Проектирование внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия

(5.14)

Количество светильников рабочего освещения [6]:

(5.15)

где N_ав- количество светильников

S_N- площадь помещения

Ф_л- световой поток лампы.

Для аварийного освещения применим лампы накаливания.

1) Трансформаторная:

2) Электрокотельная:

3) Мастерская:

4) Ремонтное отделение:

5) Сан. узел:

6) Насосная:

7) Коридор:

8) Участок ремонта насосов:

(две линии по 4 светильника)

Р_рох-б=100+100+100+100+100+100+100+400+400=1500 (Вт)

Находим точки:

Потери напряжения ?U_р=2,7%.

Определяем моменты аварийной сети:

Определяем сечение линий аварийного освещения:

Выбираем провод АПВ-2(1*4)

Определяем фактические потери напряжения ?U:

Для щита аварийного освещения выбираем:

ЩО 31-32

На вводе А 3114

На группах АЕ 1031-11 количество 12 штук.

6. Релейная защита кабельной линии

Распределительные сети промышленных предприятий на номинальное напряжение 10 кВ имеют одностороннее питание и выполняются с изолированной нейтралью. Для таких сетей должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от междуфазных замыканий и от однофазных замыканий на землю [9]. Наиболее распространенным видом защиты является максимальная токовая защита (МТЗ). От междуфазных замыканий такую защиту рекомендуют [9] выполнять в двухфазном исполнении и включать ее в одни и те же фазы по всей сети данного напряжения с целью отключения в большинстве случаев двойных замыканий на землю только одного места повреждения. В зависимости от требований чувствительности защита может быть выполнена одно-, двух- или трехрелейной.

Расчет релейной защиты проведем для кабельной линии ГРП-ТПЗ.

Ток срабатывания МТЗ:

(6.1)

где К_зап- коэффициент запаса, учитывает погрешность реле, неточности расчета (К_зап=1,1:1,2) [1];

К_сз- коэффициент самозапуска, учитывает возможность увеличения тока в защищаемой линии вследствие самозапуска ЭД при восстановлении напряжения после отключения КЗ (К_сз=1,5:3) [1];

К_в- коэффициент возврата токового реле (К_в=0,8:0,85);

I_p,max- максимальный ток в линии в нормальном режиме.

Выбираем трансформатор типа ТПЛ-10 с коэффициентом трансформации К_т=100/5.

Ток срабатывания реле:

(6.2)

где К_сх- коэффициент схемы, зависит от способа соединения ТТ и имеет значение 1- при соединение в полную звезду (или неполную) и - при включении реле на разность токов двух фаз [1]

Принимаем установку для реле РТ-40 равную 5А.

Выбранная защита должна быть проверена по чувствительности, т.е.:

(6.3)

где I_кзmin- минимальный ток КЗ в конце защищаемого участка.

Чувствительность защиты считается достаточной, если при КЗ в конце защищаемого участка К_ч?1,5 [1].

Избирательность защиты обеспечивается выбором выдержки времени по условию:

(6.4)

где t₂- выдержка времени защиты, расположенной ближе к источнику питания по сравнению с защитой, имеющей меньшую выдержку времени t₁;

?t- ступень избирательности, в расчетах принимается равной 0,6-1 с. для защит с ограниченно зависимой от тока КЗ характеристикой времени срабатывания;

0,3-0,6 с. для защит с независимой характеристикой времени срабатывания.

Т.к. нет других защит, кроме МТЗ, то при ?t=0,3 с. t₂=0,3 с.

Т.к. отсутствует защита тока отсечки t₁=0, то для эффективности работы МТЗ можно применить t₂=0,1 с.

Трансформатор тока типа ТПЛ-10 УЗ

U_ном=10 кВ

I_1ном=100 А

I_2ном=5 А

Трансформатор напряжения типа НТМН-10-66 УЗ

U_ном=10 кВ

U₁=10 кВ

U₂=100 В

Реле тока типа РТ-40

I_{уставки}=5 А

Реле времени типа РВМ-12

Реле промежуточное типа РП-341

Реле указательное типа РУ-21

Реле промежуточное типа РП-341.

7. Охрана труда

При прикосновении человека к токоведущим частям электрической установки, находящимся под напряжением, или к металлическим частям, которые оказываются под напряжением вследствие пробоя или неисправности изоляции, может произойти поражение человека электрическим током. Для исключения случайного прикосновения человека к голым токоведущим частям устанавливают ограждения или располагают токоведущие на определенной высоте.

Чтобы обеспечить безопасность людей, работающих на установках до 1000 В и выше, необходимо сооружать заземляющие или зануляющие устройства, заземлять или занулять металлические части электрического оборудования или электрических установок. Заземляющие и зануляющие устройства должны удовлетворять требованию, обусловленному режимом работы сетей и защиты от перенапряжений. [5].

Заземлением какой-либо части электрической установки называется преднамеренное соединение её с заземляющим устройством с целью сохранения на ней достаточно низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы или ее элементов в выбранном для них режиме [9].

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением [9].

7.1 Расчет зануляющих устройств для СН

Трансформаторная подстанция 10/0,4, площадь 8*5,5 м² встроена в здание ТМХ. с_изм= 160 Ом*м, климатическая зона, средняя влажность.

Решение:

Допустимое сопротивление заземляющего устройства:

R_{з доп}=4 Ом.

Сопротивление естественного заземлителя- железобетонного фундамента [7]:

(7.1)

Так как с_изм=160 Ом*м <10³ Ом*м при U_л=380 В.

S=8*5,5=44 (м²)<S₀=156 м²

где S₀- критический параметр площади естественного заземлителя [7]. Следовательно, расчет естественного заземлителя (фундамента здания) не возможен.

Произведем расчет искусственного заземляющего устройства.

Определяем расчетные удельные сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных заземлителей:

(7.2)

(7.3)

где К_п.г., К_п.в.- повышающие коэффициенты для горизонтальных и вертикальных электродов, приняты по [7] для климатической зоны.

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа [1]:

(7.4)

В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни d=12 мм, l_в=5 м.

t- расстояние от поверхности земли до середины вертикального электрода с учетом заглубления электрода.

Количество вертикальных электродов:

(7.5)

где з_в= 0,58- коэффициент использования вертикальных электродов.

Сопротивление растеканию горизонтальных электродов:

(7.6)

где l- периметр горизонтального заземляющего устройства

h- высота заглубления ЗУ

b- ширина стальной высоты.

Принимаем в качестве горизонтального заземлителя стальную полосу 40*4 мм.

Сопротивление горизонтального электрода с учетом коэффициента использования:

(7.7)

(7.8)

Уточняем количество вертикальных электродов:

(7.9)

где з- поправочный коэффициент

Принимаем к установке 21 вертикальный электрод.

Общее сопротивление ЗУ:

(7.10)

R_зобщ<R_здоп

7.2 Расчет сети зануления собственных нужд на 0,4 кВ

В качестве нулевого проводника принимаем стальную полосу 40*4 мм.

Проверяем соблюдение условия срабатывания защиты:

1) Наименьшее допустимое значение тока КЗ:

I_{наим кз}=3*630=1890 (А)

где 630 А- номинальный ток расценителя выключателя ВА.

z_тр=0,056 Ом.

2) Определяем сопротивления фазных и нулевых проводников линия l=10 м

(Ом)

где с - плотность проводника (Al)

Плотность тока в стальной полосе:

(А/мм²)

выберем r₁₀ =1.54, x₁₀=0.92

Cопротивление нулевого проводника:

(Ом)

(Ом)

Х_п=0.6*0.01=0.06 (Ом)

где Х_п - сопротивление петли «фаза-нуль».

3) Находим действительное значение тока К3 (однофазного) проходящего по петле «фаза-нуль» при замыкании фазы на корпусе двигателя.

(А)

4) Сопротивление заземления нейтрали:

U_K*б₁*б₂ ? U_{пр доп}

U_K=I_З*r₀- напряжение зануления относительно земли.

где I_З- ток замыкания на землю.

б₁,б₂ -коэффициенты напряжения прикосновения

r₀ - сопротивление заземленной нейтрали источника

, r₀ ? 30 Ом

5) Расчетное сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника.

Наибольшее значение напряжения от корпуса относительно земли.

где U_З - часть тока однофазного КЗ стекающего в землю через повторное заземление нулевого защитного проводника

где n - количество повторно заземленных нулевых проводников

r_n - сопротивление одного повторного заземления.

Наибольшее допустимое сопротивление r_n:

r₀=10 Ом, U_прдоп= 65 В

=0,0196 (Ом)

(Ом) ?30 Ом

Техника безопасности при обслуживании электрооборудования собственных нужд подстанции

1.Электродвигатели.

1.1. Если работа на электродвигателе или проводимом им в движение механизме связана с прикосновением к токоведущим и вращающимся частям, электродвигатель должен быть отключен с выполнением технических мероприятий, предотвращающих его ошибочное включение.

Работа, не связанная с прикосновением к токоведущим частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма может проводиться на работающем электродвигателе.

Не допускается снимать ограждения вращающихся частей работающих электродвигателя и механизма.

1.2. При работе на электродвигателе допускается установка заземления на любом участке кабельной линии, соединяющей электродвигатель с секцией РУ, щитом.

Если работы на ЭД рассчитаны на длительный срок, не выполняются или прерваны на несколько дней, то отсоединенная от него кабельная линия должна быть заземлена также со стороны ЭД.

1.3. На однотипных или близких по габариту электродвигателях, установленных рядом с двигателем, на котором предстоит выполнить работу, должны быть вывешены плакаты «Стой! Напряжение!» независимо от того, находятся они в работе или остановлены.

1.4. Порядок включения ЭД для опробования должен быть следующим:

- производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание работы и сдает наряд оперативному персоналу;

- оперативный персонал снимает установленные заземления, плакаты, выполняет сборку схемы;

После опробования при необходимости продолжения работ на ЭД оперативный персонал вновь подготавливает рабочее место, и бригада по наряду повторно допускается к работе на ЭД.

2. Коммутационные аппараты.

2.1. Допуск к работе на коммутационном аппарате (КА) разрешается после выполнения технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работы, включая мероприятия, препятствующие ошибочному срабатыванию КА.

3. Комплектные распределительные устройства.

3.1. При работе на оборудовании тележки или в отсеке шкафа КРУ тележку с оборудованием необходимо выкатить в ремонтное положение, шторку отсека, в котором токоведущие части остались под напряжением, запереть на замок и вывесить плакат безопасности « Стой! Напряжение!», но тележке им в отсеке, где предстоит работать, вывесить плакат «Работать здесь».

3.2. При работе вне КРУ на подключенном к ним оборудовании или на отходящих ВЛ или КЛ тележку с выключателем необходимо выгнать в ремонтное положение из шкафа; шторку или дверцы запереть на замок и на них вывесить плакаты «Не включать! Работают люди» или «Не включать! Работа на линии».

3.3. Оперировать выкаткой тележкой с силовыми предохранителями разрешается под напряжением, но без нагрузки.

4. Измерительные трансформаторы тока.

4.1. Не допускается использовать шины в цепи первичной обмотки ТТ в качестве токоведущих при монтажных и сварочных работах.

4.3. При проверке полярности вторичных обмоток прибор, указывающий полярность, должен быть присоединен к зажимам вторичной обмотки до подачи импульса в первичную обмотку ТТ.

5. Электрические котлы.

5.1. Не допускается на трубопроводах включенных ЭК выполнять работы, нарушающие защитное заземление.

5.2. Перед выполнением работ, связанных с разъединением трубопровода (замены задвижки, участка трубы), следует выполнить с помощью электросварки надежное электрическое соединение разъединяемых частей трубопровода.

5.3. Кожух ЭК с изолированным корпусом должен быть закрыт на замок. Открывать кожух допускается только после снятия напряжения с котла.

6. Конденсаторные установки.

6.1. При проведении работ конденсаторы перед прикосновением к ним или токоведущим частям после отключения установки от источника питания должны быть разряжены независимо от наличия разрядных устройств, присоединенных к шинам или встроенным в единичные конденсаторы.

Разряд конденсаторов - это снижение остаточного напряжения до нуля- производится путем замыкания выводов накоротко и на корпус металлической шиной с заземляющим проводником, укрепленной на изолирующей штанге.

6.2. Выводы конденсаторов должны быть закорочены, если они не подключены к электрическим схемам, но находятся в зоне действия электрического поля (наведенного напряжения).

6.3. Не разрешается прикасаться к клеммам обмотки отключенного от сети асинхронного ЭД, имеющего индивидуальную компенсацию реактивной мощности, до разряда конденсаторов.

6.4. Не разрешается касаться голыми руками конденсаторов, пропитанных трихлордифенилом (ТХД) и имеющих течь. При попадании ТХД на кожу необходимо промыть кожу водой с мылом, при попадании в глаза - промыть глаза слабым раствором двууглекислого натрия (одна чайная ложка питьевой соды на стакан воды).[8]

Литература

1. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий.- М: Энергоиздат, 1987г.

2. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М: Энергия, 1978г.

3. Федоров А.А., Сербиковский Г.В. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация. - М: Энергоиздат, 1980г.

4. Федоров А.А., Сербиковский Г.В. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация. - М: Энергоиздат, 1981г.

5. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М: Высшая школа, 1981г.

6. Епанишников М.М. Электрическое освещение. Учебное пособие для студентов ВУЗов. - М: Энергия,1973г.

7. Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок. - М: ЗАО «Энергосервис», 2000г.

8. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. - М: «Издательство НЦ ЭНАС», 2001г.

9. Правила устройства электроустановок. С. - П.: «Бис», 2001г.

10. Сборник нормативных и методических документов по измерениям, коммерческому и техническому учету электроэнергии и мощности, - М: ЗАО «Издательство НЦ ЭНАС», 1999г.