1. БЕЗОПАСНОСТЬЭКСПЛУАТАЦИИ БЛОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТИПА ТДЦ-400000/330/20
1.1 Анализ опасных и вредных факторов при эксплуатацииблочных трансформаторов типа ТДЦ-400000/330/20
Приобслуживании трансформаторов существует опасность поражения человекаэлектрическим током, в результате прикосновения к токоведущим частям,находящихся под напряжением, к корпусу трансформатора при повреждении(напряжение прикосновения), а также при попадании под шаговое напряжение.
А такжеопасными факторами, при эксплуатации трансформаторов, является опасностьпоражения человека электрической дугой.
Рассмотримвозможные случаи попадания человека под напряжение и оценим их опасность.Расчёты токов протекающих через человека представлены в таблице 1.
Таблица 1.Расчеттоков протекающих через человека.
Вид включения человека
Схема включения
Формула и величина тока
/>При прикосновении к фазному проводу сети напряжением 330 кВ и 20кВ со стороны блочного трансформатора
IЧ330=UФ/(RД+RЗ+RЧ)=190751/(1300+0,5+1500)=68,11А,
IЧ20=UФ/(RД+RЗ+RЧ)=11560/(1300+
0,5+1000)=4,12 А,
При попадании человека под шаговое напряжение
/>
IЧ=IЗ×RЗ×b1/ RЧ=8193×0,5×0,15/1500=0,409А, Ток, протекающий через человека при прикосновении к нетоковедущему корпусу поврежденного трансформатора
/>
IЧ330=Uл/(RЧ+r/3)=330000/(1500+20×
106/3)=4,94×10-2 А,
IЧ20=Uл/(RЧ+r/3)=20000/(1500+20×
106/3)=2,99×10-3А,
Примечания:
/> — линейное напряжение;
R”ч=103 Ом- сопротивление цепи человека;
Rд=103 Ом- сопротивление электрической дуги;
b1=0,15 – Коэффициент учитывающий форму потенциальнойкривой;
Uф — фазноенапряжение сети;
Rз=0,5 Ом — сопротивление заземлителя (ПУЭ);
Rд=3000Ом-сопротивление электрической дуги;
r=20 МОм – сопротивлениетоковедущих частей относительно земли.
1.2 Анализвредных факторов
Так как, блочныетрансформаторы находятся вне помещения основными вредным факторами при ихэксплуатации являются недостаточное или нерациональное освещение в темное времясуток, а также работа в неблагоприятных метереологических условиях.
2.Профилактические меры по безопасности эксплуатации блочных трансформаторов
2.1Защитные меры от поражения человека электрическим током
Недоступность токоведущихчастей обеспечивается сетчатыми ограждениями. Трансформатор расположен за сетчатымограждением, которое имеет открывающиеся или открываемые части; они закрыты идля отпирания имеют приспособления.
Контроль изоляции
Для трансформатораТДЦ-400000/300 определение условий включения, измерение характеристик изоляцииследует производить в соответствии с инструкцией «Трансформаторы силовые.Транспортирование, разгрузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию».Состояниеизоляции обмоток предварительно проверяется измерением мегомметром: 2500 Всопротивления изоляции главной изоляции; 500—1000 В — сопротивления вторичныхобмоток относительно корпуса и между всеми обмотками.
Испытание повышеннымнапряжением промышленной частоты:
а) изоляции обмотоквместе с вводами
— для обмоткинапряжением20 кВ — 49,5 кВ;
— для обмотки напряжением300 кВ — 414 кВ.
б)изоляции доступных стяжных шпилек, прессующих колец и ярмовых балок.Испытательное напряжение 1-2 кВ. Продолжительность испытания 1 мин
Приудовлетворительных результатах испытания повышенным напряжением выноситсяокончательное суждение об удовлетворительном состоянии изоляции. В противномслучае должны производиться ремонт или замена трансформатора.
Защитноезаземление
Конструктивно, защитноезаземление, представляет собой совокупность заземлителя и заземляющегоустройства.
Трансформатор расположенснаружи, по этому для его заземления используем искусственный заземлитель. Вкачестве искусственных заземлителей применяют стальные металлоконструкции.Расчет заземлителя представлен в пункте 2.2.
Электрозащитные средства
Электрозащитные средства- это переносимые (перевозимые) изделия, которые служат для защиты от пораженияэлектрическим током или электрической дуги. Электрозащитные средства делятся наосновные и дополнительные и представлены в таблице 2.
Таблица 2.Электрозащитные средстваОсновные Количество Дополнительные Количество Изолирующая штанга
1 Диэлектрические перчатки 2 Оперативная штанга 1 Диэлектрические боты 2 Измерительная штанга 1 Диэлектрические коврики 3 Измерительные клещи 3 Защитные очки 3
2.2 Расчет заземлителя
Исходные данные:
1. Номинальное напряжение Т: />, />.
2. Ток однофазного замыкания на землю (из расчетов токовкороткого замыкания): Iз = 8193 А (на напряжении 330 кВ).
3. Нейтраль трансформатора эффективно заземлена.
4. Площадь занимаемая заземлителем S = 40 × 80 = 3200 м2 (площадь территории ОРУ, на которой находится трансформатор).
5. Удельное сопротивление верхнего инижнего слоев земли: r1 = 100 Ом·м (суглинок); r2 = 80 Ом·м (глина); толщина верхнего слоя h = 1,5 м.
/>
Рис.2.а) Планконтурного заземления
/>
Рис.2.б)Схема размещения заземлителя в грунте.
Для расчета применяем статистический метод расчета,который учитывает двухслойную структуру грунта и применяется для расчета сложныхзаземлителей с большими токами замыкания на землю в сетях с эффективнозаземленной нейтраллю.
Расчёт:
Сопротивление заземляющего устройства RЗУ растеканию тока для электроустановки всетях с эффективно заземлённой нейтралью напряжением 330кВ не превышает 0,5 Омв любое время года.
Заземлитель выполняем ввиде горизонтальной сетки из продольных и поперечных проводников, уложенных вземле на глубине 0,8 м, и вертикальных электродов.
Вертикальные стержневые электродыимеют длину l = 15 м (диаметр d = 15 мм). Расстояние между стержнями а = 5 м. Суммарная длина LГ горизонтальных электродов равна:
LГ = 60·11 + 15·40 = 1440 м.
Обобщенный параметр
/>;
Промежуточные обобщенные параметры,так как:
1
CB = 0,52;
EB = 0,239 + 0,0693·1,5 =0,343;
Cβ = 0,149;
Eβ = 0,338 +0,0245·1,5 = 0,3748.
Следовательно:
/>;
/>.
Сопротивление заземления:
/>Ом,
что меньше нормы 0,5 Ом.
Применяемый метод справедлив, так каквыполняются следующие ограничения:
/> → />/>
/> → />
/> → />
/> → />
/> → />
Проверка.
Определим напряжение на заземлителепри стекании тока Iз:
/>.
Определим напряжение прикосновения.
Выбираем значение параметра М (изтаблицы) по отношению μ = ρ1/ρ2 = 1,25: М =0,59.
Определим коэффициент напряженияприкосновения:
/>;
Напряжение прикосновения:
/>
где Uпр.доп –наиболее допустимое напряжение прикосновения (продолжительность воздействиятока 0,5 с).
Условия выполняются.
Поверхность соприкосновениязаземлителя с грунтом:
/>
где а и b – ширина и толщинагоризонтальных полос, м.
Расчётная поверхность искусственногозаземлителя:
/> ,
где r — удельное сопротивление грунта внаиболее сухой период, принимаем равным эквивалентному сопротивлению rэ = 81,82 Ом·м;
t = 0,1 с — длительностьзамыкания на землю во время срабатывания защиты, принимаем равным времениотключения выключателя.
Расчётное эквивалентное удельноесопротивление грунта:
/> Ом·м
где показатель степени копределяется по формуле:
/>
Относительная длина верхней частивертикальных электродов:
/>
Получили, что Sз = 192,95 м2 > Sр = 2,812 м2 выполняется.
Проверим горизонтальные проводники поминимальному допустимому сечению.
Согласно ПУЭ:
/> мм2,
где аст = 21 — постоянный множитель (для стали а=21); Q — допустимая температура кратковременного нагрева.
Горизонтальная полосапроходит контроль по термической стойкости, т.к. S=4x40=160 мм2 >28,26 мм2
Условия выполняются.
2.3 Защитные меры от опасных факторов
Предохранительныемонтерские пояса, страховочный канат служит средствами защиты от падения приработе на высоте.
Для защиты обслуживающего персоналаот электрической дуги применяют МТЗ
2.4 Защитные меры от вредных факторов
Снижение (ослабление)шума в самих его источниках (конструкция оборудования). Четкое соблюдениеправил технической эксплуатации. Также необходимо устанавливатьзвукоизоляционные ограждения, ограждающие конструкции и звукопоглощающиеэкраны.
Питание светильников аварийногоосвещения осуществляется от независимых источников питания.
блочный трансформаторзаземлитель пожар защитный
3. Пожарнаябезопасность
Трансформатор расположенвне помещения, поэтому зона вокруг трансформатора относится к пожароопаснойзоне класса П-III и категории «В».
3.1 Причиныпожаров
Пожары втрансформаторах возникают, преимущественно, через повреждение маслонаполненныхвводов через пробой внутренней изоляции, которые сопровождаются взрывом вводов,или разрывом бака трансформатора в случае повреждения основной или обмоточнойизоляции.
Загораниемасла при этом вызвано действием электрической дуги, поскольку релейная защитаотделяет трансформатор с некоторым опозданием уже после того, как состоялосьразрушение ввода или бака и возникла вспышка выброшенных из трансформаторагорючих газов и паров масла.
Короткие замыкания. Прикоротких замыканиях по проводникам протекают большие токи, вследствие чегопроисходит нагрев проводников, загорается изоляция и окружающие предметы.
Перегрузки. Возникают припротекании токов, больших номинальных. Происходит при неправильном выполнениимонтажных работ и при подключении к сети нагрузки, на которую она нерассчитана.
А такжепожары могут возникнуть по следующим неэлектрическим причинам: несоблюдениеперсоналом правил пожарной безопасности.
3.2 Меры обеспечения пожаробезопасности
Трансформаторыдолжны удовлетворять требованиям ПУЭ. Для обеспечения пожарной безопасности исохранности электрооборудования при авариях необходимо содержать в полномпорядке и исправном состоянии маслосборные устройства и маслостоки.
Маслоприемники,маслонаполненные вводы должны быть в исправном состоянии и периодически проверятьсясогласно местным инструкциям.
Стационарныесредства пожаротушение должны иметь засовы с автоматическим управлением ивключатся в работу в случае срабатывания защиты вот внутренних повреждений.
Максимальнодопустимая температура верхних слоев масла для трансформаторов безпринудительной циркуляции масла должна быть не более 95 град. С, а превышениетемпературы масла над температурой окружающего воздуха — не более 60 град. С.
Дутьевоеохлаждение трансформаторов должно включаться при нагрузке выше 100% независимоот температуры масла и при температуре масла выше 55°С независимо от нагрузки.
Возлетрансформаторов устанавливаются ящики с песком, предусмотрены пятьуглекислотных огнетушителей типа ОУ-8, четыре пенных огнетушителя типа ОХП-10,пожарный гидрант.