Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода

1 ВВЕдЕНиЕ 1.1 Введение Энергетика России обеспечивает надежное электроснабжение народного хозяйства страны и жилищно-бытовые нужды различных потребителей электрической и тепловой энергии. Решение этой задачи во многом зависит от высококвалифицированных специалистов среднего звена – техников-электриков, призванных обеспечить дальнейшее совершен- ствование способов электрификации промышленных предприятий и установок всех отраслей промышленности с применением современных средств электронно-вычислительной техники.
Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% всей выработанной в стране электроэнергии. С помощью электрической энергии приводятся в движения миллионы станков и механизмов, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами. В условиях ускорения научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких роботизированных и автоматизированных производств. В настоящее время осуществляется Энергетическая программа России на длительную перспективу. Главное, что характеризует Энергетическая программу,- это комплексный характер со всесторонним охватом проблем развития энергетической базы в зависимости от задач развития в экономики в целом. В основных положениях Энергетической программы важное место занимают вопросы энергоснабжения и охраны природных ресурсов. Генеральным направлением развития Российской энергетики является концентрация и централизация производства и передачи электроэнергии, создание объединенных энергосистем (ОЭС), имеющих общий технологический режим производства энергии и единое оперативное диспетчерское управление. Объединение региональных ОЭС в более мощную систему образует Единую энергетическую систему (ЕЭС) России. Создание ЕЭС России позволяет снизить необходимую генераторную мощность по сравнению изолированно работающими электростанциями и осуществлять более оперативное управление перетоками энергетических мощностей с Востока, где находится около 80% топливных и гидроресурсов, на Запад страны, так как в Европейской части России размещается 80% потребителей электроэнергии. Для электрической связи между ОЭС служат сверхдальние линии электропередачи (ВЛ) напряжением 330, 500, 750 и 1150 кВ и выше. 2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Описание схемы электроснабжения Питание электрической энергией цеха, а также других потребителей находящихся на территории центральной трубной базы производится от трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ мощностью 2х630 кВА с двумя трансформаторами ТМ-630/10. Электроснабжение подстанции 10/0.4 кВ ЦТБ осуществляется двумя высоковольтными кабельными линиями фидеров К-17 и К-29 подстанции «Комплект» ячейки №17 и 29. На стороне 10кВ ТП-10/0,4кВ ввод осуществляется через выключатели нагрузки ячейка 3, ячейка 4 с секционированием секций шин 10кВ через секционные рубильники QW3 ячейка 5 и QW5 ячейка 6, где предусмотрена установка секционных заземляющих ножей QK5 и QK4 в случае ремонта 1 и 2-ой секции шин 10кВ. В трансформаторных камерах ТП-10/0,4кВ установлены силовые трансформаторы ТМ-630/10 питание которых осуществляется от ячеек №1,2 секций шин 10кВ через выключатели нагрузки и предохранители ПКТ-10 80А, установленных для защиты силовых трансформаторов от токов короткого замыкания. Распредустройство 10кВ проектируемой подстанции выполнено ячейками с камерами КСО-366. На стороне 0,4кВ ТП-10/0,4кВ электроснабжение потребителей базы НЭН осуществляется двумя секциями шин с секционированием через автоматический выключатель ячейка 3. Ввод 0,4кВ после силовых трансформаторов осуществлён через автоматы ВА-66 1600А ячейка 5 и ячейка 10 с установкой рубильников 0,4кВ Р-3545 с номинальным током 1600А предназначенных для создания видимого разрыва при переключениях и производстве ремонтных работ. Для контроля за нагрузкой, обвязки цепей учёта расхода электроэнергии предусмотрена установка трансформаторов тока ТШ-20 с коэффициентом трансформации 1500/5 и установкой амперметров для контроля нагрузки вводных ячеек 0,4кВ №5 и 10. Распределение нагрузки 0,4кВ осуществляется по ячейкам № 1,3,7 первой секции шин и ячейкам № 2,4,6,8 второй секции шин через автоматические выключатели 400-250А на отходящие линии питания нагрузки объектов цеха базы НЭН, где защита от перегрузок осуществляется через встроенную в конструкции автоматических выключателей тепловой защиты и токовой отсечки. Так-так наш проектируемый объект относится ко второй категории электроснабжения потребителей, секционирование осуществлено через секционный рубильник 0,4кВ без применения схемы АВР-0,4кВ с монтажом секционных автоматов. Удобство переключений на стороне 10кВ ТП-10/0,4кВ достигается установкой выключателей нагрузки на вводных и трансформаторных ячейках, предотвращая ошибочные действия персонала при переключениях под нагрузкой. 3 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Исходные данные Таблица 3.1 – Цех ЦТБ Наименование оборудования Номинальная мощность потребителей, кВт Количество потребителей, шт Коэффициент мощности 1 2 3 4 РП 1 1 Кран-балка ПВ40% 6,4 1 0,1 2 Электропривод рольганга 2,2 7 0,4 РП 2 1 Насос высокого давления 25 2 0,8 2 Агрегат эл. насосный центробежный консольный 30 1 0,8 3 Агрегат эл. насосный центробежный 25 1 0,8 4 Вентилятор вытяжной 15,5 1 0,8 5 Вентилятор вытяжной 20 1 0,8 6 Электропривод рольганга 2,2 2 0,4 РП 3 1 Электропривод рольганга 2,2 10 0,4 РП 4 1 Электропривод рольганга 2,2 10 0,4 РП 5 1 Электропривод рольганга 2,2 6 0,4 2 Станок УЧПУ 25 4 0,6 3 Муфтонаварот 20 1 0,6 РП 6 1 Вентилятор радиальный 1,5 1 0,8 2 Калорифер 40 1 0,8 3 Калорифер 47,5 1 0,8 4 Компрессор 25 1 0,8 5 Вентилятор вытяжной 20 1 0,8 6 Электропривод рольганга 2,2 5 0,4 7 Кран-балка ПВ40% 6,4 1 0,1 3.2 Расчёт и выбор освещения Определим площадь цеха подготовки производства: S = a · b (3.1) где: A – длина; B – ширина
S = 120·18 = 2160м2 По норме освещённости выбираем удельную мощность освещения Руд = 16Вт/м2 Определяем общую мощность освещения: Робщ = Руд · S (3.2) Робщ = 16 · 2160 = 34560Вт Намечаем 95 светильников по 5 ламп в девятнадцати рядах, тогда мощность одной лампы определим по формуле: Р = (3.3) где, N– количество светильников Р ==363Вт Следовательно выбираем светильники с лампами ДРЛ мощность 400Вт Общая нагрузка освещения: Росв = Рл · N (3.4) Росв = 400 · 95 = 38000Вт 3.3 Расчёт электрических нагрузок Расчет электрических нагрузок первого уровня электроснабжения производим по формуле: Iр = ; (3.5) где Рном – активная суммарная номинальная мощность, Вт; Uном – номинальное напряжение электропотребителя, В; cosφ – коэффициент мощности электропотребителя; Таблица 3.2 – Расчет электрических нагрузок первого уровня электроснабжения n Наименование оборудования n Рн cos Ip 1 2 3 4 5 6 1 Кран-балка ПВ40% 2 6,4 0,5 18,47 2 Электродвигатель до 5кВт 40 2,2 0,65 4,88 3 Насос высокого давления 1 25 0,8 81,18 4 2 Агрегат эл. насосный центробежный консольный 1 30 0,8 90,21 5 3 Агрегат эл. насосный центробежный 1 25 0,8 72,16 6 4 Вентилятор вытяжной 1 15,5 0,8 27,96 7 5 Вентилятор вытяжной 1 20 0,8 36,08 8 2 Станок УЧПУ 4 25 0,7 51,54 9 3 Муфтонаварот 1 20 0,7 41,23 10 1 Вентилятор радиальный 1 1,5 0,85 2,54 11 2 Калорифер 1 40 0,8 162,37 12 3 Калорифер 1 47,5 0,8 121,78 13 4 Компрессор 1 25 0,8 45,1 14 5 Вентилятор вытяжной 1 20 0,8 36,08 Расчет электрических нагрузок второго уровня электроснабжения. Электрические нагрузки определяют для выбора токоведущих элементов (шин, кабелей, проводов), силовых трансформаторов, а также для расчета потерь, отклонений и колебаний напряжения, выбора защиты и компенсирующих устройств. Определим мощность за наиболее загруженную смену: Рсм = Ки * Рном, (3.6) где Ки – коэффициент использования активной мощности; Рном – активная суммарная номинальная мощность, кВт. Определим реактивную мощность за наиболее загруженную смену: Qсм = Рсм * tgφ, (3.7) tgφ = , (3.8) где coφs – коэффициент мощности электропотребителя; sinφ=; (3.19) Расчётный ток одного потребителя: Iр = ; (3.10) где Рном – активная суммарная номинальная мощность, Вт; Uном – номинальное напряжение электропотребителя, В; cosφ – коэффициент мощности электропотребителя; Эффективное число электроприемников: nэф = ; (3.11) Средневзвешенное значение коэффициента использования распределительного пункта: Ки =, (3.12) где ∑Рсм – сумма всех активных среднесменных мощностей электроприёмников РП; ∑Рном – сумма всех активных номинальных мощностей электроприёмников РП По таблице2,3[5], исходя из средневзвешенного значения коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников распределительного пункта, определяем значение коэффициента максимума для каждого распределительного пункта. Активная расчетная мощность: Рр = Км ·∑Рсм , (3.13) где Км - коэффициент максимума; Рсм - мощность за наиболее загруженную смену. Реактивная расчётная мощность: Qр = ∑Qсм ·Км , (3.14) где Qсм – реактивная мощность за наиболее загруженную смену; Км – коэффициент максимума. Полная расчётная мощность: Sр=, (3.15) где Рр - активная расчётная мощность, Вт; Qр - реактивная расчётная мощность, кВар. Расчётный ток одного распределительного пункта: Iр=, (3.16)
где Sр - полная расчётная мощность, кВА; Uном – номинальное напряжение распределительного пункта, В. Распределительный пункт 1 Определяем суммарную номинальную мощность семи электроприводов рольганга: Рном = = 15,4 кВт;
Определим мощность за наиболее загруженную смену электроприводов рольганга (по формуле 3.6): Рсм = = 6,16 кВт; Находим sinφ электроприводов рольганга (по формуле 3.9): sinφ == 0,75; Находим tgφ электроприводов рольганга (по формуле 3.8): tgφ == 1,15; Определим реактивную мощность электроприводов рольганга за наиболее загруженную смену (по формуле 3.7): Qсм = = 7,08 кВАр; Определим мощность за наиболее загруженную смену кран-балки: Рсм = = 0,64 кВт; Находим sinφ кран-балки: sinφ == 0,86; Находим tgφ кран-балки: tgφ == 1,73; Определим реактивную мощность кран-балки за наиболее загруженную смену: Qсм = = 1,1 кВАр; Определяем эффективное число электроприёмников в распределительном пункте 1: nэфРП1 = = 0,36; Определяем коэффициент использования для распределительного пункта 1: КиРП1 = == 0,311; Коэффициент максимума для распределительного пункта 1 равен 2,14. Определяем активную расчетную мощность распределительного пункта 1: РрРП1 = = 14,5 кВт; Определяем реактивную расчётную мощность распределительного пункта 1: QрРП1 = = 17,5 кВАр; Определим полную расчётную мощность распределительного пункта 1: SpРП1 = =22,78 кВА; Находим расчётный ток для распределительного пункта 1: Iр РП1 == 32,8 А; Аналогично производим расчёты для остальных РП. Все расчёты сводим в таблицу 3.3 – сводную таблицу расчётных нагрузок цеха подготовки производства. 3.4 Компенсация реактивной мощности Передача реактивной мощности по элементам электроснабжения во многих случаях экономически нецелесообразна. Возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью. Дополнительные потери напряжения приводят к снижению качества напряжения и дополнительным затратам на средства регулирования напряжения. Загрузка реактивной мощностью линий электропередач и трансформаторов требует увеличения сечения проводов ВЛ и жил кабелей, увеличение номинальной мощности трансформаторов и их число. Из приведенного следует, что технически и экономически целесообразно предусматривать дополнительные мероприятия по уменьшению потребляемой реактивной мощности, которые можно разделить на две группы: 1) без применения специальных устройств компенсации реактивной мощности; 2) с применением специальных компенсирующих устройств. В первую очередь следует проводить мероприятия первой группы: замену малонагруженных асинхронных двигателей и трансформаторов, ограничение продолжительности холостого хода ЭД применении СД вместо асинхронных, повышение качества ремонта электрооборудования, совершенствование технологического процесса с целью улучшения энергетического режима работы оборудования и т.д. Ко второй группе относятся конденсаторные батареи и специальные компенсаторы. Наибольшего эффекта достигают при правильном сочетании мероприятий первой и второй групп, которые должны быть экономически и технически обоснованы. Реактивная мощность, кВар, статических конденсаторов определяется как разность между фактической и наибольшей реактивной мощностью. Q1 нагрузки предприятия и предельной реактивной мощностью Q2, представляемой предприятию энергосистемой по условиям режима ее работы: Q3 = Q1 - Q2 = P × (tg (j1) - tg(j2)), (3.17) где, Q2=P×tg(j1), (3.18) Р – мощность активной нагрузки предприятия в часы максимума энергосистемы, принимается по средней расчетной мощности наиболее загруженной смены; tg (j1) – фактический тангенс угла, соответствующий мощностям нагрузки P и Q1 вычисляется по формуле: tg(j1) = Q1 / P; (3.19) Найдём tg(j1): tg(j1) = 1004,88 / 1149,59 = 0,87 tg (j2) – оптимальный тангенс угла, соответствующей установленым предприятию условиям получения от энергосистемы мощностей активной нагрузки P и реактивной Q1. По расчетам получили: Фактический тангенс угла сдвига фаз 0,87 оптимальный тангенс угла сдвига фаз 0,29 Мощность активной нагрузки в часы максимума энергосистемы 1149,59кВт. Расчет реактивной мощности для компенсации: Q2 = 1149,59 × (0,87 - 0,29) = 666,76 кВАр; Принимаем к установке одну конденсаторную установку мощностью 900кВАр типа УК-6,3-900-ЛУЗ 3.5 Расчёт мощности и выбор трансформаторов ЦТБ относится к потребителям I категории, поэтому выбираем на подстанции два трансформатора. Определяем мощность трансформатора по формуле: Sт = Sp / βдоп (3.20) Sт = Sp / (2 * cosφ) = 1526,87 / (2 * 0,91) = 839 кВА Выбираем два трансформатора типа ТМЗ 1000/10. 3.6 Расчет и выбор питающих линий Расчет сечения кабельной линии произвожу по экономической плотности тока: Fэк = Ip/Jэк (3.21) Ip = 1,4*Sнт/(3*Uн) (3.22) где, Jэк=1,4- экономическая плотность тока Sнт = 1000 кВА Ip = 1,4*1000/(1,73*10) = 80,9 А Fэк = 80,9/1,4 = 57,8 мм Принимаю стандартное ближайшее сечение жилы кабеля 70мм2. Принимаю кабель с алюминиевыми однопроволочными токопроводящими жилами, с изоляцией из пропитанной кабельной бумаги, в оболочке из алюминия, бронированный, с наружным покровом в виде битумного слоя и кабельной пряжи, ААБ-3*70 мм2. 1) От ВРУ до РП 1: Выбираю кабель марки АВВГ- 4*6 мм2 Расчетный ток Iр = 32,88 А; длительно допустимый ток Iд = 36А 32,88 2) От ВРУ до РП 2: Выбираю кабель марки АВВГ-3*95+1*70 мм2 Расчетный ток Iр = 235,50 А; длительно допустимый ток Iд = 255А
235,50 3) От ВРУ до РП 3: Выбираю кабель марки АВВГ- 4*10 мм2 Расчетный ток Iр = 41,42 А; длительно допустимый ток Iд = 46А 41,42

4) От ВРУ до РП 4: Выбираю кабель марки АВВГ- 4*10 мм2 Расчетный ток Iр = 41,42 А; длительно допустимый ток Iд = 46А 41,42 5) От ВРУ до ПР 5: Выбираю кабель марки АВВГ- 3*95+1*70 мм2 Расчетный ток Iр = 229,35 А; длительно допустимый ток Iд = 255А 229,35 6) От ВРУ до ПР 6: Выбираю кабель марки АВВГ- 3*95+1*70 мм2 Расчетный ток Iр = 233,23 А; длительно допустимый ток Iд = 255 А 233,23 3.7 Расчёт токов короткого замыкания (КЗ) Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки, при которых токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима. В системе трехфазного переменного тока могут быть замыкания между тремя фазами, между двумя фазами и однофазные КЗ. Последствия коротких замыканий является резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающего к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы. Для уменьшения последствия тока КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени. Все электрические аппараты и токоведущие части должны быть выбраны таким образом, чтобы исключалось их разрушение при прохождении токов КЗ. Для расчетов токов КЗ составляется расчетная схема - упрощенная однолинейная схема электроустановки, в которой учитываются все источники питания, трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы. Для расчета токов короткого замыкания составим схему замещения: Sкз.с = 6300 кВА Lкл = 0,1 км Uк% = 10,6 Расчет токов короткого замыкания производим в именованных единицах, для этого определяем параметры схемы замещения: Определим сопротивление системы по формуле: Хс = U2ном.с / Sкз.с (3.23) где U2ном.с – номинальное напряжение системы, кВ. Sкз.с – мощность короткого замыкания системы, кВА. Хс = 1102 / 6300 = 1,9 Ом Определим реактивное сопротивление кабельной линии по формуле: Хкл = Х0 * Lкл (3.24) где Х0 – удельное сопротивление кабельной линии, Ом Lкл – длина линии, км. Хкл = 0,08 * 0,1 = 0,008 Ом / км Определим активное сопротивление кабельной линии по формуле: Rкл = r0 * Lкл = 0,27 * 0,1 = 0,027 Ом / км Определим реактивное сопротивление трансформатора по формуле: (3.25) где UК % - напряжение короткого замыкания; UВН – номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ; SНОМ.Т – номинальная мощность трансформатора, кВА. Xт = = 0,2 Ом Определим активное сопротивление трансформатора по формуле: (3.26) где РК – мощность потерь трансформатора. Rт = = 0,14 Ом Определим полное сопротивление до точки К1 по формуле: Zк1 = √(Xc + Xкл)2 + Rкл2 (3.27) Zк1 = √(1,9 + 0,008)2 + 0,0272 = 1,9 Ом Определим ток короткого замыкания в точке К1 по формуле: Iк1 = Uс / √3 * Zк1 = 6 / √3 * 1,9 = 1,8 кА (3.28) Определим ударный ток короткого замыкания в точке К1 по формуле: iуК1 = √2 kу Iк1 (3.29) где kу – коэффициент ударного тока. iуК1 = √2 * 1,8 * 1,8 = 4,5 кА Определим полное сопротивление до точки К2 по формуле: Zк2 = √Х2 + R2 (3.30) Zк2 = √(1,9 + 0,008 + 0,2)2 + (0,027 + 0,14)2 = 2,11 Ом Приводим сопротивление до точки К2 к стороне низкого напряжения: Z^к2 = (3.31) Z^к2 0,05 Ом Определяем ток короткого замыкания в точке К2: Iк2 = 0,4 / √3 * 0,05 = 4,6 кА Определим ударный ток короткого замыкания в точке К2: iуК2 = √2 * 1,8 * 4,6 = 11,6 кА 3.8 Выбор оборудования на РУ Производим выбор высоковольтного оборудования. Выбор высоковольтного предохранителя: Плавкие предохранители используют для защиты элементов установки от короткого замыкания и токов перегрузки. На напряжение 10 кВ наиболее распространены предохранители, в которых металлическая плавкая вставка заключена в изолированную трубку, заполненную кварцевым песком. При увеличении тока сверх номинального расплавляется плавкая вставка и возникающая в патроне дуга интенсивно гасится. Это происходит благодаря тому, что горение дуги протекает в узком извилистом канале, в котором она быстро охлаждается, а пары металла вставки конденсируется в объеме песка. Исходя из расчетных данных принимаем к установке предохранители типа ПКТ-101‑10‑12,5У3 с Uном = 10 кВ, Iном = 40 А Iоткл = 12,5 кА. Таблица 3.5-Выбор высоковольтного предохранителя Расчетные величины РВЗ-10-400 Условия выбора Uном =10 кВ Iр = 32,8 А iу =4,5 кА Uном = 10 кВ Iном = 40 А iдин = 12,5 кА UустIрiу Выбор высоковольтного разрядника: Разрядники – основное средство защиты оборудования распределительных устройств от электромагнитных волн перенапряжения, проходящих по линиям электропередачи. Исходя из расчетных данных принимаем к установке разрядник типа РТВ 10/0,5‑2,5 кА с Uпроб =16 кВ. Выбор трансформатора тока: В электроустановках трансформаторы тока применяют для питания токовых катушек электроизмерительных приборов и реле. По роду установки они подразделяются на трансформаторы наружной и внутренней установки, а по конструкции на одновитковые и многовитковые. Для питания измерительных приборов выбираем одновитковый трансформатор тока с классом точности 0,5. Исходя из расчетных данных принимаем к установке трансформатор тока типа ТК-20 с Uном = 0,4 кВ, Iном = 50 А Iоткл = 17,6 кА.
Таблица 3.6-Выбор трансформатора тока Расчетные величины ТК-20 Условия выбора Uном =0,4 кВ
Iр = 32,8 А iу =4,5 кА Uном = 0,4 кВ Iном = 50 А iдин = 17,6 кА UустIрiу Производим выбор низковольтного оборудования. Выбор автоматического выключателя для автоматической линии: Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических установок от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания, а также для нечастой коммутации при нормальных условиях работы. Исходя из расчетных данных принимаем к установке вводной автоматический выключатель типа АВМ-10 с Uном = 0,4 кВ, Iном = 1000 А, Iкр = 12 кА. Таблица 3.7-Выбор автоматического выключателя Расчетные величины АВМ-10 Условия выбора Uном =0,4 кВ Iр = 813 А iу =16,1 кА Uном = 0,4 кВ Iном = 1000 А Iкр = 12 кА UустIрiу >1,25 iкр Выбор автоматического выключателя для не автоматической линии: Исходя из расчетных данных принимаем к установке автоматический выключатель типа АВМ-10 с Uном = 0,4 кВ, Iном = 2000 А, Iкр = 12 к БКтического выключателя для РММА. Таблица 3.8-Выбор автоматического выключателя Расчетные величины АВМ-10 Условия выбора Uном =0,4 кВ Iр = 1023,12 А iу =16,1 кА Uном = 0,4 кВ Iном = 2000 А Iкр = 12 кА UустIрiу >1,25 iкр Выбор автоматического выключателя для АБК: Исходя из расчетных данных принимаем к установке автоматический выключатель типа АЗ-130 с Uном = 0,4 кВ, Iном = 220 А, Iкр = 11,5 кА. Таблица 3.9-Выбор автоматического выключателя Расчетные величины АЗ-130 Условия выбора Uном =0,4 кВ Iр = 181,06 А iу =16,1 кА Uном = 0,4 кВ Iном = 220 А Iкр = 11,5 кА UустIрiу >1,25 iкр Выбор автоматического выключателя для Склада: Исходя из расчетных данных принимаем к установке автоматический выключатель типа АЗ-130 с Uном = 0,4 кВ, Iном = 220 А, Iкр = 11,5 кА. Таблица 3.9-Выбор автоматического выключателя Расчетные величины АЗ-130 Условия выбора Uном =0,4 кВ Iр = 49,79 А iу =16,1 кА Uном = 0,4 кВ Iном = 220 А Iкр = 11,5 кА UустIрiу >1,25 iкр 3.9 Расчет заземления Ток однофазного замыкания на землю в сети 10кВ определяю по формуле: Iз = U · (35 · Iкаб + Iв) / 350 (3.32) где U - напряжение сети Iкаб – общая протяжённость кабельных линий 10 кВ, км; Iв – общая протяжённость воздушных линий 10 кВ, км; Iз = 10 · (35 · 2) / 350 = 2 А; Сопротивление заземляющего устройства для сети 10 кВ при общем заземлении определяю по формуле: Rз = 125 / Iз (3.33) где Iз - ток однофазного замыкания на землю Rз = 125 / 2 = 62,5 Ом; Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 кВ с глухозаземлённой нейтралью должно быть не более 4 Ом. Принимаем наименьшее сопротивление заземляющего устройства при общем заземлении 4 Ом. В качестве естественного заземлителя использую броню кабеля 10 кВ, проложенного в земле. Сопротивление растеканию тока с брони кабеля 2 Ом. Коэффициент сезонности kсез = 4,5; Rе = 4,5*2 = 9 Ом, что больше требуемого Rз = 4 Ом, следователь необходимы искусственные заземлители общим сопротивлением по: Rиск = Rе Rз/Rе - Rз = 9*4/9-4 = 7,2 Ом (3.34) В качестве искусственного заземлителя применяю вертикальные заземлители – стержни длиной 5 м, диаметром 42 мм на расстоянии 5 м друг от друга и стальную полосу 40*4 мм на глубине 0,7 м, соединяющую стержни. Сопротивление одного стержня: rв = 0,27*ррасч = 0,27*121,3 = 32,7 Ом (3.35) Принимая предварительное число стержней 10, находим: nв = rв/ Rиск*nв = 32,7/7,2*0,52 = 8,8 (3.36) Принимаю n = 9, тогда уточненное сопротивление вертикальных заземлителей Rв = 32,7/9*0,52 = 6,9 Ом
4 ОбщИЙ РАЗДЕЛ

4.1 Охрана труда Предмет охраны труда является учебной дисциплиной изучающий социально-правовые вопросы регламентируемые законодательством об охране труда, вопросы техники безопасности и производственной санитарии, а также вопросы пожаро и взрывобезопасности. В Конституции РФ сказано – что каждый гражданин страны имеет право на охрану здоровья. Это обеспечивается развитием и совершенствованием ТБ и промышленной санитарии. Проведением широких профилактических операции, мерами по оздоровлению окружающей среды. Законодательство о труде регламентирует трудовые отношения рабочих служащих, устанавливает высокий уровень условий труда, обеспечивает всемирную охрану прав трудящихся. Трудовое законодательство регламентирует режим рабочего времени и отдыха рабочих и служащих. Нормальная продолжительность рабочего времени для всех рабочих и служащих на всех предприятиях и учреждениях не должна превышать 40 часа в неделю как при пятидневной так и при шести дневной системах. Рабочим и служащим в возрасте 16 до 18 лет устанавливается 36 часовая система работы. Рабочие и служащие, занятые на работах с вредными условиями труда устанавливается 36 часовая рабочая неделя. Список производств, цехов, профессии, должностей с вредными условиями труда, работа в которых дает право на льготы, определяется комитетом по вопросам труда и заработной платы при совете министров РФ. При работе в ночное время с 22 до 6 часов. продолжительность работы (смены) сокращается на 1 час. Это правило не распространяется на рабочих и служащих, для которых уже было предусмотрено сокращение рабочего времени. Проведение сверх урочных работ допускаются в исключительных случаях с разрешения профсоюзного комитета. Для рабочих и служащих общая продолжительность сверхурочных работ не должна превышать 120 часов.
Не допускаются к сверхурочным работам лица не достигшие 18 лет. кормящие матери и женщины имеющие детей возрастом до 1 года, а также рабочие и служащие обучающиеся в вечерних школах, ПТУ в дни занятий и зачетных сессий, на тяжелых работах с опасными и вредными условиями труда и на объектах относящихся к категории повышенной опасности (грузоподъемные механизмы, сосуды под давлением, электроустановки, химические реактивы).
Применение тех или иных мероприятий техники безопасности зависит от номинального напряжения электротехнической установки. Различают установки с номинальным напряжением до 1кВ и выше 1кВ. К работе в действующих электроустановках допускается персонал не моложе 18 лет, подготовленный и не имеющий противопоказаний по здоровью. Обслуживание действующих электроустановок, профилактические испытания, ремонтные работы, монтаж или демонтаж установленного оборудования производит только персонал. прошедший специальный инструктаж и проверку знаний по технике безопасности. Этим лицам устанавливается группа, определяется круг работ, к которым они могут быть допущены, и выдается соответствующее удостоверение. Лица, не имеющие такого разрешения, к работам в эксплуатирующихся электроустановках не допускаются. Мероприятии, обеспечивающие безопасность работ в электро-установках: 1) Организационные мероприятия: - оформление работ нарядом, расположением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; - допуск к работе; - надзор во время работы; оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончание работы. 2) Технические мероприятия: - произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов; - на приводах и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты; - проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током - наложить заземление (включить заземляющие ножи, а там , где они отсутствуют установить переносное заземление); - вывесить указательные плакаты «Заземлено», оградить при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывесить предупреждающие и предписывающие плакаты. Всей организационной работой по охране труда занимается управление охраны труда, которое планирует работу по охране труда и контролирует ее выполнение, разрабатывает комплексные планы улучшения условий труда санитарно оздоровительных мероприятий, подготавливает проекции отраслевых стандартов правил инструкций по охране труда, разрабатывает мероприятия по предупреждению травматизма. Обязанности и персональная ответственность за создание безопасных и здоровых условий труда возлагается на первого руководителя, который подбирает управленческие кадры и распределяет их функции по управлению охраны труда. Главный инженер охраны труда предприятия совместно с главными специалистами обеспечивает условия труда при выполнении технологических процессов на производстве, строгое соблюдение стандартов правил инструкций и осуществляет общие руководства службой охраны труда. Служба охраны труда и техники безопасности контролирует соблюдение норм и правил и требований по охране труда, организует обучение рабочих и ИТР, организовывает и контролирует своевременность проведения проверок знаний по инструкциям и правилам по охране труда. Непосредственную ответственность за безопасность при проведении работ и использования оборудования, инструментов и защитных средств несет мастер. Согласно требованиям ПТБ при осмотре действующих электроустановок не разрешается выполнять какие-либо работы, а в случае обнаружения аварийного состояния электрооборудования необходимо его немедленно отключить, сообщив об этом лицу, ответственного за электрохозяйство. Все ремонты действующего электрооборудования, как правило, следует производить только при снятом напряжении с ремонтируемой электроустановки. Работу под напряжением (до 380 В) разрешается выполнять инструментом с изолирующими рукоятками или в диэлектрических перчатках. При этом не следует применять стальные линейки, ножовки, и другие инструменты и приспособления, которыми можно случайно вызвать короткое замыкание междуфазное или на землю. 4.2 Промышленная безопасность При эксплуатации электроустановок могут иметь место следующие виды опасности: - поражения электрическим током; - возникновения пожаров и взрывов; - воздействие ионизирующего, радиационного, инфракрасного и ультрафиолетового излучения; - воздействия вредных веществ, вибрации, ударов, шума; - воздействия электромагнитных и электростатических полей; - получения ожогов в результате контакта людей с нагретыми до высокой температуры частями оборудования и др. Для обеспечения безопасности должны быть предусмотрены меры по защите от указанных видов опасности. 4.2.1 Защита от непосредственного прикосновения: Люди должны быть защищены от опасности, которая может возникнуть от соприкосновения с токоведущими частями установки. Эта защита может быть осуществлена одним из следующих способов: - средствами, не допускающими протекание тока через тело человека; - ограничением тока повреждения, который может протекать через тело, до значения меньшего, чем значение тока поражения. 4.2.3 Защита от косвенного прикосновения: Люди должны быть защищены от опасности, которая может возникнуть от соприкосновения с открытыми проводящими частями. Эта защита может быть осуществлена одним из следующих способов: - средствами, не допускающими протекания тока через тело человека; - ограничением тока повреждения, который может протекать через тело, до значения меньшего, чем значение тока повреждения; - автоматическим отключением питания в случае повреждения изоляции, при котором возникает вероятность протекания тока через тело при соприкосновении с открытыми токоведущими частями, если значение этого тока равно или больше значения тока поражения. 4.2.4 Защита от тепловых воздействий в нормальных рабочих условиях: При нормальных условиях эксплуатации электрооборудования должна быть исключена опасность получения ожогов людьми или домашними животными. 4.2.5 Защита от сверхтока: Люди должны быть защищены от травматизма, а имущество должно быть защищено от ущерба, причиняемого высокими температурами или электромеханическими нагрузками, вызываемыми любыми сверхтокам, могущими протекать по токоведущим проводникам. Эта защита может быть осуществлена одним из следующих способов: - автоматическим отключением в случае появления сверхтока прежде, чем он достигнет опасного значения и продолжительности; - ограничением максимального сверхтока до безопасного значения и продолжительности. 4.2.6 Защита от токов повреждения: Проводящие части, за исключением токоведущих проводников, и любые другие части электроустановки, по которым может протекать ток повреждения, должны быть рассчитаны на протекание этого тока, не сопровождающегося появлением высокой температуры.
4.2.7 Защита от перенапряжения: Люди должны быть защищены от травматизма, а имущество от любых вредных воздействий в случае замыкания между токоведущими проводниками цепей, питающихся на различных напряжениях. Люди должны быть защищены от травматизма, а имущество от ущерба, причиненного любыми вероятными сверхвысокими напряжениями или другими причинами (например, грозовыми или коммутационными перенапряжениями).
4.2.8 Защита от пожара (взрыва): Электроустановки должны иметь такое расположение, которое исключило бы опасность воспламенения горючих материалов из-за высокой температуры или электрической дуги. 4.3 Противопожарная защита Одно из основных правил пожарной безопасности-содержания производственных объектов в чистоте и порядке. Производственная территория не должна загрязняться легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, а также мусором и отходами производства. Легковоспламеняющиеся и горючие и горючие жидкости не должны храниться в открытых ямах и амбарах. Дороги, проезды и подъезды к производственным объектам, водоемам, пожарным гидрантам и средствам пожаротушения следует поддерживать в надлежащем состояние. У пожарных гидрантов должны устанавливаться надписи-указатели. На территории цеха запрещается разведение костров, кроме мест, где это разрешено приказом руководителя предприятия по согласованию с местной пожарной охраной. На пожароопасных и взрывоопасных объектах запрещается курение и вывешиваются предупреждающиеся надписи: "Курить запрещается". Руководители энергетических предприятий и организаций обязаны: - Создать пожарно-техническую комиссию и добровольные пожарные формирования (ДПФ), а также обеспечить их регулярную работу в соответствии с действующими положениями. - Обеспечить разработку, а также выполнение мероприятий, направленных на повышение пожарной безопасности, с выделением необходимых ассигнований на утвержденные мероприятия. - Установить соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим на территории, в производственных помещениях (цехах, лабораториях, мастерских, складах и т.п.), а также в административных и вспомогательных помещениях. - Определить конкретный порядок организации и проведения сварочных и других огнеопасных работ при ремонте оборудования - Установить порядок регулярной проверки состояния пожарной безопасности предприятия, исправности технических средств тушения пожара, систем водоснабжения, оповещения, связи и других систем противопожарной защиты. Принимать необходимые меры к устранению обнаруженных недостатков, которые могут привести к пожару. - Назначить ответственных лиц за пожарной безопасностью по каждому производственному участку и помещению и разграничить зоны обслуживания между цехами для постоянного надзора работниками предприятия за техническим состоянием, ремонтом и нормальной эксплуатацией оборудования водоснабжения, установок обнаружения и тушения пожара, а также других средств пожаротушения и пожарной техники. Таблички с указанием фамилии и должности лица, ответственного за пожарную безопасность, должны быть вывешены на видном месте. На энергетических предприятиях должны применяться знаки пожарной безопасности, предусмотренные НПБ 160-97 "Цвета сигнальные. Знаки пожарной безопасности. При нарушениях пожарной безопасности на участке работы, в других местах цеха или предприятия, использовании не по прямому назначению пожарного оборудования каждый работник предприятия обязан немедленно указать об этом нарушителю и сообщить лицу, ответственному за пожарную безопасность, или руководителю предприятия. Каждый работающий на энергетическом предприятии обязан знать и соблюдать установленные требования пожарной безопасности на рабочем месте, в других помещениях и на территории предприятия, а при возникновении пожара немедленно сообщить вышестоящему руководителю или оперативному персоналу о месте пожара и приступить к его ликвидации имеющимися средствами пожаротушения с соблюдением мер безопасности. 4.4 Охрана окружающей среды недр Сбор и хранение отходов производства требует специальной подготовки с точки зрения экологической безопасности и знания требований техники безопасности для предотвращения нанесения ущерба окружающей природной среде и травмирования работников производства. Предельное количество отходов разрешенных к накоплению на территории предприятия определяется по согласованию с управлением природных ресурсов на основании классификации отходов: - по классу опасности веществ-компонентов отходов; - по их физико-химическим свойствам (агрегатному состоянию, летучести, реакционной способности); Накопление и хранение отходов на территории предприятия допускается временно в следующих случаях: - при использовании отходов в следующем технологическом цикле с целью их полной утилизации; - накопление необходимого минимального количества отходов для вывоза их на переработку; - накопление отходов в емкостях между периодами их обслуживания. В ходе технологических процессов производства на каждом предприятии образуются отходы производства и потребления. Отходы собираются в специально определенных местах с соблюдением всех необходимых мер безопасности. При заполнении контейнеров производится определение объема накопленных отходов, который регистрируется в специальном журнале ОТХ-1, ОТХ-2. По мере накопления отходы направляются на утилизацию в специализированные организации или на городской полигон для захоронения. На предприятии должен осуществляться селективный (раздельный) сбор отходов (нефтезагрязненные, промышленные, металлолом, ТБО и т.д.). Промышленные отходы собираются тоже раздельно. Места временного хранения должны быть оборудованы согласно санитарным нормам. Все контейнеры и емкости должны быть покрашены, подписаны, указан объем и вместимость (м3, тонн, штук). Все контейнеры и накопители должны быть установлены на твердом покрытии (бетон, асфальт и др.) На предприятии запрещается захламление территории производственных баз, помещений и прилегающих к ним территорий промышленными и бытовыми отходами. 4.5 Мероприятия по гражданской обороне Большой объем задач, выполняемых гражданской обороной (ГО) на объекте в условиях мирного и военного времени, вызывает необходимость создания и подготовки сил различного назначения. Основу сил ГО составляют невоенизированные формирования объектов народного хозяйства. Они создаются в мирное время, укомплектовываются личным составом и транспортом, техникой и оборудованием, материалами и имуществом с таким расчетом, чтобы отрыв людей, техники от работы не влиял на производственную деятельность объекта. Эти формирования проходят обучение по специальной программе и должны находиться в постоянной готовности к выполнению своих задач. Основное их назначение - это ведение С и ДНР в очагах поражения (заражения) и зонах катастрофического затопления, а также других мероприятий по ГО. Они комплектуются из рабочих, служащих, студентов, учащихся.
Невоенизированные формирования подразделяются: -по назначению (общего назначения и служб ГО); -по подчиненности (территориальные и объектовые). Сводные в спасательные отряды предназначены для розыска и выноса пораженных, находящихся под завалами, в разрушенных и поврежденных зданиях и сооружениях; оказание первой медицинской помощи и их доставки к местам погрузки; расчистка завалов, откопки и вскрытия заваленных и поврежденных защитных сооружений; локализация аварий на коммунальных и энергетических сетях и другие работы. Организация сводной команды гражданской обороны.
Для усиления сводных и спасательных отрядов привлекаются территориальные сводные отряды. Они также могут выполнять самостоятельные различные трудоемкие работы. Объектовые формирования служб ГО предназначаются для выполнения специальных мероприятий по проведению спасательных работ и усиления формирования общего назначения. Территориальные формирования используются по планам начальников ГО района, города, республики для ведения С и ДНР на наиболее важных объектах самостоятельно или совместно с объектовыми формированиями. Штабы ГО совместно с командирами формирований разрабатывают планы приведения формирований в готовность. Для борьбы с лесными пожарами, ликвидации стихийных бедствий, аварий часть территориальных и объектовых формирований в мирное время содержится в повышенной готовности. В формирования ГО зачисляют служащих в возрасте от 16 до 60 лет мужчин, до 55 лет женщин. В формирования не зачисляются военнообязанные, инвалиды I группы, беременные женщины и женщины, имеющие детей до 8-ми летнего возраста, женщины со средним и высшим медицинским образованием, имеющие детей в возрасте до 2 лет. Заключение В дипломном проекте был произведён расчёт электрических нагрузок цеха ЦТБ , по токам потребителей были выбраны питающие линии. На подстанции были выбраны трансформаторы и высоковольтное и низковольтное оборудование. Произведён расчёт токов короткого замыкания и заземления. Были описаны схема работы электроснабжения центральной трубной базы. В экономической части был произведён расчёт себестоимости ремонтно-эксплуатационных работ.