Электроснабжение автомобильного завода

перегрузки с действием на сигнал с выдержкой времени. Устанавливается на

каждой части расщеплённой обмотки. Продолжительность срабатывания такой

защиты должна быть выбрана примерно на 30% больше продолжительности пуска

или самозапуска электродвигателей, получающих питание от защищаемого

трансформатора, если эти процессы приводят к его перегрузке.

Расчёт тока срабатывания от перегрузки.

ток срабатывания от перегрузки равен:

[pic] (10.5.1)

где kотс=1,05, для реле РТ-40.

Kв=0,85, коэффициент возврата реле РТ-40

[pic]

ток срабатывания реле равен:

[pic]

(10.5.2)

[pic]

11. РАСЧЁТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала

при обслуживании электроустановок. К защитному заземлению относятся

заземления частей установки, нормально не находящиеся под напряжением, но

которые могут оказаться под ним при повреждении изоляции. Заземление

позволяет снизить напряжение прикосновения до безопасного значения.

Произведём расчёт заземляющего устройства подстанции ГПП.

Установим необходимое допустимое сопротивление заземляющего

устройства. В данном случае заземляющее устройство используется

одновременно для установок выше 1000 В с заземлённой нейтралью и

изолированной нейтралью. Согласно [12] сопротивление растекания R3 для

установок выше 1000 В с заземлённой нейтралью R3 < 0,5 Ом, а для установок

выше 1000 В с изолированной нейтралью R3<[pic], но не более 10 Ом. Из двух

сопротивлений выбираем наименьшее, то есть R, < 0,5 Ом.

Определим необходимое сопротивление искусственного заземлителя Rи. Так

как данных о естественных заземлителях нет, то Rи=Rз=0,5 Ом.

Выберем форму и размеры электродов, из которых будет сооружаться

групповой заземлитель. В качестве вертикальных электродов выбираем прутки

диной 5 м диаметром 14 мм. Эти заземлители наиболее устойчивы к коррозии и

долговечны. Кроме того, их применение приводит к экономии металла. Прутки

погружаем в грунт на глубину 0,7 м с помощью электрозаглубителей. В

качестве горизонтальных электродов применяем полосовую сталь сечением 4x40

мм. Во избежание нарушения контакта при возможных усадках грунта укладываем

её на ребро. Соединение горизонтальных и вертикальных электродов

осуществляем сваркой.

Размеры подстанции 37x28 метров. Тогда периметр контурного заземлителя

равен р=2·(37-4+28-4)=114 м, а среднее значение расстояния между

электродами:

[pic] (11.1)

где nв=60 — предварительное число вертикальных электродов.

Отношение а/1= 1,9/5=0,38, тогда из [12] коэффициент использования

вертикальных электродов Ки верт=0,29.

Определим расчётное удельное сопротивление грунта отдельно для

горизонтальных и вертикальных электродов с учётом повышающих коэффициентов

Кс, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание его зимой.

Расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов:

?расч.верт=Кс.в·?о

(11.2)

где Кс.в=1,3 — коэффициент сезонности для вертикальных электродов и

климатической зоны 2 согласно [12];

?о=40 — удельное сопротивление грунта для глины, Ом-м.

Расчётное удельное сопротивление грунта для горизонтальных электродов:

?расч.гор=Кс.в·?о

(11.3)

где Кс.г=3 — коэффициент сезонности для горизонтальных электродов и

климатической зоны 2 согласно [12];

?расч.верт=1,3·40=52 Ом·м; ?расч.гор=3·40=:120 Ом·м.

Определим сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода:

[pic] (11.4)

где 1=5 — длина вертикального электрода, м;

d=14-10-3 —диаметр электрода, м;

t=3,2 — расстояние от поверхности грунта до середины электрода, м;

[pic]

Определим примерное число вертикальных электродов п„ при предварительно

принятом коэффициенте использования вертикальных электродов Ки.верт=0,29:

[pic],принимаем nв=80.

Определим сопротивление растеканию тока горизонтального электрода:

[pic] (11.6)

где l=114 — длина горизонтального электрода, м;

t=3,2 — глубина заложения , м;

d3 — эквивалентный диаметр электрода, м; d3=0,5·b=0,5·0,04=0,02

м;

[pic]

Уточнённые значения коэффициентов использования: Ки.верт=0,276;

Ки.гор =0,161, тогда уточнённое число вертикальных электродов с учётом

проводимости горизонтального электрода:

[pic], (11.7)

[pic], принимаем nву=81.

[pic]100%= 1,25 %, отличие меньше 10%, следовательно, окончательное число

вертикальных электродов — 81.

Для выравнивания потенциала на поверхности земли с целью снижения

напряжения прикосновения и шагового напряжения на глубине 0,7 м укладываем

выравнивающую сетку с размером ячейки 6,6x6 метров. План подстанции с

контурным заземлителем представлен на рисунке

[pic]

Рисунок 21. Заземление ПГВ

68

Охрана труда

Раздел 1

1 Повышенное значение тока и напряжения в электрической цепи

Для персонала электрохозяйств важнейшим вопросом охраны труда является

электробезопасность представляющая собой систему организационных и

технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного

и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги,

электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009-76

ССБТ).

К числу опасных и вредных факторов ГОСТ 12.01.003-74 ССБТ относятся

повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой

может произойти через тело человека, повышенный уровень статического

электричества, электромагнитных излучений, повышенную напряжённость

электрического и магнитного полей. Электрический ток и электрическая дуга

могут вызвать повреждение организма-электротравму.

Возникновение электрической цепи через тело человека возможно в

случаях:

а) однофазного прикосновения неизолированного от земли человека к одной

фазе электроустановки, находящейся под напряжением;

б) двухфазного прикосновения человека к двум фазам электроустановки,

находящейся под напряжением;

в) приближение на опасное расстояние человека к неизолированным

токоведущим частям электроустановки, находящейся под напряжением, в

результате искрового разряда через человека;

г) прикосновение человека неизолированного от земли к металлическим

корпусам электрооборудования оказавшегося под напряжением;

д.) включение человека, находящегося в зоне растекания тока замыкания

на землю, на “Напряжение шага’’.

е.) воздействие атмосферного электричества при грозовых разрядах.

ж.) прикосновения к накопителям электрической энергии отключенным от

питающей сети (БСК, кабельные или воздушные линии, дугогасящие катушки.

Электрический ток в теле человека обуславливает преобразование

поглощённой организмом электрической энергии в другие виды и производит

термическое, электролитическое, механическое и биологическое дейсвие.

Наиболее опасным видом электротравмы является электрический

удар–поражение организма, при котором наблюдаются явления паралича мышц

опорно-двигатетельного аппарата, мышц грудной клетки, мышц желудочков

сердца.

Различают три ступени воздействия тока при прохождении через организм

человека : ощутимый ток –вызывающий ощутимые раздражения; неотпускающий

ток–вызывающий непреодолимые судорожные сокращения мышцруки в которой зажат

проводник; фибриляционный ток –вызывающий фибриляцию сердца.

Их наименьшие значения называются пороговыми. Так на пример переменный

ток промышленной частоты 50Гц имеет пороговые значения: 2мА –ощутимый,

10–15мА –неотпускающий; 100мА– фибриляционный. Ток более 5А вызывает

паралич сердца, удушье и тяжёлый ожёг. Основными критериями

электробезопасности в промышленных установках являются:

1. допустимый ток Iчел.доп в зависимости от времени воздействия t,с

Iчел.доп[pic];

2. допустимый ток Iчел.доп, равный или меньший 6мА при времени

воздействия больше 1с, Iчел.доп[pic] ;

3. допустимый ток Iчел.доп, равный или меньший 0,3мА при времени

воздействия не более 10минут в сутки, при нормальном режиме работы

электроустановки нормируется также напряжение прикосновения В,

напряжение между двумя точками цепи тока которых одновременно

касается человек:

[pic] при t?1c; Uпр.доп?36 В при t?1с.

2. Повышенный уровень электромагнитных излучений

В технологии ряда производств используют высокочастотные

электромагнитные поля (ЭМП), в частности для быстрого разогрева различных

материалов при их термической обработке.

В процессе эксплуатации промышленных термических ВЧ установок не

исключены частичные утечки электромагнитной энергии в ближайшее

пространство, а следовательно, есть опасность воздействия на людей.

Воздействие на живую ткань организма, ЭМП вызывает переменную

поляризацию молекул и атомов, составляющих клетки, в результате чего

происходит опасный их нагрев. Избыточная теплота может нанести вред

отдельным органам и всему организму человека. Особенно вреден перегрев

таких органов как глаза, мозг, почки и т.д. Возможны также нарушение

функций сердечно-сосудистой и нервной системы. Электромагнитные излучения в

зависимости от частоты колебаний подразделяются на несколько диапазонов. К

диапазону низких частот относятся ЭМП промышленной частоты (50 Гц), которые

заметно проявляются в электроустановках сверхвысоких напряжений, более

400кВ–на линиях электропередач, в распределительных устройствах

электростанций. Их воздействие оценивается значением электрической

составляющей, оказывающей влияние главным образом на нервную систему

человека.

Область распространения ЭМП от источника его излучения условно

разделяют на три зоны. Ближняя (зона индукции) имеет радиус от излучателя,

равного примерно 1/6 длины волны. Дальняя зона начинается с расстояния от

излучателя равного примерно шести длинам волны, между ними находится

промежуточная зона. В ближней и промежуточной зоне волна ещё не

сформировалась, по этому интенсивность поля оценивается по электрической

напряжённости поля (В/м) и магнитной составляющей (А/м).

В дальней волновой зоне поле оценивается не по напряжённостям, а по

плотности потока энергии.

Степень вредного действия ЭМП зависит от диапазона его частоты,

интенсивности поля, продолжительности облучения, характера излучения

(непрерывное или модулированное), режима облучения, размеров облучаемой

поверхности тела и индивидуальных особенностей человека.

Нормируемыми параметрами ЭМП в диапазоне частот от 60кГц до 300МГц

согласно ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ являются напряжённости Е и Н, поскольку

практически человек находится в зоне индукции в которой преобладает

электрическая и магнитная составляющие поля в зависимости от вида

излучателя.

Предельно допустимая напряжённость ЭМП на рабочем месте не должна

превышать в течении рабочего дня следующих значений (табл. 1):

|По электрической составляющей |По магнитной составляющей |

|f,МГц 0,06-3 3-30 30-50 50-300 |f,МГц 0,06-15 30-50 |

|Е,В/м 50 20 10 |Н,А/м 5 |

|5 |0,3 |

В диапазоне более высоких частот от 300МГц до 300ГГц предельно

допустимая плотность потока энергии (ППЭ) с учётом времени работы не должна

превышать 200мкВт?ч/см2.

Для электроустановок промышленной частоты сверхвысокого напряжения

(400кВ и выше) облучение электрическим полем регламентируется ГОСТ

12.1.002–84 ССБТ. По значению напряжённости электрического поля Е и

продолжительности пребывания в нём человека в течении суток.

3 Повышенный уровень шума на рабочем месте

Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной частоты

и интенсивности неблагоприятно действующих на организм человека.

Источниками производственного шума могут быть различные механизмы, машины и

транспортные средства (механический шум), электрические машины и аппараты

(электромагнитный шум), вентиляционные системы и двигатели внутреннего

сгорания (аэродинамический шум). Длительное воздействие шума неблагоприятно

для человека, так как снижается острота зрения и слуха, повышается кровяное

давление, снижается внимание. Особенно вредно шум влияет на нервную и

сердечно-сосудистую системы.

Степень воздействия шума на слуховой аппарат человека зависит не только

от интенсивности и звукового давления, но и от частоты и характера

изменения звука во времени. Диапазон слышимых звуков очень большой–от

минимальных значений едва различимых слуховым аппаратом (порог слышимости),

до максимальных, вызывающих болевое ощущение (болевой порог). При

измерениях и оценке шума на рабочих местах оперируют уровнями звукового

давления, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности звука, а к

среднеквадратичному значению звукового давления. Шум на рабочих местах

различных металлообрабатывающих станков достигает звукового давления около

2?10-1Па, и, следовательно, его уровень составляет 80дБ.

Субъективное ощущение человеком воздействия шума зависит не только от

уровня звукового давления, но и от частоты.

Нормирование и контроль шума необходимо осуществлять с учётом его

частотной характеристики.

При нормировании звукового давления на рабочих местах частотный спектр

шума разбивают на девять частотных полос.

Нормируемой характеристикой постоянного шума являются уровни звуковых

давлений в октавных полосах (табл. 2)

|Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со |Уровни звука и |

|.среднегеометрическими частотами, Гц |эквивалентные |

| |уровни звука |

| |дБ?А без |

| |частотного |

| |анализа |

|31,5 |63 |125 |250 |500 |1000 |2000 |4000 |8000 | –––– |

|107 |95 |87 |82 |75 |73 |71 |69 | | 80 |

Согласно ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ по характеру частотного спектра шумы

следует разделять на широкополосные и тональные. Широкополосный шум

характеризуется непрерывным частотным спектром состоящим из отдельных тонов

(шум от нагруженного трансформатора) шириной более одной октавы.

Тональный шум характеризуется наличием в спектре ярко выраженных

слышимых отдельных тонов (шум от работающей дисковой пилы или характерный

звук асинхронного двигателя работающего в режиме обрыва одной фазы в цепи

питания).

Измерение уровня шума производят шумом ерами. Широко применяются

отечественные шумом еры типа ИШВ–1, с помощью которых можно измерять уровни

звуковых давлений от30 до 130дБ при частотах от 10 до 12500Гц.

Раздел 2

1.Защита от повышенного уровня электромагнитных полей

На практике основной коллективной мерой защиты от воздействия ЭМП

служат различные металлические экраны отражающие электромагнитные волны или

поглощающие энергию ЭМП.

В качестве индивидуальных средств защиты работающих применяют

комбинезоны, халаты из металлизированной ткани, которые действуют как

экраны. Для защиты глаз служат специальные очки марки ЗП5-90, стёкла этих

очков покрыты окисью олова, слой которого значительно ослабляет

электромагнитное поле.

2.Борьба с повышенным уровнем шума

Снижение шума в условиях производства осуществляется главным образом

применением малошумного оборудования. Согласно ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ

средства и методы защиты от шума могут быть коллективные и индивидуальные.

Коллективными методами снижается шум в самом источнике его возникновения и

на пути его распространения.

В качестве средств индивидуальной защиты от шума рекомендуется

использовать специальные наушники, вкладыши в ушную раковину и

противошумные каски.

Раздел 3

Расчёт заземления ГПП представлен в пояснительной записке ранее.

Раздел 4

Противопожарные меры при эксплуатации электроустановок

Основными причинами возникновения пожаров на объектах электрохозяйств

является нарушение инструкций и ПТЭ электроустановок потребителей, а именно

недопустимые перегревы обмоток и магнитопроводов электрических машин и

трансформаторов в следствии их длительных перегрузок, которые могут

привести к загоранию изоляции, перегрузки проводов и кабелей электрических

сетей.

Учитывая факторы пожарной опасности электроустановок ПУЭ и ПТЭ

рекомендуют допустимые температуры нагрева частей электрических машин и

аппаратов, проводников и контактов, масла в маслонаполненных аппаратах и

других частей ЭО. Например для волокнистых материалов не пропитанных маслом

и не погруженных в масло предельная допустимая температура нагрева не

должна превышать 90° С а эти же материалы погруженные в жидкий изоляционный

материал допускают температуру нагрева 105° С.

Для контроля температуры открытых токоведущих жил используют

специальные термоплёнки, которые при нагревании изменяют цвет. Температуру

масла в силовых трансформаторах контролируют термометром опущенном в

футляре в верхней части бака. Согласно ПТЭ температура масла в баке не

должна превышать 95° С и не должна превышать температуру окружающей среды

более чем на 60° С.

Маслонаполненные силовые трансформаторы содержащие большое количество

горючего минерального масла представляют собой большую пожарную опасность в

случае разрыва бака и вытекания горящего масла. При аварии чтобы уменьшить

опасность распространения пожара при такой аварии, при монтаже

трансформатора сооружается под ним масло приёмная бетонированная яма, в

которую спускают горящее масло. Яма покрывается стальной решёткой, по верх

которой насыпают слой гравия.

Мощные масляные трансформаторы оборудуются специальным газовым реле,

которое срабатывает в случаях утечки из бака трансформатора масла и

недопустимого понижения его уровня, а также в случае когда в результате

межвитковых замыканий в обмотке в следствии разложения масла выделяются

газы заполняющие резервуар реле, от чего оно срабатывает на сигнал или на

отключение.

Помещение комплектной трансформаторной подстанции по категории производства

и степени огнестойкости является В-II по НПБ–105-95.

Заключение

Спроектированная система электроснабжения автомобильного завода имеет

следующую структуру. Предприятие получает питание от энергосистемы по

двухцепной воздушной линии электропередач длиной 4,8 км напряжением 110 кВ.

В качестве пункта приёма электроэнергии используется двухтрансформаторная

ГПП с трансформаторами мощностью 10000 кВА. Вся электроэнергия

распределяется на напряжении 6 кВ по кабельным линиям.

В результате проделанной работы были определены следующие параметры

электроснабжения. Расчётные нагрузки цехов определены по методу

коэффициента спроса и статистическим методом. В качестве расчётной нагрузки

по заводу в целом приняли нагрузку, определённую методом коэффициента

спроса SM=14824,7 кВА. Была построена картограмма электрических нагрузок,

по которой было определено место расположения пункта приёма электроэнергии.

ГПП был сдвинут к источнику питания. На основании технико-экономического

расчёта было выбрано устройство высокого напряжения типа «выключатель».

Были выбраны силовые трансформаторы типа ТДН-10000/110. Питающие линии

марки АС-70, которые прокладываются на железобетонных опорах. Вследствие

большого процентного содержания нагрузки 6 кВ в общей нагрузке предприятия,

без ТЭР было выбрано рациональное напряжения распределения электроэнергии 6

кВ. На территории завода расположены 18 КТП с расстановкой БСК. Питание

цехов осуществляется кабельными линиями, проложенными в земле. Для выбора

элементов схемы электроснабжения был проведён расчёт токов короткого

замыкания в трёх точках. На основании этих данных были выбраны аппараты на

сторонах 110 кВ, 6 кВ и 0,4 кВ, а также проведена проверка КЛЭП на

термическую стойкость. Был произведён расчёт продольной дифференциальной

токовой защиты трансформаторов ПГВ. Был рассмотрен расчёт заземляющего

устройства ПГВ.

В целом предложенная схема электроснабжения отвечает требованиям

безопасности, надёжности, экономичности.

ВВЕДЕНИЕ

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1. Исходные данные на проектирование

1.2. Технологический процесс

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕРАСЧЕТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

2.1. Метод коэффициента спроса

2.2. Статистический метод

3. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

5. ВЫБОР СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

5.1. Выбор устройства высшего напряжения ППЭ

5.2. Выбор трансформаторов ППЭ

5.3. Выбор ВЛЭП

6. ВЫБОР СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

6.1. Выбор рационального напряжения системы распределения

6.2. Выбор числа РП, ТП и мест их расположения

6.3. Размещение БСК в электрической сети предприятия

6.4. Выбор числа и мощности трансформаторных цеховых ТП

6.5. Расчет потерь в трансформаторах цеховых КТП

6.6. Выбор способа канализации электроэнергии

7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

7.1. Расчет тока КЗ в точке К-1

7.2. Расчет тока КЗ в точке К-2

7.3. Расчет тока КЗ в точке К-3

7.4. Расчет тока КЗ в точке К-4

7.5. Расчет тока КЗ в точке К-5

8. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

8.1. Выбор аппаратов напряжением 110кВ

8.2. Выбор аппаратов напряжением 6 кВ

8.3. Выбор аппаратов напряжением 0,4кВ

9. ПРОВЕРКА КЛЭП НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ

10. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

10.1. Защита от поврежедний внутри кожуха и от понижения уровня масла

10.2. Защита от повреждений на выводах и от внутренних повреждений

трансформатора

10.3. Защита от токов внешних многофазовых КЗ

10.4. Защита от токов перегрузки

11. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

12. ОХРАНА ТРУДА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

-----------------------

Скрапоразделочная

металлолом

Литейный

цех №11

Литейный

цех №10

Кузнечный

цех

Цех

топливной

аппарату-

ры

Склад №7

[pic]

[pic]

Кузовной

цех

Цветной

металл

железо

чугун

ковкий чугун

блоки

силовых

агрегатов

Цех главного конвейера

(основная сборка)

Моторный

цех

-----------------------

ОмГТУ гр-Ээу-537

Листов

Лит.

Элекроснабжение автомобильного завода.

.

.Беспалов

Утвердил

Мальгин

Н.контроль

Кириченко

Рук.проект

Плотников

Разработ.

ДП-0,41-181300-110-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5