Электроснабжение и релейная защита нефтеперекачивающей станции

Тюменский государственный нефтегазовый университет
Кафедра «Электроэнергетика»
Зав. кафедрой д.т.н., профессор
____________ С.И. Кицис
«___»____________2006 г.Заданиена дипломное проектирование
 
Студенту:
1. Темапроекта утверждена приказом по университету от ___________ № _______
2. Сроксдачи студентом законченного проекта «_5_» июня 2006 г.
3. Исходныеданные к проекту:
-  объём перекачиваемой нефти 400 м3/сут.;
-  количествоосновных насосных агрегатов- 4, 1 резервный;
-  количествоподпорных насосных агрегатов- 4, 2 резервных;
—
/>;
— длиналинии WL 35кВ- 5,4км.
— трансформаторы Т1, Т2 ТМ 10000/35;/>, />;
/>, />;
— синхронные двигатели М1-М4: СТДП-2500-2УХЛ4; />; />;
— асинхронные двигатели М5-М8: ВАОВ-630L-4У1;
/>; />;
4. Содержаниерасчётно-пояснительнойзаписки:
-  технологическаячасть;
-  расчёт электрических нагрузок;
-  выборчисла и мощности силовых трансформаторов;
-  расчёт токов короткого замыкания;
-  выбор ипроверка высоковольтного оборудования;
-  выборустройств релейной защиты и автоматики;
-  безопасностьи экологичность проекта;
-  расчёт экономической эффективности;
5. Переченьграфического материала:
-  технологическаясхема НПС «Суторминская»;
-  однолинейнаясхема электроснабжения НПС «Суторминская»;
-  схемаэлектроснабжения ЗРУ-10 кВ;
-  схемамикропроцессорной релейной защиты ВАОВ-630L-4У1;
-  заземляющееустройство ОРУ-35 кВ;
-  локальнаясмета на строительство и монтаж подстанции 35/10 кВ;
6. Консультантыпо проекту
Экономическийраздел:
-  экономическийанализ эффективности разработанной системы
_______________________________________________Т.Л. Конюшева
Разделбезопасности жизнедеятельности:
-  безопасностьи экологичность проекта
_________________________________ д.т.н., профессор О.В. Смирнов
Дата выдачи задания « ____» ____________ 2006 г.
Руководитель _______________
 (подпись руководителя)
Задание принял к исполнению « ____» _____________ 2006 г.
___________________
 (подписьстудента)

РЕФЕРАТ
/>/> 
Дипломныйпроектвключает в себяпояснительную записку, состоящую из ___ страниц машинописного текста, __иллюстраций, __ таблиц и 6 листов графического материала. Цельдипломного проекта– систематизировать и углубить знания, полученные приизучении теоретического курса, получить практические навыки проектированияэлектроснабжения предприятий и расчёта релейной защиты.
В ходедипломной работы было выполнено:
— расчетэлектрических нагрузок;
— определение мощностей трансформаторов и их выбор;
— выборсилового оборудования и типовых ячеек КРУ;
— разработка схем релейной защиты асинхронного двигателя;
— расчётзаземления; безопасность и экологичность проекта;
— локальнаясмета на строительство и мотаж подстанции 35/10 кВ;
При расчёте электрических нагрузок на стороне высшегонапряжения, был использован метод, разработанный институтом Гипротюменьнефтегаз.
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, ТРАСФОРМАТОР,КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
 
В тексте использованы следующие сокращения:
НПС- нефтеперекачивающая станция;
АД- асинхронный двигатель;
СД- синхронный двигатель;
КЗ- короткое замыкание;
ЗРУ- закрытое распределительное устройство;
КРУ- комплектное распределительное устройство;
БМРЗ- блок микропроцессорной релейной защиты;

СОДЕРЖАНИЕ
 
ВВЕДЕНИЕ
1. ОПИСАНИЕТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
1.1. Технология перекачки нефти
1.2. Нефтеперекачивающие станции
1.3. Линейная часть нефтепровода
1.4 Основное электрооборудованиеНПС2. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НПС
2.1.Разработка схемы электроснабжения НПС2.2. Схема электроснабжения НПС
2.3 Расчет электрических нагрузок на стороневысшего напряжения трансформаторной подстанции 35/10 кВ при НПС2.4. Выбор числа и мощности трансформаторов3 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ3.1. Расчет токов короткого замыкания вотносительных единицах
4 ВЫБОРВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТИПОВЫХ ЯЧЕЕК КРУ-10 кВ4.1. Выбор сечения и марки кабелей4.2 Выбор ячеек КРУ4.3. Выбор шин4.4. Выбор выключателей4.5. Выбор трансформаторов тока
4.6. Выбортрансформаторов напряжения4.7. Выбор предохранителей
4.8. Выборограничителей перенапряжения
5. ВЫБОР ИРАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
5.1. Назначениерелейной защиты5.2. Функции БМРЗ5.3. Функции сигнализации5.4. Защита асинхронных двигателей ВАОВ-630 L-4У15.6. Расчёт защиты двигателяподпорных насосов
5.6.1. Расчёттоковой отсечки для электродвигателя
5.6.2. Расчёт МТЗ для электродвигателя
5.7. Выбор источников оперативноготока
6.ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
6.1. Введение
6.2. Анализ опасных и вредных факторов на химическихобъектах
6.3. Промышленнаябезопасность при эксплуатации цеховой комплектной трансформаторной подстанции
6.4. Расчет защитногозаземления
6.5 Производственнаясанитария
6.6. Защита от электромагнитных полей
6.7. Производственноеосвещение
6.8. Пожарнаябезопасность
6.9 Средствапожаротушения
6.10. Профилактические мероприятия, предупреждающиевозникновение пожаров
6.11.Чрезвычайные ситуации
6.12. Защитатехнологического оборудования
6.13.Повышение надежности снабжения электроэнергией, паром и водой
6.14. Охрана окружающей среды
7. ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА НА СТРОИТЕЛЬСТВОИ МОНТАЖ ПОДСТАНЦИИ 35/10 КВ
8.ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Уровеньразвития энергетики и электрификации, как известно, в наиболее обобщенном видеотражает технико-экономический потенциал любой страны[2].
Электрификацияиграет ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства России,является стержнем строительства экономики нашего общества.
Развитиемногих отраслей промышленности, в том числе нефтяной и газовой, базируется насовременных технологиях, широко использующих электрическую энергию. В связи сэтим возросли требования к надежности электроснабжения, к качествуэлектрической энергии, к ее экономному и рациональному расходованию.
Успехработы энергетиков во многом будет определяться повышением культурыпроектирования и эксплуатации, ростом знаний теории и передовой практики.
Припроектировании и эксплуатации электрических установок, электрических станций,подстанций и систем требуется предварительно произвести ряд расчетов, направленныхна решение многих технических вопросов и задач, таких как:
а)сопоставление, оценка и выбор схемы электрических соединений станций иподстанций;
б)выявление условий работы потребителей при аварийных режимах;
в) выбораппаратов и проводников, их проверка по условиям работы при короткихзамыканиях;
г)проектирование и настройка устройств релейной защиты и автоматики;
д) ряддругих задач.
IТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕКАЧКИ НЕФТИ/>1.1. Технология перекачки нефти
Основными экономическими факторамиэффективного использования трубопроводного транспорта являются широкая сетьтрубопроводов; высокие темпы строительства и быстрый ввод нефтепроводов вэксплуатацию; сравнительно низкие эксплуатационные расходы при перекачке;возможность полной автоматизации и телемеханизации нефтепроводов. Указанныефакторы позволяют быстро окупать большие капитальные вложения в строительство,разработку новых материалов, новую технику и технологию, автоматизацию и телемеханизациютрубопроводов в широких масштабах. Этим также объясняется все увеличивающийсяудельный вес трубопроводов в транспортировке нефти по сравнению с другимивидами транспорта. Практика показывает, что использование трубопроводов дляперекачки нефти по сравнению с железнодорожными перевозками дает ежегоднуюэкономию эксплуатационных расходов, исчисляемую миллионами рублей.
К магистральным нефтепроводам принятоотносить трубопроводы, по которым нефть перекачивается от головнойнефтеперекачивающей станции до нефтеперерабатывающих заводов и железнодорожных,морских и речных перевалочных нефтебаз.
В отдельных точках трассынефтепроводов могут быть ответвления, по которым часть перекачиваемой нефтипоступает на близлежащие нефтеперерабатывающие заводы и к другим потребителям.
Распространение получили нефтепроводыдиаметром 530-1220 мм.
К основным технологическим элементам, составляющимкомплекс магистрального нефтепровода, относятся линейная часть, т.е. собственнотрубопровод с отводами, линейными задвижками, переходами через естественные иискусственные препятствия и другими сооружениями; нефтеперекачивающие станции сподводящими высоковольтными линиями электропередачи; нефтебазы и наливныепункты, предназначенные для перевалки нефти на другие виды транспорта; линиисвязи, обеспечивающие как различные виды связи по нефтепроводу, так ителеуправление его объектами.
1.2. Нефтеперекачивающие станции
Нефтеперекачивающая станция (НПС) представляет собойкомплекс сооружений и устройств для приема, и перекачки нефти по магистральномунефтепроводу.
Основной схемой технологическогопроцесса перекачки нефти НПС является перекачка по схеме работы станции с«подключенными резервуарами». Нефть по подводящим нефтепроводампоступает на НПС через приемную задвижку № 1, и направляется нафильтры-грязеуловители. Затем нефть, очищенная от механических примесей,парафино — смолистых отложений, посторонних предметов, поступает втехнологические резервуары (РВС) № 1, 2, а также на вход подпорной насосной.Для защиты технологических трубопроводов и арматуры резервуарного парка отпревышения давления на НПС установлены предохранительные клапаны 1й группы. Сброс нефти отпредохранительных клапанов предусмотрен в технологические резервуары РВС № 1,2. Для подачи нефти от резервуаров РВС № 1, 2 к основным насосам предусмотренаподпорная нефтенасосная станция, которая предназначена для подачи нефти на входмагистральных насосов, так как при откачке из резервуаров магистральные насосыне в состоянии вести откачку нефти без предварительного создания давления нефтина их входе. Из резервуаров нефть откачивается подпорным насосным агрегатом НПВ№ 1,2,3,4 и через задвижку № 42 подается на прием магистральной насосной.Предохранительные клапаны 2й группы и предназначены для защиты отповышения давления технологических трубопроводов и арматуры между подпорной имагистральной насосной. На участке трубопровода от магистральной насосной домагистрального нефтепровода установлен узел регулирования давления – заслонки №1, 2 для поддержания заданных величин давления. После узла регуляторов давлениянефть через выкидную задвижку НПС № 59 подается в магистральный нефтепровод.
В состав НПС входят:
Ø  резервуарный парк;
Ø  подпорная насосная;
Ø  насосная станция с магистральныминасосными агрегатами;
Ø фильтры-грязеуловители;
Ø узелрегулирования давления;
Ø узлыс предохранительными устройствами;
Ø  технологические трубопроводы;
Ø  системы водоснабжения,теплоснабжения, вентиляции, канализации, пожаротушения, водотушения,электроснабжения, автоматики, телемеханики, АСУ, связи, производственно–бытовыездания и сооружения.
Для привода магистральных насосов нанасосных станциях применяют преимущественно синхронные электродвигателивзрывозащищенного исполнения типа СТДП, для привода подпорных насосов применяютасинхронные электродвигатели типа ВАОВ [1].
Нефть относится к взрывоопасным жидкостямс температурой вспышки около -20 С0. В соответствии с таблицей7.3.3.[2] категория смеси паров нефти и воздуха — IIA, группа смеси — Т3.
1.3. Линейная часть нефтепровода
Линейная часть нефтепровода – наиболее дорогая иответственная часть магистрального нефтепровода. Капитальные затраты на нее вряде случаев достигают 80% от общей стоимости трубопровода. Аварии на линейнойчасти – разрывы труб, и утечки из трубопровода – вызывают остановкутрубопровода и наносят большой ущерб народному хозяйству. При проектировании иэксплуатации линейной части нефтепровода учитываются максимально возможныедавления, возникающие на каждом участке нефтепровода. Давление на каждомучастке трубопровода зависит как от режима перекачки, так и от профиляместности. Наибольшее давление обычно бывает на выходе из НПС, а также внаиболее низких местах трассы, в частности, в горных районах после перевальныхточек. При построении расчетной эпюры давлений в магистральном нефтепроводе,станции которого работают “из насоса в насос”, учитываются давления,возникающие как при работе всех станций, так и при работе только одной головнойстанции.
 На линейной части нефтепроводов устанавливаютсятехнологическое оборудование и приборы, которые должны быть автоматизированыпри дистанционном управлении трубопроводом. Через 15-20 км по трассе и в наиболее ответственных точках нефтепровода, таких, например, как речные переходы,устанавливаются линейные задвижки с электрическим или гидравлическим приводом.
С их помощью нефтепровод делится на отдельные секции,которые могут быть отключены для предотвращения больших потерь нефти приавариях линейной части.
В настоящее время в связи с повышением требований позащите окружающей среды проблеме контроля за состоянием нефтепроводов и ихнадежности уделяется особое внимание. Для контроля параметров перекачки исостояния трубопровода необходимы сведения о давлении и температуре (для“горячего” нефтепровода) в наиболее ответственных точках трассы. Посколькутрубопровод защищается от коррозии катодными и дренажными станциями, требуетсятакже информация об их параметрах. Контроль технологических параметровтрассового оборудования осуществляется из диспетчерского пункта по системетелемеханики.
1.4 Основное электрооборудование НПС
Основным оборудованием нефтеперекачивающих станцийявляются насосы (основные и подпорные) и их приводы.
К основным насосам, перекачивающим нефть помагистральным нефтепроводам, предъявляются следующие требования: экономичность,надежность и долговременность непрерывной работы; простота конструкции;компактность. Поскольку этим требованиям наилучшим образом отвечаютцентробежные насосы, они и получили преимущественное распространение намагистральных нефтепроводах. Поршневые насосы для транспортировки нефти помагистральному трубопроводу применяются весьма ограниченно, в основном дляперекачки высоковязких жидкостей. Магистральные центробежные насосы серии НМ,используемые в настоящее время, имеют частоту вращения 3000 об/мин.Определяется это тем, что с увеличением частоты вращения возрастают скоростивхода жидкости в насос, в результате чего может наступить кавитация. Обычно вкаждой насосной нефтепровода устанавливают четыре центробежных насоса,соединенных последовательно и создающих давление до нескольких МПа. Насосы НМимеют монотонно падающую напорную характеристику, позволяющую иметь устойчивуюработу в достаточно широком диапазоне расходов. Однако пределы регулирования,обеспечивающие экономичный режим работы, при последовательном соединениинасосов невелики.
Для нормальных условий эксплуатации основныецентробежные насосы обеспечиваются подпором. В качестве подпорных насосовприменяют насосы серий НМП, НДвН, НДсН и НПВ. Чтобы создать хорошую всасывающуюспособность, подпорные насосы эксплуатируют при сравнительно низкой частотевращения вала (730-1450 об/мин), они имеют одно рабочее колесо с двухстороннимподводом жидкости. Приводом подпорных насосов являются низковольтные ивысоковольтные электродвигатели. Наиболее совершенной конструкцией подпорныхнасосов являются насосы вертикального типа (серии НВП). Основное их достоинствозаключается в том, что отпадает необходимость в строительстве традиционнойподпорной насосной, как правило, заглубленной по отношению к отметке земли.Насосы этого типа можно устанавливать непосредственно в резервуарном парке, чтозначительно сокращает потери на трение во всасывающих трубопроводах.
В качестве привода к основным насосам используютсяасинхронные и синхронные электродвигатели высокого напряжения. Из асинхронныхчасто применяют электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии АТД.Двигатели серии АТД монтируют в одном здании с насосами, поскольку они вовзрывобезопасном исполнении, в корпусе двигателя поддерживается небольшоеизбыточное давление воздуха, что исключает возможность попадания в него паровнефти, а следовательно, загорания или взрыва двигателя. Однако прииспользовании двигателей серии АТД мощностью от 2,5 до 8 МВт требуетсяустановка в стационарных помещениях дорогостоящих статических конденсаторовбольшой мощности, которые из-за значительных колебаний нагрузки станций итемпературы окружающей среды часто выходят из строя. Кроме того, для надежнойработы станции в закрытом распределительном устройстве 6-10 кВ необходимоустанавливать высоковольтное электрооборудование, что усложняет схемуэлектроснабжения и эксплуатацию станции, а также требует дополнительных затрат.Для привода магистральных насосов нашли широкое применение синхронные двигателисерии СТД. Синхронные двигатели более надежны, чем асинхронные, обладаютлучшими показателями по устойчивости, что особенно важно при снижениинапряжения в сети. Использование синхронных электродвигателей позволяетиспользовать их в качестве компенсирующего устройства реактивной мощности, чтоупрощает систему электроснабжения НПС, т.к. в этом случае отпадаетнеобходимость в установке батарей статических конденсаторов, дополнительныхячеек распределительного устройства и кабелей. Синхронные электродвигателидороже, чем аналогичные асинхронные, однако, лучшие энергетические характеристикисинхронных двигателей делают их применение эффективным.
В табл. 1.1и табл. 1.2, приведены технические данные насосов, установленных на НПС:
Таблица 1.1
Технические данные магистрального насоса НМ 3600-230Производительность
Q=3600 м3/час; Напор Н=230 м; Номинальная частота вращения n=1500 об/мин; КПД
hнас=0,83; Допустимый кавитационный запас K=37 м; Мощность (на нефти) Р=2370 кВт.
Таблица 1.2
Технические данные магистрального насоса НПВ 2500-80Производительность
Q=2500 м3/час; Напор Н=80 м; Номинальная частота вращения n=1000 об/мин; КПД
hнас=0,83; Допустимый кавитационный запас K=3 м; Мощность (на нефти) Р=792 кВт.
В табл.1.3 приведены электродвигатели, находящиеся на НПС:
Таблица 1.3Наименование потребителя
Количество,
шт. Расчетная мощность, кВт
/> СТДП-2500-2УХЛ4 4 2500 0,9 ВАОВ-6300L-4У1 4 800 0,9

IIРАЗРАБОТКАСХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯНПС
Системаэлектроснабжения должна обеспечивать стабильную и непрерывную подачуэлектроэнергии к НПС «Суторминская». Так как НПС является потребителемI категории [3], то ее питание должноосуществляться от двух независимых, взаиморезервируемых источников.
Исходными данными приразработке проекта электроснабжения объектов нефтяной и газовой промышленностиявляются величина электрической нагрузки потребителей, а также месторасположения ближайших источников электроэнергии и их параметры. Такимиисточниками, как правило являются главные понижающие подстанции (ГПП) с двумятрансформаторами.
Основные условияпроектирования рациональной схемы электроснабжения – надежность, экономичностьи качество электроэнергии у потребителя. Для крупных предприятий наиболеенадежной и экономичной является система электроснабжения с применением глубокихвводов, при которой сети 6-110 кВ максимально приближены кпотребителям электроэнергии.
Система электроснабжениястроится таким образом, чтобы все еёэлементы постоянно находились под нагрузкой, т.е. чтобы не было холодногорезерва. Вместе с тем параллельно установленные трансформаторы и параллельныелинии электропередачи должны работать раздельно, так как при этом снижаютсятоки короткого замыкания и удешевляются схемы коммутации и схемы релейныхзащит.
Согласно ПУЭ, потребители относятсяк первой категории в отношении бесперебойности питания.
Это предъявляет к системеэлектроснабжения следующие требования:
· Электроснабжение должноосуществляться от двух независимых источников питания подвум линиям;
· Питание потребителейнефтеперекачивающей станции должно производится от двух трансформаторнойподстанции, трансформаторы которой выбираются с учетом взаимногорезервирования;
· Перерыв вэлектроснабжении возможен лишь на время действия автоматики (АПВ и АВР).
 Схема системыэлектроснабжения нефтеперекачивающей станции, удовлетворяющая требованиямизложенным выше, представлена на листе 2 графической части.
2.2 Схемаэлектроснабжения НПС
/>
Рис. 2.1. Схемаэлектроснабжения НПС
 На рис.2.1. в соответствии с заданиемприведена схема электроснабжения НПС для перекачки нефти по трубопроводу.
 ТрансформаторыТ1 и Т2 35/10 кВ внормальном режиме работают раздельно, каждый на свою секцию шин КРУ.
Автоматическое включениерезерва на стороне низшего напряжения производится с помощью секционного выключателя.(Q4).
 Питание подводится по двумодноцепным взаиморезервируемым ЛЭП 35кВ. Питание высоковольтныхдвигателей и трасформаторов 10/0,4кВ производится от двух, взаиморезервируемыхсекций шин КРУ (рис. 2.1).
 Питаниецепей защиты и управления электродвигателями и всего вспомогательногооборудования НПС на напряжение 220/380 В, осуществляется от трансформаторовсобственных нужд, Т3 и Т4.
 
2.3Расчет электрических нагрузок на стороне высшего напряжениятрансформаторной подстанции 35/10 кВ при НПС
 
 Длярасчета электрических нагрузок на стороне ВН, воспользуемся методикой, разработаннойинститутом Гипротюменьнефтегаз. В основе метода используется модельраспределения в виде двухступенчатой кратчайшей функции.
Расчетная активная мощность высоковольтныхдвигателей по этому методу определяется следующим образом:
 /> приС £ 0,75 М (2.4.2)
 /> приС > 0,75 М (2.4.3)
где/> (2.4.4)
 /> (2.4.5)
где Кв — коэффициент включения,Кв = 0,84;
Кз — коэффициент загрузкидвигателей, Кз = 0,76 –0,84;
Рном-номинальная активнаямощность единичного электродвигателя.
Примем Кз= 0,84, т. е. его максимальное значение. Тогда средняя мощность определится:
/>
Максимальнаямощность:
/>
РазделимС на М и получим:
С/М = 6,42/ 9,1 = 0,70
 Следовательно,расчетную активную мощность высоковольтных электродвигателей определим поформуле:
/>
/>=0,9соответственно заданию. Коэффициент мощности является опережающим, поэтомуреактивная мощность принимается со знаком минус.
Реактивная мощность высоковольтныхэлектродвигателей НПС равна:
 /> (2.4.6)
Полнаямощность высоковольтных электродвигателей составит:
 /> (2.4.7)/>/>/>/>2.4.Выбор числа и мощности трансформаторов  Числотрансформаторов выбирается из соображений надежности в зависимости от категорииэлектроснабжения потребителей.
Категорию проектируемого объекта по надежности электроснабженияпринимают в соответствии с ПУЭ [13].
К первой категории относятся потребители, отключение электроснабжениякоторых влечет за собой опасность для жизни людей, ущерб народному хозяйству,повреждение оборудования, нарушение сложного технологического процесса.
К второй категории — массовый срыв выпуска продукции, простойрабочих, механизмов, промышленного транспорта, нарушение нормальной деятельностизначительного количества городских жителей.
К третьей категории — все остальные потребители. Для потребителейтретьей категории рекомендуется применять подстанцию с одним трансформатором.
Электроприёмники установок по добыче, подготовке итранспортировке нефти и газа практически все относятся к первой категориинадежности.Для электроснабжения потребителейпервой категории надежности должны быть предусмотрены два независимых источникаэлектроснабжения.
Согласно руководящим документам для большинства объектов нефтянойи газовой промышленности в районах Западной Сибири с учетом сложностиразмещения и эксплуатации подстанций рекомендовано выбор единичной мощноститрансформаторов и автотрансформаторов двухтрасформаторных подстанцийпроизводить из условия 100% резервирования электроснабжения потребителей. Сюдаотнесены объекты нефтедобычи, переработки попутного газа, компрессорные станциимагистральных газопроводов с газотурбинными приводными агрегатами, нефтеперекачивающиестанции магистральных нефтепроводов.
 Произведём выбор силовых трансформаторов. Выбираемсиловые трансформаторы из условия:
/>
где /> — полная максимальнаянагрузка подстанции;
 Выберемдвухобмоточные масляные трансформаторы типа ТМ 10000/35,технические данные которых сведены в табл. 2.4
 
Таблица 2.4
 Параметрытрансформаторов ТМ10000/35 Параметры Единицы измерения Данные
Номинальная мощность, Sном
/> 10000 Номинальное напряжение обмотки ВН
кВ 35 Номинальное напряжение обмотки НН
кВ 10
Потери холостого хода, Рх
кВт 2,75
Потери короткого замыкания, Рк
кВт 18,3
Напряжение короткого замыкания, Uк
% 6,5
Ток холостого хода, Iх
% 1,5
 Проверим,подходят ли выбранные трансформаторы с учетом потерь. Активные потерисоставляют 2 % от номинальной мощности. Реактивные потери составляют 10 % отноминальной мощности.
/>
 Полнаямощность, с учетом потерь, в трансформаторах составит:
/>
 Следовательно,данный тип трансформаторов удовлетворяет нашим требованиям.
Коэффициент загрузки трансформаторов:
 /> (2.5.10)
Для Iкатегории />, следовательно, /> соответствует.
III РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
 3.1. Расчет токов короткого замыкания вотносительных единицах
 Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжениядолжно быть устойчивым к токам КЗ и выбираться с учетом этих токов.
На рис. 3.2 приведена расчетная схема, а на рис. 3.3 схемазамещения, построенная в соответствии со схемой на рис. 2.1.
В нормальном режиме все секционные вакуумные выключатели находятсяв отключенном состоянии, силовые трансформаторы работают раздельно на отдельныесекции шин.
Наиболее тяжелый режим работы может наступить при КЗ в моментперевода нагрузки с одного силового трансформатора на другой, т. е. когдасекционный выключатель Q4 включен (рис. 3.2). Этот режим принят за расчетный.
 Преобразовыватьсложные схемы при помощи именованных единиц неудобно. В этом случае всевеличины выражают в относительных единицах, сравнивая их сбазисными. В качестве базисных величин принимают базисную мощность Sб ибазисное напряжение Uб. За базисную мощность принимают суммарнуюмощность генераторов, мощность трансформатора, а чаще число, кратное 10,например 100 МВ×А. За базисную мощность принимаем значение100МВ×А.
 В качестве базисногонапряжения принимаем напряжение высокой ступени 35кВ — Uб1=37,5кВ и Uб2=10,5кВ — базисноенапряжение на низкой стороне 10кВ. Составим расчётную схему и схему замещения цепи короткого замыкания. Нижеприведена схема электроснабжения НПС (рис. 3.2).

/>
Рис. 3.2. Расчетнаяисходная схема
Cхемазамещения имеет следующий вид:
 />
Рис. 3.3.Схема замещения

Т.к. точка КЗ значительно удалена отисточника питания и его мощность велика, по сравнению с суммарной мощностьюэлектроприемников, то периодическая составляющая тока КЗ:
 />; (3.1.11)
 Определимбазисные токи (Iб) для каждой ступени трансформации:
 />-базисный ток на высокой стороне (3.1.12)
 />-базисный ток на низкой стороне (3.1.13)
Найдем сопротивления отдельных элементовсети в относительных единицах и подсчитаем суммарное эквивалентноесопротивление схемы замещения от источника до точки короткого замыкания:
а) для системы при заданной мощности КЗ:
 />; (3.10)
 /> (3.1.14)
б) для ВЛ:
 />, (3.1.15)
где />, />, />;
 />, (3.1.16)
где />, />, />;
в) для двухобмоточных трансформаторов Т1, Т2(35/10кВ):
 /> (3.1.17)
г) для двухобмоточных трансформаторов Т3, Т4(10/0,4кВ):
 /> (3.1.18)
д) для двигателей основных насосов (СТДП-2500-2УХЛ4):
 /> (3.1.19)
где />-полная мощность СД;
 /> (3.1.20)
/>– сверхпереходное сопротивление, />=0,2;
е) для двигателей подпорных насосов (ВАОВ-630 L-4У1):
 /> (3.1.21)
где />-полная мощность ВАОВ;
 /> (3.1.22)
/>– сверхпереходное сопротивление, />=0,2;
На рис.3.4 приведенапреобразованная схема замещения.
/>
Рис. 3.4. Преобразованнаясхема замещения
Параметры преобразованнойсхемы замещения, определены следующим образом:
/>;
/>; />;
/>
/>;
/>;
Суммарное приведенное индуктивноесопротивление от источника питания до точки короткого замыкания К-1:
 /> (3.1.23)
Для того чтобы определить нужно лиучитывать активное сопротивление в лини проверим, выполняется ли условие /> [3]
 /> (3.1.24)
0,085>0,034
Видно, что условие не выполняется, значитактивное сопротивление следует учесть.
/>
 Определимпериодическую составляющую тока К-1:
 /> (3.1.25)
Длявыбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкостинеобходимо знать ударный ток КЗ (iуд):
Ударный ток КЗ в точкеК-1:
 /> (3.1.26)
где куд –ударный коэффициент;
Ударныйкоэффициент определим по графику
/> [3], (3.1.27)
где /> и />-суммарныесопротивления от источника до точки КЗ.

 /> данномузначению отношения соответствует значение />;
Мощность КЗ в точке К-1:
 /> (3.1.28)
 Суммарное эквивалентное сопротивление схемызамещения от источника до точки короткого замыкания К-2:
 />;(3.1.29)
 Для того чтобы определить нужно ли учитыватьактивное сопротивление в лини проверим, выполняется ли условие:
/> [3]
 /> (3.1.30)
0,085
Видно, что условиевыполняется, значит активным сопротивлением можно пренебречь.
 /> (3.1.31)
 Определим периодическую составляющую токаК-2:
 />;(3.1.32)
Для того, чтобы определитьпериодическую составляющую тока К-2, следует учесть “потпитку” отэлектродвигателей.
 /> (3.1.33)
Периодическая составляющаятока КЗ от источника питания:
 /> (3.1.34)
Периодическая составляющаятока КЗ от электродвигателей:
 /> (3.1.35)
Результирующий ток КЗ вточке К-2:
/> 
Определим ударный ток КЗ вточке К-2:
 />;(3.1.36)
Ударный коэффициент для определения тока КЗв точке К-2 определим аналогично, по графику
/> [3];
/> 
данномузначению отношения соответствует значение />;
Ударный ток КЗ от энергосистемы в точке К-2:
 
/> (3.1.37)
Ударный ток КЗ отэлектродвигателей:
 /> (3.1.38)
Результирующий ударный токКЗ в точке К-2:
 />кА
Мощность КЗ в точке К-2:
 />;(3.1.40)
/>
/>
Результирующая мощность вточке К-2:
/> 
 В качестве минимального тока КЗ, которыйнеобходим для проверки чувствительности релейных защит, используют токдвухфазного КЗ в наиболее удаленной точке. Минимальное значение тока КЗ можноопределить по формуле:

 /> (3.1.41)
 /> (3.1.42)
Результаты расчета токов КЗ сведены в табл.3.1.8.
Таблица 3.1.8
Результаты расчета токов КЗТочка КЗ
Ik(3), кА
iуд, кА
Ik(2), кА
/> К-1  28,3  44,02  24,5 1838,13 К-2 45,32 81,38 39,24 939,14

IV ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГООБОРУДОВАНИЯ И ТИПОВЫХ ЯЧЕЕК КРУ-10 кВ4.1. Выбор сечения и маркикабелей
Сечение кабелей выбирают по техническим иэкономическим соображениям.
Произведем выбор сечений по расчетным токам. Зарасчетные токи потребителей примем их номинальные значения.
Для основных двигателей номинальный ток определится:
 /> (4.13)
где Рном – номинальная мощностьэлектродвигателя, кВт;
Uном – номинальное напряжение, кВ;
сos φ – коэффициент мощностиэлектродвигателя.
 
/>
Для подпорных двигателей номинальный ток определится:
 />
Для трансформаторов типа ТМ 10000/35 номинальный токопределится:

 />, (4.14)
где Sном.т –номинальная мощность каждого из трансформаторов, кВ*А;
 Uном –номинальное напряжение; 110 кВ.
 
/>
Для параллельно работающих линий, питающих ЗРУ-10кВ вкачестве расчетного тока принят ток послеаварийного режима, когда однапитаю-щая линия вышла из строя. Расчетный ток для этого случая определим повеличине расчетной мощности:
 /> (4.15)
где S.р –полная расчетная мощность электродвигателей, кВ*А;
 Uном –номинальное напряжение, 10кВ.
/>
Результаты расчета сведены в табл. 4.6.
 Таблица 4.6
Выбор сечений и марки кабелей Наименование потребителей
Основной
электродвигатель
Подпорный
электродвигатель ЗРУ-10 кВ
Трансформатор
ТМ 10000/35 Расчетная мощность, кВт 2500 800 7260 25000 Номинальный ток, А 152,74 51,151 419,16 164,9 Длительно допустимый ток, А 270 60 740 300
Сечение жилы кабеля, мм2 185 16 480 150 Принятая марка кабеля
СБ2лГ 3х120
СБ2лГ
3х95
ШАТ 80х6
АС-70
Условие выбора сечения жил кабеля по допустимомунагреву при нормальных условиях прокладки: номинальный ток должен быть меньшелибо равен допустимому току.
 />. (4.16)
Проанализировав данные табл. 4.2 можно сделать вывод,что выбранные сечения удовлетворяют нашим условиям.4.2 Выбор ячеек КРУ
В качестве распределительного устройства 10кВ применим закрытое распределительное устройство (ЗРУ). ЗРУ состоит изотдельных ячеек различного назначения.
Для комплектования ЗРУ-10 кВ выбереммалогабаритные ячейки КРУ серии К-104 Кушвинскогоэлектромеханического завода. Данные ячейки отвечают современным требованиямэксплуатации, имеют двухсторонний коридор обслуживания, выкатные тележки свакуумными выключателями, безопасный доступ к любому элементу КРУ. Релейный икабельный отсеки отделены от отсека коммутационных аппаратов металлическимиперегородками, все коммутации производятся только при закрытой наружной двери,имеются функциональные блокировки.
В состав КРУ серии К-104входят вакуумные выключатели с электромагнитным приводом, трансформаторы тока, трансформаторынапряжения, предохранители, разъединитель с заземляющими ножами, релейный шкафс аппаратурой, клапаны сброса давления в сочетании с датчиками дуговой защиты.
КРУ серии К-104 предназначеныдля установки в закрытых помещениях с естественной вентиляцией безискусственного регулирования климатических условий. Обслуживающая среда должнабыть невзрывоопасной, не содержать агрессивных газов и испарений, химическихотложений, не насыщенной токопроводящей пылью и водяными парами.  4.3. Выбор шин
В качестве сборных шинвыбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 80х6 мм. Длительнодопустимый ток при одной полосе на фазу составляет Iдоп = 740А. Условие выбора:
 />;(4.3.50)
 />
 Проверим шины на электродинамическуюстойкость к токам КЗ.
Шину, закрепленную наизоляторах можно рассматривать как многопролетную балку.
 Наибольшее напряжение в металле при изгибе:
 />, (4.3.51)
где М– изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ, Н×м;
W – момент сопротивления, м3.
Изгибающий момент для равномерно нагруженноймногопролетной балки равен:
 />, (4.3.52)
где F-сила взаимодействия междупроводниками при протекании поним ударного тока КЗ, Н;
/>– расстояние междуопорными изоляторами, />
 />, (4.3.53)
где />– расстояние между токоведущими шинами, />= 0,35 м;
 />– коэффициент формы, />=1,1.
Момент сопротивления:
 />, (4.3.54)
где b,h – соответственно узкая иширокая стороны шины, м.
Тогда наибольшее напряжение в металле приизгибе:
/>
Допустимое напряжение при изгибе дляалюминиевых шин 70 МПа.
/>
Следовательно выбранные шины удовлетворяютусловиям электродинамической стойкости.
Для проверки возможности возникновениямеханического резонанса в шинах определим частоту свободных колебаний шин:
 /> (4.3.55)
где />– пролет шины, />=1,1 м;
 />– модуль упругостиматериала шин, для алюминия />=7,2×1010 Н/м2;
 />– масса единицы длинышины, /> = 0,666 кг/м;
 />– момент инерции сечения шин относительно оси изгиба.
 /> (4.3.56)
Т. к. />, то явление резонанса неучитываем.
Проверимшины на термическую стойкость к токам КЗ.
 Минимально допустимое сечение алюминиевых шин:
 /> (4.3.57)
где />– периодическая составляющая тока КЗ в точкеКЗ;
 />– приведенное время КЗ.
 /> (4.3.58)
где />– время действия апериодической составляющейвремени КЗ;
 />– время действияпериодической составляющей времени КЗ.
Для времени отключения КЗ /> и β” = 1:
 /> (4.3.59)
/>
Выбранные шины удовлетворяют условиямтермической стойкости, т.к. /> , (4.3.60)
или />. 4.4.Выбор выключателей
Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению,номинальному току, конструктивному исполнению и проверяются по параметрамотключения, а также на термическую и электродинамическую стойкость. Выбор высоковольтных выключателей произведен на основе сравнения каталожных данных с соответствующими расчетными данными.
 Выборвыключателей Q14-Q16.
 Выбираемвакуумный выключатель ВМКЭ-35А-16/1000 У1, это выключатель наружней установки.Он предназначен для коммутации электрических цепей в нормальном и аварийномрежимах работы в сетях трёхфазногопеременного тока и частотой 50 Гц для закрытых распределительных устройств вэнергетике и промышленности. Выключатель имеет по полюсное управлениевстроенным электромагнитным приводом. Выключатели предназначены для работы притемпературе окружающего воздуха от минус 45 до +40°C.
Выбор выключателей Q1 – Q13.
Выбираем вакуумный выключатель BB/TEL-10-50/1000-У2.
Выключатели вакуумные внутреннейустановки серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей в нормальноми аварийном режимах работы. Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению,номинальному току, конструктивному выполнению, месту установки и проверяются попараметрам отключения, а также на электродинамическую и термическую стойкость.
Всекаталожные и расчётныеданные выключателей, сведены в табл.4.6.
Таблица4.6
ВыборвыключателейМесто установки выключателя
Тип
выключателя
Условия
выбора
Расчетные
данные сети
Каталожные данные
выключателя Q14-Q16 ВМКЭ-35А-16/1000 У1
/>
35кВ
83,97А
9,43 кА
16 кА
355,69/>
35кВ
1600А
25кА
20кА
2500/> Q1-Q13 BB/TEL-10-50/1000-У2
/>
10кВ
419,16А
45,38кА
81,38
1135,69/>
10кВ
1600А
50кА
100кА
1600/>
Длявыключателей Q14-Q16: ВМКЭ-35А: I∞=50 кА, tп=4 с;
Расчеттеплового импульса тока при КЗ:
/>,(4.4.61)
где I¥-действующеезначение периодической составляющей тока КЗ, кА;
 tоткл–время отначала КЗ до его отключения.
 tоткл=tз+tвык, (4.4.62)
где tз–времядействия релейной защиты, для МТЗtз = 0,5-1с. Примем tз =1 с.
 tвык –полноевремя отключения выключателя, для выключателей ВМКЭ-35А и BB/TEL-10 времяотключения-tвык=0,05 с.
 Tа–постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткогозамыкания, для данной точки КЗ:
 /> (4.4.63)
где X∑, R∑ — соответственносуммарное индуктивное и активное
сопротивления цепи доточки КЗ.
 
tоткл=1+0,07=1,07с
 Т.к. прирасчёте токовКЗ в точке К-1 активное сопротивление учитывается, то />
 Тогдатепловой импульс тока при КЗ для Q13-Q15:
 />
ИнтегралДжоуля для Q14-Q16:
 /> (4.4.64)
Длявыключателей Q1-Q13: BB/TEL-10: I∞=50 кА, tп=4 с;
 tоткл=1+0,07=1,07 с.
 />
Т.к. прирасчёте токовКЗ в точке К-2 активное сопротивление учитывается, то />
Тогдатепловой импульс тока при КЗ для Q1-Q13:
/>
ИнтегралДжоуля для Q1-Q13:
 /> />/>/>/>/> 4.5. Выбортрансформаторов тока
Для выбора трансформаторов тока составим таблицу табл.4.5.
Таблица4.5
Выбор трансформаторов тока
Место установки Тип трансформатора тока Условия выбора Расчетные данные сети Каталожные данные трансформа-тора тока ЗРУ ТПОЛТ-10
Uс£Uном
Iрасч£I1ном
/>
/>
10 кВ
419 А
81,38 кА
111,01
10 кВ
1500 А
191 кА
2916 кА2×с
 
Проверим трансформаторы тока ТПОЛТ-10, устанавливаемые внутри помещения наэлектродинамическую стойкость при КЗ
/>;                                     (4.44)
гдеkt– кратность термической устойчивости, приводится вкаталогах,          kt=65;
t – время термической устойчивости, приводится вкаталогах, t=1 с;
tпр – приведенное время КЗ, tпр=1,005с;
I∞ – действующее значение периодическойсоставляющей тока КЗ,
 
I∞ = 10,51 кА.
/>.
Проверим трансформаторы тока,устанавливаемые внутри помещения на термическую стойкость при КЗ:
 /> (4.45)
/>,
/>.
Из расчета следует, что выбранныетрансформаторы тока ЗРУ удовлетворяют условиям выбора.
 
4.6. Выбор трансформаторов напряжения
Условие выбора:
 
Uном ≥ Uном. сети (4.46)
 
Выберем трансформаторы напряжения типа НАМИ-10-ХЛ2,номинальное напряжение которого 10 кВ и номинальная мощность в третьем классеточности 500 В×А. Предельная мощность 1000 В×А./> 4.7. Выбор предохранителей
Плавкими предохранители обеспечивают защитутрансформаторов напряжения. Для их защиты выберем предохранители типа ПКТМ-10,технические данные которого представлены в таблице 4.7.
 
 Таблица 4.7
Технические характеристики предохранителя ПКТМ-10Наименование I ном, А U ном, В I откл. min I откл. ном., кА Исполнение Предохранитель ПКТМ- 10 5-31,5 10000 3 Iном 40 однокорпусное
Предохранитель ПКТМ- 10
Предохранитель 40-80 10000 3 Iном 40 однокорпусное ПКТМ- 10 100-160 10000 3 Iном 40 двухкорпусное
 
4.8. Выбор ограничителей перенапряжения
Ограничители перенапряженийнелинейные с полимерной внешней излоляцией предназначены для защиты откоммутационных и атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудованияподстанций и сетей переменного тока. Ограничители перенапряженийустанавливаются в сетях переменного тока частотой 50 Гц с изолированнойнейтралью и включаются параллельно защищаемому объекту.
Ограничители перенапряжений типа:ОПН-П1-3IIУХЛ1, ОПН-П1-6IIУХЛ1 и ОПН-П1-10IIУХЛ1.
Конструктивно ограничители перенапряжения выполнены ввиде блока последовательно соединенных оксидно-цинковых варисторов,заключенного в полимерную покрышку.
Технические данные которого представлены в таблице4.8.10.
Таблица 4.8.10
Технические данные ОПННаименование изделия Класс напряж. сети, кВ Наибольш. рабочее напряж., кВ действ. Остающееся напряжение при волне импульсного тока 8/20 мкс с амплитудой, кВ Масса, кг 250 А 500 А 2500 А 5000 А 10000А ОПН-П1-10II УХЛ1 10 12 - 29,5 - 36 38 5,4
 

VВЫБОР И РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
/>/>/>/> 
5.1. Назначениерелейной защиты
 
Лидирующее положение в разработке,производстве и внедрении микро-процесссорных защит в России занимают двапредприятия:
ООО «АББ Реле-Чебоксары» и НТЦ«Механотроника»-г.Санкт-Петербург.
Блоки БМРЗ НТЦ«Механотроника» предназначены для выполнения функций релейной защиты, автоматики,управления и сигнализации присоединений от 0,4 до 220 кВ. Эти блоки не уступаютмногим зарубежным образцам по техническим и эксплуатационным характеристикам,при этом их стоимость значительно ниже.
Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ-ДА-47
(в дальнейшем — БМРЗ), предназначен для выполнения функций релейной защиты,автоматики, управления, измерения и сигнализации присоединений напряжением10 кВ.
БМРЗ обеспечивает функции защиты, автоматики иуправления синхронных и асинхронных двигателей. 5.2. Функции БМРЗ
Трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) отмеждуфазных замыканий выполнена с контролем двух фазных токов. Первая и втораяступени имеют независимую время-токовую характеристику. Третья ступень имеетнезависимую или зависимую характеристику. Выбор типа характеристики третьейступени МТЗ производится программным ключом S109. БМРЗ обеспечивает возможностьработы третьей ступени МТЗ с двумя типами зависимых характеристик — пологой(аналогичной характеристикам реле РТ-80, РТВ-IV) и крутой (аналогичнойхарактеристике реле РТВ‑I). Выбор зависимой характеристики производитсяпрограммным ключом S111.
Третья ступень МТЗ может быть использована с действиемна отключение и сигнализацию или только на сигнализацию. Блокировка действиятретьей ступени на отключение производится программным ключом S117.
Любая ступень МТЗ может быть выведена из действияпрограммными ключами S101, S102, S103 для первой, второй и третьей ступенисоответственно.
Предусмотрена возможность выполнения направленной второйступени МТЗ. Условие пуска (направленная или ненаправленная) вводится программнымключом S113.
БМРЗ обеспечивает две программы уставок МТЗ.Переключение программ уставок производится подачей сигнала на дискретный вход“Программа 2”.
БМРЗ обеспечивает автоматический ввод ускорения первойи второй ступеней МТЗ по включению выключателя. Ускорение третьей ступени можетбыть введено программным ключом S116, при условии работы третьей ступени наотключение. Ускорение вводится на 1с.
Защита от потери питания выполнена по факту снижениячастоты, действует на вторую ступень МТЗ и может быть выведена из действияпрограммным ключом S42.
Защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ)выполнена с контролем 3U0и 3I0и двумя выдержками времени.ОЗЗ может быть использована в следующих конфигурациях:
-  с контролем напряжения нулевойпоследовательности;
-  с контролем тока нулевойпоследовательности;
-  комбинированная (с контролемнапряжения и тока нулевой последовательности);
-  направленная .
Выбор конфигурации ОЗЗ производится программнымиключами S24, S25, S26.
ОЗЗ действует на отключение и сигнализацию или толькона сигнализацию (ключ S21).
В БМРЗ установлены два реле сигнализации срабатыванияОЗЗ с замыкающими контактами — “ОЗЗ-1” и “ОЗЗ-2”. Реле “ОЗЗ-1” срабатывает по окончанию отработки выдержки времени, заданной уставкой ТОЗЗ1.Если введено действие ОЗЗ на отключение, то одновременно со срабатыванием реле“ОЗЗ-1” выдается команда на отключение выключателя. Реле “ОЗЗ-2” срабатывает после отработки выдержки времени, заданной уставкой ТОЗЗ2.
БМРЗ обеспечивает две программы уставок ОЗЗ.Переключение программ уставок производится одновременно со сменой программ МТЗподачей сигнала на дискретный вход “Программа 2”.
Дифференциальная токовая отсечка (ДТО) выполнена сконтролем двух токов. По окончанию отработки выдержки времени, заданнойуставкой ТДТО выдается команда на отключение выключателя. ДТО можетбыть выведена из действия программным ключом S100. БМРЗ обеспечивает двепрограммы уставок ДТО. Переключение программ уставок производится одновременносо сменой программ МТЗ подачей сигнала на дискретный вход “Программа 2”.
БМРЗ реализует функции датчика логической защиты шин(ЛЗШД) для структуры ЛЗШ с параллельным включением датчиков (ЛЗШ-Б).Выходной дискретный сигнал “ЛЗШД” выдается замыканием контактов выходногореле при пуске любой ступени МТЗ (при условии работы третьей ступени наотключение). Предусмотрена возможность блокировки действия третьей ступени МТЗна ЛЗШД (ключ S116).
Защита минимального напряжения (ЗМН) выполнена сконтролем двух линейных напряжений и напряжения обратной последовательности.Контроль линейных напряжений может быть блокирован программным ключом S70,контроль напряжения обратной последовательности блокируется ключом S73. ЗМНдействует на отключение и на сигнализацию или только на сигнализацию (ключS71). Предусмотрена блокировка ЗМН при пуске первой и второй ступени МТЗ(ключ S72).
ЗМН срабатывает только при включенном выключателе.
БМРЗ реализует функции дуговой защиты. Выходнойдискретный сигнал “Дуговая защита” выдается замыканием контактов выходного релепри пуске МТЗ и подаче на вход дискретного сигнала “Дуговая защита 1” или “Дуговая защита 2”. Дуговая защита действует на отключение и сигнализацию или только насигнализацию (ключ S411). />/>/>5.3.Функции сигнализации
БМРЗ обеспечивает формирование выходных сигналов“Аварийное отключение 1”, “Аварийное отключение 2” и “РПВ”, “Вызов”, “Неисправность БМРЗ/выключателя” и “Отказ БМРЗ”.
Квитирование сигнализации производится нажатием кнопкиСБРОС на пульте БМРЗ в режиме управления “Местное” или подачей соответствующейкоманды по последовательному каналу в режиме управления “Дистанционное”.
При поступлении на вход сигнала “Ав.ШП” включаетсяиндикатор “НЕИСПР.” и мигает индикатор “ВНЕШ”на лицевой панели БМРЗ.
При срабатывании выходного реле “ВЫЗОВ” мигаетиндикатор “ВНЕШ” на лицевой панели БМРЗ.
5.4.Защита асинхронных двигателей ВАОВ-630 L-4У1
 
 Для защиты двигателей установим блок БМРЗ-ДА-47. Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ-ДА-47 предназначен для выполнения функций релейной защиты, автоматики,управления, измерения и сигнализации присоединений напряжением 6–35кВ. Данныйблок, с дифференциальной токовой отсечкой, применим как длясинхронных, так и для асинхронных электродвигателей.
 Основнымипараметрами схем релейных защит являются ток срабатывания защиты />, токсрабатывания реле />, коэффициент чувствительностиКч.
5.6. Расчёт защитыдвигателяподпорных насосов
 
5.6.1Расчёт токовойотсечки для электродвигателя
 Токсрабатывания отсечки /> отстраивается от пускового тока /> электродвигателя:
 />. (5.7.78)
где />– коэффициент надежности, />;
 1,8– коэффициент, учитывающий действие апериодическойсоставляющей тока при пуске.
 /> (5.7.79)
Пусковой ток определится по формуле:
/>,
где /> — кратность пускового тока, />;
/>
Ток срабатывания отсечки:
/>
Ток срабатывания реле:
 /> (5.7.80)
где />– коэффициент схемы, для случая соединенияобмоток трансформаторов тока по схеме полная и неполная звезда />=1;
/>– коэффициенттрансформации трансформаторов тока, />=1000/5=200.
 />
Коэффициент чувствительности:
 /> (5.7.81)
где />– ток двухфазного КЗ:
/> 
/>
Чувствительность ТО соответствует норме.

5.6.2Расчёт МТЗ для электродвигателя
Ток срабатывания защиты
 /> (5.7.82)
где />– коэффициент надёжности, для защит действующих на отключение, />;
/>-коэффициент возврата, длямикропроцессорных реле,/>;
/>
Ток срабатывания реле:
 />; (5.7.83)
где- />– коэффициент схемы, для нашей схемысоединения обмоток трансформаторов тока, />=/>;
/>– коэффициенттрансформации трансформаторов тока, />=1000/5=200.
/>
Кратность отсечки, определится по формуле:
 /> (5.7.84)

5.7. Выбор источниковоперативного тока
 
В качестве источникаоперативного тока используем трансформаторы тока и напряжения, т.е. используемисточники переменного оперативного тока.
Трансформаторы токаявляются надежными источниками питания оперативных цепей для защиты от короткихзамыканий и перегрузок. Трансформаторы напряжения нельзя применять для питанияоперативных цепей защит от КЗ, т.к. при КЗ напряжение резко снижается, ирелейная защита не придет в действие. Трансформаторы напряжения могутприменяться при повреждениях и ненормальных режимах, которые не сопровождаютсяглубоким снижением напряжения в сети (защита от перегрузки, от замыканий наземлю, повышения напряжения, понижения частоты и т.д.).

VIПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯБЕЗОПАСНОСТЬ
 
6.1. Введение
 
Научно-технический прогресс — основаконцепции ускорения социально-экономического развития общества. Неизбежнымследствием научно-технического прогресса является не только улучшение качестважизни человека, защищенность его от природных факторов, но и редко взрастающиеантропогенные нагрузки на объект окружающей среды и в первую очередь, на еёнаиболее уязвимый компонент биосферы.
Характерным примером отрицательногоантропогенного воздействия на природную среду результатов хозяйственнойдеятельности в нашей стране может быть химическая промышленность. Известно, чтосформировавшемуся в последнее время химическому комплексу отводится ведущаяроль, при нынешних темпах развития производительных сил и освоение углеродныхресурсов вопросы охраны окружающей среды приобретают особую остроту и социальнуюзначимость. Это обусловлено тем, что производственная деятельность предприятияхимической промышленности неизбежно связано с техногенным воздействием наобъекты природной среды. В силу специфических особенностей ведения работхимическая отрасль относится к числу отраслей-загрязнителей природной среды.
Причиной создавшегося положенияявляется низких уровень технологичности технологических процессов химии,используемых технических средств и примерных материалов, а также химреагентов.
Отставание в разработке научных иинженерных основ экологически безопасного ведения работ, отвечающих требованиямтехнологии, является основой причиной создания напряженной экологическойобстановки в районах эксплуатации химических элементов.
В данном разделе приведем краткий анализ опасных и вредных факторов настадии создания, внедрения, испытания, наладки и эксплуатации проектируемого объекта.
При этом выявляем электроопасность,механических поражений, наличие опасных уровней шумов и вибрации.
Особенно уделим внимание состояниюклимата (окружающей среде) и условиям оптимального освещения.
Во второй части раздела обратимвнимание на условия труда рабочего персонала, рабочее место и безопасностьработы установок и аппаратов. Так же разработаем технические и организационныемероприятия по защите от воздействия опасных и вредных факторов, выявленных впервой части раздела.
При разработке мероприятий болеедетально на инженерном уровне обратим внимание на заземление и освещениеКТПН-6/0,4кВ, находящихся на территории цеха.Также выявим возможные причинывозникновения пожаров и учтем эффективные меры борьбы с ними. Приведем рядоборудования для пожаротушения.
В следующей части раздела рассмотримряд аспектов по охране окружающей среды, мероприятия по её охране ирациональному пользованию недр.
Уделим внимание мероприятиям, проводимым при чрезвычайных ситуациях.
6.2.Анализ опасных и вредных факторов на химических объектах
 
Опасным производственным факторомназываются такой производственный фактор, воздействия которого на рабочий персоналв определенных условиях приводит к травме или к другому внезапному ухудшениюздоровья.
В рассматриваемом литейном цехе имеется ряд опасных факторов:
— Вращающиеся части двигателей
— Возможность поражения электрическимтоком
— Пожар;
 Вредными производственными факторамиявляются также такие факторы, воздействия которых на рабочий персонал приопределенных условиях ведёт к снижению трудоспособности и заболеваниям.
В литейном цехе имеется ряд вредныхдля человека факторов:
- наличиевращающихся и движущихся машин и механизмов;
- конвейерногохозяйства;
- негабаритныхмест;
- использованиемгрузоподъемных механизмов и кранов;
- получениемраскаленного конечного продукта;
- непрерывностьютехнологического процесса;
- высокой в летнеевремя и низкой в зимнее температуры на рабочих местах;
- наличиемоткрытого огня;
- высокойзапыленностью и загазованностью;
- недостаточноеосвещение в темное время суток.
 
6.3. Промышленная безопасность приэксплуатации цеховой комплектной трансформаторной подстанции
Для обеспечения электробезопасностиобслуживающего персонала КТПН 10/0,4 кВ должно удовлетворять следующимтребованиям:
1. КТПН с установленным в нейоборудованием и аппаратами должна соответствовать действующим требованием согласноПУЭ.
2. Кабельные каналы закрываютсясъемными несгораемыми плитами и содержатся в чистоте.
3. Токоведущие части закрываютсясплошными ограждениями.
4. Токоведущие части коммутационнойаппаратуры должны быть защищены от случайных прикосновений.
5. На дверях вывешиваютсяпредупреждающие плакаты: ,, КТПН 6/0,4 кВ”, ,, Опасно для жизни”, ,, Постороннимвход воспрещен” и т. д.
6. На всех ключах, кнопках ирукоятках управления имеются диспетчерские наименования, указывающие операцию,для которых они предназначены.
7. Осмотр, и чистка КТПН от пыли изагрязнения производится не реже одного раза в три месяца.
8. Основными мерами защиты отпоражения электрическим током является: обеспечения недоступности токоведущихчастей, находящихся под напряжением; устранение опасности поражения припоявлении напряжения на корпусах и других частях электрооборудования, чтодостигается использованием двойной изоляции, защитным заземлением, занулением,защитным отключением; применение средств индивидуальной защиты – изолирующиештанги, указатели напряжения, измерительные клещи, диэлектрические перчатки, диэлектрическиеботы, и т.п.
6.4.Расчет защитного заземления
Заземление, устраиваемое с цельюобеспечения безопасности, представляет собой преднамеренное соединение с землейметаллических частей электрической установки, в нормальных условиях ненаходящихся под напряжением, при помощи заземляющих проводников и заземлителей.
Назначение защитного заземлениязаключается в создании между металлическими конструкциями или корпусомзащищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малогосопротивления.
В установках 380/220В с заземленнойнейтралью трансформаторов применяем систему заземления, при которой заземленныепроводники соединяются с заземленной нейтралью. Наличие такого соединенияпревращает замыкание токоведущих частей на заземленные части установки вкороткое замыкание, вследствие чего происходит отключение аварийного участка автоматомили предохранителем ГОСТ 12.1.030-81.
Из всего сказанного выше следует, чтоцелью устройства защитных заземлений является:
а) в установках с изолированнойнейтралью – обеспечение безопасной величины тока, протекающего через телочеловека пи замыканиях фазы сети на заземленные участки;
б) в установках с заземленнойнейтралью – обеспечение возможности автоматического отключения дефектныхучастков сети при тех же замыканиях.
Согласно ПУЭ 1-7-32 вэлектроустановках без компенсации емкостных токов сопротивление заземляющегоустройства при протекании расчетного тока замыкания на землю в любое время годадолжно быть при одновременном использовании для электроустановок напряжением до1000В не более R
Длязащиты ТП применимо контурное заземление.
/> />
Рис.6.8 Контур заземления

Длявыравнивания потенциала внутри контура прокладывают горизонтальные полосы. Чтобыуменьшить шаговое напряжение за пределами контура, вдоль проходов в грунтзакладывают специальные шины.
Длинакабельных линий со стороны 10кВ: L = 100 м; грунт-суглинок; Руд = 100 Ом/м. Измерения проводились при средней влажности грунта Y2 = 1.5. В качествевертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 16 мм и длинной 2.5 м. В качестве соединительной полосы стальная шина сечением 40х4 мм.
1. Расчетный ток замыкания на землю со стороны 10 кВ (фазный):
 />(А)
Сопротивлениезаземляющего устройства принимаем Rз = 4 Ом.
2. Рассчитываем удельное сопротивление грунта:
/>
3. Сопротивление естественного заземления: Rе = 6 Ом, это сопротивлениеоболочки кабеля.
4. Сопротивление искусственного заземлителя должно быть:
/>
5. Сопротивление одиночного вертикального заземлителя:
/>
6. Длина соединительной полосы равна периметру прямоугольника 10 х 5 м, т.е. 30 м.
Вертикальныестержни размещаются через каждые 2,5 м, всего 12 стержней. Сопротивление соединительной полосы:
/>
7. С учетом коэффициента использования соединительной полосы: />
8. 
/>
9. Требуемое сопротивление растеканию вертикальных стержней:
/>
10. Окончательно определяется число вертикальных стержней. Принимаяпредварительно их число равным 12, длину 2.5 м, расстояние между ними 2.5 м, находим коэффициент использования:
Rст =0,52
/>
Окончательнопринимаем к установке 6 вертикальных электродов расположенных по контуру ТП.

6.5 Производственная санитария
Под гигиеной труда принято пониматьотрасль науки, изучающей влияние трудовой деятельности и производственнойдеятельности (среды) на организм работающего персонала.
 Производственная санитария служитдля практического использования научных положений гигиены труда и занимаетсяизучением вопросов санитарного устройства, эксплуатации и содержанияпредприятия и оборудования, разработкой требований, обеспечивающих нормальныеусловия труда на рабочих местах, в производственных помещениях и на территориипредприятия.
Производственная санитария и гигиенатруда направлены на устранение факторов, неблагоприятно влияющих на здоровьетрудящихся и создание нормальных условий работы на производстве.
Опасные и вредные производственныефакторы, неблагоприятно действующие на человеческий организм в производственныхусловиях, в соответствии с ГОСТ 12.0.003 — 82 подразделяются на группы:физическая, химическая, биологическая, психофизиологическая.
Для борьбы с вреднымипроизводственными факторами и профилактическими заболеваниями должныприниматься следующие меры:
Совершенствование технологиипроизводства автоматизация и комплексная механизация производственных процессов,исключение тяжелых ручных работ.
Повышение технического уровня санитарно – гигиенических средств за счетустройства рациональной вентиляции в производственных помещениях, отопления иосвещения.
Оборудование раздевалок, сушилок дляувлажненной одежды, душевых и. т. д. Обеспечение работающих спецодеждой,спецобувью и средствами индивидуальной защиты.
Содержание территории предприятия,путей передвижения, производственных помещений и рабочих мест в чистоте ипорядке.
Утомление — ослабление физического ипсихологического состояния человека, развивающиеся в результате егодеятельности и ведущих к временному снижению его эффективности. Утомлениеослабляет сопротивляемость организма к вредным воздействиям, мешаетсосредоточиться и может явиться причиной несчастного случая. Предотвращаетутомление внедрение рационального режима труда и отдыха четко установленныйраспорядок работы, отдыха, питания и сна. Такой распорядок призван обеспечитьздоровье работающих, и поддержание работоспособности на оптимальном уровне.
При разработке внутренних режимов трудаи отдыха следует учитывать закономерные колебания работоспособности человека втечение смены.
В первые дни недели происходит ростработоспособности человека в течение смены в связи с вхождением работающего втрудовой процесс, наиболее высокого уровня работоспособность достигает обычнона третий- четвёртый день, а затем начинает постепенно снижаться. Дляподдержания высокого уровня работоспособности в течение всей недели необходимоболее сложные и трудоёмкие работы производить в течение третьего-четвертогодней недели.
Микроклимат
Микроклимат в производственныхусловиях определяется следующими параметрами:
· Температуравоздуха t, °С
· Относительнойвлажностью Y, %
· Скоростьюдвижения ветра U, м/с
Под оптимальными микроклиматическимипараметрами следует понимать такие, которые при длительном и систематическомвоздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционирования итеплового состояния организма, создают ощущение теплового комфорта и являютсяпредпосылкой высокого уровня работоспособности. Для теплового самочувствиячеловека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности искорости движения воздуха в рабочей зоне. Все работы на данном объектепроводятся на открытом воздухе, что ведёт к следующим условиям:
· Все рабочиедолжны быть обеспечены спецодеждой тип которой зависит от характера работ иклиматических условий;
· Запрещаетсяпроведение работ при ненормальных метеорологических условиях (сильный дождь,ветер, гроза);
· Необходимообеспечить правильное чередование труда и отдыха;
· Место для отдыхадолжно быть организовано в соответствии с климатическими условиями, в которыхпроводятся работы.
Шум
Шум наносит большой ущерб, вреднодействует на организм человека и снижает производительность труда. Утомлениерабочих из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствуетвозникновению травм.
Сильный шум вредно отражается наздоровье и работоспособности людей. Продолжительность действия сильного шумавызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте.Сильный шум в условиях производства может способствовать возникновению травматизма,т.к. на фоне этого шума не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и другихмеханизмов.
Таким образом, шум вызываетнежелательную реакцию всего организма человека.
Принормирование шума используют два метода: нормирование по предельному спектрушума, нормирование уровня звука в дБЛ. Таким образом, шум на рабочих местах недолжен превышать допустимых уровней, значение которых приведены в ГОСТ12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности».
Поэтомудля работе на данном объекте допустимый уровень звукового давления в активнойполосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц есть 80 dБЛ, а допустимыйуровень звука 85 dБЛ. При данном производственном процессе реальный уровеньзвукового давления превышает нормативный уровень.
Одним изосновных методов уменьшение шума на производственных объектах является снижениешума в основных его источниках – в электрических машинах, автотранспорте и т.д.
Вмеханических устройствах часто причинами не допустимого шума являются износподшипников, неточна сборка деталей при ремонтах и т.п. Поэтому в процессеэксплуатации всех видов машин и механизмов следует точно выполнять всетребования Правил технической эксплуатации.
Строительныенормы и правила СНиП 11-12-17 предусматривают защиту от шумастроительно-акустическими методами, при этом для снижения уровня шумапредусматриваются следующие меры:
· установка в помещениях звукопоглощающих конструкций и экранов;
· звукоизоляция ограждающих конструкций;
· уплотнение по периметру притворов окон, дверей;
· звукоизоляция мест пересечения ограждающих конструкций синженерными конструкциями;
· устройство звукоизолированных кабин наблюдения и дистанционногоуправления технологическим процессом;
· укрытия в кожухи источников шума.
Вкачестве индивидуальных средств защиты от шума на данном объекте используютспециальные наушники, вкладыши в ушную раковину, противошумные каски, защитноедействие которых основано на изоляции и поглощении звука.
6.6.Защита от электромагнитных полей
В КТПН множество источниковэлектромагнитных полей (высоко- и низковольтные кабели, шины, катушки магнитныхпускателей, трансформаторы тока и напряжения, а так же силовые и т. д.).
Согласно ГОСТ 12.1.002.-75 допустимыеуровни напряженности и длительность пребывания работающих без средств защиты вэлектрическом поле таковы:
5кВ/м –без ограничений
от 5 кВ/м до 10 кВ/м – не более 3,5часов
от 10 кВ/м до 15 кВ/м — не более 1,5часа
от 15кВ/м до 20кВ/м – не более 10минут
от 20 кВ/м до 25кВ/м — 5 минут
Защита от воздействия электромагнитных полей промышленной частотыосуществляется экранированием источников.
Трансформаторы (активная часть) — помещена в металлическиймаслонаполненный бак, вся коммутационная аппаратура устанавливается вметаллических шкафах. Шинопроводы прокладываются в металлических коробах,кабели прокладываются в полу КТПН.
 
6.7. Производственное освещение
 
Производственное рациональноеосвещение территории предприятия, производственных помещений и рабочих местимеет весьма важное гигиеническое значение. Оно обеспечивает труд, делаетдвижение рабочего уравновешенными, снижает опасность травматизма. Недостаточнаяили неправильная освещенность территории, дорог, установок, лестниц можетпривести к падению рабочих и к несчастным случаям.
Освещение производственных объектовможет быть естественным и искусственным. Естественное освещение бывает боковое(оно в стеклах), верхнее, комбинированное (световые фонари и окна).
Искусственное освещение газоразрядными лампами, лампами накаливания.
В промышленности широко применяютсялампы накаливания, так как только они выпускаются во взрывозащищённомисполнении светильников. Искусственное освещение производственных помещенийможет быть общим, местным и комбинированным. При системе местного освещения,(может быть постоянным и временным) светильники устанавливаются непосредственнона рабочих местах.
На объектах промышленности широкоприменяется прожекторное освещение.
Аварийное освещение напроизводственных объектах должно быть рассчитано на напряжение электрическоготока 12 В.
Нормы общей минимальной освещенностив люкс (ЛК) производственных объектов приведены в табл 6.9.:
Таблица 6.9
Нормы общей минимальной освещенности
— двигателя, станки
— лебёдка
— подъемная мачта
— приемные мостики
— шкафы контрольно-измерительных приборов в помещениях и на наружных установках
— трапы, газовые сепараторы
— эстакады
— механические мастерские
13
15
2
13
50
20
5
50
В нашем случае КТПН имеет толькоискусственное освещение, которое выполнено лампами накаливания и согласнонормам СНиП 23-05-95 освещенность для работ с малой точностью с наименьшимобъектом различения от 1 до5мм должна составлять Eн = 150 ЛК.
 
6.8. Пожарная безопасность
 
Пожарная опасность электроустановокобусловлена наличием в применяемом электрооборудовании горючих изоляционныхматериалов. Горючей является изоляция обмоток электрических машин,трансформаторов, различных электромагнитов (контакторы реле,контрольно-измерительные приборы), а так же электронагревательные приборы.
Всевозможные лаки, компаунды, масла,битумы, канифоль, сера и ряд других электроизоляционных и конструктивныхматериалов, которые являются горючими и пожароопасными. В случаях значительныхперегрузок проводников, и особенно, при прохождении токов К.3, температураизоляции возрастает настолько, что материал разлагается с выделением, горючихпаров и газов, что и бывает причиной возгорания.
Большую опасность возникновенияпожара представляют маслонаполненные аппараты: трансформаторы, кабели сбумажной изоляцией пропитанные маслоканифолевым составом.
В электроснабжении рассматриваемогообъекта последние не применяются, а используются кабели с полихлорвиниловойизоляцией. В силовых трансформаторных с масленым охлаждением имеетсявозможность межвиткового К.3, в результате которого в витке возникает настолькобольшой ток, что изоляция быстро разлагается с выделением горючих газов.
Учитывая пожарную опасностьэлектроустановок. ПУЭ устанавливает ряд специальных требований кэлектрооборудованию при проектировании и монтаже. Кроме того, в соответствии соСНиП II-2-80 по пожарной, и взрывопожарной опасностях делятся на различныекатегории. Поскольку в КТПН установлены трансформаторы с масляным охлаждением,то помещение КТПН можно отнести к категории ,, В” — пожароопасные, в которыхприменяются жидкости с температурой вспышки выше 10С способны только гореть, по невзрываться при контакте к воздухом, водой или друг с другом. Ответственность засоблюдения необходимого противопожарного режима и современное выполнение противопожарныхмероприятий возлагается на руководителя предприятия и начальников цехов.Руководители предприятия обязаны обеспечить полное своевременное выполнениеправил пожарной безопасности и противопожарных требовании строительных норм припроектировании, строительстве и эксплуатации объектов; организовать напредприятии пожарную охрану, добровольную пожарную дружину и пожарно-техническуюкомиссию и руководить ими.
Для каждого предприятия на основетиповых правил пожарнойбезопасности для промышленных предприятий (утвержденных ГУПО МВД СССР 21августа1976 года) разрабатываются общеобъектовые и цеховые противопожарные инструкции.В этих инструкциях должны быть определены основные требования пожарнойбезопасности для данного участка производства. Устанавливается также порядоквызова пожарной охраны на случай возникновения пожара. Для проведенияпрофилактической работы необходимо осуществлять соответствующие мероприятиянеправленые на снижение пожарной опасности. Для правильного выбораэлектрооборудования необходимо определить класс зоны пожарной опасности, вкоторой оно устанавливается. По ПУЭ, рассматриваемый объект можно отнести кзоне класса P1. Это зона в которой содержаться горючие жидкости(трансформаторное масло). По этому согласно [6] применяемое электрооборудованиедолжно иметь степень защиты I P44.
6.9 Средства пожаротушения
Для тушения пожара широко применяютсяразличные химические средства, выбрасываемые в очаг пожара с помощьюогнетушителей.
Например: углекислотные огнетушителитипов ОУ-2А, ОУ-5, ОУ-8 и другие, предназначенные для тушения возгоранияразличных материалов и электроустановок. Согласно ПУЭ при сдаче в эксплуатациюв КТПН должны быть обеспечены противопожарными средствами и инвентарём.
Поэтому устанавливается в помещенииРУ-0,4 кВ пожарный инвентарь в который входит [11]:
— ручные углекислотные огнетушителиОУ-2, ОУ-5
— ящик с песком 3м3 — 1шт
— асбест 2 х 1,5м –1шт
— ведро — 2 шт
— лопата — 2шт
— багор
6.10. Профилактическиемероприятия, предупреждающие возникновение пожаров
Мероприятия по пожарной профилактике разделяютсяна организационные, технические, режимные и эксплутационные. Организационныемероприятия предусматривают: правильную эксплуатацию оборудования, правильноесодержание зданий, территории, противопожарный инструктаж рабочих и служащих,организацию добровольных пожарных дружин, пожарно-технических комиссий, изданиеприказов по вопросам усиления пожарной безопасности и т. д.
К техническим мероприятиям относятся:соблюдение противопожарных правил и норм при проектировании зданий, приобустройстве электропроводки и оборудования, отопления, вентиляции, освещения,правильное размещение оборудования.
Мероприятия режимного характера — этозапрещение курения в не установленных местах, производство огневых работ впожароопасных помещениях. Эксплуатационными мероприятиями являютсясвоевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологическогооборудования.
В пожарную профилактику припроектировании и строительстве промышленных предприятий и строительствепромышленных предприятии входят такие мероприятия:
— группирования в отдельные комплексыобъектов, родственных, по фундаментальному назначению и признаку пожарнойопасности с учётом рельефа местности.
— устройство противопожарныхрезервуаров и преград;
— предусмотрение пути эвакуации людейна случай пожара;
- удаление дыма спомещений при пожаре;
— повышение огнестойкости зданий и сооружений путемоблицовки или оштукатуривании металлических конструкции.
Классификациявзрывоопасных зон вокруг источников образования взрывоопасных смесей в условияххимических объектов
Классификация сводится в табл. 6.11
Таблица 6.11.
Сопоставимость классов взрывоопасныхзон№ п/п
Класс и характеристика
взрывоопасной зоны по ПУЭ Класс и характеристика взрывоопасной зоны по п.162.1 настоящих правил 1.
В-1
Пространство закрытых помещений при установленных в них открытых тех.устройств, аппаратов, емкостей.
Зона 0
Пространство в котором постоянно или в течении длительного времени присутствует взрывоопасная смесь. 2.
В-1 а
Пространство закрытых помещений при установленных в них закрытых технических устройств, аппаратов емкостей.
Зона 1
Пространство, в котором возможно присутствие взрывоопасной смеси при нормальных эксплуатационных условиях. 3.
В-1б
Открытое пространство, вокруг закрытых технических устройств аппаратов, емкостей.
Зона 2
Пространство, в котором маловероятно появление взрывоопасной смеси, а в случае ее появления, она существует только в короткий период времени.
Примечание: любые закрытые помещения,имеющие сообщения с взрывоопасными зонами классов 0 и 1 (двери, окна) считаютсявзрывоопасными и класс их взрывоопасности соответствует взрывоопасностисообщающейся зоны.
6.11. Чрезвычайные ситуации
 Основные причины возникновениячрезвычайных ситуаций:
1. Результат стихийных бедствий.
2. Воздействие внешних природныхфакторов приводящих к старению материалов.
3. Технико-производственные дефектысооружений.
4. Нарушение правил эксплуатации сооружений и технических процессов.
5. Нарушение правил техникибезопасности при ведении работ и во время технологических процессов.
Под устойчивостью работы предприятияв чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени понижается его способностьпроизводить в этих условиях запланированную продукцию в установленном объёме.
Разработка мероприятий по повышениюустойчивости объекта в условиях военного времени:
а) Защита рабочих и служащих
Надежная работа предприятия вусловиях военного времени неразрывно связано с защитой рабочих, и служащих ичленов их семей от оружия массового поражения, для обеспечения которой в мирноевремя производятся следующие основные мероприятия: поддержание в постояннойготовности системы оповещения; обеспечения фонда убежищ на объекте, дляработающих и противорадиационных укрытий в загородной зоне для отдыхающей сменыи членов семей рабочих и служащих; планирование и выполнение подготовительныхработ по строительству на объекте быстро возводимых убежищ и ПРУ в загороднойзоне; поддержание в готовности защитных сооружений, и организация обслуживанияубежищ и укрытий, планирование и подготовка к рассредоточению и эвакуации взагородную зону производственного персонала и членов их семей; накопление,хранение и поддержание готовности средств индивидуальной защиты; обучениерабочих и служащих способам защиты от ОМП и действиям по сигналам оповещенияГО.
б) Повышение устойчивости инженерно-технического комплекса объекта кударной волне. От устойчивости званий и сооружений зависит в основномустойчивость всего объекта. Целесообразным пределом повышения устойчивостизданий и сооружений к воздействию ударной волны считается такой, при которомполученные предприятием разрушения дают возможность его оправданноговосстановления. Вместе с тем стремиться повысить устойчивость всех зданий исооружений не следует, так как это связано с большим материальными затратами,которые не всегда будут оправданы. Главным образом следует повышать прочностьнаиболее важных элементов производства от которых зависит работа всегопредприятия, но устойчивость которых ниже общего предела устойчивости.
Повышение устойчивости зданий исооружений достигает устройством каркасов, рам, подносов, контрфорсов, опор дляуменьшения пролета несущих конструкций, а так же применению более плотныхматериалов.
6.12. Защита технологическогооборудования
Надежно защитить всё технологическоеоборудования от воздействия ударной волны практически невозможно, так какдоводить прочность зданий цехов до защитных свойств убежищ экономическинецелесообразно. Защита оборудования необходима если: защищаемое оборудованиеспособно при разрушении остальной части предприятия выпускать особо важнуюпродукцию; защищаемое оборудование трудно восстанавливается, а при пораженииданного объекта предусматривается использования этого оборудования на другихпредприятиях; защищаемое оборудование уникально и его необходимо сохранить длядальнейшего использования.
6.13. Повышение надежности снабженияэлектроэнергией, паром и водой
 
Для современных предприятийхарактерно большое количество коммуникаций для подачи воды, пара,электроэнергии, газа, которые расположены открыто на высоких эстакадах илинаружных стенах здания, что обеспечивает их регулярный осмотр и ремонт.
Повышение надежности электроснабжениядобиваются использованием нескольких источников питания, а также применениемсекционирования на различных объектах служащих для передачи электроэнергии.
Помещение РУ-10кВ подстанции 110/10кВ является особо опасным по степени опасности поражения людей электрическимтоком.
Помещение РУ-10кВ имеет несколько условий повышенной опасности:
1) токопроводящие полы(металлические);
2) возможность одновременногоприкосновения человека имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий ит. п. с одной стороны и металлическим корпусом электрооборудования с другой;
6.14.Охрана окружающей среды
 
Химическая промышленность остается потенциальноопасной по загрязнению окружающей среды и ее отдельных объектов. Возможновоздействие их на основные компоненты окружающей среды (воздух, воду, почву,растительный, животный мир и человека) обусловлено токсичностью природныхуглеводородов, их спутников, большим разнообразием химических веществ,используемых в технологических процессах, их подготовке, транспортировке,хранении и переработке.
Неблагоприятное воздействие химикатов на почву можетоказать пагубное влияние на человека через пищевые цепи.
 К основным мероприятиям поуменьшению загрязнения воздушного бассейна относятся: правильный выборматериалов для оборудования, трубопроводов, арматуры, средств КИПиА, работающихв кислых средах, герметизация системы, транспортировки и промысловойподготовки; применение систем автоматических блокировок и аварийной остановки,обеспечивающих отключение оборудования и установок при нарушениитехнологического режима без разгерметизации системы; применение закрытой факельнойсистемы для ликвидации выбросов сероводородов при продувке, трубопроводов, приремонте технологических установок и т. п. с последующим сжиганием его вфакелах. В настоящее время в нашей стране разработаны и успешно эксплуатируютсяразличные системы улавливания паров, образующихся в резервуарах. Помимо высокойэкономической целесообразности этих систем, сохраняющих огромное количестводорогостоящих углеводородов, они имеют исключительное природоохранное значение.

VII ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА НА СТРОИТЕЛЬСТВО И МОНТАЖ ПОДСТАНЦИИ35/10 КВ
Стоимость строительства определяетсясметой.
Смета – предел затрат на сооружениеобъекта или комплекса объектов. Смета является основным экономическимдокументом, характеризующим строительство. В утверждающих инстанциях проектабез смет не рассматриваются.
Размер необходимых капитальныхвложений определяется сметами на строительство (реконструкцию, расширение,техническое перевооружение) промышленных предприятий, энергетических итранспортных сооружений, сельскохозяйственных объектов, жилых домов и зданий ит.д.
Цены на строительную продукциюопределяются её сметной стоимостью. В этой связи трудно переоценить значениесмет для экономически обоснованного планирования капитальных вложений иэффективного их использования.
Составлением сметной документацией иеё проверкой занято большое количество инженерно-технического персонала впроектных, строительных и других организациях.
Дальнейшее совершенствование сметнойдокументации, повышение её качества, отражение в ней действительно необходимыхзатрат на строительство, приближенные цены на строительную продукцию кобщественно необходимым затратам и наряду с этим сокращение объема сметнойдокументации и затрат труда на разработку смет имеют важное значение.
Смета должна выявлять совокупностьтрудовых, материальных и денежных затрат, необходимых для выполнениястроительства; быть исходным документом для его планирования; являться основойдля финансирования и обеспечения хозяйственного расчета на стройке; служитьбазовым документом для заключения договоров с подрядными строительно-монтажнымиорганизациями и предприятиями-поставщиками оборудования.
Смета включает в себя общие и частныетехнико-экономические показатели строительства. Она является документом,необходимым для организации учета, контроля и анализа хозяйственнойдеятельности строительных и монтажных организаций застройщиков. Смета взначительной степени характеризует технико-экономический уровень проектныхрешений.
Основными задачами сметногонормирования и ценообразования в строительстве являются:
— обеспечение через систему сметныхнормативов и ценообразования в строительстве, определения нормативной стоимостистроительства (расширения, реконструкции и технического перевооружения)предприятий, зданий и сооружений, отражаемой в сметных документах;
— обеспечение, исходя из проводимой вкапитальном строительстве единой технической политики, его планирования,финансирования, расчетов за выполненные строительно-монтажные работы (товарнуюстроительную продукцию), возмещения других сметных затрат (включая стоимостьоборудования), хозяйственного расчета и оценки деятельностистроительно-монтажных организаций и заказчиков строительства;
— повышение эффективности капитальныхвложений, экономия финансовых и других ресурсов, снижение сметной стоимостистроительства за счет пересмотра сметных нормативов и с целью отражения в нихдостижений науки, техники, отечественного и зарубежного опыта в областистроительного производства, применения новых образцов материалов, изделий иконструкций, организационных мероприятий и др.
Сметыбывают объектные (для отдельных видов работ и затрат) и сводные. В сводныхсметах определяется общая стоимость строительства по техническому илитехнорабочему проекту.
Сводная смета содержит пункты, главы:
Глава 1.Подготовка территории строительства;
Глава 2.Объекты основногопроизводственного назначения;
Глава 3.Объекты подсобного иобслуживающего назначения;
Глава 4. Объекты транспортногохозяйства и связи;
Глава 5. Внешние сети и сооруженияводоснабжения и канализации;
Глава 6. Благоустройствопромплощадки;
Глава 7. Временные здания исооружения;
Глава 8. Прочие работы и затраты;
Глава 9. Содержание дирекциистроящегося предприятия;
Глава 10. Проектные и изыскательныеработы.
В состав гл. 1 входят затраты поосвоению территории строительства, по вырубке просек для линий электропередач,по планировке территории, разбивке центров опор и др.
В гл. 2 учтены затраты на объектыосновного производственного назначения: на строительство линий передач,переходов, на установку силовых трансформаторов и синхронных компенсаторов наподстанциях, на открытые и закрытые распределительные устройства, на защиту,автоматику и телемеханику, на главный корпус станции, золоудаление, топливноехозяйство и пр.
В гл. 3 отражается сметная стоимостьтрансформаторных мастерских, пунктов обслуживания электрических линий,компрессорных, складов масла и др.
В гл. 4 сгруппированы затраты надороги и сооружения связи.
В гл. 5 показаны расходы настроительство водопроводной сети, канализации, насосных станций, аварийныхмаслостоков и пр.
В гл. 6 перечислены затраты наблагоустройство промышленной площадки: на наружные и внутренние ограждения, наозеленение, освещение, пешеходные дорожки и др.
В гл. 7 предусмотрены затраты навременные дороги, временное освещение, водопровод, на временную связь,временные мастерские, здания и пр.
В гл. 8 перечислены прочие работы изатраты: вывозка мусора, удорожание зимних работ и др.
В конце сметы предусматриваютсярезерв и на непредвиденные работы и затраты. Если это техническая смета (придвухстадийном проектировании), то резерв предусматривается в размере 10% отсуммы затрат. В смете по технорабочему проекту (при одностадийномпроектировании) резерв будет меньше и составит 5%.
Объектные сметы и сметы для отдельныхвидов работ и затрат составляются исходя из объемов строительных и монтажныхработ и расценок, определяющих единичную стоимость этих работ.
Для учета частных особенностейпроизводства, а также местных условий, при которых осуществляются работы,применяются различные коэффициенты и поправки. Кроме того, в объектные сметывключаются начисления, состоящие из накладных расходов, необходимых дляорганизации и управления строительством, и плановых накоплений (прибыли).
В общем виде объектную смету можнопредставить выражением:
/> , (7.1)
 где Ki0 – сметная стоимость работ и затрат,предусмотренных объектной сметой, руб.;
Vi – объемы работ и затрат, входящих всмету, в соответствующих единицах измерения;
Epi – единичная расценка i-го работ;
ki – коэффициенты по отдельным видамработ, учитывающие неудобства при производстве работ, климатические итерриториальные особенности, топографические, геологические и другие местныеусловия, влияющие на производительность труда и стоимость строительства;
Н – начисления.
Объемы работ Vi определяются по конструктивнымчертежам и схемам. По чертежам, схемам, технологическим картам и спецификациямопределяют объемы монтажных работ, а также количество и номенклатуру оборудования,аппаратов и приборов, подлежащих приобретению.
Единичные расценки – это сметнаястоимость единицы строительных или монтажных работ. Величина i-ой единичной сметной расценки Epi для соответствующей единицыизмерения может быть выражена:
Epi= М1 + ЗП + М2(руб./ед. работ), (7.2)
где М1 – стоимостьматериалов, необходимых для изготовления единицы работ;
ЗП – заработная платарабочих, отнесенная к единице работ;
М2 – сметная стоимостьмеханизации.
Начисления Н определяются выражением:
Н = Нр + Пн (руб.),(7.3)
где Нр – размер накладныхрасходов;
Пн – величина плановыхнакоплений (установленная норма прибыли).
Нормыплановых накоплений для строительно-монтажных организаций по сооружениюэнергетических объектов установлена в размере 6% от сметной стоимостистроительных работ. Нормы накладных расходов различны. Например, для монтажныхработ они определены в размере 75% от основной заработной платы монтажников.Для работ по монтажу металлоконструкций они равны 8,3%, а с учетом плановых идругих накоплений 14,8%. В среднем накладные расходы по энергетическомустроительству составляют 16-18% сметной стоимости строительно-монтажных работ.
Если технические решения детально неразрабатываются, то однородные виды строительно-монтажных работ, необходимыедля реализации этих решений, объединяются, и для них принимаются средние,обобщенные условия производства.
В дипломном проекте составляетсялокальная смета на монтаж подстанции 35/10 кВ. Необходимое оборудованиерассчитывается и выбирается в главах 2, 3 данного проекта.
Цены на электрооборудование взяты изсправочных материалов [7]. Данная смета составлена на основе цен действовавших до 1987 года.
Таблица 7.1
 Стоимостьоборудования  № п/п Наименование оборудования Коли-чество, штук Цена за единицу, руб. Общая цена, руб. 1 Трансформатор ТМ-10000/35 2 48000 96000 2 Выключатель ВБЭ-35 3 10700 32100 3 Разъединитель РНД-35/1000 8 130 1040 4 Разъединитель РОН-10К/5000 2 80 160 5 Разрядник РВС-110М 6 185 1110 6 Разрядник РВО-10 6 4,6 27,6 7 Ограничители перенапряжения ОПН-10 36 110 3960 8 Трансформатор напряжения НКФ-110-83 3 850 2550 Итого 66
136947,6
Применим усредненный коэффициент дляпересчета заводской стоимости силового трансформатора ТМ-10000/35 к расчетнойстоимости по табл.10.3 [7].
Расчетная стоимость определяется поформуле:
/> , (7.4)
где Сзав -заводская стоимость трансформатора;
α — усредненный коэффициентпересчета, учитывающий стоимость ошиновки, аппаратов грозозащиты, заземления,охлаждения трансформатора, контрольных кабелей до щита управления, стоимостьстроительных и монтажных работ, а также материалов. Коэффициент пересчета длятрансформаторов мощностью до 32 МВА и напряжением 35 кВ равен 1,7 по табл.10.3[7].
Расчетная стоимость трансформатораТМ-10000/35:
/> 
При этом стоимость монтажных работдля трансформатора ТМ-10000/35 7800 рублей по табл.10.35 [7].
Согласно укрупненным показателямстоимости ОРУ 35 кВ по схеме мостиков и блоков с выключателями типа ВБЭ потабл.10.27 [7], стоимость строительных работ составляет 72 тыс. рублей,монтажных работ 19 тыс. рублей.
Постоянная часть затрат по подстанции35 кВ по схеме мостик 210 тыс. рублей по табл.10.37 [7] включающая в себя:подготовка и благоустройство территории, общеподстанционный пункт управлениясобственных нужд, подъездные и внутриплощадочные дороги, средства телемеханикии связи, прочие затраты. Инфляционный коэффициент для расчета сметы принимаемравный 50. Определим размер накладных расходов в размере 16% от стоимостистроительно-монтажных работ ОРУ 35 кВ.
/>
Определим размер плановых накопленийв размере 6% от стоимости строительных работ ОРУ 35 кВ.
/>
Начислениясоставят: />
Расчет сметы сведем в табл. 7.2
Таблица 7.2
Локальная смета на строительство имонтаж подстанции 35/10 кВ№ п/п Наименование оборудования Коли-чество, штук Цена за единицу, тыс. руб. Общая цена, тыс.руб. Стоимость строительных работ, тыс. руб. Стоимость монтажных работ, тыс. руб. 1 Трансформатор ТМ-10000/35 2 81,6 163,2 2 ОРУ-35 кВ 1 40,76 40,76 72 19 3 ЗРУ-10 кВ 1 187,6 187,6 4 постоянная часть затрат по подстанции 210 Итого в ценах 1987г. 601,56 72 19 С учетом коэффициента инфляции 30078 3600 950  Стоимость п/ст 35/10 кВ 34628 Начисления Н 944 Полная стоимость п/ст 35/10 кВ 35572
 
Расчет сметы показал, что общая сметнаястоимость подстанции 35/10 кВ составила 35572 тысяч рублей, в том числестоимость строительно-монтажных работ и оборудования составила 34628 тысячрублей, начисления 944 тыс. рублей.

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной дипломной работе были выполнены:
- расчетнагрузок на стороне высшего напряжения трансформаторной подстанции 35/10 кВ,
- выбортрансформаторов, необходимого оборудования и типовых ячеек КРУ,
- выбори расчет защиты асинхронного двигателя.
 Все расчеты выполнены согласно требованиям ПУЭ. Выбороборудования произведен с учетом новейших разработок в области электроснабжения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ
 
1. Червяков Д. М., Ведерников В. А.Пособие к курсовому и дипломному проектированию по электроснабжению предприятийнефтяной и газовой промышленности: Учеб. пособ. – Тюмень, ТюмГНГУ, 1996. – 119с.
2. Князевский В. А., Липкин Б. Ю.Электроснабжение промышленных предприятий.: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк.,1979. — 431 с.
3. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П.Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы длякурсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд.,перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.
4. Электротехнический справочник: В3-х т. Т. 3. Кн. 1. Производство, передача и распределение электрическойэнергии /Под общ. ред. профессоров МЭИ В. Г. Герасимова, П. Г. Грудинского, Л.А. Жукова и др. – 6-е изд. испр. и доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 656 с.
5. Червяков Д.М. Релейная защита иавтоматика электроустановок нефтяной и газовой промышленности: Учебное пособие.– Тюмень: ТюмГНГУ, 1998. – 79 с.
6. Справочник по электроснабжениюпромышленных предприятий. В 2-х кн. Под общ. ред. А. А. Федорова и Г.В.Сербиновского. Кн. 2. Технические сведения об оборудовании. М., «Энергия»,1974.
7. Кушвинский электромеханическийзавод. Каталог продукции. – Кушва 2002.
8. Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян, А.И.Яковлева. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник. – Энергоатомиздат1988.-536 с.
9. И.П. Копылова и Б.К Клокова:Справочник по электрическим машинам М: Энергоатомиздат, 1988.- 456 с.
10.  С. Фишер, Р Дорнбуш, Р. Шмалензи Экономика 2002 –864с.
11.  «Безопасность в чрезвычайных ситуациях:Учебник» под ред. Н.К. Шишкина. – М., ГУУ, 2000.
12.  В.Е. Анофриков, С.А. Бобок, М.Н. Дудко, Г.Д.Елистратов «Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие длявузов» / ГУУ. – М.: ЗАО «Финстатинформ», 1999.
13.  Правилa устройства электроустановок п.1.7.96
14.  СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственноеосвещение».
15.  СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы»
16. Зайцев Н.Л. Экономика промышленного предприятия: Учебник; 2-еизд., перераб. и доп. – М.: ИНФРА – М, 1998.