1 2
5 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Основой причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение КЗ в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов короткого замыкания, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определить токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов короткого замыкания.
Расчетная схема и схема замещения представлены на рис. 5.1 и рис.5.2 соответственно. Сопротивление энергосистемы и трансформатора дано:
(5.1)
(5.2)
Суммарное сопротивление до точки К1:
(5.3)
Рис.5.1 Расчетная схема Рис. 5.2 Схема замещения
Ток трёхфазного КЗ в точке К1:
(кА), (5.4)
кА,
Ударный ток трёхфазного КЗ в точке К1:
(кА), (5.5)
где куд— ударный коэффициент, который определяется по кривой kуд=f(x/r), а при x>>r принимается равным 2, по [рис.6.2, 9]:
Ток двухфазного КЗ в точке К1:
(кА), (5.6)
кА.
Сопротивление воздушной ЛЭП взято из исходных данных:
=1,57 Ом,
=4,14 Ом.
Суммарное сопротивление до точки К2:
(5.7)
(5.8)
Ток трёхфазного КЗ в точке К2:
кА.
Ударный ток трёхфазного КЗ в точке К2:
кА.
Ток двухфазного КЗ в точке К2:
кА.
Сопротивление линии от ГРП до ТП:
Кабель ААБ-10 (3×70) =0,447 мОм/м, =0,086 мОм/м
Сопротивление трансформатора Х=3,75 Ом
Суммарное сопротивление до точки К3:
(5.9)
Ток трёхфазного КЗ в точке К3:
кА.
Ударный ток трёхфазного КЗ в точке К3:
Ток двухфазного КЗ в точке К3:
кА.
Приводим сопротивления системы к напряжению 0,4 кВ:
(5.10)
(5.11)
мОм,
мОм.
Сопротивление трансформатора
мОм,
мОм.
Суммарное сопротивление до точки К4:
(5.12)
мОм,
мОм,
мОм.
ЭДС системы электроснабжения на стороне 0,4кВ:
Ток трёхфазного КЗ в точке К4:
(кА), (5.13)
кА.
Ударный ток трёхфазного КЗ в точке К4:
кА.
Ток двухфазного КЗ в точке К4:
кА.
Ток замыкания на землю в сети 10 кВ определяется как сумма емкостных токов всех линий:
(5.14)
где – погонный емкостный ток однофазного замыкания на землю i-го кабеля, для кабеля сечением 95 – 1,1А/км, 70 – 0,94А/км, 50 – 0,94А/км [10]; – длина i-го кабеля, км (берется из табл. 4.1.);
Результаты расчёта токов КЗ в характерных точках сведены в табл.5.1.
Таблица 5.1
Результаты расчета токов КЗ
Точка КЗ | , кА | , кА | , кА | , кА |
K1 | 14,0 | 36,4 | 12,1 | – |
K2 | 7,0 | 16,0 | 6,0 | – |
K3 | 7,0 | 16,9 | 6,0 | – |
K4 | 12,3 | 25,3 | 10,6 | – |
6 Выбор и проверка электрических аппаратов
Выбор и проверка коммутационных аппаратов
Электрические аппараты выбираются:
— по напряжению:
(кВ), (6.1)
где — номинальное напряжение аппарата (кВ), — номинальное напряжение сети, в которой используется аппарат (кВ).
— по максимальному току нагрузки в сети расчетного присоединения:
(А), (6.2)
(А), (6.3)
— по отключающей способности:
, (6.4)
где — действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания (кА).
Электрические аппараты проверяются:
— по электродинамической стойкости при токах короткого замыкания:
(кА), (6.5)
(кА), (6.6)
где , — действующее значение периодической составляющей и амплитудное значение полного тока электродинамической стойкости аппарата (кА)
— на термическую стойкость:
(6.7)
где — ток термической стойкости аппарата (кА); — длительность про-текания тока термической стойкости (с); — расчетный импульс квадратичного тока короткого замыкания (кА2·с);
(6.8)
где – минимальное время срабатывания релейной защиты (с); – собственное время отключения аппарата (с); – время затухания апериодической составляющей тока КЗ (с).
Выбор и проверка трансформаторов тока ГРП
Трансформаторы тока выбирают:
— по напряжению:
(кВ), (6.9)
— по максимальному рабочему току:
(6.10)
— по мощности в требуемом классе точности:
(6.11)
(6.12)
Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов rприб, соединительных проводов rпр и переходного сопротивления контактов rк:
r2=rприб+rпр+rк (Ом), (6.13)
Для определения сопротивления приборов, питающихся от трансформаторов тока, необходимо составить таблицу — перечень измерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении. Суммарное сопротивление приборов рассчитывают по суммарной мощности:
(Ом), (6.14)
где: — суммарная мощность, потребляемая приборами (ВА); — номинальный ток вторичной обмотки трансформатора (А).
Трансформаторы тока проверяются:
— по электродинамической стойкости:
(6.15)
— по термической стойкости к токам короткого замыкания:
). (6.16)
Выбор и проверка трансформаторов напряжения ГРП
Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. Их выбирают:
— по номинальному напряжению:
(6.17)
где – номинальное напряжение сети, к которой подсоединяется трансформатор напряжения (кВ); – номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора (кВ);
— по вторичной нагрузке:
, (6.18)
где – расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью (ВА); – номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечивающая его работу в заданном классе точности (ВА).
В электрических сетях до 1000В защита оборудования от перегрузок и КЗ осуществляется с помощью плавких предохранителей и автоматических выключателей. Их выбор приведён ниже.
Выбор плавких предохранителей.
Предохранитель должен удовлетворять условиям:
(6.19)
где — номинальное напряжение предохранителя (В); — номинальное напряжение сети (В); — номинальный ток отключения (А); — максимальный ток КЗ (А).
Плавкую вставку предохранителя выбираем с учётом следующих условий:
(6.20)
где — ток перегрузки или пиковый ток (для одного электроприемника принимается равным пусковому току) (А); — коэффициент отстройки, ; — коэффициент пуска, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска и принимаемый 1,6 — для тяжёлых и 2,5 — для лёгких условий пуска; — минимальный ток КЗ в конце защищаемой зоны (А). Для установок дуговой сварки =1,2 и .
Выбор автоматических выключателей выполняется по условию:
(6.21)
Выбор расцепителей автоматических выключателей производится по условию:
(6.22)
где: k=1,1 – для полупроводниковых расцепителей выключателей А3700 и ВА5000; k=1 – для тепловых расцепителей, k=1,6 для автоматического выключателя «Электрон»; – для теплового и электромагнитного расцепителя; – для полупроводникового расцепителя ВА5000 и А3700; – для «Электрона».
6.1 Выбор и проверка коммутационных аппаратов на вводе ЦТП
Выбор выключателей нагрузки:
Принимаем к установке выключатели нагрузки типа ВНР-10/400-10У3.
Паспортные данные приведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Паспортные данные ВНР -10/400-10У3
, кВ | , А | , кА | , кА | , кА | , с |
10 | 400 | 10 | 25 | 10 | 1 |
Производим проверку на электродинамическую стойкость по условиям (6.5), (6.6):
10кА > 7,0кА;
25кА > 16,9кА.
Выключатель нагрузки не проверяется на термическую стойкость ввиду наличия последовательно соединенной с ним плавкой вставкой предохранителя.
Выбор высоковольтного предохранителя осуществляем исходя из следующих условий:
(кВ), (6.23)
(кА), (6.24)
(кА), (6.25)
.
Принимаем к установке предохранитель ПКТ104-10-200-20 УЗ:
10кВ = 10кВ;
20кА > 16,9кА:
200А > 169,4А.
Данный предохранитель удовлетворяет всем требованием и может быть применен для защиты цехового трансформатора.
6.2 Выбор и проверка электроаппаратов ГРП
ГРП выполнен в виде ЗРУ. ЗРУ представляет собой специальное закрытое здание, в котором располагаются: комплектное распределительное устройство 10кВ, состоящее из шкафов КРУ «Классика» серии D-12РТ; распределительное устройство собственных нужд напряжением 0,4кВ обеспечивающее питание модулей КРУ-10кВ; тележка-подъемник (комплектуется по принципу: одна тележка на секцию); стойка средств защиты.
Перечень основного оборудования, устанавливаемого в ЗРУ–10кВ приведен в табл. 6.2.
Таблица 6.2
Оборудование ЗРУ-10кВ
Наименование оборудования | Тип |
Вакуумные выключатели | BB/TEL |
Ограничитель перенапряжения | ОПН/TEL |
Измерительные трансформаторы тока | ТОЛ-10 |
Измерительные трансформаторы напряжения | НАМИ-10 |
Выключатели на стороне 10кВ вводные и секционные должны иметь следующие параметры:
;
Вакуумный выключатель BB/TEL-10-20/1600У2 удовлетворяет этим параметрам. Паспортные данные приведены в табл. 6.3.
Таблица 6.3
Паспортные данные выключателя BB/TEL-10-20/1600У2
, кВ | , А | , кА | , кА | , кА | , кА | , с | , с | , с |
10 | 1600 | 20 | 20 | 51 | 20 | 3 | 0,025 | 1,1 |
Проверку на электродинамическую стойкость производим по условиям (6.5), (6.6):
20кА > 7,0кА.
51кА > 16,9кА.
Выключатель проходит по электродинамической стойкости.
Проверку на термическую стойкость токам КЗ производим по условию (6.7):
202 · 3 = 1200 кА2·с > 52,7 кА2·с.
Выключатель проходит по термической стойкости.
Выключатель BB/TEL-10-20/1600У2 удовлетворяет всем требованиям проверки.
Выключатели на отходящих линиях должны удовлетворять следующим параметрам:
;
Вакуумный выключатель BB/TEL-10-20/630У2 удовлетворяет этим параметрам. Паспортные данные приведены в табл. 6.4.
Таблица 6.4
Паспортные данные выключателя BB/TEL-10-20/630У2
, кВ | , А | , кА | , кА | , кА | , кА | , с | , с | , с |
10 | 630 | 20 | 20 | 51 | 20 | 3 | 0,015 | 0,95 |
Проверку на электродинамическую стойкость производим по условиям (6.5), (6.6):
20кА> 7,0кА.
51кА > 16,9кА.
Выключатель проходит по электродинамической стойкости.
Проверку на термическую стойкость токам КЗ производим по условию (6.7):
202 · 3 = 1200 кА2·с >32,1 кА2·с.
Выключатель проходит по термической стойкости.
Выключатель BB/TEL-10-20/630 У2 удовлетворяет всем требованиям проверки.
Трансформаторы тока вводных ячеек 10кВ должны удовлетворять условиям:
кВ;
Трансформатор тока ТОЛ-10-1000/5 УХЛ2 удовлетворяет этим параметрам. Паспортные данные приведены в табл. 6.5.
Таблица 6.5
Паспортные данные трансформатора тока ТОЛ-10-1000/5УХЛ2
, кВ | , А | , А | , Ом | , кА | , кА | , с |
10 | 1000 | 5 | 0,6 | 152,5 | 61 | 1 |
Проверка по электродинамической стойкости:
152,5кА > 36,4кА.
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости.
Проверку на термическую стойкость токам КЗ производим по условию (6.7):
612 · 1 = 3721 кА2·с >52,7 кА2·с.
Трансформатор тока проходит по термической стойкости.
Потребляемая мощность приборов, подключенных к данному трансформатору тока приведена в табл. 6.6.
Таблица 6.6
Потребляемая мощность электрических приборов, подключенных к трансформатору тока ТОЛ-10-1000/5 УХЛ2
Наименование | Тип прибора | Потребляемая мощность одного прибора, ВА | Количество приборов в фазе, шт. | Потребляемая мощность. ВА |
Амперметр | Э365 | 0,5 | 1 | 0,5 |
Варметр | Д335 | 0,5 | 1 | 0,5 |
Ваттметр | Д335 | 0,5 | 1 | 0,5 |
Счетчик активной энергии | ЦЭ6804 | 0,1 | 1 | 0,1 |
Счетчик реактивной энергии | ЦЭ6811 | 0,3 | 1 | 0.3 |
Итого | – | – | 5 | 1,9 |
Суммарная мощность, потребляемая приборами: S2 = 1,9 ВА.
Суммарное сопротивление приборов находим из выражения:
Ом. (6.26)
Сопротивление контактов принимаем равным rк = 0,05 Ом.
Требуемое сечение проводов с учетом допустимого сопротивления вторичной цепи:
= 0,6-0,076-0,05 =0,474 Ом. (6.27)
Требуемое сечение провода:
(6.28)
где — удельное сопротивление материала провода (Ом/м); для проводов с алюминиевыми жилами принимаем р=0,0285 Ом/м; — расчетная длина провода, м; принимаем ориентировочно l =15м.
.
Принимается провод АПВ сечением 4 мм2.
Расчетная вторичная нагрузка определяется по формуле (6.13):
r2 = 0,076 + 0,107 + 0,05 =0,233 Ом.
0,4Ом > 0,233Ом.
Условие (6.17) выполняется.
Трансформатор тока ТОЛ-10-1000/5 УХЛ2 удовлетворяет всем требованиям проверки.
Трансформаторы тока для ячеек отходящих линий 10кВ должны удовлетворять условиям:
кВ;
На отходящих линиях устанавливаем трансформаторы тока типа ТОЛ-10-150/5 УХЛ2. Паспортные данные приведены в табл. 6.7.
Таблица 6.7
Паспортные данные трансформатора тока ТОЛ-10-150/5 УХЛ2
, кВ | , А | , А | , Ом | , кА | , кА | , с |
10 | 150 | 5 | 0,6 | 150 | 17,5 | 3 |
Проверка по электродинамической стойкости:
150 кА > 16,9 кА.
Трансформатор тока проходит по электродинамической стойкости.
Проверку на термическую стойкость токам КЗ производим по условию (6.7):
17,52 · 1 = 306,3 кА2·с >32,1 кА2·с.
Трансформатор тока проходит по термической стойкости. Ввиду того, что трансформатор тока имеет вторичную нагрузку в классе точности 0,5 аналогичную вторичной нагрузке трансформатора тока на вводе, проверка на соответствие допустимой погрешности не требуется.
На стороне 10 кВ к установке принимаются трансформаторы напряжения НАМИ-10-95 УХЛ2: U1НОМ,TV = 10 кВ, U2НОМ,TV = 100В, номинальная мощность для класса точности 0,5: .
Для определения суммарной мощности всех приборов, подключенных к трансформатору напряжения, составляем табл. 6.8 с указанием в ней наименования прибора, количества приборов и их потребляемой мощности.
Таблица 6.8
Потребляемая мощность электрических приборов, подключенных к трансформатору напряжения НАМИ-10-95 УХЛ2
Наименование
| Тип прибора | Потребляемая мощность одной катушки, ВА | Число катушек в приборе, шт. | Число прибо- ров, шт. | cosφ
| Общая потребляемая мощность | |
Р, Вт | Q, вар | ||||||
Вольтметр | Э365 | 2 | 1 | 3 | 1 | 6 | — |
Варметр | Д335 | 1,5 | 1 | 1 | 0 | — | 1,5 |
Ваттметр | Д335 | 1,5 | 1 | 1 | 1 | 1,5 | — |
Счетчик активной энергии | ЦЭ6804 | 8 | — | 1 | 0,1 | 0,8 | 7,96 |
Счетчик реактивной энергии | ЦЭ6811 | 3 | — | 1 | 0,33 | 1 | 2,83 |
Итого | – | – | – | – | – | 9,3 | 12,29 |
Расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью:
(6.29)
Проверяем выбранный трансформатор напряжения по условию (6.18):
200 ВА > 15,4 ВА.
Вторичная нагрузка не превышает номинальной вторичной нагрузки в заданном классе точности.
При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывается, так как оно мало. Принимаем в цепях трансформатора напряжения по условию механической прочности провод АПВ сечением 2,5 мм².
Для защиты изоляции от атмосферных и коммутационных перенапряжений к РУ-10 кВ подключается ОПН/TEL-10/12,6-250 УХЛ1.
Технические данные ограничителей перенапряжения приведены в табл. 6.9.
Таблица 6.9
Технические данные ОПН/TEL-10/12,6-250 УХЛ1
Класс напря-жения сети, кВ | Наиболь-шее длительно допусти-мое рабочее напряже-ние, кВ | Ток пропуск-ной способно-сти, А | Остающееся напряжение, кВ, не более: | |||||
при коммутационном импульсе тока 30/60 мкс | При грозовом импульсе тока 8/20 мкс | |||||||
125 А | 250 А | 500 А | 5000 А | 10000 А | 200000 А | |||
10 | 12,6 | 250 | 30,8 | 31,5 | 32,4 | 38,2 | 41,0 | 45,8 |
Перечень основного оборудования, устанавливаемого в ЗРУ–10кВ приведен в табл. 6.10.
Таблица 6.10
Оборудование ЗРУ-10кВ
Наименование оборудования | Тип |
Выключатели нагрузки на вводе ЦТП | ВНР -10/400-10У3 |
Предохранители кварцевого типа | ПКТ104-10-200-20 УЗ |
Вакуумные выключатели водные и секционные | BB/TEL-10-20/1600У2 |
Продолжение таблицы 6.10
Оборудование ЗРУ-10кВ
Вакуумные выключатели отходящих линий | BB/TEL-10-20/630У2 |
Ограничители перенапряжения | ОПН/TEL-10/12,6-250 УХЛ1 |
Трансформаторы тока вводных ячеек | ТОЛ-10-1000/5УХЛ2 |
Трансформаторы тока для ячеек отходящих линий | ТОЛ-10-150/5 УХЛ2 |
Измерительные трансформаторы напряжения | НАМИ-10-95 УХЛ2 |
Основные параметры и характеристики КРУ ««Классика» серии D-12РТ приведены в таблице 6.11.
Таблица 6.11
Основные параметры и характеристики КРУ D-12РТ
Наименование параметра | Значение |
Номинальное напряжение, кВ | 6.0; 10.0 |
Наибольшее рабочее напряжение, кВ | 7.2; 12.0 |
Номинальный ток главных цепей, А | 630; 1000; 1250; 1600 |
Номинальный ток сборных шин, А | 630; 1000; 1250; 1600 |
Номинальный ток отключения выключателей, встроенных в КРУ, кА | 20; 25 |
Ток термической стойкости, кА | 20; 25 |
Время протекания тока термической стойкости, с: — для главных цепей — для цепей заземления |
3 1 |
Ток электродинамической стойкости (амплитуда), кА | 51; 64 |
Номинальное напряжение вспомогательных цепей, В | до 220 |
Степень защиты по ГОСТ 14254-96 | IP4X |
Габаритные размеры шкафов, мм: ширина глубина высота | 600; 750 1100 2095; 2245 |
Масса, кг | Не более 600 |
7 Релейная защита и автоматика
Системы электроснабжения — это сложный производственный комплекс, все элементы которого участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого являются быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера — коротких замыканий в электрических установках. Поэтому надежное и экономичное функционирование систем электроснабжения возможно только при их широкой автоматизации. Для этой цели используется комплекс автоматических устройств, состоящий из устройств автоматического управления и устройств автоматического регулирования.
7.1 Защита кабельной линии
Для защиты кабельной линии используется микропроцессорная защита присоединений «Сириус-2-Л» [13].
Функции защиты, выполняемые устройством:
̶ трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от междуфазных повреждений с контролем двух или трех фазных токов;
̶ автоматический ввод ускорения любых ступеней МТЗ при любом включении выключателя;
̶ защита от обрыва фазы питающего фидера (ЗОФ);
̶ защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) по сумме высших гармоник;
̶ защита от однофазных замыканий на землю по току основной частоты;
̶ выдача сигнала пуска МТЗ для организации логической защиты шин.
Функции автоматики, выполняемые устройством:
̶ операции отключения и включения выключателя по внешним командам с защитой от многократных включений выключателя;
̶ возможность подключения внешних защит, например, дуговой, или от однофазных замыканий на землю;
̶ формирование сигнала УРОВ при отказах своего выключателя;
̶ одно- или двукратное АПВ;
̶ исполнение внешних сигналов АЧР и ЧАПВ.
В данном курсовом проекте для кабельной линии предусматривается защита от междуфазного замыкания в виде двухступенчатой токовой защиты (токовой отсечки и МТЗ) и защита от однофазного замыкания на землю.
7.1.1 Токовая отсечка
МТЗ-1 выполняется в виде токовой отсечки. Ток срабатывания отсечки выбирается исходя из её не действия при максимальном токе КЗ на шинах за цеховым трансформатором. При этом будет защищена вся линия целиком.
Ток срабатывания защиты:
(А), (7.1)
где – коэффициент отстройки, ;
Защита не должна срабатывать при бросках тока намагничивания:
(7.2)
где ;
Принимаем Проверка чувствительности защиты в точке К3:
; (7.3)
Требуемая чувствительность обеспечена.
Ток уставки:
(7.4)
где – коэффициент трансформации трансформаторов тока ТОЛ-10-150/5 УХЛ2,
7.1.2 Максимальная токовая защита
Максимальная токовая защита выполняется второй ступенью МТЗ-2 с зависимой времятоковой характеристикой времени.
Ток срабатывания защиты:
(7.5)
где
Проверка чувствительности защиты:
— ближнее резервирование:
(7.6)
— дальнее резервирование:
(7.7)
где = 424А.
Требуемая чувствительность обеспечена.
В целях соблюдения требованиям селективности между характеристикой МТЗ и плавкой вставкой предохранителя повышается уровень тока до значения 300 А, при котором сохраняется необходимая чувствительность при дальнем резервировании:
Отстройка от плавкой вставки предохранителя осуществляется при токе Здесь уменьшенный ток КЗ используется для учета допустимого для предохранителя разброса времятоковых характеристик на 20%. При этом токе время срабатывания защиты:
(7.8)
Для МТЗ выбирается чрезвычайно интенсивную времятоковую характеристику:
(7.9)
где – отрабатываемая выдержка времени (с), I – входной ток (А), – уставка по времени (с):
(7.10)
Ток уставки:
.
7.1.3 Защита линии от замыканий на землю
Так как ток замыкания на землю мал по сравнению с допустимы значением 20 А, то можно использовать в качестве защиты от замыкания на землю неселективную сигнализацию. Ее осуществляет микропроцессорная защита «Сириус-ТН» [14] включенная на напряжение нулевой последовательности трансформатора напряжения. Напряжение срабатывание принимается
7.2 Устройство автоматического включения резерва на секционном выключателе ГРП
На секционном выключателе главного распределительного пункта предусматриваем устройство автоматического включения резерва (АВР) двухстороннего действия. Устройство АВР выполнено с помощью микропроцессорного устройства «Сириус-ТН».
Функции защиты, выполняемые устройством:
— трехступенчатая защита минимального напряжения от понижения (пропадания) напряжения с контролем трех линейных напряжений;
— защита от повышения напряжения с возможностью обратного включения после понижения напряжения;
— защита от однофазных замыканий на землю по напряжению нулевой последовательности.
Функции автоматики, выполняемые устройством:
— автоматическая частотная разгрузка, частотное автоматическое повторное включение;
— логическая схема формирования сигнала пуска автоматического включения резерва АВР;
— формирование сигнала разрешения пуска МТЗ (комбинированный пуск по напряжению) для других устройств защит;
— контроль состояния трансформатора напряжения;
— формирование сигналов наличия и отсутствия напряжения на секции.
Минимальный пусковой орган напряжения не должен срабатывать при понижениях напряжения на шинах, вызванных короткими замыканиями за элементами с сосредоточенными параметрами, а также при КЗ на участках сети, отключаемых быстродействующей защитой поврежденных элементов.
Уставка по напряжению срабатывания принимается:
(7.11)
Для того чтобы исключить срабатывание устройства АВР при КЗ на участках сети, отключаемых быстродействующей защитой поврежденных элементов, выбирается выдержка времени:
(7.12)
Действие УАВР имеет смысл при наличии напряжения на резервном источнике питания. Поэтому в микропроцессорном устройстве «Сириус-Т» предусмотрен контроль наличия напряжения. Значение уставки принимается:
(7.13)
Однократность действия УАВР микропроцессорным устройством «Сириус-ТН» обеспечивается автоматически.
7.3 Оперативный ток
Источник оперативного тока обеспечивает надежное действие защиты при КЗ, когда напряжение сети у места включения защиты может значительно снижаться или полностью отсутствовать. В РУ устанавливается шкаф бесперебойного оперативного питания постоянным током (ШОТ), питающийся от РУ-0,4 кВ ТСН.
ШОТ является источником бесперебойного питания для микропроцессорной защиты, систем автоматики, управления и измерений, а также аварийного освещения. При одновременной потере питающего напряжения на вводах ШОТ, питание соответствующих цепей осуществляется от аккумуляторных батарей. Переключение на батареи происходит без потери питания на выходе ШОТ.
8 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Цель раздела: обеспечить процесс выполнения раздела «Безопасность и экологичность объекта проектирования»
Таблица 8.1
Исходные данные для проектирования
№ | Данные | Название |
1. | Тема дипломного проекта | Проектирование элементов системы электроснабжения на примере деревообрабатывающего завода |
2. | Технологический процесс | Эксплуатация электроустановок |
3. | Оборудование, паспортные данные | ВЛ(КЛ) 10кВ, ВЛ(КЛ) 0,4кВ; ГРП; ЦТП 10/0,4кВ |
4. | Персонал (состав, профессии) | Электротехнический персонал |
5. | Исходное состояние системы, ресурсы, материалы | Исходные данные для проектирования |
6. | Энергоносители (электричество, вода, пар, газ, уголь) и их характеристика | Электроэнергия 10/0,4 кВ |
7. | Расположение рабочего места, функции персонала | Рабочее место не стационарное, оперативное обслуживание и ремонт электроустановок |
8. | Признаки отнесения объекта к опасным промышленным объектам | – |
9. | Санитарная характеристика производства | 1а |
10. | Характеристика помещений по электро-опасности | В соответствии с табл.8.2.
|
11. | Характеристика среды помещений | В соответствии с табл.8.2. |
12. | Категория производства по взрывопожарной опасности | В соответствии с табл.8.2.
|
13. | Класс пожароопасной зоны | В соответствии с табл.8.2. |
14. | Класс взрывоопасной зоны | В соответствии с табл.8.2. |
15. | Рассматриваемые стадии «жизненного цикла» | Эксплуатация электроустановок |
16. | Классы условий труда в соответствии с картой аттестации рабочего места по условиям труда: по вредности, по травмо-опасности |
– – |
17. | Вредные и опасные производственные факторы | Физические |
Продолжение таблицы 8.1
Исходные данные для проектирования
№ | Данные | Название |
18. | Виды загрязнений окружающей среды | Выбросы в атмосферу, почву |
19. | Возможные чрезвычайные ситуации | Пожары, КЗ, перегрузки |
Таблица 8.2
Исходные данные по цехам
Наименование | Характери-стика по электро-опасности | Характери-стика помещения в зависимости от среды | Катего-рия по взрыво-пожар-ной опасно-сти | Класс по | Исполнение ЭО | Класс ЭО | |
взрывоопасности | Пожа-ро-опасности | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Главный корпус | Помещение с повышенной опасностью | Закрытые ЭУ Сухое | Д | – | – | нормальное | 1 |
Вспомога-тельный корпус | Помещение с повышенной опасностью | Закрытые ЭУ Сухое | Д | – | – | нормальное | 1 |
Производ-ственный корпус | Помещение с повышенной опасностью | Закрытые ЭУ Сухое | Д | – | – | нормальное | 1 |
Прессовый цех | Помещение с повышенной опасностью | Закрытые ЭУ Сухое | Д | – | – | нормальное | 1 |
РМЦ | Особо опасные помещения | Закрытые ЭУ Сухое Жаркое | Д | – | – | нормальное | 1 |
Сборный цех | Помещение с повышенной опасностью | Закрытые ЭУ Сухое | Д | – | – | нормальное | 1 |
Дерево-обрабаты-вающий цех | Помещение с повышенной опасностью | Закрытые ЭУ Сухое | В-4 | – | П-II | нормальное | 1 |
Склад химикатов | Помещение с повышенной опасностью | Закрытые ЭУ Сухое Химическое | А | В-Ia | П-I | взрывозащищенное | 1 |
Продолжение таблицы 8.2
Исходные данные по цехам
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Проходная | Помещение без повышенной опасности | Сухое | Д | – | – | нормальное | 1 |
Склад строймате-риалов | Помещение без повышенной опасности | Закрытое, сухое | В-4 | – | П-III | нормальное | 1 |
Склад готовой продукции | Помещение без повышенной опасности | Закрытое, сухое | В-4 | – | П-III | нормальное | 1 |
ГРП | Территория открытых ЭУ | Открытые ЭУ | – | – | – | нормальное | 0 |
ЦТП 10/0,4 кВ | Особо опасные помещения | Закрытые ЭУ Сухое Электро-помещение | В-2 | – | – | нормальное | 1 |
8.1 Охрана труда
8.1.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов
Опасный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его травме.
Вредными производственными факторами – производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его заболеванию.
В цехе, в основном, преобладают следующие физические опасные и вредные факторы:
— движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающие изделия, заготовки, материалы;
— повышенная загазованность воздуха рабочей зоны;
— повышенная температура поверхностей оборудования, материалов;
— повышенная температура воздуха рабочей зоны;
— повышенный уровень шума на рабочем месте.
— расположение рабочего места при осмотре электроустановок на значительной высоте относительно поверхности пола.
При оперативном обслуживании электроустановок ГРП и ЦТП опасными и вредными производственными факторами являются:
— повышенное значение тока, протекающего в электрической цепи, замыкание которое может произойти через тело человека при приближении на расстояние, менее допустимого к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением, а также при перемещении и работе в зоне растекания тока замыкания на землю;
— трансформаторное масло, определяющее пожарную безопасность электрооборудования подстанции;
— расположение рабочего места при осмотре электроустановок на значительной высоте относительно поверхности земли;
— гул трансформаторов, наличие электромагнитных полей;
— пониженная температура воздуха в холодное время года.
8.1.2 Мероприятия по обеспечению безопасности условий труда
Электробезопасность
Электробезопасность – комплекс мер, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Электробезопасность обеспечивается совокупностью трех мероприятий: защита от прямого прикосновения; защита от косвенного прикосновения; защита при выполнении работы.
Токоведущие части электроустановки не доступны для случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части не находятся под напряжением, представляющим опасность поражения электрическим током, как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.
Для защиты от поражения электрическим током от прямого прикосновения применены по отдельности и в сочетании следующие меры: основная изоляция токоведущих частей; ограждения и оболочки; установка барьеров; размещение вне зоны досягаемости; применение сверхнизкого (малого) напряжения.
Для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении применены по отдельности и в сочетании следующие меры защиты: защитное заземление; автоматическое отключение питания; уравнивание потенциалов; выравнивание потенциалов; двойная или усиленная изоляция; сверхнизкое (малое) напряжение; защитное электрическое разделение цепей; изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.
Применение двух и более мер защиты в электроустановке не оказывает взаимного влияния, снижающего эффективность каждой из них.
Для защиты от поражения электрическим током при выполнении работ обязательны к выполнению следующие меры: соблюдение соответствующего расстояния до токоведущих частей или закрытие, ограждение токоведущих частей; применение блокировки аппаратов и ограждающих устройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к токоведущим частям; применение предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов; применение устройств для снижения напряженности электрических и магнитных полей; использование средств защиты приспособлений, в том числе от воздействия электрического и магнитного полей.
При проведении работ со снятием напряжения в действующих электроустановках или вблизи них выполняются следующие мероприятия:
— отключение установки (части установки) от источника питания электроэнергией;
— механическое запирание приводов отключенных коммутационных аппаратов, снятие предохранителей, отсоединение концов питающих линий и другие мероприятия, обеспечивающие невозможность ошибочной подачи напряжения к месту работы;
— установка знаков безопасности и ограждение остающихся под напряжением токоведущих частей, к которым в процессе работы можно прикоснуться или приблизиться на недопустимое расстояние;
— наложение заземлений (включение заземляющих ножей или наложение переносных заземлений);
— ограждение рабочего места и установка предписывающих знаков безопасности.
При проведении работ на токоведущих частях, находящихся под напряжением осуществляется по наряду не менее чем двумя лицами, с применением электрозащитных средств, с обеспечением безопасного расположения работающих и используемых механизмов и приспособлений.
В электроустановках напряжением до 1000В при работе под напряжением:
— ограждаются расположенные вблизи рабочего места другие токоведущие части, находящиеся под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение;
— работа производиться в диэлектрических галошах или стоя на изолирующей подставке либо на резиновом диэлектрическом ковре;
— применяется инструмент с изолирующими рукоятками, пользуются диэлектрическими перчатками.
Освещённость участков работ, рабочих мест, проездов и подходов к ним равномерная без слепящего действия.
8.2 Промышленная экология
8.2.1 Анализ воздействия негативных факторов на ОС
Для систем электроснабжения характерными факторами воздействия на окружающую среду являются: отчуждение земли под электроустановки; вырубка лесов под просеки; воздействие на человека и животных электромагнитного поля промышленной частоты; шум, создаваемый линиями и распределительными устройствами; наличие маслонаполненного оборудования
Особый вред оказывает на окружающую среду трансформаторное масло. При попадании в водоем неизбежно приводит к загрязнению воды и гибели обитателей водоема. При попадании на почву убивает растительную жизнь и увеличивает риск возникновения пожара.
Также существуют марки трансформаторных масел, содержащих полихлорбифенил, относящийся к группе стойких органических загрязнителей, способных накапливаться в трофической цепи.
В соответствии со ст. 1 Федерального закона «Об охране окружающей среды» охрана окружающей среды – это деятельность органов государственной власти РФ, органов государственной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления, общественных и иных некоммерческих объединений, юридических и физических лиц, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и ликвидацию ее последствий.
Основными принципами охраны ОС являются: соблюдение права человека на благоприятную окружающую среду; обеспечение благоприятных условий жизнедеятельности человека; обязательность оценки воздействия на окружающую среду при принятии решений об осуществлении хозяйственной и иной деятельности; обязательность проведения государственной экологической экспертизы проектов и иной документации, обосновывающих хозяйственную и иную деятельность, которая может оказать негативное воздействие на окружающую среду, создать угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан и др.
В соответствии с требованиями природоохранного законодательства деятельность предприятия в части охраны окружающей среды отражена в следующей документации – государственной статистической отчетности, журналах аналитического контроля и работы очистного оборудования, а также инструкциях, приказах, утвержденных планах мероприятий и пр.
8.2.2 Мероприятия по снижению воздействия на ОС.
На промышленном предприятии применены наиболее эффективные мероприятия по защите окружающей среды: применение безотходной и малоотходной технологии; очистка промышленных стоков; утилизация, нейтрализация и вторичное использование сырья (в частности трансформаторного масла); защита окружающей среды от энергетических загрязнителей; защита атмосферы от вредных выбросов.
Применены мероприятия по обеспечению экологии систем электроснабжения: правильно выбраны земли, используемых для установки опор и размещения распределительных устройств; обеспечены габарита подвеса провода в соответствие с ПУЭ; обеспечено допустимых значений напряженности электрического поля и санитарно-защитных зон; создан звуковой экрана между подстанцией и территорией жилой застройки в виде стенки необходимой высоты и толщины с использованием рельефа местности, создана полос зеленых насаждений; спроектировано масло-приёмное устройство для аварийного слива трансформаторного масла.
Территория завода отделена от жилой застройки санитарно-защитной зоной. Зона отделяется от жилой застройки рядовой посадкой деревьев. Санитарно-защитная зона размером 100м [16].
8.3 Чрезвычайные ситуации
Чрезвычайная ситуация (ЧС) — это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.
8.3.1 Анализ возможных ЧС
Наиболее вероятными ЧС на предприятия являются техногенные. Под техногенной ЧС понимается состояние, при котором в результате возникновения источника техногенной ЧС на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей среде.
Аварии на цеховых подстанциях могут произойти в результате неожиданных повреждений оборудования, нарушений в работе оборудования от возможных перенапряжений и воздействий электрической дуги, отказов в работе устройств релейной защиты, автоматики, аппаратов вторичной коммутации, ошибочных действий персонала.
Причинами неожиданных повреждений оборудования являются, как правило, некачественный монтаж и ремонт оборудования, неудовлетворительный уход, дефекты конструкций и технологий изготовления оборудования, естественное старение и формированные износы изоляции.
Причинами нарушений в работе электроустановок могут быть грозовые и коммутационные перенапряжения, при этом повреждается изоляция трансформаторов, выключателей, разъединителей и другого оборудования.
Возможными факторами возникновения ЧС на данном предприятии являются: старение систем и отдельных механизмов, а также стихийные бедствия и война.
При пожарах полностью или частично уничтожаются, или выходят из строя здания, сооружения, различное технологическое оборудование. Происходит сгорание предметов и объектов, их обугливание. Уничтожаются все элементы зданий и конструкций, выполненные из сгораемых материалов, действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок, перекрытий и других конструктивных деталей сооружений. Кирпичные стены и столбы деформируются.
8.3.2 Мероприятия по ликвидации ЧС
Защита персонала, населения и территории от чрезвычайных ситуаций обеспечивается предупреждением ЧС, защитой в ЧС и ликвидации ЧС.
Для повышения устойчивости внутризаводских систем электроснабжения выполнены следующие инженерно-технические мероприятия: дублирование входов электропитания предприятия; наиболее ответственные устройства размещены в подвальных помещениях зданий и в специально построенные прочные сооружения; наличие систем автоматического включения объектовых участков распределительной сети внутри объекта; размещение силовых электролиний только в подземном исполнении; трасса кабельных линий на территории проходит не на проезжей части, наиболее коротким и прямолинейным путем; линии в зданиях проложены под полом первых этажей в специальных каналах, установлены современные выключатели, которые при коротких замыканиях и при образовании перенапряжений отключают поврежденные участки.
Все работники предприятия подлежит подготовке в области защиты от ЧС.
Основной задачей в подготовке является обучение правилам поведения и основным способам защиты от ЧС, приемам оказания первой медицинской помощи пострадавшим, правилам пользования коллективными и индивидуальными средствами защиты.
Подготовка осуществляется путем проведения занятий по месту работы и самостоятельного изучения действий в ЧС согласно рекомендуемым программам с последующим закреплением полученных знаний и навыков на учениях и тренировках.
Для проведения работ в ЧС применяются СИЗ, обеспечивающие комплексную защиту человека от опасных и вредных факторов, создавая одновременно защиту органов дыхания, зрения, слуха, а также защиту отдельных частей тела человека.
Ликвидация ЧС осуществляется силами и средствами предприятия под руководством соответствующих комиссий по ЧС.
Спасательные и другие работы в очагах поражения включают в себя: разведку очага поражения; локализацию и тушение пожаров, спасение людей из горящих зданий; розыск и вскрытие заваленных сооружений, розыск и извлечение из завалов пострадавших; оказание первой медицинской помощи пострадавшим; неотложные аварийно-восстановительные работы на промышленных предприятиях.
В качестве спасательных сил используются специально обученные формирования, а также вновь сформированные подразделения из числа работников предприятия.
На предприятии предусматриваем эвакуационные выходы, предназначенные для безопасной эвакуации находящихся в здании людей в ЧС.
Защита рабочих и служащих предприятия, продолжающего свою деятельность в военное время, предусматривается в убежищах [17]. Необходимые санитарно-гигиенические условия обеспечиваются фильтровентиляционной системой, системами водоснабжения, канализации, отопления и освещения. В убежище предусмотрено помещение для пункта управления предприятием.
На данном предприятии основной возможной ЧС является пожар.
Пожарная безопасность.
Пожарная безопасность обеспечивается путем реализации противопожарных мероприятий, предусматривающих как предупреждение пожара, так и технику их тушения.
Основными причинами возникновения пожаров из-за неправильной эксплуатации электроустановок являются:
— искрение в электрических машинах и аппаратах;
— токи короткого замыкания и электрические перегрузки проводов, вызывающие их недопустимый перегрев;
— неудовлетворительные контакты в местах соединения проводов, где вследствие большого переходного сопротивления выделяется много тепла;
— электрическая дуга, возникающая между контактами аппаратов в момент их отключения под нагрузкой;
— электрическая дуга при сварке и пайке металлов;
— перегрев обмоток электрических машин и трансформаторов вследствие их перегрузки и междувитковых коротких замыканий;
— аварии маслонаполненных аппаратов с выбросом масла в атмосферу и другие.
Электроустановки, находящиеся под напряжением, перед доступом к тушению пожара обесточиваются. Если почему-либо напряжение снять быстро невозможно, а пожар быстро развивается, то допускается тушение пожара электрооборудования, находящегося под напряжением, но с соблюдением особых мер электробезопасности.
Для тушения пожара электрооборудования (маслонаполненных трансформаторов, электрических машин, кабельных линий и др.) используется вода, воздушно-механическая пена, инертный газ, порошки и другие огнегасительные средства.
В случае необходимости тушения пожара электрооборудования водой из ствола пожарного водопровода во избежание поражения электрическим током через струю воды соблюдаются следующие правила:
- тушение пожара распыленными водяными струями допускается только в открытых для обзора ствольщика электроустановках, в том числе горящих кабелей при номинальном напряжении до 10кВ. При этом ствол заземлен, а ствольщик работает в диэлектрических перчатках и ботах и находиться от очага пожара на расстоянии не менее 3,5 при диаметре спрыска 13 мм при напряжении до 1кВ включительно и 4,5 м при напряжении до 10кВ. При диаметре спрыска 19 мм эти расстояния увеличиваются соответственно до 4 и 8 м. При задымлении ствольщик работает в средствах индивидуальной защиты органов дыхания;
- не разрешается для тушения электрооборудования, находящегося под напряжением, применять морскую и сильно загрязненную воду. Тушение пожаров в электроустановках, находящимися под напряжением, всеми видами пен с помощью ручных огнетушителей запрещается, поскольку пена и раствор пенообразователя в воде обладают повышенной электропроводимостью. В исключительных случаях при надежном заземлении генератора высоко-кратной пены и насосов пожарных машин разрешается тушение пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением до 10кВ, воздушно-механической пеной;
- при пожаре силовой трансформатор отключается со стороны обеих обмоток, после чего немедленно приступают к его тушению любыми средствами. Горящее минеральное масло запрещается тушить компактной струей во избежание увеличения площади пожара;
- при ликвидации пожаров на больших площадях, возникающих в результате выброса горящих масел, используют распыленную воду или ее комбинацию с порошковыми составами, подаваемыми в сопутствующем потоке — как наиболее эффективный прием, обеспечивающий поступление порошка в зону горения и распыленной вода одновременно;
- запрещается осуществлять тушение в сильно задымленных помещениях с видимостью менее 5 метров.
Тушение пожара электроустановок, не находящихся под напряжением, допускается любыми гасящими средствами.
В цехах используются порошковые, хладоновые, углекислотные, пенные и водные огнетушители [18]. Пожарные краны внутреннего противопожарного водопровода в помещении цеха оснащаются рукавами длиной 10-20 м и стволами, укладываемыми в специальные шкафы, дверцы которых пломбируются.
Электрическая пожарная сигнализация служит для быстрого извещения службы пожарной охраны о возникновение пожара в каком-либо помещении или сооружении предприятия.
Причиной пожара может стать разряд атмосферного электричества. Для обеспечения безопасности людей и зданий используем молниезащиту.
Вывод по разделу
В данном разделе был проведен анализ вредных и опасных производственных факторов, анализ воздействия на окружающую среду, анализ возможных чрезвычайных ситуаций характерных для проектируемой подстанции
Были разработаны мероприятия по охране труда, по охране окружающей среды и мероприятия по предупреждению и защите от чрезвычайных ситуаций.
Указаны средства и способы защиты для предотвращения и уменьшения влияния опасных и вредных факторов на персонал. Разработаны мероприятия по охране окружающей среды, мероприятия по предупреждению и по защите от чрезвычайных ситуаций.
Произведен расчет освещения.
Проект подстанции выполнен в соответствии с указанными выше нормативными документами
Технические решения, принятые в проекте, соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норма, действующих на территории Российской Федерации и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдение предусмотренных проектом мероприятий.
Список литературы по разделу
- РД 153-34.0-03.301-00. – М.: Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий. ЗАО «Энергетические технологии», 2000.
- Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещение. – СПб: Энергоатомиздат, Санкт-Петербургское отд., 1992. – 448 с.
- СНиП 23-05-95.Естествен. и искусственное освещение — М., 1995.
- Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках: учебное пособие для вузов. – М.: Знак, 2000. – 448 с.
- Гончар С. Т. Безопасность и экологичность объекта проектирования: учебное пособие по дипломному проектированию, 2-е изд., доп. / С. Т. Гончар. – Ульяновск: УлГТУ, 2009. – 165 с.
- Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. М.: Омега – Л, 2014. – 176 c.
- Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. 7-ое изд. – М., 2010.
- РД 34.20.501-95 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. – Екатеринбург, 2011.
- РД 153 – 34.0 –03.301 – 00. Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий– М., 2000.
- НТП 99. Проектирование силовых электроустановок промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования– М., 1999.
9 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Организационно-экономический раздел содержит технико-экономическую оценку проекта, расчеты капитальных затрат на оборудование и сооружение объекта, его эксплуатационных расходов, расчёт себестоимости передачи и распределения 1кВт·ч электроэнергии.
При расчётах стоимость электрооборудования и монтажных работ, взятая по укрупненным показателям стоимости по состоянию на 2021 г., умножается на поправочный коэффициент k = 50.
9.1 Сметный расчёт стоимости электрооборудования
Сущность сметного расчёта состоит в определении необходимых капиталовложений для приобретения электрооборудования проектируемой подстанции.
Результаты расчёта стоимости электрооборудования проектируемой подстанции приведены в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Сметно-финансовая стоимость электрооборудования
№ п/п | Наименование | Ед. изм. | Количество | Стоимость, тыс. руб. | ||||||
на единицу | общая | |||||||||
Трансформаторы | ||||||||||
1 | ТМ-1000/10 | шт. | 4 | 490000 | 1960000 | |||||
2 | ТМ-400/10 | шт. | 4 | 195000 | 780000 | |||||
Конденсаторные установки | ||||||||||
3 | УКМ58-0,4-800-50У3 | шт. | 2 | 580300 | 1160600 | |||||
4 | УКМ58-0,4-600-50У3 | шт. | 2 | 363600 | 727200 | |||||
5 | УКМ58-0,4-200-50УЗ | шт. | 2 | 84950 | 169900 | |||||
6 | УКМ58-0,4-100-50УЗ | шт. | 2 | 49500 | 99000 | |||||
7 | УКМ58-0,4-75-50УЗ | шт. | 4 | 32100 | 128400 | |||||
Выключатели нагрузки | ||||||||||
8 | ВНР-10/400-10УЗ | шт. | 8 | 12200 | 97600 | |||||
Предохранители | ||||||||||
9 | ПКТ104-10-200-20У3 | шт. | 12 | 2200 | 26400 | |||||
10 | ПКТ104-10-100-20У3 | шт. | 12 | 1800 | 21600 |
Продолжение таблицы 9.1
Сметно-финансовая стоимость электрооборудования
№ п/п | Наименование | Ед. изм. | Количество | Стоимость, тыс. руб. | ||||||
на единицу | общая | |||||||||
Выключатели вакуумные | ||||||||||
11 | BB/TEL-10-20/1600У2 | шт. | 3 | 110000 | 330000 | |||||
12 | BB/TEL-10-20/630У2 | шт. | 8 | 63000 | 504000 | |||||
Трансформаторы тока | ||||||||||
13 | ТОЛ-10-1000/5 УХЛ2 | шт. | 2 | 9760 | 19520 | |||||
14 | ТОЛ-10-150/5 УХЛ2 | шт. | 8 | 4800 | 38400 | |||||
Трансформаторы напряжения | ||||||||||
15 | НАМИ-10-95УХЛ2 | шт. | 2 | 50000 | 100000 | |||||
Ограничители перенапряжения | ||||||||||
16 | ОПН/TEL-10/12,6-250 | шт. | 6 | 1980 | 11880 | |||||
Кабельный журнал | ||||||||||
17 | ААБ-10(3х95) | м. | 220 | 597 | 131340 | |||||
18 | ААБ-10(3х70) | м. | 409 | 417 | 170553 | |||||
19 | ААБ-10(3х35) | м. | 922 | 367 | 338374 | |||||
20 | Итого | руб. | — | — | 6814767 |
Таким образом, капитальные затраты на оборудование проектируемой подстанции составляют Ко = 6814767 руб., а затраты на монтаж составят 4%, то есть 272591 тыс. руб.
9.2 Затраты на эксплуатацию подстанции
Затраты на эксплуатацию подстанции состоят из оплаты труда обслуживающего персонала, амортизационных отчислений, затрат на текущий ремонт оборудования, стоимости потерь электроэнергии и прочих расходов.
9.2.1 Расчёт списочной численности персонала подстанции
Основным эксплуатационным персоналом подстанции являются дежурные электромонтёры. Дежурная смена длится 12 часов, дежурство в течение двух смен подряд запрещено.
Определим баланс рабочего времени одного рабочего подстанции за год, результаты приведены в табл. 9.2.
Определим коэффициент списочной численности дежурного персонала:
(9.1)
Количество дежурных электромонтёров в смене составляет nсм = 1 чел.
Количество смен в сутки при 12 часовой смене nс = 2.
Определим списочный состав дежурного персонала подстанции:
(9.2)
Принимаем списочную численность дежурных электромонтёров проектируемой подстанции N = 5 чел.
Таблица 9.2
Баланс рабочего времени одного рабочего
Показатели | 12-ти часовой рабочий день | |
Календарное время, Тк | 365 | |
Выходные и нерабочие дни | 118 | |
Номинальный фонд рабочего времени, Тн | 365 — 118 = 247 | |
Невыходы на работу по причинам: | Очередные отпуска | 24 |
Болезни | 11 | |
Выполнение государственных обязанностей | 0,5 | |
Учебный отпуск | 0,5 | |
Итого невыходов | 36 | |
Эффективный фонд рабочего времени, Тэф | 247 — 36 = 211 |
Число смен и число рабочих часов за год составляют nг = 730 и t = 8760 ч. соответственно.
Определим число ночных часов рабочего времени:
(9.3)
9.2.2 Расчёт фонда заработной платы персонала подстанции
Прямая заработная плата определяется умножением часовой тарифной ставки на количество часов рабочего времени. Для дежурного электромонтёра принимаем часовую тарифную ставку равной Ч =120 руб./час. Тогда прямая заработная плата персоналу подстанции за год составит:
(9.4)
ЗП = 8760 ∙ 120 = 1051200 руб.
Премия выражается в процентах от прямой заработной платы. Для персонала проектируемой подстанции премию принимаем равной 30% от прямой заработной платы, значит премия из годового фонда заработной платы составит:
(9.5)
П = 0,3 ∙ 1051200 = 315360 руб.
Доплата за ночные часы работы определяется умножением числа ночных часов работы на доплату за каждый час. Доплата за каждый час ночной работы составляет 10% от часовой тарифной ставки.
Доплата в годовом фонде заработной платы составит
(9.6)
Д = 0,1 ∙ 2920 ∙ 120 =35040 руб.
Годовой фонд заработной платы (Фзп) составит
(9.7)
Фзп = 1051200 + 315360 +35040 = 1401600 руб.
9.2.3 Отчисления во внебюджетные фонды
Отчисления во внебюджетные фонды (Ов.ф.) составляют 30,2% от годового фонда заработной платы
Овф = 0,302 ∙ Фзп (9.8)
Овф = 0,302 ∙ 1401600 = 423283,2 руб.
9.2.4 Затраты на амортизацию и ремонт оборудования
Затраты на амортизацию определяются в соответствии с нормами амортизационных отчислений, установленными в процентах от балансовой стоимости оборудования. Для силового электротехнического оборудования и распределительных устройств до 150кВ норма амортизационных отчислений составляет На = 6,4%.
Затраты на амортизацию оборудования (За) составят:
За = На ∙ Ко, (9.9)
За = 0,064 ∙ 6814767 = 436145,1 руб.
Затраты на ремонт оборудования составляют 6% от балансовой стоимости оборудования подстанции.
Затраты на ремонт оборудования (Зр) составят:
(9.10)
Зр = 0,06 ∙ 6814767 = 408886 руб.
9.2.5 Прочие расходы
Прочие расходы принимаются в размере 0,6% от годового фонда заработной платы персонала подстанции.
Прочие расходы (Зпр) составят:
Зпр = 0,006 ∙ Фзп (9.11)
Зпр = 0,006 ∙ 1401600 = 8409,6 руб.
9.2.6 Стоимость потерь электроэнергии
Потери электроэнергии на подстанции определяются потерями в трансформаторах подстанции.
Потери электроэнергии в трансформаторах подстанции определяются по выражению:
(9.12)
где n – число трансформаторов подстанции;
Smax – наибольшая суммарная нагрузка трансформаторов;
τ – время максимальных потерь.
Время максимальных потерь определяется по формуле
(9.13)
где Tmax – число часов использования максимума нагрузки.
Тогда потери электроэнергии в трансформаторах по формуле (9.12):
ΔWr = 2 ∙ 10 ∙ 8760 + 0,5 ∙ 44 ∙ (7,005/6,3)2 ∙ 4098,4 = 270276 кВт∙ч
Стоимость потерянной электроэнергии определяется по формуле
(9.14)
где – стоимость 1кВт·ч электроэнергии.
Для сетевых организаций стоимость 1кВт·ч электроэнергии, приобретаемой в целях компенсации потерь, составляет βэ = 10,81 руб./кВт∙ч
Стоимость потерянной электроэнергии по формуле (9.14) составит:
Ип = 270276 ∙ 10,81 = 2921683,6 руб.
9.2.7 Затраты на эксплуатацию подстанции за год
Затраты на эксплуатацию подстанции за год:
(9.15)
Зг = 1401600 + 423283,2 + 436145,1 + 408886+ 8409,6 + 2921683,6 =
= 5600008 руб.
9.3 Расчёт себестоимости передачи 1кВт·ч электроэнергии
Себестоимость передачи электроэнергии отражает затраты на передачу по подстанции 1кВт·ч электроэнергии и определяется по формуле:
(9.16)
где Wотп – годовой полезный отпуск электроэнергии.
Годовой полезный отпуск электроэнергии определяется по формуле:
(9.17)
Тогда себестоимость передачи 1кВт·ч электроэнергии по формуле (9.16):
Спер = 5600008 / 34720000 = 4,16 руб.
В результате проведённых расчётов получили, что проектируемая подстанция характеризуется следующими технико-экономическими показателями:
- капитальные вложения в оборудование проектируемой подстанции составляют Ко = 6814767 руб руб.;
- расходы на монтажные работы составляют 272591 руб.;
- эксплуатационные расходы составляют Зг = 5600008 руб.;
- себестоимость передачи по подстанции 1кВт·ч электроэнергии составляет Спер = 4,16 руб.;
- численность персонала составляет 5 человек;
- годовой фонд заработной платы составляет Фзп = 1401600 руб.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Расчёт дипломного проекта был проведен в соответствии с принятым заданием. Проектирование было начато с определения электрической нагрузки предприятия. Предварительный расчет показал необходимость применения устройств компенсации реактивных нагрузок на ЦТП. Для этой цели используются конденсаторные установки типа УКМ58, подключаемые к комплектным цеховым подстанциям на шины низшего напряжения.
На территории завода устанавливается ГРП 10кВ в виде ЗРУ.
Исходя из того, что на всех участках завода есть потребители II категории все ЦТП выполняются двухтрансформаторными, которые запитываются от ГРП кабельными линиями, проложенными в траншеях.
При выборе оборудования предпочтение отдавалось современным образцам. Для спроектированной системы электроснабжения была разработана релейная защита и автоматика, выполненная микропроцессорным устройством «Сириус».
В выпускной работе рассмотрены вопросы безопасности и экологичности объекта проектирования, произведен технико-экономический расчет сети.
Таким образом, спроектированная система электроснабжения соответствует существующим на данный момент в нашей стране нормативно-техническим требованиям, способна обеспечит надежное электроснабжение предприятия и безопасность эксплуатации.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
- Правила устройства электроустановок. Главы 1.1, 1.2, 1.7-1.9, 2.4, 2.5, 4.1, 4.2, 6.1-6.6, 7.1, 7.2, 7.5, 7.6, 7.10 – 7-е изд. – Москва: ЭНАС, 2010. – 552 с.
- Технические характеристики конденсаторных установок ОАО «Поликонд», http://www.policond.ru/kun2.shtml.
- Электротехнический справочник: В 4 т. Т2. Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 518 с.
- Правила технической эксплуатации электрических станции и сетей Российской Федерации. – Екатеринбург: Урал Юр Издат, 2011. – 228 с.
- Лыкин А.В. Электрические системы и сети: Учеб. пособие. – М.: Университетская книга; Логос, 2008. – 254 с.
- Андреев В.А., Шишкин В.Ф. Короткие замыкания и перегрузки в сетях напряжением до 1кВ и защита от них. – Ульяновск: УлГТУ, 1996. – 88 с.
- Прайс-лист холдинг «Трансформаторные технологии», http://transtechno2.ru/price.
- Прайс-лист кабельной компании «Кабсар», http://www.kabsar.ru/.
- Федоров А.А., Старков Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.
- Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – Ульяновск: УлГТУ, 2000. – 284 с.
- Техническое описание КТПМ 35/6(10)кВ серии «SKP», http://www.tavrida.ru/doc/?83.
- Технические характеристики ВА 47-100 http://www.remhouse.spb.ru/avtomat01.shtml.
- Микропроцессорной устройство защиты «Сириус-2-Л»: Руководство по эксплуатации. — М.: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2002. – 69 с.
- Устройство микропроцессорной защиты и автоматики «Сириус-ТН»: Руководство по эксплуатации, паспорт. — М.: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2003. – 54 с.
- Микропроцессорное устройство основной защиты двухобмоточного трансформатора «Сириус-Т»: Техническое описание, руководство по эксплуатации, паспорт. — М.: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2003. – 70 с.
- СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. – М., 2008.
- СНиП 2.01.51-90. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. – М., 1990.
- Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий. РД 153-34.0-03.301-00. – М.: ЗАО «Энергетические технологии», 2000.
- Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещение. – СПб: Энергоатомиздат, Санкт-Петербургское отд-ние, 1992. – 448 с.
- СНиП 23-05-95.Естественное и искусственное освещение. -М., 1995.
- Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках: учебное пособие для вузов. – М.: Знак, 2000. – 448 с.
- Гончар С. Т. Безопасность и экологичность объекта проектирования: учебное пособие по дипломному проектированию, 2-е изд., доп. / С. Т. Гончар. – Ульяновск: УлГТУ, 2009. – 165 с.
- Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для студентов вузов, 3 изд. – М.: Высш. шк. 1986. – 400 c.
- Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТ РМ – 016 – 2001 РД 153 – 34.0 – 03.150 – 00) – М.: Омега – Л, 2014. – 139 c.
- Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1973. – 584 с.
- Охрана труда в электроустановках / под ред. Б. А. Князевского. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 336 c.
- Рекомендации по выбору уставок устройств защиты трансформаторов «Сириус-Т» и «Сириус-Т3». — М.: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2003 – 14 с.
- Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. – Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. – М.: «Академия», 2004. – 432 c.
1 2
Комментарии
Оставить комментарий
Валера 14 минут назад
добрый день. Необходимо закрыть долги за 2 и 3 курсы. Заранее спасибо.
Иван, помощь с обучением 21 минут назад
Валерий, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Fedor 2 часа назад
Здравствуйте, сколько будет стоить данная работа и как заказать?
Иван, помощь с обучением 2 часа назад
Fedor, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Алина 4 часа назад
Сделать презентацию и защитную речь к дипломной работе по теме: Источники права социального обеспечения
Иван, помощь с обучением 4 часа назад
Алина, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Алена 7 часов назад
Добрый день! Учусь в синергии, факультет экономики, нужно закрыт 2 семестр, общ получается 7 предметов! 1.Иностранный язык 2.Цифровая экономика 3.Управление проектами 4.Микроэкономика 5.Экономика и финансы организации 6.Статистика 7.Информационно-комуникационные технологии для профессиональной деятельности.
Иван, помощь с обучением 8 часов назад
Алена, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Игорь Петрович 10 часов назад
К утру необходимы материалы для защиты диплома - речь и презентация (слайды). Сам диплом готов, пришлю его Вам по запросу!
Иван, помощь с обучением 10 часов назад
Игорь Петрович, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Инкогнито 1 день назад
У меня есть скорректированный и согласованный руководителем, план ВКР. Напишите, пожалуйста, порядок оплаты и реквизиты.
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Инкогнито, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Илья 1 день назад
Здравствуйте) нужен отчет по практике. Практику прохожу в доме-интернате для престарелых и инвалидов. Все четыре задания объединены одним отчетом о проведенных исследованиях. Каждое задание направлено на выполнение одной из его частей. Помогите!
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Илья, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Alina 2 дня назад
Педагогическая практика, 4 семестр, Направление: ППО Во время прохождения практики Вы: получите представления об основных видах профессиональной психолого-педагогической деятельности; разовьёте навыки использования современных методов и технологий организации образовательной работы с детьми младшего школьного возраста; научитесь выстраивать взаимодействие со всеми участниками образовательного процесса.
Иван, помощь с обучением 2 дня назад
Alina, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Влад 3 дня назад
Здравствуйте. Только поступил! Операционная деятельность в логистике. Так же получается 10 - 11 класс заканчивать. То-есть 2 года 11 месяцев. Сколько будет стоить семестр закончить?
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Влад, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Полина 3 дня назад
Требуется выполнить 3 работы по предмету "Психология ФКиС" за 3 курс
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Полина, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Инкогнито 4 дня назад
Здравствуйте. Нужно написать диплом в короткие сроки. На тему Анализ финансового состояния предприятия. С материалами для защиты. Сколько будет стоить?
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Инкогнито, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Студент 4 дня назад
Нужно сделать отчёт по практике преддипломной, дальше по ней уже нудно будет сделать вкр. Все данные и все по производству имеется
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Студент, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Олег 5 дня назад
Преддипломная практика и ВКР. Проходила практика на заводе, который занимается производством электроизоляционных материалов и изделий из них. В должности менеджера отдела сбыта, а также занимался продвижением продукции в интернете. Также , эту работу надо связать с темой ВКР "РАЗРАБОТКА СТРАТЕГИИ ПРОЕКТА В СФЕРЕ ИТ".
Иван, помощь с обучением 5 дня назад
Олег, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Анна 5 дня назад
сколько стоит вступительные экзамены русский , математика, информатика и какие условия?
Иван, помощь с обучением 5 дня назад
Анна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Владимир Иванович 5 дня назад
Хочу закрыть все долги до 1 числа также вкр + диплом. Факультет информационных технологий.
Иван, помощь с обучением 5 дня назад
Владимир Иванович, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Василий 6 дней назад
сколько будет стоить полностью закрыть сессию .туда входят Информационные технологий (Контрольная работа, 3 лабораторных работ, Экзаменационный тест ), Русский язык и культура речи (практические задания) , Начертательная геометрия ( 3 задачи и атестационный тест ), Тайм менеджмент ( 4 практических задания , итоговый тест)
Иван, помощь с обучением 6 дней назад
Василий, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Марк неделю назад
Нужно сделать 2 задания и 1 итоговый тест по Иностранный язык 2, 4 практических задания и 1 итоговый тест Исследования рынка, 4 практических задания и 1 итоговый тест Менеджмент, 1 практическое задание Проектная деятельность (практикум) 1, 3 практических задания Проектная деятельность (практикум) 2, 1 итоговый тест Проектная деятельность (практикум) 3, 1 практическое задание и 1 итоговый тест Проектная деятельность 1, 3 практических задания и 1 итоговый тест Проектная деятельность 2, 2 практических заданий и 1 итоговый тест Проектная деятельность 3, 2 практических задания Экономико-правовое сопровождение бизнеса какое время займет и стоимость?
Иван, помощь с обучением неделю назад
Марк, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф