,080,87,3612,5Освещение-111101Итого7,35,058,9Кузнечно-термический участокМ4138-Молот1550,7541,250,830,1151,1МА4136-Молот1300,7522,50,816,4327,9МБ4134-Молот1220,817,60,812,8521,8ВЧГ9-60-ТВЧ1600,8480,835,0459,4Кран мостовой 5тс16,50,754,880,8530,0330,4Освещение-510,853,756,25Итого22,521,432,8Котельно-сварочный участок1516-Токарно-карусельный1260,820,80,815,1825,81525-Токарно-карусельный1580,7543,50,831,7653,91523-Токарно-карусельный1580,846,40,833,8757,51А670-Токарный11250,7593,750,868,441162М57-Вертикально-сверлильный14,50,753,380,82,474,19W100-Расточной1150,8120,88,7614,82620ВФ1-Расточной1160,75120,88,7614,82Н636ГФ1-Расточной138,80,831,040,8519,2436,52Л53У-Радиально-сверлильный130,82,40,851,492,822Н150-Сверлильный17,50,755,630,853,496,623М197-Шлифовальный1560,75420,830,66526560МФ3-Фрезерный114,10,7510,580,87,7213,16560ВФ1-Фрезерный110,40,757,80,85,699,656738-Пресс гидравлический1140,7510,50,87,67137216-Строгальный11910,8153,30,8111,9189НГ5222-Пресс ножницы14,80,83,840,852,384,52НГ1330-Пресс ножницы113,70,7510,280,856,3712,1Н3223-Пресс ножницы170,755,250,853,266,18Кран мостовой 20тс1300,7522,50,8513,9526,5Кран мостовой 10тс1150,7511,250,856,9813,2тележка грузовая 20т120,60,7515,450,811,2819,1Освещение-211202Итого25,718,231,5Модельный участок8А531160,754,50,83,295,57Строгальный станок универсал.18,30,86,640,84,858,22Сверлильный станок140,7530,82,193,71Освещение-20,911,801,8Итого3,82,64,8Координатно-расточной участок2Е440А-Координатно-расточной15,80,754,350,83,185,392421-Координатно-расточной260,754,50,83,295,572А450-Координатно-расточной260,754,50,83,295,576Г450-Копировально-фрезерный110,60,757,950,85,89,846464-Копировально-фрезерный110,80,758,10,85,9110ГФ2171-Вертикально-фрезерный19,70,757,280,85,319,01Освещение-1010,8107,512,5Итого5,44,98,3Механический участок1Н65-Токарный123,60,7517,720,8510,9820,8165-Токарный123,40,7517,550,812,8121,7С11МВ-Токарный47,50,860,84,385,02С13-Токарно-винторезный37,50,860,84,385,021М63БФ101-Токарный314,30,7510,730,87,8313,31М63Ф10-Токарный314,50,7510,90,87,9613,5СУ40-Токарный452,50,7539,380,828,7548,816К25-Токарно-винторезный212,10,759,080,86,6311,216К20-Токарно-винторезный212,10,89,680,87,07121283-Токарно-револьверный21080,7581,450,859,461001М756ДФ313-Токарный с ЧПУ2900,8720,852,5689,11М61П-Токарно-винторезный340,7530,82,193,71Заточной260,754,50,83,295,573У144-Шлифовальный113,30,810,640,87,7713,23Б722-Шлифовальный2170,813,60,89,9316,83А74-Шлифовальный 115,20,7511,40,88,3214,13М174-Шлифовальный221,60,817,280,812,6121,43М151-Шлифовальный1140,811,20,88,1814,83Б12-Шлифовальный16,70,74,690,83,425,83Д725-Шлифовальный1440,835,20,825,743,65А342П-Зубострогальный2170,7512,750,89,3115,75С280П-Зубофрезерный124,60,7518,450,8511,4421,75К32А-Зубофрезерный318,40,7513,80,810,0717,15М161-Зубострогальный15,40,754,050,82,965,02123456785140-Зубодолбёжный17,70,755,780,84,227,165А250П-Зубострогальный15,40,754,050,82,965,027310Д-Долбёжный15,50,754,130,830,0130,37Д36-Долбёжный18,60,756,450,84,717,997Д450-Долбёжный1140,7510,50,87,67137Д37-Долбёжный111,10,88,880,86,4810,92М55-Сверлильный28,30,86,640,84,858,22МС902-Балансировочный230,752,250,81,642,78Кран мостовой 3,2тс2580,7543,50,8526,9751,2Освещение-100,81808Итого15,71220,1Обмоточный участок2Н135-Радиально-сверлильный140,7530,82,193,71Намоточный130,752,250,81,642,78ТТ-20У2 — Обмоточный10,50,750,3750,850,270,46Кран мостовой 1тс11,90,751,430,850,891,68Освещение-211202Итого1,612,1Участок штамповки1А64-Токарный110,50,88,40,855,219,881Н65-Токарный223,60,7517,720,8510,9820,8165-Токарный323,40,7517,550,812,8121,71М65-Токарный123,40,7517,550,8510,8820,76Р83Г-Фрезерный114,10,7510,580,856,5612,56Р13-Фрезерный129,10,7521,830,8513,5325,76Р83-Фрезерный1140,7510,50,87,67136Р82-Фрезерный1100,757,50,85,489,296Т82Ш-Фрезерный110,40,757,80,85,699,65ГФ2223С2-Карусельно-фрезерный1140,811,20,856,9413,26550 — Фрезерный210,40,757,80,85,699,656Т83Ш-Фрезерный19,60,757,20,85,268,92П6328-Пресс горизонтальный1220,7516,50,812,0520,4ПА6362-Пресс гидравлический1140,811,20,856,9413,2КВ2123-Пресс однокривошипный121,50,817,20,812,5621,3К18002-Пресс гидравлический1200,75150,810,9518,6Н3118-Пресс ножницы17,50,755,850,853,636,88подвесной кран 2тс330,752,250,851,42,65Освещение-1,5111,501,5Итого11,37,613,7Заточной участок123456783В164М-Заточной110,50,88,40,86,1310,43В642-Заточной универсальный2120,89,60,87,0111,83Д692-Заточной дисковый1120,89,60,87,0111,8Заточной160,754,50,83,295,57Кран подвесной 0,5тс110,750,750,850,470,89Освещение-511505Итого5,647,6Участок обрубки литья5К32-Зубофрезерный136,60,7527,450,820,0433,9Н52222-Пресс ножницы14,80,753,60,852,234,23И2220А-Вальцы1100,757,50,85,489,29Освещение-110,90,89,97,4212,4Итого9,88,815Участок пластмасс3025420671-Пресс210,40,757,80,85,699,65Пресс по вырезки резины2120,7590,86,5711,1ПГ5432М-Пресс1120,7590,86,5711,1420901-Вальцы19,50,757,130,85,28,82дробилка111,20,758,40,86,1310,4Освещение-80,90,87,25,49Итого7,025,910,01Сушильно-пропиточный участокПечь1140,811,20,856,9413,2Сушильный шкаф130,752,250,81,642,78Кран мостовой 3,2тс2580,7543,50,8526,9751,2Освещение-1,5111,501,5Итого14,58,917,17Участок роликовС13-Токарно-винторезный27,50,860,84,385,0216А20Ф-Токарный с ЧПУ2480,838,40,8523,8145,2FWD32-Фрезерный1200,75150,810,9518,6FYD32-Фрезерный3210,7515,750,859,7718,52Г942-Фрезерно-центровочный136,30,7527,230,8516,8832872М-Отрезной49,20,756,90,85,048,549М14-Трубоотрезной112,40,759,30,86,7911,583П450-Пресс для заправки роликов1140,7510,50,87,6713Н52222-Вальцы1100,757,50,85,489,29Кран мостовой 5тс36,50,754,880,8530,0330,4тележка грузовая 5т112,40,759,30,86,7911,5Освещение-51150512345678Итого12,610,617,4Заготовительный участок8Г662-Отрезной3230,7517,250,812,5921,48Г681-Отрезной123,40,7517,550,812,8121,7Н3118-Пресс ножницы17,50,755,850,853,636,88Заточной160,754,50,83,295,57НГ5223-Пресс ножницы14,80,753,60,852,234,23ИВ3428-Трубогиб14,50,753,380,82,474,193025420671-Пресс110,40,757,80,85,699,65МТР ПКПлЦ-2,5-6-Плазматрон11050,994,50,8558,59111Кран мостовой 5тс36,50,754,880,8530,0330,4Освещение-510,853,756,25Итого16,0113,522,1Итого ТОО ЗРДТ «КЭЦ»168,1131,2223

3. Расчет внешнего электроснабжения ПС «Затобольская»

3.1 Определение расчетной нагрузки ПС «Затобольская»

Расчетная нагрузка потребителей 10 кВ.

Определяем нагрузки по формулам (2.1), (2.2).

ТОО ЗРДТ «КЭЦ»:

кВт,

кВАр.

Расчетная осветительная нагрузка

Осветительная нагрузка определяется по формуле:

, кВт,(3.1)

ТОО ЗРДТ «КЭЦ»:

кВт.

Расчетная полная мощность

Полная мощность определяется по формуле:

, кВА, (3.2)

ТОО ЗРДТ «КЭЦ»:

кВА.

Расчетная нагрузка остальных потребителей 10 кВ и потребителей 0,4 кВ ведется аналогично. Все расчеты занесены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 Расчётная нагрузка потребителей 10 кВ 0,4кВ

Наименование приёмника, кВт, кВАр, кВт1234ТОО ЗРДТ «КЭЦ»3507,12630,3366,4ТОО «Бакас»42002835893,7ТОО «Восход»31212106,7421,8«Казцентрэлектропровод»3239,42186,6497,1база УМТС825618,8309,8п. Затобольск7359,24967,768319,2ШСУ №7560378212ТОО «Онур»5855,23952,21860,5ЗАО «Хлебозавод № 3»2451,11654,5360,5Итого3111821329,813241

Определяем полную мощность ПС по формуле:

, кВА,(3.3)

кВА.

Определяем потери мощности трансформаторов в ТП потребителей:

, кВт, (3.4)

кВт.

, кВАр,(3.5)

кВАр.

Расчетная активная мощность ПС с учетом коэффициента разновременности максимумов:

, кВт, (3.6)

где — коэффициент разновременности максимума, равный 0,95.

кВт.

Расчетная реактивная мощность:

, кВАр, (3.7)

кВАр.

Среднегодовая активная нагрузка определяется по формуле:

, кВт, (3.8)

,(3.9)

где — годовое число использования максимума активной мощности, равное 3770 ч.;

годовой коэффициент сменности по энергетическому использованию активной энергии;

годовое число часов работы компенсирующих устройств, равное 8000ч.

, кВт.

естественный коэффициент мощности за год:

, (3.10)

где — годовое число часов использования максимума реактивной мощности, равное 4840.

,

при , .

необходимая мощность некомпенсирующих устройств:

, кВАр. (3.11)

кВАр.

Не скомпенсированная реактивная мощность:

, кВАр. (3.12)

кВАр.

Расчетная нагрузка с учетом компенсацией реактивной мощности:

, кВА. (3.13)

кВА.

потери в трансформаторах ПС по формулам (3.4), (3.5):

кВт,

кВт.

Расчетная полная мощность со стороны ВН трансформаторов ПС:

, кВА.(3.14)

кВА.

3.2 Проектирование системы внешнего электроснабжения

В систему внешнего электроснабжения входят схема электроснабжения и источники питания предприятия. Основными условиями проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения являются надежность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведенными затратами на систему электроснабжения. Надежность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование [4].

Электроснабжение ПС осуществляется от ЦРП по двум воздушным линиям напряжением 110 кВ и понижается до 35 кВ и до 10 кВ.

На ПС устанавливаются два трансформатора, т.к. имеются потребители I категории.

3.3 Выбор силовых трансформаторов

Выбор силовых трансформаторов производится с учётом того, что нормальным режимом работы трансформатора, при котором увеличивается срок действия его работы, считается режим, при котором трансформатор загружен на 65-70% от его номинальной мощности. поэтому мощность силового трансформатора определяется из выражения:

(3.15)

где n — число трансформаторов.

Отсюда:

, МВА

Согласно этому по каталогу выбираем трансформатор 2×ТД-10000/35 [4.].

Основные параметры трансформатора представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Технические данные трансформаторов Т1, Т2

ТипНоминальная мощность, МВА кВ кВ % кВт кВт %ТД-10000/351000038,56,30,812657,5

Масса оборудования =20 т, занимаемая площадь: длинна 4,2, ширина 2,95, высота 3,76.

3.4 Расчет токов в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах работы

Данная подстанция имеет два источника питания напряжением 35 кВ и тридцать восемь фидерных линий потребителей напряжением 10 кВ.

Выбор оборудования производится по условиям работы в наиболее тяжёлом режиме работы — послеаварийном [5].

Ток, протекающий через оборудование подстанции при нормальном режиме работы, определяется по формуле:

, А(3.16)

где — ток в нормальном режиме, кА;

— номинальное напряжение, кВ.

Для одиночных, радиальных линий ток в нормальном режиме равен току в послеаварийном режиме:

, А,(3.17)

где — максимальный ток послеаварийного режима, А.

Для линии ТОО ЗРДТ «КЭЦ»:

, А

определения токов для остальных воздушных линий в нормальном и послеаварийном режимах производится аналогично выше приведенному расчету.

здесь ток в послеаварийном режиме будет определяться из условия отключения одного из трансформаторов или повреждения одной из линий питания секции сборных шин, при условии работы другого трансформатора или другой линии в работе. учитывая, что все потребители остаются в работе. ток в такой линии будет равен сумме токов двух линий в нормальном режиме работе.

Все данные расчета токов сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 — Токи в проводниках

название линии, кВА, А, А1234ТОО ЗРДТ «КЭЦ»22321,442,8ТОО «Бакас»38236,773,4ТОО «Восход»44542,785,4«Казцентрэлектропровод»29328,1456,28база УМТС16916,2232,4П. Затобольск1300125250ШСУ №7807,715,4ТОО «Онур»69366,65133,12ЗАО «Хлебозавод № 3»1019,6619,32

3.5 Расчет токов короткого замыкания со стороны высокого, среднего и низкого напряжения ПС

Самой главной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение КЗ в сети или в элементах электрооборудования в следствии повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а так же для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.

При возникновении КЗ имеет место увеличение токов в фазах системы электроснабжения или электроустановок по сравнению с их значением в нормальном режиме работы. В свою очередь, это вызывает снижение напряжений в системе, которое особенно велико вблизи места КЗ.

Для расчета токов КЗ составляют расчетную схему системы электроснабжения и на ее основе схему замещения. Расчетная схема представляет собой упрощенную схему, на которой указывают все элементы системы и их параметры, влияющие на ток КЗ. Схема замещения представляет собой электрическую схему, соответствующую расчетной схеме, в которой все магнитные связи заменены электрическими и все элементы системы электроснабжения представлены сопротивлениями.

Для упрощения все короткие замыкания принимаем за металлические. Расчеты проводим для трехфазного короткого замыкания на землю по схеме изображенной на рисунке 3.1. Расчет будем вести в относительных единицах, за базисную мощность принимаем:

базисная мощность = 1000 МВА.

сопротивление ВЛ = 0,4 Ом/км;

За базисные напряжения принимаем:

кВ, кВ, кВ.

Составим схему замещения

рисунок 3.1 — Схема замещения

Находим базисные токи:

, кА,(3.18)

где — базисный ток;

— базисное напряжение;

— базисная мощность.

кА,

кА.

Вычисляем параметры элементов схемы при базисных условиях.

Для системы .

Для линии электропередач:

, о.е.,(3.19)

где — сопротивление высоковольтной линий;

— удельное сопротивление высоковольтной линий, Ом/км;

— длина линий, км.

о.е.,

Для трансформатора:

, о.е.,(3.20)

о.е.,

, о.е.,(3.21)

о.е.,

, о.е.,(3.21)

о.е.,

о.е.,(3.22)

о.е..

ток К.З. в точке К1:

, кА,(3.23)

кА.

Ток К.З. в точке К2:

, кА,(3.24)

кА.

Ударные токи.

Точка №1:

, кА,(3.25)

где — ударный коэффициент.

определяем по таблице 3.8 [2]. КУ=1,8

кА.

Точка №2:

кА.

Наибольшее действующее

, кА(3.26)

Точка № 1:

кА.

Точка № 2:

кА.

Определяем апериодическую составляющую тока К.З.:

, (3.27)

где — коэффициент затухания апериодического тока.

,

где — собственное время выключателя, с.

Для современных выключателей оно не превышает 0,2 с.

[3],

с,

по таблице 3.8 [2]

.

Точка № 1:

кА.

Точка № 2:

кА.

Определяем периодическую составляющую тока К.З.

Точка № 1:

кА, ток неизменный во времени. [2](3.28)

Точка № 2:

кА.

3.6 Расчёт токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ

электроснабжение подстанция ток

Активное сопротивление линий, индуктивное сопротивление трансформаторов тока, катушек автоматов, контакторов, контактные сопротивления разъединителей, контакторов и автоматов оказывает значительное влияние на ток короткого замыкания. Если не учитывать все эти факторы, как это делается при расчёте токов короткого замыкания в сетях напряжением выше 1кВ, то это может привести к большой ошибки, что повлечёт за собой неправильный выбор сечения проводов, кабелей и электрической аппаратуры.

Активное сопротивление цепи оказывает большое влияние на апериодическую составляющую тока короткого замыкания, которая затухает очень быстро.

Для кабеля от фидеров 35(25) до трансформатора:

, о.е.,(3.29)

о.е.,

о.е.(3.30)

Для трансформатора:

о.е.,(3.31)

о.е.

Полное сопротивление трансформатора от фидера 35(25) до ТР:

о.е.,(3.32)

о.е.(3.33)

Полное сопротивление цепи до точки К.З.

о.е.(3.34)

начальное значение периодической составляющей тока К.З. за трансформатором ВНС в точке К3:

кА(3.35)

Ударный ток:

кА,(3.36)

где — ударный коэффициент.

Наибольшее действующее

кА.(3.37)

От трансформатора ток проходит по алюминиевым шинам типа ШМА 59-1(2×100×8), длина 8 м через автоматический выключатель с двумя разъединителями. На всех участках шин фазы расположены в одной плоскости и между фазами 250 мм.

Сопротивления шин:

о.е.,

о.е..

Сопротивления кабеля:

, о.е.,(3.38)

о.е.,

о.е..

Сопротивления катушек автоматов (4шт):

о.е.,

о.е..

Переходное сопротивление контактов автоматов (4шт) и контактора (1шт):

о.е..

Переходное сопротивление контактов разъединителей (6шт):

о.е..

Сопротивления трансформатора тока:

о.е.,

о.е..

Определяем сопротивления шин в РП: тип ШМА 59-1 (2×100×8) длина 6м.

Сопротивления шин:

о.е.,

о.е.

Сопротивления кабеля:

о.е.,

о.е.

Определяем суммарные сопротивления цепи К.З.:

о.е.,

о.е.,

о.е.,

о.е.,

о.е.,

о.е..

ток короткого замыкания у двигателя в точке К4:

кА.(3.39)

Определим ударный ток К.З. от системы, при находим , тогда: ,

кА,(3.40)

кА.(3.41)

Результаты расчётов сведём в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 Результаты расчета параметров для точек К.З.

Номер точки К.З., кА, кА, кА, кА,кА127,770,342827,7221,35432,16521,3315,439,1623,25—48,21512,4—

4. Выбор оборудования ПС «Затобольская»

4.1 Выбор электрических аппаратов на стороне высокого и низкого напряжения ПС

электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: в длительном режиме, в режиме перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значения до 1,4 номинальной) и в режиме короткого замыкания.

В длительном режиме надежная работа аппаратов обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и номинальному току.

В режиме перегрузки надежная работа аппаратов обеспечивается ограничением величины и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса прочности [11].

В режиме короткого замыкания надежная работа аппаратов обеспечивается соответствием выбранных параметров устройств по условиям электродинамической и термической стойкости.

Ток, протекающий через оборудование подстанции при нормальном режиме работы, определяется по формуле:

, А, (4.1)

где — мощность подстанции, кВА;

— напряжение на высокой или низкой стороне, кВ.

Ток, протекающий через оборудование подстанции при послеаварийном режиме работы, определяется по формуле:

, А, (4.2)

где — ток при нормальном режиме работы, А.

4.1.1 Выбор высоковольтных выключателей

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная нагрузка. Наиболее тяжелой операцией является отключение короткого замыкания и включение на существующее короткое замыкание.[12]

К выключателям предъявляются следующие требования:

надежное отключение любых токов;

быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

быстрое включение выключателя сразу же после отключения (АПВ — автоматическое повторное включение);

легкость ревизии и осмотра контактов;

взрыво- и пожаробезопасность;

удобство транспортировки и эксплуатации [6].

При выборе выключателей необходимо учитывать 12 различных параметров, но, так как заводами — изготовителями гарантируется определённая зависимость параметров, то допустимо производить выбор выключателей по важнейшим параметрам:

. По напряжению установки.

(4.3)

. По длительному току — наибольший длительный ток, который аппарат способен проводить длительное время при номинальном напряжении, номинальной частоте и номинальной температуре воздуха, при этом температура аппарата не должна превышать допустимых значений [4].

, (4.4)

. По отключающей способности:

, (4.5)

где -номинальный ток отключения по каталогу.

. На электродинамическую стойкость:

а)по действующему значению

, (4.6)

где — начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания (в нашем случае ),кА;

— действующее значение предельного сквозного тока короткого замыкания (по каталогу),кА.

б) по амплитудному значению

, (4.7)

где — ударный ток короткого замыкания в цепи, кА;

— амплитудное Ударный ток определяется из выражения:

, (4.8)

где — ударный коэффициент, равный 1,6;

ток короткого замыкания, А.

. По термической стойкости.

, (4.9)

где — тепловой импульс по расчёту; ;

— предельный ток термической стойкости (по каталогу), кА;

— длительность протекания тока термической стойкости (по каталогу), с.

Тепловой импульс определяем по выражению:

, (4.10)

где — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, принимаем с;

— время отключения, с.

Согласно ПУЭ [1], время отключения складывается из времени действия основной релейной защиты данной цепи и полного времени отключения выключателя :

где — время срабатывания релейной защиты, =0,1с;

— полное время отключения выключателя, с.

Выбор выключателя представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 — Технические характеристики выключателя

Условия выбораВыключатель ВН С-35-2000-50БУ1 (привод ШПЭ-38)Выключатель НН ВМПЭ-10-1000-31,5У3 (привод ШПЭ-38)Расчётные данныеКаталожные данныеКаталожные данныеКаталожные данные

4.1.2 Выбор разъединителей

Разъединитель − это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, и который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.

При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами выведенными в ремонт.

Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, так как контактная система не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному короткому замыканию и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Перед операцией разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем.

Однако для упрощения схем электроустановок допускается использовать разъединители для производства следующих операций:

отключение и включение нейтралей трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю;

отключения и включения зарядного тока шин и оборудования всех напряжений (кроме батарей конденсаторов);

отключения и включения нагрузочного тока до 15 А трехполюсными разъединителями наружной установки при напряжении 10 кВ и ниже;

разъединителем разрешается производить также операции, если он надежно шунтирован низкоомной параллельной цепью (шиносоединительным или обходным выключателем);

разъединителями и отделителями разрешается отключать и включать незначительный намагничивающий ток силовых трансформаторов и зарядный ток воздушных и кабельных линий.

Выбор разъединителей производится по параметрам, указанных по формулам:

по напряжению установки (4.3).

по длительному току (4.4).

на электродинамическую стойкость:

по амплитудному значению (4.7).

ударный ток определяется из выражения (4.8).

по термической стойкости (4.9).

тепловой импульс определяем по выражению (4.10).

Выбор разъединителя представлен в таблице 4.2.

Таблица 4.2 Технические характеристики разъединителя

Условия выбораРазъединитель ВН. РЛНД-35/600Разъединитель НН. РНД-35/1000 У1Расчётные данныеКаталожные данныеКаталожные данныеКаталожные данные

4.1.3 Выбор отделителей

Отделитель предназначен для отключения токов намагничивания трансформаторов. Отделитель отключается автоматически под действием пружин при срабатывании блокирующего реле или отключающего электромагнита.

Выбор отделителей производится аналогично выбору разъединителей.

выбираем отделитель ОД-35/630 У1. Данные отделителя записываем в таблицу 4.3

Таблица 4.3 Технические данные отделителя

Условия выбораОтделительОД-35/630 У1Расчётные данныеКаталожные данные

4.2 Выбор короткозамыкателей

Короткозамыкатели предназначены для создания искусственного короткого замыкания при повреждениях в силовых трансформаторов. защита, реагируя на замыкание, отключает отделитель, установленный на питающих концах линии.

Выбор короткозамыкателей производится аналогично выбору отделителей [4]. При этом короткозамыкатели не проверяются по току нагрузки. Выбираем короткозамыкатель КЭ-110 (привод ППК). Данные короткозамыкателя записываем в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 Технические характеристики короткозамыкателя

Условия выбораКороткозамыкатель КРН-35 У1Расчётные данныеКаталожные данные

5. Выбор шин, токопроводов и кабелей

5.1 Выбор токопровода для открытого распределительного устройства

Шины предназначены для жёсткого соединения электрических аппаратов на подстанции. главная их задача — пропускать через себя электрический номинальный ток и аварийные различные токи без разрушения.

В РУ 35 кВ применяем токопроводы выполненные проводами марки АС до трансформаторов Т1(Т2).

выбираем провод АС-300

Таблица 5.1 Основные параметры провода марки АС 300

Марка проводаДиаметр, ммМасса 1 км провода, кгДопустимый ток, А (вне помещения)АС-300300128690

Выбранное сечение провода проверяем по следующим параметрам:

а) по длительному допустимому току:

А<690А

б) по термическому действию тока К.З.:

, (5.1)

где — минимальное сечение проводника, отвечающее требованию

его термической стойкости при К.З., ;

— коэффициент по каталогу, для алюминиевых шин С=91, ;

— сечение выбранного провода, ;

— тепловой импульс, .

,

< 800

в) по электродинамическому действию тока К.З. (проверка на схлестывание).

Определяем усилие от длительного протекания тока К.З.:

, Н/м,(5.2)

где D-расстояние между фазами (для 35 кВ равно 1,5м), м.

Н/м.

Определяем силу тяжести одного метра провода по формуле:

, Н/м,(5.3)

где -масса одного метра токопровода, =3,68 кг/м (для АС -300).

Н/м.

Стрела провеса h=2м.

Определяем отношение:

, (5.4)

Задаваясь стрелой провеса h, определяют отношение:

,(5.5)

где — эквивалентное по импульсу время действия быстро действующей защиты, с,

— стрела провеса, =1,5 м (для ОРУ), [2].

максимальная стрела провеса h зависит от пролёта, натяжения проводов, минимального допустимого расстояния до земли, условий монтажа и других факторов.

Для цепей генераторов и трансформаторов:

,(5.6)

где — действительная выдержка времени защиты от токов К.З., с, =0,1 с

По диаграмме в зависимости от и определяем отклонение провода.

Отклонение провода b=0,63м

найденное значение сравнивается с максимально допустимым, которое определяется из формулы:

,(5.7)

где — диаметр токопровода, d=0,058 м (для провода АС — 300), [4];

наименьшее допустимое расстояние в свету между соседними фазами в момент их наибольшего сближения, м, м.

Проверяем условие:

г) проверка по условиям коронирования.

Определяем максимальное значение начальной критической напряжённости электрического поля:

, кВ/см,(5.8)

где -коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода, для многопроволочных проводов m=0,82);

-радиус провода, см.

кВ А/см.

Напряжённость электрического поля около поверхности нерасщепленного провода определяется по выражению:

, кВ/см, (5.9)

где — линейное напряжение, кВ;

— среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

При горизонтальном расположении фаз:

, см,(5.10)

см,

кВ/см.

Провода не будут коронировать, если наибольшая напряжённость поля у поверхности любого провода не более 0,9. Таким образом условие для проверки провода на корону:

Провод данной марки проходит по всем параметрам.

5.2 Выбор шин для закрытого распределительного устройства

В ЗРУ 6 -10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жёсткими шинами.

По источнику [2] выбираем шины прямоугольного сечения, алюминиевые, однополосные, сечением . Допустимый ток А.

Выбранные шины проверяются по следующим параметрам:

а) по длительному допустимому току:

,

;

б) по термической стойкости при К.З. по формуле (8.2):

,

< 480 .

в) по электродинамической стойкости.

жесткие шины, укреплённые на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, находящуюся под воздействием электродинамических сил. В такой системе возникают колебания. Электродинамические силы, возникающие при К.З., имеют составляющие, которые изменяются с частотой 50 и 100 Гц. Если собственные частоты колебательной системы шины — изоляторы совпадут с этими значениями, то нагрузки на шины и изоляторы возрастут, что может привести к их разрушению. поэтому производим определение частоты собственных колебаний для алюминиевых шин по формуле:

,(5.11)

где — длина пролета между изоляторами, м;

— момент инерции поперечного сечения шины относительно оси перпендикулярной направлению изгибающей силы, ;

— поперечное сечение шины, .

Изменяя длину пролета, добиваются того, чтобы механический резонанс был исключён, т.е. Гц.

Определим длину пролета l исходя из условия, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:

,(5.12)

а) если шины расположены на «ребро»:

,(5.13)

.

Отсюда м.

б) При расположении шин «плашмя»:

,(5.14)

.

Отсюда м.

поэтому принимаем вариант расположения шин «плашмя», пролет между изоляторами l=1,16 м, а расстояние между фазами принимаем a=0,5 м.

Гц,

,3 Гц > 200 Гц.

Условие выполняется.

Данные шины проходят по всем параметрам.

Находим момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия:

,(5.15)

Напряжение в материале шины при воздействии изгибающего момента:

МПа,(5.16)

Шины механически прочны, если:

,

где — допустимое механическое напряжение в материале шин.

Для шин АДО из алюминия допустимое механическое напряжение .

,15 МПа < 40 МПа, условие выполняется.

5.3 Выбор кабелей для линий потребителей

потребители 10 кВ получают питание по кабельным линиям, которые сначала прокладываются в кабельных туннелях в распределительном устройстве, а затем в траншеях в земле.

В зависимости от места прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабелей.

Выбираем кабель марки СБ.

Сечение кабелей выбирается по следующим параметрам:

а) по напряжению установки:

;

б) по допустимому току:

,

где — длительно допустимый ток с учётом на число положенных в земле кабелей и на температуру окружающей среды :

(8.17)

где =1 — коэффициент, учитывающий число положенных в земле кабелей [2];

=1 — коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды (для наших климатических условий) [2].

в) по термической стойкости проверяем по формуле (8.2).

Произведём выбор кабеля для линий к потребителям по вышеприведённым параметрам.

Выбираем трёхжильный кабель сечением , с номинальным допустимым током =220 А.

кВ=10 кВ;

А,

,7 А < 300 А;

Все высоковольтные бронированные кабели проложены к потребителю в воздухе.

Кабель данного сечения проходит по всем параметрам.

Выбранные фидерные кабели приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 Технические характеристики кабелей

Наименование потребителя, А, АМаркаТОО ЗРДТ «КЭЦ»42,870220АСБ ТОО «Бакас»73,470170СБТОО «Восход»85,470170СБ «Казцентрэлектропровод»56,2870170СБбаза УМТС32,470220СБ в землеп. Затобольск250—ШСУ №715,470170СБТОО «Онур»133,1270170СБ ЗАО «Хлебозавод № 3»19,3270110СБ

6. Выбор изоляторов

6.1 Выбор опорных изоляторов

жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

а) по номинальному напряжению:

;

б) по допускаемой нагрузке:

,

где — сила действующая на изолятор, Н;

— допустимая нагрузка на головку изолятора, Н.

,

где — разрушающая нагрузка на изгиб (по каталогу), Н.

При вертикальном или горизонтальном расположении изоляторов всех фаз расчетная сила определяется из выражения:

,(6.1)

где — поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на «ребро»

; ,(6.2)

где — высота изолятора, мм.

Произведём выбор изоляторов по выше перечисленным параметрам.

Принимаем изолятор типа ОА-6ов.

а) 10 кВ = 10 кВ;

б) Н,

Н,

Н < 2250 Н.

Коэффициент в данном случае равен =1, так как шины расположены плашмя.

Выбранный изолятор удовлетворяет всем параметрам.

6.2 Выбор проходных изоляторов

Проходные изоляторы выбираются последующим параметрам:

а) по номинальному напряжению:

;

б) по номинальному току:

;

в) по допускаемой нагрузке;

.

Для проходных изоляторов расчётная сила определяется из выражения:

, Н. (6.3)

Осуществим выбор проходных изоляторов.

Принимаем изолятор типа ПВ-6/1000.

а) 10 кВ = 10 кВ;

б) 962 А = 1000 А;

в) Н,

Н,

Н < 750 Н.

Предложенный изолятор проходит по все параметрам.

7. Выбор трансформаторов тока и напряжения

7.1 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерительных приборов и защиты от первичных цепей электрооборудования. От точности информаций поступающей от трансформатора тока к измерительным приборам зависит надёжная и правильная работа релейной защиты.

Трансформаторы выбираются по следующим параметрам:

а) по напряжению установки:

;

б) по току:

,

;

в) по электродинамической стойкости:

,(7.1)

где — ударный ток К.З. по расчету, А;

— кратность электродинамической стойкости (по каталогу);

— номинальный первичный ток трансформатора тока, А.

г) по термической стойкости:

,(7.2)

где — кратность термической стойкости (по каталогу).

д) по вторичной нагрузке:

.

Индуктивное сопротивление токовых цепей не велико, поэтому . Вторичная нагрузка определяется из выражения:

, Ом,

где — сопротивление приборов, Ом;

— сопротивление соединительных проводов, Ом;

— сопротивление контактов, Ом.

Сопротивление приборов определяется по выражению:

, Ом,(7.3)

где — мощность, потребляемая приборами, ВА;

— вторичный номинальный ток прибора, =5 А.

Сопротивление контактов принимается равным 0,1 Ом. Сопротивление соединительных проводов зависит от их длинны и сечения. чтобы выбранный трансформатор работал в выбранном классе точности, необходимо соблюдать условие:

.(7.4)

Откуда

.(7.5)

Далее определяем сечение соединительных проводов:

, ,(7.6)

где — расчётная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока.

.1.1 Произведём выбор трансформаторов тока на сторону высокого напряжения рассчитываемой подстанции

Принимаем трансформатор типа ТФНУ-35, =1,2 Ом, класс точности 0,5

а) ;

б); ;

в) кА,

;

г) ,

;

д) для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке составляем таблицу 7.1.

Таблица 7.1 Вторичная нагрузка трансформатора тока ВН

ПриборыТипНагрузка, ВА, фазыАВСАмперметр (выключатель)Э-3350,50,50,5Амперметр (линия 35кВ)Э-3350,50,50,5Счётчик активной энергииИ-6802,5-2,5Счётчик реактивной энергииИ-6762,5-2,5ВаттметрД-3350,5-0,5Итого:6,516,5

Ом,

Ом,

.

Принимаем кабель АКВРГ сечением 2,5 .

Трансформатор тока проходит по всем параметрам.

.1.2 Выбираем трансформаторы тока на низкую сторону рассчитываемой подстанции

Принимаем трансформатор тока типа ТПОЛ-10 с номинальным током первичной обмотки 1000 А и классом точности 0,5, для цепи трансформатора и секционного выключателя:

а);

б); ;

в) кА,

;

г),

;

д) для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке составляем таблицу 7.2.

Таблица 7.2 Вторичная нагрузка трансформатора тока НН

ПриборыТипНагрузка, ВА, фазыАВСАмперметр (общий)Э-3350,50,50,5Амперметр (секционный)Э-3350,50,50,5Счётчик активной энергииИ-6802,5-2,5Счётчик реактивно энергииИ-6762,5-2,5ВаттметрД-3350,5-0,5ВарметрД3350,5-0,5Итого:717

Ом,

.

Принимаем кабель АКВРГ сечением 3 .

Трансформатор тока проходит по всем параметрам.

.1.3 Выбираем трансформатор тока для линий к потребителям по фидерам

Принимаем трансформатор тока типа ТВЛ-6 с номинальным током первичной обмотки 400 А и классом точности 0,5 и сводим в таблицу 7.3.

а) ;

б);

в) кА,

;

г) ,

.

Таблица 7.3 Трансформаторы тока по потребителям

Наименование потребителяНоминальные данныеКратность устойчивостиU,кВI,АkTkЭДТОО ЗРДТ «КЭЦ»610040-7545-225ТОО «Бакас»610040-7545-225ТОО «Восход»620040-7545-225«Казцентрэлектропровод»610040-7545-225база УМТС610040-7545-225П. Затобольск630040-7545-225ШСУ №7610040-7545-225ТОО «Онур»610040-7545-225ЗАО «Хлебозавод № 3»610040-7545-225

д) для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке составляем таблицу 7.4.

Таблица 7.4 Вторичная нагрузка трансформатора тока

ПриборыТипНагрузка, ВА, фазыАВСАмперметрЭ-3350,50,50,5ВаттметрД-3350,5-0,5Счётчик активной энергииИ-6802,5-2,5Счётчик реактивной энергииИ-6762,5-2,5Итого:-60,56

Ом,

Ом,

.

Принимаем кабель АКВРГ сечением 2,5 .

Трансформатор тока проходит по всем параметрам.

7.2 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения предназначены для понижения высокого напряжения до стандартной величины и для отделения цепей измерительных приборов и релейной защиты от цепей высокого напряжения. Для безопасности обслуживания один из выводов вторичной обмотки заземляют.

Для питания защит трансформаторы напряжения могут устанавливаться на шинах электростанций или подстанций и питать защиты всех присоединений или устанавливаться на каждом присоединений и питать защиту только этого присоединения.

Для питания цепей релейной защиты используются междуфазные напряжения и фазные — относительно земли, а также симметричные составляющие этих напряжений.

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим параметрам:

а) по напряжению установки:

;

б) по вторичной нагрузке:

,

где — номинальная мощность в выбранном классе точности, ВА;

нагрузка всех измерительных приборов, присоединённых к трансформатору напряжения.

, ВА. (7.7)

7.2.1 выбираем трансформатор напряжения на стороне ВН рассчитываемой подстанции

Принимаем 3 однофазных трансформатора типа НОМ-35, класс точности

,5, =3×150=450 ВА.

а) 35 кВ=35 кВ;

б) подсчёт нагрузки основной обмотки сведён в таблицу 7.5.

ВА,

,4 ВА < 450 ВА.

.2.2 выбираем трансформатор напряжения на стороне НН рассчитываемой подстанции

Принимаем 3 однофазных трансформатора типа НОМ-6, класс точности 3, =3×400=1200 ВА.

а) 6 кВ=6 кВ;

б) Подсчёт нагрузки основной обмотки сведён в таблицу 7.6.

ВА.

,4 ВА < 1200 ВА.

Таблица 7.5 нагрузка основной обмотки трансформатора напряжения ВН

ПриборыТип, ВАP, ВтQ, ВАВольтметрЭ-3352124-Счетчик активной энергииИ-6802, Вт2149,7Счётчик реактивной энергииИ-6763, Вт21614,5Ваттметр Д-3351,5226-ВарметрД-3351,5213-Итого:—-2324,2

Таблица 7.6 нагрузка основной обмотки трансформатора напряжения НН

ПриборыТип, ВАP, ВтQ, ВАВольтметрЭ-3352124-Счетчик активной энергииИ-6802, Вт226106252,2Счётчик реактивной энергииИ-6763, Вт226156377Итого:—-264629,2

выбранные трансформаторы будут работать в данном классе точности.

7.3 Выбор разрядников

Разрядники являются основным средством защиты оборудования распределительных устройств от электромагнитных волн перенапряжения, приходящих по линиям электропередачи.

Разрядники выбираются по номинальному напряжению. выбираем вентильный разрядник РВП — 6.

Для стороны высокого напряжения принимаем вентильные разрядники типа РВС-35У1.

Для стороны низкого напряжения принимаем вентильные разрядники типа РВП-10У1.

Технические данные разрядников представлены в таблице 7.7.

Таблица 7.7 Технические данные разрядников

Тип, кВ, кВ, при частоте 50 Гц, кВИмпульсное пробивное напряжениеНе менееНе болееНе более, кВ, мк.секРВС-35У13540,578981251,5РВП-10У11012,72630,5501,5 — 20

7.4 Выбор комплектного распределительного устройства

Комплектное распределительное устройство (КРУ) — это распределительное устройство, состоящее из шкафов с встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами. Применение КРУ позволяет значительно повысить скорость монтажа. Для КРУ 6-10кВ применяются выключатели обычной конструкции, а вместо разъединителей — втычные контакты.

Для ЗРУ рассчитываемой подстанции выбираем шкаф серии КМ-1-10-31,5-У3 с выключателем марки ВМПЭ-10.

Шинный ввод питания, а также секционирование сборных шин будет осуществляться в двух смежных ячейках, параметры которых представлены в таблице 7.8.

Таблица 7.8 параметры КРУ

Номинальное напряжение, кВНоминальный ток, АНоминальный ток сборных шин, АНоминальный ток отключения, кАПредельный сквозной ток, кА Тип выключателяТип привода101600160031,581ВМПЭ-10встроенный электромагнитный

Отвод питания к потребителям по фидерам будет осуществляться в ячейке с параметрами, приведёнными в таблице 7.9.

Таблица 7.9 параметры КРУ

Номинальное напряжение, кВНоминальный ток, АНоминальный ток сборных шин, АНоминальный ток отключения, кАПредельный сквозной ток, кАТип выключателяТип привода10630160031,581ВМПЭ-10-630-31,5У3встроенный электромагнитный

Общее число шкафов в ЗРУ составляет 38 штук, включая 2 шкафа с резервом и 2 шкафа с трансформаторами напряжения, по одному на каждую секцию шин.

Проверка выключателей типа ВМПЭ-10 на потребителей производится по тем же параметрам что и выключатели ВН и НН по потребителю с наибольшим максимальным током и сведена в таблицу 7.10.

Таблица 7.10 Проверка выключателей ВМПЭ-10-630-31,5У3

Условия выбораВыключатель ВН С-35-2000-50БУ1 (привод ШПЭ-38)Расчётные данныеКаталожные данные

8. компоновка электрооборудования подстанции

8.1 Компоновка открытого распределительного устройства

В ОРУ 35кВ входят следующие электрические аппараты:

2 силовых трансформатора ТД-10000/35,

3 выключателя С-35-2000-50БУ1,

8 разъединителей РЛНД-35/600,

2 отделителя ОД-35/630 У1,

2 короткозамыкателя КЭ-110.

Перечисленные электрические аппараты соединяются гибкими токопроводами марки АС — 300, которые крепятся на порталах при помощи подвесных изоляторов.

Расстояние между токоведущими частями элементов подстанции должно выбираться в соответствии с требованиями ПУЭ.

Все аппараты ОРУ располагаются на не высоких металлических основаниях. По территории ОРУ предусматривается проезд для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования.

Под силовыми трансформаторами и маслобаковыми выключателями предусматривается маслоприёмник. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты, автоматики прокладываются в лотках без заглубления их в почву.

8.2 компоновка закрытого распределительного устройства

Закрытые распределительные устройства обычно сооружаются при напряжении 3-20 кВ.

ЗРУ должно обеспечивать надёжность работы электроустановки, что может быть выполнено только при правильном выборе и расстановке электрооборудования.

Неизолированные токоведущие части во избежание прикосновений к ним должны быть помещены в камеры или иметь специальное ограждение. Высота такого ограждения должна быть не менее 1,9 м. ограждение должно запираться на замок.

Не изолированные токоведущие части, расположенные над полом на высоте 2,5 м Должны ограждаться сетками, причем высота прохода должна составлять не менее 1,9м. Осмотр оборудования производится из коридора обслуживания, ширина которого должна быть не менее 1м при одностороннем расположении оборудования.

Из помещения ЗРУ предусматривается 2 выхода наружу, так как ЗРУ будет иметь длину более 7 м.

8.3 Расчет компенсирующей установки для шин на 10 кВ

Для уменьшения потерь, возникающих в результате присутствия реактивной мощности, используем компенсирующую установку на сборных шинах ГПП. Она компенсирует реактивную мощность, возникающую при работе активно-индуктивных приемников, изменением коэффициента мощности от первоначального значения на шинах ГПП () до необходимого заданного значения ().

, кВАр, (8.1)

где — коэффициент загрузки приемников по активной мощности;

— определяется согласно известному .

кВАр.

Мощность конденсаторных установок:

кВАр. (8.2)

По рассчитанным данным выбираем 15 конденсаторных установок типа КМ — 6,3.

Применяем автоматическое регулирование мощности конденсаторной установки по напряжению на шинах подстанции. принципиальная схема автоматического одноступенчатого регулирования мощности конденсаторной батареи по напряжению приведена на рисунке 8.1.

рисунок 8.1 — Схема автоматического одноступенчатого регулирования мощности конденсаторной батареи по напряжению

В качестве пускового органа схемы используют реле минимального напряжения, имеющее один замыкающий и один размыкающий контакты. При понижении напряжения на подстанции ниже заданного предела реле 1Н срабатывает и замыкает свой размыкающий контакт 1Н в цепи реле В-1. Реле В-1 с заданной выдержкой времени замыкает свой размыкающий контакт в цепи электромагнита включения выключателей и выключатель автоматически включается. При повышении напряжения на шинах подстанции выше предельного значения реле 1Н возвращается в исходное состояние, размыкает свой контакт 1Н в цепи реле В-2. Реле В-2 срабатывает и с заданной выдержкой времени отключает выключатель 1В. Конденсаторная батарея отключается. Для отключения конденсаторной батареи от защиты предусмотрено промежуточное реле П. При действии защиты реле П срабатывает и в зависимости от положения выключателя осуществляет отключение выключателя, если он включен, или предотвращает включение выключателя на К.З. размыканием размыкающего контакта П.

При многоступенчатом регулировании напряжение срабатывания пускового реле для каждой ступени выбирают в зависимости от заданного режима напряжения в сети.

9. Расчет заземления и молниезащиты главной понизительной подстанции

9.1 Расчет заземления

По требованию ПУЭ все электроустановки должны быть заземлены. Для данной подстанции сооружаем заземлитель с внешней стороны здания с расположением вертикальных электродов по периметру.

В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные трубы диаметром 30 мм и длиной 2 м, которые вертикально погружают и забивают в траншею глубиной 0,7 м окантуривающую подстанцию. В траншею так же укладываются, горизонтальные полосы из той же стали и привариваются к вертикальным электродам. Верхние концы электродов располагают на высоте не более 0,5 м от поверхности земли.

Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства для электроустановок 10-35 кВ и мощности свыше 100 кВА не должно превышать 4 Ом.

Заземляющее устройство выполняем в виде контура из полосы 40*4 мм, Ограда подстанций занимает площадь 32×28 м, а контур на расстояний 2 м от внутренней стороны ограды. Общая длина полосы 104 м.

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта:

, Ом·м,(9.1)

где — удельное сопротивление грунта;

— коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта, принятый по таблице 284.

Для суглинок: Ом·м,

Ом·м.

Определяем сопротивление заземляющий полосы:

, Ом,(9.2)

где- расчетное сопротивление земли для горизонтальных заземлителей, Ом·м;

— длина полосы, м;

— ширина полосы, м;

— глубина заложения, м.

Ом.

предварительно принимаем в контуре 30 вертикальных заземлителей, по таблице 4.3 для a/l=1 находим коэффициент использования полосы , тогда сопротивление полосы в контуре из 30 вертикальных заземлителей:

Ом, (9.3)

Сопротивление вертикальных заземлителей:

Ом,(9.4)

Сопротивление одного вертикального заземлителя:

, Ом,(9.5)

где Ом·м — расчетное удельное сопротивление грунта;

— длина стержня, м;

диаметр стержня, м;

— расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.

Ом.

количество вертикальных заземлителей:

.(9.6)

Принимаем 34 электрода.

9.2 Расчёт молниезащиты

Открытые распределительные устройства подстанций 20 — 35 кВ должны защищаться от прямых ударов молний отдельно стоящими стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми по углам подстанций.

Проверка защищаемого пространства осуществляем по следующей формуле для молниеотвода высотой h <30 м:

м,(10.7)

где — радиус зоны защиты, м;

максимальная высота токоведущей части электрооборудования от поверхности земли, м;

м,

=19,5 м — высота молниеотвода.

Установка четырёх молниеотводов полностью защищает территорию подстанций от прямых ударов молний.

необходимым условием защищённости всей площади между четырьмя молниеотводами является расстояние по диагонали, образованного четырьмя молниеотводами не должно превышать:

м,(10.8)

где D — расстояние между двумя молниеотводами по диагонали, м.

10. Расчет электроснабжения механического участка

Расчет производим по тем же формулам, что и расчет электроснабжение завода. полученные данные сводим в таблицу 10.1.

Таблица 10.1 нагрузки механического участка

Наименование электроприемникаКол-во, кВт, кВт, кВАр, кВА12345678Механический участок1Н65-Токарный123,60,7517,720,8510,9820,8165-Токарный123,40,7517,550,812,8121,7С11МВ-Токарный47,50,860,84,385,02С13-Токарно-винторезный37,50,860,84,385,021М63БФ101-Токарный314,30,7510,730,87,8313,31М63Ф10-Токарный314,50,7510,90,87,9613,5СУ40-Токарный452,50,7539,380,828,7548,816К25-Токарно-винторезный212,10,759,080,86,6311,216К20-Токарно-винторезный212,10,89,680,87,07121М756ДФ313-Токарный с ЧПУ2900,8720,852,5689,11М61П-Токарно-винторезный340,7530,82,193,71Заточной260,754,50,83,295,573У144-Шлифовальный113,30,810,640,87,7713,23Б722-Шлифовальный2170,813,60,89,9316,83А74-Шлифовальный 115,20,7511,40,88,3214,13М174-Шлифовальный221,60,817,280,812,6121,43М151-Шлифовальный1140,811,20,88,1814,83Б12-Шлифовальный16,70,74,690,83,425,83Д725-Шлифовальный1440,835,20,825,743,65А342П-Зубострогальный2170,7512,750,89,3115,75С280П-Зубофрезерный124,60,7518,450,8511,4421,75К32А-Зубофрезерный318,40,7513,80,810,0717,15М161-Зубострогальный15,40,754,050,82,965,025140-Зубодолбёжный17,70,755,780,84,227,165А250П-Зубострогальный15,40,754,050,82,965,027310Д-Долбёжный15,50,754,130,830,0130,37Д36-Долбёжный18,60,756,450,84,717,997Д450-Долбёжный1140,7510,50,87,67137Д37-Долбёжный111,10,88,880,86,4810,92М55-Сверлильный28,30,86,640,84,858,22МС902-Балансировочный230,752,250,81,642,78Кран мостовой 3,2тс2580,7543,50,8526,9751,2Освещение-100,81808Итого:596,452,7348,1583,5

Согласно этому по каталогу выбираем трансформатор ТМ-630/10.

Основные параметры трансформатора представлены в таблице 10.2.

Таблица 10.2 Технические данные трансформаторов Т3 (Т4)

ТипНоминальная мощность, МВА кВ кВ % кВт кВт %ТМ-630/106306,30,421,57,65,5

Масса оборудования =2,7 т, занимаемая площадь: длинна 1,88, ширина 1,47, высота 1,27.

Выбор конденсаторной установки для шин на 0,4 кВ

Мощность конденсаторной установки равна:

, кВАр, (10.1)

кВАр,

,

кВАр.

выбираем 2 конденсатора марки КМ2 — 0,38. К установки принимаем 2 комплекта.

11. Расчет токов в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах работы

Выбор оборудования производится по условиям работы в наиболее тяжёлом режиме — послеаварийном.

Ток, протекающий через оборудование подстанции ВНС при нормальном режиме работы, определяется по формуле:

, А(11.1)

где — мощность ВНС, ВА;

U — напряжение на высокой или низкой стороне, В.

Ток нормального режима на РП ВНС:

А.

ток, протекающий через оборудование подстанции при послеаварийном режиме работы, определяется по формуле:

А, (11.2)

где — ток при нормальном режиме работы, А.

Ток послеаварийного режима на РП ВНС при работе одного трансформатора:

А.

Выбираем трансформатор тока для ТП и РП ВНС тип ТШ — 20 с классом точности 0,5, на номинальный первичный ток до 1000 А.

12. Выбор электрооборудования для участка штамповки

12.1 Выбор автоматических выключателей

Произведем выбор автоматического выключателя на стороне 0,4 кВ. выбираем автоматический выключатель от трансформатора до РП марки АВМ-15С. Проверяем его по условиям:

а) по напряжению установки по формуле;

б) по длительному току по формулам;

в) на электродинамическую стойкость по формуле;

г) по термической стойкости по формуле;

а) кВ;

б) ,

,6 А < 1500 А,

,

,2 А < 1500 А;

в),

,2 кА < 35 кА;

г),

,25 кА < 65 кА.

Выключатель данного типа проходит по всем условиям.

выбираем общий автоматический выключатель в РП марки АВМ10. Проверяем его по всем вышеперечисленным условиям:

а)кВ;

б) ,

,6 А < 1000 А,

,

,2 А < 1000 А;

в) ,

,2 кА < 20 кА;

г) ,

,25 кА < 42 кА.

Выключатель данного типа проходит по всем условиям.

выбираем межсекционный автоматический выключатель марки АВМ10С.

Проверяем его по всем вышеперечисленным условиям:

а) кВ;

б) ,

,6 А < 750 А,

,

,2 А < 750 А;

в) ,

,2 кА < 20 кА;

г) ,

,25 кА < 42 кА.

выбранный выключатель проходит по всем условиям.

Все выключатели с электромеханическим приводом.

12.2 Выбор разъединителей

выбираем разъединитель типа РЕ-13. Проверяем его по всем вышеперечисленным условиям:

а) ,

В < 660 В;

б) ,

,6 А < 1000 А,

,

,2 А < 1000 А;

в) ,

,25 кА < 85 кА;

г) ,

,7 < 3200 .

выбранный разъединитель проходит по всем условиям.

12.3 Выбор кабеля

выбираем кабель от трансформатора до РП марки 2×АПАШВ×185+1×50.

Сечение кабелей выбирается по следующим параметрам:

а) по напряжению установки:

;

б) по допустимому току:

,

где — длительно допустимый ток с учётом поправки на число положенных в земле кабелей и на температуру окружающей среды :

,А,(12.1)

где — коэффициент, учитывающий число положенных в земле кабелей,

=1;

— коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды, =1 (для наших климатических условий).

в) по термической стойкости.

выбираем четырёхжильные кабели сечением 2×185 , значение номинального допустимого тока = 900 А.

а) 0,4 кВ<1 кВ;

б) А,

,2 А 900 А;

в) ,

< 185 .

Выбор контакторов, пускателей, автоматов и кабелей ВНС сводим в таблицу 12.1.

Таблица 12.1 Электрооборудование участка штамповки

Наименование электроприемникаP, кВтАвтоматыI, А,КонтакторыI, А,ток установкиКабель (АПАШВ)12345678Механический участок1Н65-Токарный23,6АП-5040КТ-601310017536+14165-Токарный23,4АП-5040КТ-601310017536+14С11МВ-Токарный7,5АП-5040КТ-601310017536+14С13-Токарно-винторезный7,5АП-5040КТ-601310017536+141М63БФ101-Токарный14,3АП-5040КТ-601310017536+141М63Ф10-Токарный14,5АП-5040КТ-601310017536+14СУ40-Токарный52,5А-3134200—1400318516К25-Токарно-винторезный12,1АП-5040КТ-601310017536+1416К20-Токарно-винторезный12,1АП-5040КТ-601310017536+141М756ДФ313-Токарный с ЧПУ90А-3144600КТ-604340021003185+1501М61П-Токарно-винторезный4АП-5025ПМЕ-211-27534+12,5Заточной6АП-5040КТ-601310017536+143У144-Шлифовальный13,3АП-5040КТ-601310017536+143Б722-Шлифовальный17АП-5040КТ-601310017536+143А74-Шлифовальный15,2АП-5040КТ-601310017536+143М174-Шлифовальный21,6АП-5040КТ-601310017536+143М151-Шлифовальный14АП-5040КТ-601310017536+143Б12-Шлифовальный6,7АП-5040КТ-601310017536+143Д725-Шлифовальный44А-3144600КТ-604340021003185+

1505А342П-Зубострогальный17АП-5040КТ-601310017536+145С280П-Зубофрезерный24,6А-3144600КТ-604340021003185+1505К32А-Зубофрезерный18,4АП-5040КТ-601310017536+145М161-Зубострогальный5,4АП-5040КТ-601310017536+145140-Зубодолбёжный7,7АП-5040КТ-601310017536+145А250П-Зубострогальный5,4АП-5040КТ-601310017536+147310Д-Долбёжный5,5АП-5040КТ-601310017536+147Д36-Долбёжный8,6АП-5040КТ-601310017536+147Д450-Долбёжный14АП-5040КТ-601310017536+147Д37-Долбёжный11,1АП-5040КТ-601310017536+142М55-Сверлильный8,3АП-5040КТ-601310017536+14МС902-Балансировочный3АП-5050—55034+12,5Кран мостовой 3,2тс58А-3134200—14003185Освещение10АП-5040КТ-601310017536+14

значения токов короткого замыкания потребителей механического участка приведены в таблице 12.2.

Таблица 12.2 Токи короткого замыкания у потребителей механического участка

Наименование электроприемника, кА, кА, кАТокарные3,75,4 (КУ=1,0)3,8Заточной2,173,06(КУ=1)2,17Шлифовальный2,173,06(КУ=1)2,17Зуборезные3,75,4 (КУ=1,0)3,8Долбёжные2,173,06(КУ=1)2,17Сверлильные3,75,4 (КУ=1,0)3,8МС902-Балансировочный0,921,37(КУ=1)0,92Кран мостовой 3,2тс20,3530,13(КУ=1,05)20,35Освещение0,560,78 (КУ=1)0,56

13. Расчет заземления и молниезащиты механического участка

.1 Расчёт заземления

По требованию ПУЭ все электроустановки должны быть заземлены. Заземление — это гальваническое соединение электроустановки с заземляющими устройствами, при котором все металлические корпуса электроприёмников и металлические конструкций, которые могут оказаться под опасным напряжением из-за повреждения изоляций, должны быть преднамеренно и надёжно соединены с землёй.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителям, заземляющей магистрали и к заземляемым конструкциям выполнено сваркой, а к корпусу аппаратов, машины и опорам воздушных линий электропередачи — сваркой или надёжными болтовым соединением и удовлетворяет требованиям ГОСТ 10434 — 82. Открыто проложенные заземляющие проводники имеют чёрную окраску в соответствий с требованиям ГОСТ. Использование земли в качестве фазного или нулевого провода запрещается [9].

Для определения технического состояния заземляющего устройства периодически производится:

а) внешний осмотр видимой части заземляющего устройства;

б) осмотр с проверкой цепи между заземлителем и заземляемыми элементами (отсутствие обрывов и неудовлетворительных контактов в проводнике, соединяющей аппарат с заземляющем устройством), а также проверка пробивных предохранителей трансформаторов;

в) измерение сопротивления заземляющего устройства;

г) проверка цепи фаза — нуль;

д) проверка надёжности соединений естественных заземлителей;

е) выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов заземляющего устройства, находящихся в земле.

внешний осмотр заземляющего устройства производится вместе с осмотром электрооборудования РУ, трансформаторных подстанций и распределительных пунктов, а также цеховых и других электроустановок.

Об осмотрах, обнаруженных неисправностях и принятых мерах делаются соответствующие записи в журнале осмотра заземляющих устройств или оперативном журнале. Значения сопротивлений заземляющих устройств поддерживаются на уровне, определенном требованиями ПУЭ, с целью обеспечить напряжения прикосновения в соответствий с действующими нормами [10].

На каждое находящееся в эксплуатаций заземляющее устройство имеется паспорт, содержащий схему заземления, основные технические данные, данные о результатах проверки состояния заземляющего устройства, о характере ремонтов и изменениях, внесённых в данное устройство.

13.2 Расчёт молниезащиты

Проверка защищаемого пространства завода осуществляется по следующей формуле для молниеотвода высотой <30 м:

м,(13.1)

где — радиус зоны защиты, м;

максимальная высота от поверхности земли молниеотвода, м;

=19,5 — 7,5=12 м,

где h=19,5 м — высота молниеотвода.

установка двух молниеотводов полностью защищает территорию завода и трансформаторную подстанцию от прямых ударов молний.

14. Релейная защита

14.1 Защита двухобмоточных трансформаторов

14.1.1 Дифференциальная токовая защита с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока

Для выполнения защиты используем реле с НТТ типа РНТ-565.

Определяем первичный номинальный ток защищаемого трансформатора:

, А,(14.1)

где — номинальная мощность защищаемого трансформатора, МВА;

— номинальное напряжение трансформатора, кВ.

На стороне звезды силового трансформатора соединение вторичных обмоток трансформаторов тока осуществляется в треугольник, а на стороне треугольника силового трансформатора в звезду. Это осуществляется для компенсации сдвига токов по фазе в плечах защиты.

Определяем коэффициент трансформации трансформаторов тока:

,(14.2)

где — коэффициент схемы.

Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности трансформатора определяется по формуле:

, А.(14.3)

Определяем ток срабатывания реле:

, А,(14.4)

где — ток срабатывания защиты, А.

ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания определяется по формуле:

, А. (14.5)

Ток срабатывания защиты по условию отстройки от максимального тока небаланса определяем по формуле:

, А,(14.6)

где — полная погрешность трансформаторов тока, 10%;

— диапазон изменения напряжения, 10%;

— ток внешнего К.З., А.

Определяем расчётное число витков обмотки РНТ для основной стороны:

, (14.7)

где — сила срабатывания реле, А (принимаем равным 100 А).

Расчётное число витков обмотки РНТ для не основной стороны определяется по формуле:

, (14.8)

где — вторичный ток основного плеча защиты, А;

— вторичный ток не основного плеча защиты, А;

— число витков обмотки РНТ для основной стороны.

Составляющая первичного тока небаланса, обусловленная округлением расчетного числа витков неосновной стороны определяется по формуле:

, А,(14.9)

где — число витков обмотки РНТ для не основной стороны.

Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей первичного тока небаланса из выражения (17.9), определяется по формуле:

, А.(14.10)

Уточненное

,А.(14.11)

Определяем уточненное

, А.(14.12)

, (14.13)

противном случае изменяют число витков основной стороны и повторяют расчет.

Результаты расчета дифференциальной защиты трансформаторов Т1, Т2, приведены в таблице 14.1.

14.1.2 Токовая защита трансформатора от сверхтоков внешних К.З.

Максимальная токовая защита применяется как резервирующая защита от токов внешнего К.З. На трансформаторах мощностью более 1 МВА применяется максимальная токовая защита с комбинированным пусковым органом напряжения. защита выполняется с помощью токового реле РТ-40, реле напряжения РН-58, реле времени ЭВ112.

Ток срабатывания защиты определяется по формуле:

, А, (14.14)

где -коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,2;

— коэффициент возврата, принимаемый равным 0,8;

— коэффициент самозапуска, принимаемый равным 2,5;

Определяем вторичный ток срабатывания реле:

, А.(14.15)

Напряжение срабатывания защиты минимального реле напряжения, исходя из отстройки от напряжения самозапуска при включении от УАПВ или УАВР заторможенных двигателей определяется по формуле:

, кВ,(14.16)

где -коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,2;

— напряжение самозапуска, принимаемый равным 0,7 Uном.

Напряжение срабатывания защиты реле напряжения обратной последовательности определяется по формуле:

, кВ.(14.17)

Коэффициент чувствительности защиты:

,(14.18)

где , А — ток двухфазного К.З.

14.1.3 Защита трансформатора от перегрузок

Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита от перегрузки выполняется одним реле тока РТ-40, включенным в цепь одного из трансформаторов тока защиты от внешних коротких замыканий.

Определяем вторичный ток срабатывания реле

, А(14.19)

где — коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,05.

.1.4 защита от токов однофазного короткого замыкания на землю на стороне ВН

Применяем токовую отсечку нулевой последовательности.

ток срабатывания защиты отсечки определяется по формуле:

А.(14.20)

Таблица 14.1 параметры срабатывания дифференциальной защиты

Наименование величиныТрансформаторы Т1, Т2высшего напряжениянизшего напряжения123Первичный номинальный ток защищаемого трансформатора, А по (17.1)165962Схема соединения обмоток защищаемого трансформатораΥΔСхема соединения трансформаторов токаΔΥКоэффициент схемы1Коэффициенты трансформации трансформаторов тока по (17.2)57192,4Принятый коэффициент трансформации300/51000/5Вторичный ток в плечах защиты, А по (17.3)4,754,81Ток срабатывания реле, А по (17.4) 27,7ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания, А по (17.5)1250,6Ток срабатывания защиты по условию отстройки от максимального тока небаланса, А по (17.6)5538Расчётное число витков обмотки РНТ для основной стороны определяется по (17.7)3,6Предварительно принятое число витков для основной стороны, WОСН.4Расчётное число витков обмотки РНТ для не основной стороны определяется по (17.8)4,05Предварительно принятое число витков для неосновной стороны4Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей первичного тока небаланса из выражения (17.9), А по (17.10)3171,3Уточненное Результаты расчета максимальной токовой защиты, защиты от перегрузок и защиты от К.З. на землю для трансформаторов Т1, Т2 представлены в таблице 14.2.

Таблица 14.2 параметры срабатывания защит.

Номер трансформатораНазвание защитыПараметры защиты,А,А,кВ,кВТ1, Т2максимальная токовая61910,320,42,139От перегрузок—3,6——Нулевой последовательности—0,5——

14.2 Газовая защита трансформатора

Газовая защита получила широкое распространение в качестве весьма чувствительной защиты от внутренних повреждений трансформаторов. Она основана на явлении газообразования в баке повреждённого трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это даёт возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения, и в зависимости действовать на сигнал или отключение.

Основным элементом защиты является газовое реле, устанавливаемое в трубе, соединяющей кожух трансформатора с расширителем так, чтобы через него проходили газ и поток масла, устремляющиеся в расширитель при повреждениях в трансформаторе.

достоинствами газовой защиты являются высокая чувствительность и реагирование практически на все повреждения внутри бака, сравнительно небольшое время срабатывания, простота исполнения, а также способность защищать трансформатор при недопустимом понижении уровня масла по любым причинам. К недостаткам относятся не реагирование её на повреждения, расположенные вне бака, ложное срабатывание при попадании воздуха в бак трансформатора. В связи с этим газовую защиту нельзя использовать как единственную защиту от внутренних повреждений.

Для защиты трансформаторов применяется реле тип РГЧЗ-66. чувствительность лопасти реле регулируется в пределах от 0,6 до 1,2 м/с. время действия реле при работе колеблется от 0,5 до 0,05 с. в зависимости от скорости движения масла.

15. Расчёт технико-экономических показателей

Основными требованиями, которым должна удовлетворять любая система электроснабжения, являются: надежность электроснабжения, хорошие качества электроэнергии, безопасность и экономичность всех элементов системы.

Основой рационального решения всего сложного комплекса технико-экономических вопросов при проектировании электроснабжения современного предприятия является правильное определение ожидаемых электрических нагрузок. Определение электрических нагрузок является первым этапом проектирования любой системы электроснабжения. Значения электрических нагрузок определяют выбор всех элементов проектируемой системы электроснабжения, и ее технологических показателей. От правильной оценки ожидаемых результатов нагрузок зависят капитальные затраты в системе электроснабжения, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы.

Если в расчетах будет допущена ошибка в сторону уменьшения электрических нагрузок, то это вызовет повышенные расходы на потери электроэнергии в системе, ускорит износ оборудования, может ограничить производительность, как отдельных агрегатов, так и всего предприятия. Поэтому потребуется вскоре после ввода предприятия в эксплуатацию увеличивать сечение проводов электрических сетей и производить замену электрооборудования. Лишнее увеличение расчетных нагрузок повлечет за собой увеличение капитальных затрат и неполное использование дефицитного электрооборудования и проводников. В ряде случаев это может привести к росту потерь электроэнергии.

С целью уменьшения эксплуатационных расходов и капитальных затрат в системах электроснабжения проводят технико-экономические расчеты. Их выполняют для выбора:

-наиболее рациональной схемы электроснабжения цехов и предприятий в целом;

-экономически обоснованного числа, мощности и режима работы трансформаторов подстанции и ТП;

-рациональных напряжений в системе внешнего и внутреннего электроснабжения;

-экономически целесообразных средств компенсации реактивной мощности и мест размещения компенсирующих устройств;

электрических аппаратов и токоведущих устройств;

-сечений проводов, шин и жил кабелей;

-целесообразной мощности собственных электростанций и генераторных установок в случае их необходимости;

-трасс и способов прокладки электросетей с учетом коммуникаций электрохозяйства в целом.

Расчетная мощность предприятия SР = 3843,8 кВА.

ТОО ЗРДТ«КЭЦ» — приемник первой категории надежности электроснабжения потребляет 65 % мощности.

Коэффициент изменения потерь = 0,02 кВт/ кВАр.

Время в течении которого трансформатор подключен к сети электроснабжения =8760 ч.

время использования максимума составляет = 4000 ч.

Стоимость 1 кВт.ч потребляемой электроэнергии составляет =2,9 тенге/кВт·ч.

15.1 Расчет числа и мощности трансформаторов

учитывая то, что предприятие является потребителем электроэнергии первой категории электроснабжения, к установке принимаем два трансформатора, номинальные мощности которых определяются по формуле:

,(15.1)

кВ·А.

Принимаем к рассмотрению два варианта:

трансформатор марки ТД мощностью 10000 кВА 35/10;

трансформатор ТД 16000 кВА 35/10.

Находим коэффициент загрузки соответственно для первого и второго вариантов:

,(15.2)

,

.

Проверяем нагрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме при отключении одного трансформатора, при этом должно выполняться условие:

, (15.3)

кВА,

кВА.

Оба трансформатора удовлетворяют условиям перегрузочной способности.

15.2 Расчет экономической целесообразности

На основе технико-экономических данных приведенных в таблице 15.1 определяем экономическую целесообразность режима работы трансформаторов.

Таблица 15.1 Технико-экономические показатели трансформаторов

Тип трансформатораМощность, кВ·АНапряжение ВН, кВПотери, кВтUК.З., %IХХ , %К,тыс.тгХ .Х.К.З.ТД 10000/35100003519,68580,81648ТД 16000/35160003528,4105100,752160

потери мощности в трансформаторах

Потери мощности в трансформаторах определяют реактивной мощностью холостого хода трансформатора, которые определяются по ниже приведенной формуле.

Реактивная мощность холостого хода трансформатора:

, кВАр,(15.4)

где — номинальная мощность трансформатора, кВА;

ток холостого хода, %.

Для первого варианта:

кВАр.

Для второго варианта:

кВАр.

Реактивная мощность короткого замыкания определяется по формуле:

, кВАр,(15.5)

где — напряжение короткого замыкания, %.

Для первого варианта:

кВАр.

Для второго варианта:

кВАр.

Приведенные потери холостого хода трансформатора, учитывая потери активной мощности в самом трансформаторе и создаваемые им в элементах всей системы элетроснабжения в зависимости от реактивной мощности потребляемой трансформатором определяется из выражения:

, кВт,(15.6)

где — потери холостого хода трансформатора, кВт;

= 0,02 кВт / кВАр — коэффициент изменения потерь;

— реактивная мощность холостого хода, кВАр.

Для первого варианта:

кВт.

Для второго варианта:

кВт.

Приведенные потери короткого замыкания определяются по формуле:

, кВт, (15.7)

где — потери мощности короткого замыкания, кВт;

— реактивная мощность короткого замыкания, кВАр.

Подставив данные получим соответственно для первого и второго вариантов:

кВт,

кВт.

Приведенные потери в трансформаторах найдены по формуле:

, кВт,(15.8)

где — приведенные потери холостого хода кВт;

— приведенные потери короткого замыкания, кВт;

— коэффициент загрузки трансформаторов.

Подставив данные получим для обоих сравниваемых вариантов соответственно:

кВт,

кВт.

.2.2 капитальные затраты

Капитальные затраты на соответственно первый и второй варианты составят:

, тыс.тг, (15.9)

тыс.тг,

, тыс.тг,

тыс.тг.

Амортизационные отчисления определены по формуле:

, тыс.тг/год,(15.10)

где — коэффициент амортизационных отчислений;

К — капитальные затраты для каждого варианта.

Подставив данные получим соответственно для первого и второго вариантов:

тыс.тг/год,

тыс.тг/год.

.2.3 Стоимость годовых потерь

Стоимость годовых потерь электроэнергии при том, что стоимость 1 кВтч потребляемой электроэнергии составляет = 2,9 тенге определена из выражения:

тыс.тг/год, (15.11)

где — число часов работы трансформатора в год, ч;

— приведенные потери холостого хода, кВт;

— приведенные потери короткого замыкания, кВт;

— число часов работы трансформаторов при максимуме загрузки, ч.;

Подставив данные для каждого сравниваемого варианта получим:

тыс.тг/год,

тыс.тг/год.

15.2.4 Вычислим суммарные эксплуатационные расходы и срок окупаемости

Суммарные эксплуатационные расходы равны:

, тыс.тг/год, (15.12)

где — амортизационные отчисления, тыс.тг/год;

— стоимость годовых потерь, тыс.тг/год.

Подставив значения получим:

Для первого варианта:

тыс.тг/год.

Для второго варианта:

тыс.тг/год.

Из расчетов видно, что , поэтому срок окупаемости дополнительных капитальных вложений не рассчитываем.

Из приведённых расчётов видно, что и капитальные затраты и суммарные ежегодные расходы на эксплуатацию трансформаторов ТД 10000/35 значительно ниже, что делает этот вариант экономически более целесообразным, учитывая то, что он полностью отвечает условиям нормального и аварийного режимов работы. На оснований вышеизложенного выбираем и принимаем к установке два трансформатора ТД 10000/35.

16. Охрана труда

законотношения, возникающие в процессе реализации гражданами конституционного права на свободу труда в Республике Казахстан. законода Республики Казахстан о труде основывается на Конституции Республики Казахстан и состоит из настоящего Закона и иных нормативных правовых актов, регулирующих трудовые отношения отдельных категорий работников, нормы которых не могут быть ниже норм настоящего Закона. Трудовые отношения между работодателем и работником регулируются нормативными правовыми актами, индивидуальным трудовым, коллективным договорами, заключенными в соответствии с законодательством о труде.

законотношения в области обеспечения безопасной эксплуатации опасных производственных объектов и направлен на предупреждение аварий на опасных производственных объектах, обеспечение готовности организаций к локализации и ликвидации их последствий, гарантированного возмещения убытков, причиненных авариями физическим и юридическим лицам, окружающей среде и государству. Правовое регулирование в области трудовых отношений и охраны труда, экологической, пожарной безопасности, безопасности при использовании атомной энергии и космического пространства, уничтожении химического и ядерного оружия, использовании и утилизации боеприпасов осуществляется специальным законодательством Республики Казахстан.

Опыт цивилизованных стран показывает, что соблюдение и уважение прав работника на безопасность их труда экономически выгоднее для любого предприятия[14].

16.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

На подстанциях при производстве возникают опасные и вредные факторы, отрицательно влияющие на условия труда: это производственная пыль, газо- и паровыделение, ионизирующее излучение, шум, вибрация.

Воздух рабочей зоны производственных помещений определяют следующие параметры: температура воздуха в помещении, относительная влажность воздуха, скорость его движения, интенсивность радиации. Эти параметры по отдельности и в комплексе влияют на организм человека, определяя его самочувствие. В здании подстанции температура воздуха — 17-25°С., относительная влажность воздуха — 75%, скорость движения воздуха — 0,3м/с.

На подстанции первым источником опасного фактора является электрический ток. Короткие замыкания в сети представляют собой опасность для жизни человека, поэтому при работе с электроустановками работник должен следовать инструкциям техники безопасности.

Освещение рабочей зоны должно обеспечивать хорошую видимость и создавать благоприятные условия труда. Фактическое освещение подстанции 110 лк при норме 200 лк, т.е. меньше нормы в 2 раза. Фактическая освещенность ниже нормы по причине большого количества неработающих светильников.

Освещение должно быть таким, чтобы работающие могли без напряжения выполнять свою работу. Неудовлетворительное освещение может исказить информацию: кроме того, оно не только утомляет организм в целом. Неправильное освещение может также являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, с лепящие лампы и блики от них, резкие тени ухудшают или вызывают.

Шум и вибрация ухудшают условия труда, оказывая вредное действие на организм человека. Трансформаторы являются первой причиной шума и вибрации на подстанции. При длительном воздействии шума на организм происходят нежелательные явления: снижается острота зрения и слуха, повышается кровяное давление, снижается внимание. Вибрации могут быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечно-сосудистой систем, а также опорно-двигательного аппарата.

Подстанция является пожароопасной зоной. наибольшую пожарную опасность представляют маслонаполненные аппараты — трансформаторы, баковые выключатели высокого напряжения, а также кабели с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифолевым составом. В силовых трансформаторах с масляным охлаждением может возникнуть межвитковое КЗ, в результате которого в части обмотки возникает настолько большой ток, что изоляция быстро разлагается с выделением горючих газов. Это может вызвать взрыв газовой смеси с разрушением стенок кожуха и последующим выбросом горящего масла наружу.

К источникам электромагнитных полей относятся космические лучи, излучение солнца, а также искусственные источники (различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров). На предприятии ТОО ЗРДТ «КЭЦ» источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и многое другое. Источниками электромагнитных полей на разработанном рабочем месте являются генераторы и приборы для поверки вольтметров.

В установках индукционного нагрева источником излучения является индукционная катушка, отдельные элементы генераторов, в установках диэлектрического нагрева — рабочий конденсатор.

.2 Расчет молниезащиты подстанции

При проектировании зданий и сооружений системы электроснабжения необходимо учитывать и предотвращать возможность их поражения ударами молнии.

Здания закрытых подстанций и РУ обычно защищаются от прямых ударов молнии в случаях, когда длительность грозовой деятельности превышает 20ч/год, путем заземления железобетонных несущих конструкций кровли или металлического покрытия кровли.

Открытые РУ и подстанции защищаются от прямых ударов молнии, начиная с номинального напряжения 20кВ. защита выполняется стержневыми молниеотводами, устанавливаемые, как правило, на конструкциях РУ. Подходы к подстанциям воздушных линий 35кВ и выше защищаются тросовыми молниеотводами на длине 1 — 4км в зависимости от напряжения и конструктивного исполнения линий. Линий 110кВ и выше на железобетонных и металлических опорах защищаются молниезащитными тросами по всей длине. Проведем поверочный расчет молниезащиты подстанции «Затобольская». Подстанция состоит из ОРУ и ЗРУ и занимает площадь 80*100 , выбираем двойной молниеотвод (при расположении двух одинаковых молниеприемников на одной уровне и на определенном расстоянии друг от друга), зона защиты которой обеспечивает полную защиту подстанции от молний и показана на рисунке 16.1.

рисунок 16.1 — Зона защиты двойного стержневого молниеотвода

Верхняя граница зоны защиты =15 м, расстояние между молниеприемниками L=60 м.

. Определяем оптимальную высоту молниеотводов по формуле:

,м,(16.1)

м

. Радиус окружности, дуга которой верхнюю границу зоны, определяем из выражения:

,(16.2)

м.

. Ширина зоны защиты на определенном уровне от земли определяем по формулам:

,м,(16.3)

при ≥0 и ≤(2/3),

где — уровень от земли, м;

,м,(16.4)

при >(2/3).

Рассчитаем для уровней 10 м, 15 м соответственно:

м,

м.

Из сделанных расчетов можно сказать, что зона защиты выбранных молниеотводов обеспечивает полную защиту подстанции от ударов молнии, так как радиус зоны защиты молниеотводов обхватывает площадь подстанции [13].

Молниезащита подстанции показана в графической части на листе 6.

16.3 Меры по снижению электротравматизма

причины несчастных случаев от электротока разнообразны и многочисленны, но основными из них при работе с электроустановками напряжением до 1000В можно считать:

-случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

-прикосновение к нетоковедущим частям электроустановок, случайно оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции или другой неисправности;

-попадание под напряжение во время проведения ремонтных работ на отключенном электрооборудовании из-за ошибочного его включения;

-замыкание провода на землю и возникновение шагового напряжения на поверхности земли или основания, на котором находится человек.

Мероприятия по защите обеспечивают недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения; пониженное напряжение; заземление и зануление электроустановок; автоматическое отключение; индивидуальную защиту и другие.

Пониженное напряжение (36 В) должно применяться в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных для местного освещения, а также для общего освещения при размещении светильников на высоте менее 2,5 м от пола. Токи пониженного напряжения применяют в электросварочных аппаратах.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрического или технологического оборудования, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное заземление является простым, эффективным и широко распространенным способом защиты человека от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим поверхностям, оказавшимся под напряжением. Обеспечивается это снижением напряжения между оборудованием, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасной величины.

Сопротивление заземляющего устройства для установок напряжением до 1000 В должно быть не менее 4 Ом; если мощность источника тока меньше 100 кВА, то допускается 10 Ом.

Заземление электроустановок необходимо выполнять: при напряжении 500 В и выше переменного и постоянного тока — во всех случаях; при напряжении выше 36 В переменного и 110 В постоянного тока — в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках; при всех напряжениях переменного и постоянного тока — во взрывоопасных помещениях.

Заземление электроустановок не требуется при номинальных значениях напряжения 36 В и ниже переменного и 110 В и ниже постоянного тока во всех случаях, за исключением взрывоопасных установок.

использование земли в качестве фазного или нулевого провода запрещается.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителям и заземляемым конструкциям выполняется только сваркой, а к корпусам аппаратов, машин и другим — сваркой или надежным болтовым соединением.

Зануление является одним из средств, обеспечивающих безопасную эксплуатацию электроустановок. Оно выполняется присоединением к неоднократно заземленному нулевому проводу корпусов и других корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции.

Задачей зануления является превращение замыкания на корпус в короткое замыкание между фазным и нулевым проводом. При этом в результате протекания через токовую защиту большого тока обеспечивается быстрое отключение поврежденного оборудования от сети.

важно понимать, особенности зануления, заключающиеся в том, что в течении некоторого времени с момента замыкания фазы на зануленный корпус и до момента срабатывания защиты на нулевой проводе сохраняется опасное напряжение.

Защитное отключение выполняется в дополнение или взамен заземления. Отключение осуществляется автоматами. Защитное отключение рекомендуется в тех случаях, когда безопасность не может быть обеспечена путем устройства заземления или когда его трудно выполнить [8].

Защитное отключение обеспечивает быстрое — не более 0,2 с — автоматическое отключение установки от питающей сети при возникновении в ней опасности поражения током.

Преимуществами защитного отключения являются: возможность его применения в электрических установках любого напряжения и при любом режиме нейтрали, срабатывание при малых напряжениях на корпусе — 20 — 40 В и быстрота отключения, равная 0,1 — 0,2 с.

Мероприятия по защите от электротравматизма на подстанции:

Электроустановки устанавливаем на необходимой высоте и ограждаем от случайного прикосновения.

При работе с электроустановками применяем электрозащитные средства, такие как изолирующие штанги, клещи; диэлектрические перчатки, боты, коврики; индивидуальные экранирующие комплекты; защитные очки, рукавицы.

На подстанции во избежании пожаров должны иметься огнетушители: огнетушитель углекислотный ОУ, для тушения загораний диоксидом углеродов газообразном или твердом виде; углекислотно-бромэтиловый огнетушитель ОБУ, поскольку бромистый этил не проводит электрический ток; порошковый огнетушитель ОПС.

Проводим периодические осмотры электроустановок.

Высоту молниеотводов подстанции, по сделанным расчетам, увеличиваем на 1,5 м.

Обслуживающий персонал должен знать меры первой доврачебной медицинской помощи при попадании человека под действие электрического тока.

Должны проводиться ежегодные проверки знания служащих по технике безопасности.

16.4 Техника безопасности при обслуживании подстанции

Оборудование подстанций осуществляется в соответствии с ПУЭ, которые предусматривают соответствующие меры электробезопасности для обслуживающего электротехнического персонала. Согласно ПТЭ проводятся периодические осмотры электрооборудования РУ, при этом необходимо обращать внимание на общее состояние помещения, исправность дверей, замков и окон, отсутствие течи в кровле и перекрытиах, исправность освещения, заземляющего устройства, наличие электрозащитных средств и другие.

Перед допуском к ремонту коммутационных аппаратов помимо общих мер безопасности необходимо выполнить дополнительно следующие:

в цепи оперативного тока автоматических выключателей необходимо снять плавкие предохранители на обоих полюсах;

для воздушных выключателей (на открытых подстанциях) закрыть вентили на системе подачи воздуха в рабочий трубопровод пневмопривода, на закрытых вентилях повесить плакаты «Не открывать — работают люди»;

в грузовых приводах выключателей груз должен быть опущен в нижнее положение, а устройство его подъема деблокировано;

если работа предстоит на воздушном выключателе, то вентиль на системе подачи воздуха в баке должен быть заперт на замок, а штурвал с него снят;

на всех ключах и кнопках дистанционного управления следует повесить плакаты «Не открывать — работают люди».

На время ремонта комплектного распределительного устройства (КРУ) тележка с выключателем выкатывается наружу, причем отключаются втычные контакты разъединителя, в результате чего снимается напряжение с ремонтируемого выключателя, создается видимый разрыв цепи [7].

Если предполагается работать на отходящих от КРУ кабельных и воздушных линиях или присоединениях к ним электродвигателях и других электроприемниках, то тележку с выключателем следует выкатывать полностью, после чего запереть на замок шторку отсека, в котором токоведущие части остались под напряжением, и вывесить плакат «Не включать — работают люди». На отходящие кабели в отсеках КРУ следует наложить переносные заземления. Если предстоит работать на кабельной воронке, находящейся в отсеке КРУ за выключателем, то тележка с выключателем выкатывается полностью, на дверцах или на задней стенке отсека вывешивается плакат «Не включать — работают люди», а автоматические шторки запирают на замок и на них помещают плакат «Стой. Напряжение». после этого для доступа в отсек, где находится кабельная разделка, снимается специальная перегородка, на ремонтируемом кабеле проверяется отсутствие напряжения, после чего накладывается переносное заземление. В самом отсеке вывешивается плакат «работать здесь».

Силовые трансформаторы периодически осматривают, обращая при этом внимание на состояние их кожухов, показания термометров, уровень масла в расширителях, состояние изоляции вводов, пробивных предохранителях, заземления, а также общее состояние помещения.

Для начала ремонтных работ на силовом трансформаторе после всестороннего его отключения и проверки отсутствия напряжения на всех выводах обмоток на них накладываются переносные заземления-закоротки, чем гарантируется невозможность появления напряжения на участке ремонтируемого трансформатора.

17. Промышленная экология

17.1 Общие законы экологии

Как известно доля участия энергетических предприятий в загрязнении окружающей среды продуктами сгорания органических видов топлива, содержащих вредные примеси, а отходами низко потенциальной теплоты весьма значительна. Поэтому весьма важно проанализировать влияние энергетики на экологию и принять соответствующие решения [15].

Экология, как и всякая наука, имеет свои законы, которые кратко можно представить так:

-все связано со всем;

-все должно куда — то деваться (любая природная система может развиваться только за счет использования энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды);

природа «знает» лучше (пока мы не имеем абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы легко можем навредить природе, пытаясь ее улучшить);

ничто не дается просто так (глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничто не может быть выиграно или потеряно, не может быть объектом всеобщего улучшения; все извлечено в процессе человеческого труда должно быть возмещено).

Среди других законов, принципов и правил можно отметить

следующее:

-вещество, энергия, информация, качество отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих факторов вызывает качественные, количественные и функциональные всех систем и их иерархии;

слабые воздействия могут и не вызывать отдельных реакций природной системы, но, накопившись, они приведут к развитию бурного, непредсказуемого динамического процесса;

жизненные возможности лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близки к необходимому экосистеме минимуму, снижение их ведет к гибели организма или деструкции экосистемы;

экосистема, потерявшая часть своих элементов, не может вернуться в первозданное состояние;

сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое путем создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству;

лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимальное, так и максимальное экологическое воздействие, диапазон между которыми определяют величину выносливости (толетарности) организма по отношению к данному фактору;

любая природная система может развиваться только за счет использования материально — энергетических и информационных возможностей окружающей среды. абсолютно изолированное развитие не возможно;

при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется;

явление, удаленное во времени и пространстве, кажется менее существенным (в природопользовании этот принцип особенно часто становиться основой неверных практических действий);

неожиданное усилие болезнетворности (способности распространять инфекционные введении нового болезнетворного организма в экосистему, где нет механизмов регуляции численности, при этом для экосистемы изменяется среда жизни;

-виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне устойчивое, но не единое и взаимно увязанное системное целое;

вид организма может существовать до тех пор пока окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособленности вида к колебаниям и изменениям природной среды, в которой обитает данный вид организма;

экологическая ниша, то есть место вида в природе, обязательно заполняется.

Бурное развитие научно — технического прогресса привело к тому, что электромагнитные поля созданные человеком, в отдельных районах превышают в сотни раз естественные поля.

В условиях современного города на организм человека оказывают влияние электромагнитные поля, источниками которых являются различные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные линии и линии электропередач.

17.2 Искусственные электромагнитные поля

Искусственные электромагнитные поля существенно нарушают естественную электромагнитную обстановку, и большая часть населения живет в условиях повышенной активности электромагнитного поля. наиболее хорошо изучено неблагоприятное воздействие на здоровье человека электромагнитного поля низкой интенсивности в производственных условиях. Установлено нарушение в системах, органах и тканях, а также различные функциональные нарушения изменения в деятельности сердечно — сосудистой системы и эндокринной систем. Электромагнитное поле малой интенсивности не может вызвать серьезных изменений в организме в целом , однако неблагоприятные слабые изменения могут возникнуть и результаты проявиться через несколько поколений. Под влиянием электромагнитного поля низкой и средней интенсивности обычно возникают изменения в органах и системах, осуществляющих приспособление организма к условиям окружающей среды. При увеличении интенсивности сверхвысокочастотных полей в организме развиваются приспособительные и компенсаторно-приспособительные реакции, проявляющиеся главным образом в изменении окислительно-восстановительных процессов и кислородном режиме тканей.

Переменные электромагнитные поля способны также оказывать негативное воздействие на организм человека, последствия которого зависят от напряженности электрического и магнитного полей, частоты излучения, размера облучаемой поверхности тела человека и индивидуальных способностей его организма. ткани человеческого организма поглощают энергию электромагнитного поля, в результате этого происходит нагрев тела человека [16].

Как известно, человеческий организм обладает свойством терморегуляции, то есть поддержания постоянной температуры тела. При нагреве человеческого организма в электромагнитном поле происходит отвод избыточной теплоты до плотности потока энергии I=10 мВт/см2. Эта величина называется тепловым порогом, начиная с которого система терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла, происходит перегрев организма человека, что негативно сказывается на его здоровье.

воздействие электромагнитного поля с интенсивностью меньшей теплового порога, также небезопасно для здоровья человека. Оно нарушает функции сердечно — сосудистой системы, ухудшает обмен веществ, приводит к изменению состава крови. При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различной частоты возникает повышенная утомляемость, сонливость, боли в области сердца, торможения рефлекса и так далее.

Произошедшие под действием электромагнитного поля нарушения в организме обратимы, если в нем не произошло патологических изменений. Для этого необходимо либо прекратить контакт с излучением, либо разработать мероприятия по защите от него.

При воздействии на организм человека постоянных магнитных и электростатических полей с интенсивностью, превышающей безопасный уровень, могут развиться нарушения деятель сердечно — сосудистой системы, органов дыхания и пищеварения и другие.

Между человеком, находящимся в таком поле и обладающим определенным потенциалом, и металлическим проводником с меньшим потенциалом может возникнуть электрический заряд, приводящий к судорожным сокращениям мышц и иным, более тяжелым последствиям.

В качестве предельно — допустимых уровней приняты следующие значения напряженности электрического поля:

-внутри жилых зданий 0.5 кВ/м;

-на территории зоны жилой застройки 1 кВ/м;

в населенной местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах этих пунктов), а также на территории парков и садов 5 кВ/м;

на участках пересечения высоковольтных линий с автомобильными дорогами с первой по четвертую категории 10 кВ/м;

в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья) 15 кВ/м;

в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения 20 кВ/м.

Электромагнитные волны возникают при ускоренном движении электрических зарядов. Электромагнитные волны — это взаимосвязанное распространение в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем. Несмотря на то, что длина электромагнитных волн и их свойства различны, все они, начиная от радиоволн и, заканчивая, гамма — излучением, одной физической природы. Исследованный в настоящее время диапазон электромагнитных волн состоит из волн с длинами, соответствующими частотам от 103 до 1024 Гц.

Источником электромагнитных волн является атмосферное электричество, космические лучи, излучения солнца, а также искусственные источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи и другие.

На предприятиях источником электромагнитного поля промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач, измерительные приборы, устройства защиты и автоматики.

Начиная от источника излучения всю область распространения электромагнитных волн принято условно разделять на три зоны: ближнюю, промежуточную и дальнюю.

Ю.Д. Думанский и другие ученые изучали функциональное состояние системы гипофиз-корка надпочечника, играющей важную роль в осуществлении защитно-приспособительных реакций организма. При напряженности электрического поля 5000 В/м у животных первой группы содержание 17-ти нетостероидов за время облучения возрастало в полтора, два раза. У животных второй группы (напряженность поля 2000 В/м) 17-ти нетостероидов увеличивалось через месяц.

В настоящее время согласно методическим рекомендациям по нормированию электромагнитных полей радиочастот рекомендованы для условий населенных мест следующие предельно допустимые уровни электромагнитной энергии, которые представлены в таблице 17.1.

Таблица 17.1 предельно допустимые уровни электромагнитной энергии

Наименование диапазона волнЧастота, ГцПредельно допустимый уровень напряжения, В/мСредние 105 — 1,5×10610короткие6×106 — 3×1074Ультракороткие 3×107 — 3×1082

В качестве функции, описывающей зависимость предельно допустимой напряженности электрической составляющей от частоты электромагнитного поля, можно принять выражение типа:

(11.1),

гдеА = 5000 В/м;

tн — нижняя частота диапазона электромагнитного поля, Гц;

tв — верхняя частота диапазона электромагнитного поля, Гц.

С помощью нерялеционной зависимости можно определить допустимый уровень облучения электрическим полем в частотном диапазоне до 300 МГц с погрешностью t (10¸40%).

Отсутствие экспериментальных данных о допустимых уровнях облучения для широкого диапазона частот затрудняет получение более точной корреляционной зависимости.

На основании установленной корреляционной зависимости можно ориентировочно рекомендовать для условий населенных мест, в которых расположены линии электропередач и открытые распределительные устройства, следующие предельно допустимые уровни облучения: постоянное электрическое поле промышленной частоты — 1000 В/м [14].

17.3 Влияние электромагнитного поля на организм человека

17.3.1 Влияние на нервную и эндокринную систему

результат исследования действия электромагнитного поля на условно-рефлекторную деятельность и регистрации электрической активности мозга позволили выявить следующие общие особенности реакции: нарушение подвижности служащий для передачи в мозг важной для организма информаци»>нервных процессов в сторону повышения возбудимости в начале облучения и ослабление активного торможения; затем угнетение условно-рефлекторной деятельности и нарастание коркового торможения. об этом свидетельствовало увеличение количества запаздывающих реакций, выпадение условных рефлексов и полное отсутствие двигательной деятель.

Следовательно, при воздействии электромагнитного поля малой интенсивности наблюдаются четыре фазы изменения тормозного процесса: первая (начальная) фаза характеризуется незначительной силой процесса торможения, вторая нарастанием его, третья — некоторым снижением и четвертая резким увеличением силы процесса торможения. На этом этапе облучения значительное снижение условно-рефлекторной деятель с выраженными фазовыми явлениями сменялось стремлением к нормализации ее, приближением к исходному уровню показателей (латентного периода и силы двигательной реакции). Волнообразность течения условно-рефлекторной деятель увеличивалась при более низких напряженностях электромагнитного поля. третий период — восстановление функций — находился в прямой зависимости от напряженности поля и наступал через три — пять недель после прекращения его воздействия. Важную роль в защитно-приспособительных реакциях организма на воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды играет система 17.3.2 влияние на репродуктивную функцию

Изучение биологической активности электромагнитных волн малой интенсивности показало, что электромагнитное поле оказывает значительное влияние на половую функцию. Нарушение половой функции облученных, очевидно связанно не только с прямым действием электромагнитных волн малой интенсивности на половые органы и эмбрионы, но и с реакциями, опосредованными через нервную и эндокринную систему.

17.3.3 влияние на сердечно-сосудистую систему

Изменения со стороны нервной и эндокринной системы приводят к нарушениям сердечно-сосудистой системы. Данные многочисленных исследований показали, что электромагнитное поле вызывает заметные сдвиги в деятельности сердца. Начальное воздействие электромагнитного поля напряженностью 3-6 В/м приводило к значительному повышению частоты пульса. В более поздние сроки облучения наблюдалось снижение частоты сердечных сокращений. Электромагнитное поле напряженностью 0,5 и 1 В/м вызывало замедление ритма сердца, а дальнейшие изменения носили фазовый характер.

Экспериментальные данные по изучению действия электромагнитного поля сверхвысокого диапазона различной интенсивности на сердечно-сосудистую систему свидетельствуют о том, что электромагнитная энергия малой интенсивности при длительном воздействии неблагоприятно влияет на вегетативную, нервную и сердечно-сосудистую системы.

17.3.4 Влияние на морфологический состав крови

По данным экспериментальных исследований электромагнитное поле вызывало изменения (в пределах физиологической нормы) в количественном составе эритроцитов, лейкоцитов, ретикулоцитов и тромбоцитов.

По мнению ученых, снижение количества лейкоцитов и ретикулоцитов в первые периоды облучения связано с нервно-рефлекторной реакцией организма на действие электромагнитных волн, а в последующие периоды — с возникшими изменениями в миелоидной, лимфоидной и ретикуло-эндотелиальной тканях.

17.3.5 влияние на обмен веществ

Электромагнитное поле оказывает также влияние на обмен веществ и, в частности, на обмен нуклеиновых кислот, которые играют важную роль в жизнедеятельности организма. Электромагнитное поле вызывает выраженные изменения в количественном содержании рибононуклеиновой и дибоксонуклеиновой кислот, уменьшение их в головном повышение в селезенке и печени, что связано со стремлением организма к восстановлению нормальной функции органов. На это указывают признаки морфологической регенерации этих органов — увеличение размеров и массы, гиперпластические изменения фолликулов селезенки.

Электромагнитное поле вызывает изменение минерального обмена, а именно происходит значительное перераспределение жизненно важных элементов (меди, цинка, железа и кобальта) и изменение их количественного содержания в отдельных органах и тканях. Это расценивается как проявление защитной реакции организма на воздействие электромагнитного поля. Изменение содержания микроэлементов, участвующих в биологическом окислении, существенно сказывается на состоянии окислительно-восстановительных процессов в организме.

Наряду с функциональными изменениями под влиянием электромагнитного поля происходят морфологические изменения в органах и тканях организма. При хроническом воздействии электромагнитных волн в малой интенсивности в организме происходили дистрофические изменения, расстройства кровообращения и в отдельных случаях воспалительные явления.

Оценивая биологическое влияние электромагнитного поля в целом, можно отметить, что воздействия слабых электромагнитных полей в целом на организм чаще всего приводят к нарушениям физиологических функций (ритма сердечных сокращений и уровня кровяного давления, электрической активности мозга и возбудимости нервных клеток, обменных процессов и иммунной активности и так далее).

Под действием слабых электромагнитных полей также могут возникнуть чувственные ощущения — зрительные, слуховые, осязательные. При определенных параметрах, электромагнитное поле может служить раздражителем для выработки условных рефлексов — сосудистых, пищевых, оборонительных.

особенно резкие нарушения под действием слабых электромагнитных полей наблюдаются в период роста и развития организмов. На этих стадиях биологические процессы могут быть не только нарушены, но и полностью подавленны. Резкие нарушения физиологических функций под действием слабых электромагнитных полей происходит при патологических состояниях организма.

наиболее высока чувствительность организмов к многократным воздействиям электромагнитного поля. При этих условиях наблюдается коммулятивный эффект: реакции возникают в результате ряда воздействий, каждое из которых самостоятельно не вызывает реакции. Подобные суммарные эффекты наблюдаются и при длительном непрерывном воздействии электромагнитного поля.

17.4 Методы зашиты от электромагнитного излучения

рассмотрим основные методы защиты от электромагнитного излучения. К ним следует отнести радиационное размещение излучающих и облучающих объектов, исключающее или ослабляющее воздействие излучения на персонал; ограничение места и времени нахождения работающих в электромагнитном поле; защита расстоянием, то есть удаление рабочего места от источника электромагнитного излучения; уменьшение мощности источника излучения; использование поглощающих или отражающих экранов; применения средств индивидуальной защиты и некоторые другие.

Из перечисленных выше методов защиты чаще всего применяют экранирование или рабочего места, или непосредственно источника излучения.

Различают отражающие и поглощающие экраны.

Защитное действие таких экранов заключается в следующем. Под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи (токи Фуко), которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранированного поля, а фазы этих полей противоположны. Поэтому результирующее поле, возникающее в результате сложения двух рассмотренных полей быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.

другой вид экранов — поглощающий. Их действие сводится к поглощению электромагнитных волн.

существуют и другие типы экранов, например, многослойные.

Экранами могут защищаться оконные проемы, стены зданий и сооружений, находящихся под воздействием электромагнитного излучения.

Для защиты от электромагнитных полей промышленной частоты, возникающих вдоль линий высоковольтных электропередач, необходимо увеличивать высоту подвеса проводов линий, создавать санитарно — защитные зоны вдоль трассы линий электропередач на населенной территории.

Санитарно — защитной зоной высоковольтных линий, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м, является территория вдоль трассы высоковольтной линии.

Для вновь проектируемых высоковольтных линий, а также зданий и сооружений допускается принимать границы санитарно — защитных зон вдоль трассы высоковольтных линий с горизонтальным расположением проводов и без средств снижения напряженности электрического поля по обе стороны от нее на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном к высоковольтной линии:

метров — для высоковольтной линии напряжением 330 кВ;

метров — для высоковольтной линии напряжением 500 кВ;

метров — для высоковольтной линии напряжением 750 кВ;

метров — для высоковольтной линии напряжением 1150 кВ.

Если напряженность электрического поля превышает предельно допустимые уровни, должны быть приняты меры по ее снижению. В местах возможного пребывания человека напряженность электрического поля может быть уменьшена путем удаления жилой застройки от высоковольтных линий, применения экранирующих устройств и других средств снижения напряженности электрического поля.

Заключение

электроснабжение подстанция ток

В дипломном проекте произведен расчет электроснабжения завода ТОО ЗРДТ «КЭЦ» с детальной разработкой электроснабжения цеха. При разработке электроснабжения были рассчитаны нагрузки на воздушную линию электропередачи, номинальные и токи короткого замыкания на напряжение 35/10/0,4 кВ. Было выбрано электрооборудование главной понизительной подстанции питающее предприятие, а именно понижающие трансформаторы напряжения, выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели, шины, изоляторы, кабели и токопроводы, а также трансформаторы тока для высокой стороны напряжения. Рассчитана схема заземления ГПП и защита от ударов молний.

Сравнительный анализ токов короткого замыкания в дипломном проекте с реальной схемой на предприятии показал, что токи К.З. рассчитанные в дипломном проекте в 1,5 — 2 раза больше. Это связана с тем, что при расчётах реальной заводской схемы электроснабжения сопротивление системы принимают =12. В дипломном проекте сопротивление системы принято =0.

По нагрузке механического участка выбраны трансформаторы и рассчитана и выбрана кабельная сеть, шины, автоматические выключатели, разъединители, контакторы, пускатели. Рассчитаны заземление электрооборудования механического участка и защита здания и ТП от ударов молний.

Была выбрана и рассчитана дифференциальная релейная защита двухобмоточного трансформатора напряжения на ГПП. Приняты газовая защита трансформаторов и АВР.

Принята схема и рассмотрены варианты работы АВР при различных режимах работы механического завода.

Рассмотрен вопрос выбора оптимального варианта по технико-экономическим показателям трансформаторов на ГПП. С целью уменьшения капитальных затрат и эксплуатационных расходов произведен расчет, при котором сравниваются два трансформатора: ТД — 10000/35 и ТД — 16000/35. В результате произведенных расчетов был принят к установке трансформатор ТД — 10000/35.

В главе Охрана труда произведен анализ состояния противопожарной защиты завода и механического участка и рассмотрены методы и мероприятия улучшающие противопожарную защиту, а также изложены требования к электроустановкам по противопожарной безопасности.

В главе Промышленная экология рассмотрены вопросы влияния производственного процесса завода ТОО ЗРДТ«КЭЦ» на окружающую среду и мероприятия по её улучшению.

список использованных источников

1.Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985.- 640 с.

2.Федоров А.А., Ристхейм Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. — М.: Энергия,1981.-360 с.

3.Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1987. -368 с.: ил.

4.Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учеб. пособие для техникумов. — 2-е изд., перераб. — М.:Энергия,1980.- 600 с., ил.

5.Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах: Учеб. пособие. — Новосибирск: НГТУ, М.: ООО «Издательство АСТ», 2003. — 283с.

6.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1989.- 608с.

7.Долин П. А. основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.-Энергоатомиздат,1984.-448 с., ил.

8.Справочник по электроустановкам угольных предприятий. Электроустановки угольных шахт: Справочник/ В.Ф. Антонов, Ш.Ш. Ахмедов, С.А. Волотковский и др. Под общей ред. В.В. Дегтярева, В.И. Серова, Г.Ю. Цепелинского — М.: Недра, 1988. — 727с.: ил.

9.Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов по спец. «Электроснабжение». — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1991. — 496 с.: ил.

10.Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. Изд. 5-е, перераб. и доп. — М.: Энергия,1974. — 880 с., ил.

11.Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Промышленные электрические сети. / под общей редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. — М.: Энергия, 1986.

12.Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов/ Под ред. Б.А. Князевского. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1983.- 336с/

13.Анастасиев П.И., Зеленецкий М.М., Фролов Ю.А. Молниезащита зданий и сооружений: Учебник для вузов — М. — Л.: «Энергия», 1966.- 144с.

14.Полтев М.К. Охрана труда в машиностроении: Учебник. — М.: Высш. школа, 1980. — 294 с., ил.

15.Рифлекс Р.А. основы общей экологии: Учебное пособие. — М.: «мир»,1979. — 306 с.

16.Куклев Ю.И. Физическая экология: Учебное пособие. — М.: Высшая школа, 2003. — 438 с.

Учебная работа. Проектирование РЭС ТОО &#039;КЭЦ&#039; с расчетом компенсирующей установки для шин на 10 кВ