Проектирование электрических сетей

q = 150 / ( 34,5·0,083 ) = 17,46 мм²

Выбираем кабель 3 х60 + 1 х 20 мм².

Действительное сопротивление его жил:

r_np = 50 / ( 34,5·60 ) = 0,024 Ом,

r_о.np = 50 / ( 34,5·20 ) = 0,072 Ом.

ДU = 3·I·r_np = 3·2,19·0,024 = 0,091 B <ДU_доп = 0,5 В,

значит сечение выбрано верно.

2.5 Выбор токоведущих частей

2.5.1 Выбор гибких шин для ОРУ 110 кВ

Выбор сечения гибких шин производят по экономической плотности тока:

q_эк = I_раб / j_эк , (2.27)

где I_раб - длительный рабочий ток нормального режима (без перегрузок),A;

j эк - нормированная экономическая плотность тока, А/мм²(табл.4.1 [4]).

Как видно из результатов расчёта максимального режима, через шины ОРУ 110 кВ будет протекать ток I_раб = 390 А (см. приложение В).

q_эк = 362 / 1 = 362 мм².

Учитывая, что гибкие шины будут расположены в РУ открытого типа выберем по справочнику [2, с.428-430. табл.7.35] для каждой фазы шин сталеалюминиевые провода АС-400 с номинальным сечением 400 мм2, наружным диаметром d=27,8мм, допустимым током I_доп=835А.

Осуществим проверку проводов.

Проверка провода по длительно допустимому току. Осуществляется из условия нагрева:

I_{раб. макс} ? I_дл.доп , (2.28)

где I_{рабмакс} берем из результатов послеаварийного расчёта (см. приложение В).

I_{раб. макс} = 501 A ? I_дл.доп = 835 A.

Проверка на термическую стойкость при КЗ. Проверка производится при трехфазном КЗ и заключается в сравнении температуры проводов в момент отключения КЗ и^о_к и допустимой температурой и^о_доп [2, с. 17] (для сталеалюминиевых проводов это 200° С).

Для вычисления и^о_к предварительно определим начальную температуру проводов:

и^о_н = и^о_ср + ( и^о_дл.доп - и^о_ср.н )·(I_наиб / I_доп)² , (2.29)

и^о_н = 30^° + ( 70^° - 25^°)·(501 / 835)² = 46,2^°С

где и^о_ср - температура воздуха (зададим и⁰_ср = 30°С);

и^о_ср.н - нормированная температура воздуха (25°);

и^о_дл.доп - допустимая температура проводов в длительном режиме (70°).

Зная и^о_н и материал провода по кривым для определения температуры нагрева проводников (кривая 4 на рис.1.1 справочника [2, с.19]) определим начальное значение удельного теплового импульса А_н = 0,4·10⁴ А²/мм⁴ .

Конечное значение удельного теплового импульса определим по выражению:

А_к = А_к + В_{к расч} / q² (2.30)

А_к = 0,4·10⁴ + 4,102·10⁶ / 394² = 0,41·10⁴ A·c / мм⁴

Здесь q = 394 мм² - сечение провода АС-400 по алюминию;

В_{к расч} = 4,102 кА²·с - расчетный тепловой импульс от протекания

полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверке Q).

Зная А_к , по той же кривой определим конечную температуру

Qк = 48° < 200° = Q^о_доп . Таким образом, провода шин ОРУ 110 кВ удовлетворяют условию проверки по термической стойкости.

Проверка проводов фаз шин ОРУ 110 кВ на схлестывание. T. к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах менее 20 кА [4, с.233-235], I'' = 4,764 кА, то проверка на схлестывание не производится.

Проверка проводов одной фазы сборных шин по электротермическому взаимодействию. Эта проверка производится, если провод каждой фазы расщеплен на несколько проводов, а ударный ток трехфазного КЗ i⁽³⁾у?50кА. Проверка сводится к определению расстояния между дистанционными распорками, которые закрепляют провода в фазе. В нашем случае эта проверка не нужна, т.к. фазные провода сборных шин не Расщеплены.

Проверка по условиям коронного разряда. В нашем случае эта проверка не производится, т.к. сечение выбранных проводов шин ОРУ 110 кВ больше минимально допустимого по условию коронирования [2, табл.1.18, с.20]. В противном случае проверку можно произвести, используя методику, описанную в учебнике [4, с.236-238].

2.5.2 Выбор ошиновки линии

Выбор сечения производится по экономической плотности q_эк, по формуле (2.27):

q_эк = 362 / 1 = 362 мм².

Выбираем для ошиновки сталеалюминиевый провод АС-400 с номинальным сечением 400 мм², наружным диаметром d=27,8 мм, допустимым током I_дл.доп = 835 А.

Осуществим проверку проводов.

Проверка провода по длительно допустимому току. Осуществляется по (2.28):

I_{раб. макс} = 501 A ? I_дл.доп = 835 A.

где I_{раб. макс} берем из результатов послеаварийного расчёта (см. приложение Д).

Так как при проверке ошиновки линии и гибких шин ОРУ 110 кВ I_{раб. макс} одинаковы, и выбранные провода тоже одинаковые, то выбранный Для ошиновки провод заведомо проходит проверку на термическую стойкость, схлестывание и коронирование.

2.5.3 Выбор жёстких шин для ЗРУ 10 кВ

Выбор сечения жёстких шин производят по допустимому току по (2.28).

Принимаем алюминиевые однополосные шины 60x6 мм, с шириной полосы h=60мм, и толщиной шины b=6мм, сечением 360 мм².

I_{раб. макс} = 808 A ? I_дл.доп = 870 A.

где I_{раб. макс} = I_р.ф. = 0,808 A.

Осуществим проверку шин.

Проверка на термическую стойкость при КЗ. Проверка производится по сравнению выбранного сечения, с минимально допустимым сечением для термической стойкости.

q_мин = В_к / С , (2.31)

где С - коэффициент, принимаемый по табл. 3.12 [4];

В_к = 15,382 кA²·с - расчетный тепловой импульс от протекания полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверке Q).

q_мин = 15,382·10⁶ / 88 ? 360 мм²

Таким образом, выбранные шины термически устойчивы.

Проверка проводов фаз шин ОРУ 110 кВ на схлестывание. Т.к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах менее 20 кА [4, с.233-235], I'' = 4,764 кА, то проверка на схлестывание не производится.

Проверка шин на механическую прочность. Наибольшее удельное Усилие при трёхфазном к.з. шин, Н/м, определяется по формуле:

f = 3·10^-7· к_ф · i_у² / а (2.32)

где к_ф - коэффициент формы, к_ф =1;

а - расстояние между фазами, а=1,5м.

f = 3·10^-7· 1 · 19,886² / 1,5 = 45,66 Н/м.

Изгибающий момент определяется по формуле:

M = f · l² / 10 , (2.33)

где l - длина пролёта, т.е. расстояние между опорными изоляторами, l = 2м.

Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента:

у_расч = М / W, (2.34)

где W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, определяемый по формуле:

W = b·h² / 6, (2.35)

W = 6·60² / 6 = 0,6 см ,

у_расч = 18,26 / 0,6 = 30,4 МПа.

Для алюминиевых шин допустимое механическое напряжение у_доп = 70МПа.

Как видно из сравнения, у_расч < у_доп , значит шины механически прочны.

2.5.4 Выбор изоляторов

Жёсткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

- по номинальному напряжению установки:

U_ном ? U_уст = 10 кВ; (2.36)

- по номинальному току:

F_расч ? F_доп (2.37)

где F_расч - сила, действующая на изолятор;

F_доп - допустимая нагрузка на головку изолятора,

F_доп = 0,6·F_разр

где F_разр - разрушающая нагрузка при действии на изгиб (табл. ГО-4 [4]).

F_расч = 3 · ( i_у² / а )·l·k_h·10-7 = f l k_h, (2.37)

где k_h - поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена «на ребро».

k_h = ( H_из + b/2 ) / Н_из, (2.38)

k_h = ( 120 + 6/2 ) / 120 = 1,025,

F_расч = 45,66·2·1,025 = 93,6 Н.

Таким образом, принимаем к установке изоляторы типа ИО-10-3,75 УЗ со следующими параметрами:

Номинальное напряжение U_н 10 кВ

Наибольшее рабочее напряжение U_мах 12 кВ

Напряжение испытательное грозового импульса 80 кВ

Минимальная разрушающая сила на изгиб F_разр 3,75кН

Высота изолятора Н_из 120 мм

3. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА НОВОЙ ПОДСТАНЦИИ 110/10 КВ

3.1 Капитальные вложения

Капитальные вложения в строительство ПС

К_ПС =82,254 млн. руб.

Капитальные вложения на отвод земли для ПС и ВЛ, на устройства РЗ ВЛ, связь, телемеханику, ПА и АСКУЭ приняты в расчете ориентировочно в размере 10 % от приведенных выше затрат.

С учетом этого, общие капитальные вложения:

К = 1,182,254=90,4794 млн. руб.

3.2 Годовые эксплуатационные расходы

Годовые эксплуатационные расходы И включают амортизационные отчисления И_а и затраты на обслуживание и ремонт И_обс

Амортизационные отчисления определены по нормам амортизации для подстанций (4,4 %):

Иа = 0,044 · 90,4794 =3,981 млн. руб.

Затраты на обслуживание и ремонт определены укрупненно (4,9 % от капитальных вложений):

И_обс = 0,049 · 90,4794 = 4,4334 млн. руб.

Таким образом, годовые эксплуатационные расходы:

И = 3,981 +4,4334 = 8,4144 млн. руб.

3.3 Результаты строительства новой подстанции 110/10 кВ

Стоимостная оценка результатов строительства новой подстанции выражается в увеличении дохода от реализации дополнительно отпущенной электроэнергии:

О_р = Т(jW - W)+П, (3.1)

где Т - средневзвешенный тариф на электроэнергию, 1,93 руб./ кВт·.;

j - доля стоимости реализации электроэнергии, относимая на электрические сети ( j = 0,3);

W - дополнительный отпуск электроэнергии в связи с подключением нагрузок к ПС, тыс. кВт·ч;

W - изменение потерь, тыс. кВт·ч ( коэффициент потерь k принят в расчете 5 % );

П - увеличение прибыли за счет повышения надежности трансформаторов.

Дополнительный отпуск электроэнергии в связи с подключением нагрузок Р определяется в зависимости от числа часов использования максимума Т_max:

W = Р Т_max (3.2)

В расчете приняты два варианта:

Т_max = 5587 ч - средняя величина по всем потребителям за 2003 г.

Т_max =7000 ч - для перспективных потребителей, присоединяемых к ПС.

Балансовая прибыль от реализации дополнительной электроэнергии

П = О_р - И. (3.3)

Чистая прибыль определяется исходя из ставки налога на прибыль _н = 24 %:

П_ч = П (1 - _н). (3.4)

В более детальном расчете учитывается рост присоединяемой нагрузки по годам. Для этого рассмотрены два сценария роста нагрузки, расчет произведен с использованием интегральных критериев экономической эффективности (табл. 3.2 и 3.3)

3.3.1 Расчет статических показателей эффективности. строительства подстанции 110/10 кВ

В расчете использованы как простые (статические), так и динамические показатели (интегральные). По формулам (3.1)?(3.4) определены показатели, характеризующие результаты строительства новой ПС.

Статические показатели определяются по формулам :

R_п = П_чt / K; (3.5)

Т_окп = К / (П_ч + И_а). (3.6)

3.3.2 Расчет динамических показателей эффективности строительства подстанции 110/10 кВ

Динамические показатели определяются исходя из предположения равенства денежных потоков по годам расчетного периода.

Чистый дисконтированный доход ЧДД за расчетный период 25 лет рассчитываем по формуле через сумму коэффициентов дисконтирования D_s.

Сумма коэффициентов дисконтирования определяется по прил. 3[7]:

ЧДД=(П_ч+И_а)·D_s-K.

Динамический срок окупаемости Т_ок.д - такой период, при котором дисконтированные результаты равны дисконтированным затратам.

D_s = K / (П_ч+И_а)

Расчет статических показателей оценки эффективности при различных вариантах использования установленной мощности приведен в табл. 3.1.

Динамические показатели эффективности строительства ПС для варианта роста нагрузок рассчитаны в табл. 3.2, на рис. 3.1

Выводы. Проведенные расчеты показали, что инвестиции в строительство ПС 110/10 кВ экономически целесообразны. Инвестиции окупаются за приемлемый срок 4 года. для присоединяемых нагрузок 10 МВт (табл. 3.2). Срок окупаемости по данным табл. 3.2 ниже нормативного и принятого в энергетике. При этом не учитывалось повышение надежности.

Таблица 3.1 Расчет простого срока окупаемости инвестиций в строительство ПС

Показатели	Расчетная формула	Р = 5 МВт	Р = 10 МВт	Р = 15 МВт	Р = 20 МВт
		5587 ч	7000 ч	5587 ч	7000 ч	5587 ч	7000 ч	5587 ч	7000 ч
Инвестиции тыс.руб.	90479,4
Эксплуатационные издержки И, тыс. руб. всего В т.ч: - амортизационные отчисления Иа - на обслуживание и ремонт Иобс	8414,4 3981 4433,4
Количество дополнительно отпущенной э/э, W, тыс. кВт•ч		27 935	35 000	55 870	70 000	83 805	105 000	117 740	140000
Дополнительные потери э/э W, тыс. кВт•ч		1 396,8	1 750	2793,5	3 500	4 190	5 250	5587	7000
Объем реализации , тыс. руб.		13 478,6	16 887,5	27 236,6	33 775	40 436	50 663	57 389	67 550
Балансовая прибыль П		5 064,2	8 473,1	18 822,2	25 361	32 022	42 249	48 975	59 136
Чистая прибыль , тыс. руб.		3 848,8	6 439,6	14 304,9	19 274,4	24 336,7	32 109,2	37 221	44 943
Денежный поток (чистая прибыль и амортизационные отчисления)		7 829,8	10 420,6	18 285,9	23 255,4	28 317,7	36 090,2	41 202	48 924
Простая норма прибыли , %		4,25	7,12	15,81	21,3	26,9	35,5	45,5	54,1
Простой срок окупаемости инвестиций , лет		11,56	8,68	4,95	3,89	3,2	2,51	2,2	1,85

Таблица 3.2 - Расчёт динамических показателей эффективности строительства п/с 110/10 кВ (Расчет произведен при условиях: ставка доходности Е=10 %; год приведения - начало расчетного периода; номинальный денежный поток - из табл. 2.2 при Т=5587 ч.)

№ года	Коэф-нт приведения (1+Е)-t	Присоед. нагрузка МВт	Номинальный денежный поток	Номин. ден. поток нарастающим итогом (по гр. 4 и 5)	Дисконтированный денежный поток	Дисконтир. ден. поток нарастающим итогом (ЧДД) (по гр. 7 и 8)
			Строительство (инвестиции)	Эксплуатация (чистая прибыль и амортизация)		Строительство (инвестиции) гр. 4 · гр. 2	Эксплуатация (чистая прибыль и амортизация) гр. 5 · гр. 2
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	0,909	-	-90479,4	-	-90 479,4	-82 246	-	-82 246
2	0,826	5	-	7 829,8	-82 649,6	-	6 468	-75 778
3	0,751	10	-	18 285,9	-64 363,7	-	13 733	-62 045
4	0,683	15	-	28 317,7	-36 046	-	19 341	-42 704
5	0,621	15	-	28 317,7	-7 728,3	-	17 585	-25 119
6	0,564	20	-	41 202	33 474	-	23 238	-1 881
7	0,513	20	-	41 202	74 6756	-	21137	19 256
8	0,466	20	-	41 202	115 878	-	19 200	38 456
9	0,424	20	-	41 202	157 080	-	17 470	55 926
10	0,386	20	-	41 202	198 282	-	15904	71 830
11	0,35	20	-	41 202	239 484	-	14 421	86 251
12	0,319	20	-	41 202	280 686	-	13 143	99 394
13	0,29	20	-	41 202	321 888	-	11 949	111 343
14	0,263	20	-	41 202	363 090	-	10 836	122 179
15	0,218	20	-	41 202	404 292	-	8 982	131 161
16	0,198	20	-	41 202	445 494	-	8 158	139 319
17	0,18	20	-	41 202	486 696	-	7 416	146 735
18	0,163	20	-	41 202	527 898	-	6 716	153 451
19	0,149	20	-	41 202	569 100	-	6 139	159 590
20	0,092	20	-	41 202	610 302	-	3 791	163 381
21	0,084	20	-	41 202	651 504	-	3 461	166 842
22	0,075	20	-	41 202	692 706	-	3090	169 932
23	0,069	20	-	41 202	733 908	-	2 843	172 775
24	0,063	20	-	41 202	775 110	-	2 598	175 373
25	0,057	20	-	41 202	816 312	-	2 348	177 721

Результаты расчета.

Простой срок окупаемости:

- от начала расчетного периода ? 5 лет;

- от начала эксплуатации ? 4 лет.

Динамический срок окупаемости:

- от начала расчетного периода ? 6,1 лет;

- от начала эксплуатации ? 5,1 лет.

Чистый доход за расчетный период 816 312 тыс. руб.

Чистый дисконтированный доход (ЧДД) за расчетный период

177 721тыс. руб.

Индекс доходности (ИД) 2,42.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Проблемы обеспечения безопасности рабочих на современном предприятии можно условно разделить на проблемы, характерные для любого объекта хозяйственной деятельности, и проблемы, связанные со спецификой технологических процессов, организации производства и дислокации предприятий.

Система охраны труда, существующая на энергетическом предприятии, предусматривает защиту персонала п/ст от воздействия опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) непосредственно в процессе производства.

На п/ст применяются технические средства охраны труда. К этим средствам можно отнести ряд устройств косвенно обеспечивающих охрану труда. Это, прежде всего, различные системы дистанционного управления, информационно-управляющие системы, роботы и манипуляторы, устройства телемеханики, ограничивающие контакты работающих с факторами опасности. К ним также следует отнести устройства и системы, локализую-щие нарастание факторов опасности: системы автоматического пожаротушения, комплекс устройств релейной защиты и т.п.

Комплексная автоматизация и механизация производственных процессов также способствует устранению тяжелых и трудоемких процессов, снижению количества оперативных переключений непосредственно персоналом, в основном в аварийных ситуациях.

Весь электротехнический персонал, обслуживающий электроустановки, проходит специальное обучение безопасным методам работы с последующей проверкой знаний “Правил технической эксплуатации” и “Правил техники безопасности” с присвоением определённой квалификационной группы.

Выполнение правил и норм по охране труда обеспечивает необходимую электробезопасность, пожаро- и взрывобезопасность электроустановок, комфортную среду на рабочих местах операторов, ведущих производственный процесс и работников, обслуживающих производственные установки.

4.1 Идентификация и оценка опасных и вредных факторов на подстанциях при трансформации, передаче и распределении электроэнергии

Идентификация - это распознавание образа опасных и вредных факторов на разных стадиях производственной деятельности.

Главное в идентификации заключается в установлении возможных причин появления опасности. Полностью идентифицировать опасность очень трудно. Можно говорить о разной степени идентификации: более или менее полной, приближенной, ориентировочной и т.п.

В безопасности жизнедеятельности идентификация опасностей рассматривается с общих позиций. Применительно к промышленной безопасности идентификация опасных производственных объектов - это отнесение объекта к той или иной категории в соответствии с требованиями ФЗ “О промышленной безопасности опасных производственных объектов”.

На энергетическом предприятии очень много опасных и вредных производственных факторов. Это обусловлено непрерывностью технологического процесса, протекающего при повышенных температурах, наличием преобразовательных подстанций и распределительных пунктов, установкой крупных синхронных и асинхронных двигателей, сварочных установок, тяжелыми условиями работы электроустановок и пр.

Опасным фактором технологического процесса на подстанции для человека является поражение электрическим током. Исход воздействия электрического тока на организм человека зависит от значения и длительности прохождения тока через тело человека, рода и частоты тока, а также индивидуальных свойств человека. Сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, поскольку они определяют значение тока проходящего через человека.

Вредными факторами на подстанции для здоровья человека являются: шум, вибрации, электромагнитное поле, недостаточное освещение.

Шум и вибрации ухудшают условия труда, оказывая вредное воздействие на организм человека. При длительном воздействии шума на организм происходит снижение остроты зрения, слуха, повышение кровяного давления, ухудшение внимания. Сильный продолжительный шум может вызвать функциональные изменения сердечно-сосудистой и нервной систем.

Источниками производственного шума и вибраций являются различные машины и механизмы, вентиляционные установки, электрические машины и трансформаторы.

Вибрации также неблагоприятно воздействуют на организм человека, они могут быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечно-сосудистой систем, а также опорно-двигательного аппарата.

Электромагнитное поле, возникающее в пространстве вокруг токоведущих частей действующих электроустановок, является вредным фактором, влияющим на здоровье человека.

В процессе эксплуатации электроэнергетических установок открытых распределительных устройств (ОРУ) и воздушных линий электропередачи (ВЛ) высокого напряжения (330 кВ и выше) отличается ухудшение здоровья персонала, что выражается в повышенной утомляемости, вялости, болях в сердце, головных болях. Интенсивное электромагнитное поле промышленной частоты вызывает у работающих нарушение работы центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Эффект воздействия электромагнитного поля на человека принято оценивать количеством электромагнитной энергии, поглощаемой человеком при нахождении его в поле.

Недостаточное освещение может исказить информацию, получаемую человеком визуально. Плохое освещение утомляет не только зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Неправильное освещение может также стать причиной травматизма.

4.2 Охрана окружающей среды

При проектировании п/ст учтены требования законодательства по охране природы и Основ земельного законодательства РФ.

Проектируемый объект сооружается с учетом контроля гололедообразования на ВЛ. Указанный технологический процесс является безотходным и не сопровождается вредными выбросами в окружающую среду, а уровень шума и вибрации, которые могут создаваться оборудованием, не превышает величин, допустимых по СН 2.2.4./2.1.8.562-96 “Шум на рабочих местах…”

В соответствии с “Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля” СанПиН 2.2.4.1191-03, защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого оборудованием устройства контроля гололедообразования и воздушной линией электропередачи переменного тока промышленной частоты напряжением 110 кВ и 10 кВ в ненаселенной местности не требуется.

Оценка воздействия на окружающую среду

Анализ воздействия устройства контроля гололедообразования на окружающую среду и его последствий при строительстве и эксплуатации позволил принять вариант установки устройства с учетом минимального экологического, социального и экономического ущерба и предусмотреть наиболее эффективные мероприятия по охране отдельных компонентов окружающей среды.

Таблица 4.1 Идентификация и анализ вредных производственных факторов и опасностей при эксплуатации подстанции

Наименование факторов	Носитель опасного фактора	Круг лиц, на которых возможно воздействие фактора	Возможные последствия воздействия	Средства устранения и локализации опасного фактора
Шум	Воздушные выключатели.	Оперативный, ремонтный и обслуживающий персонал.	Расстройства слухового аппарата.	Наушники и шлемы.
Вибрация	Компрессоры.	Обслуживающий персонал.	Дискомфорт, головная боль, виброболезнь.	Установка оборудования на вибропогло-щающих подушках, использование ручного инструмента с вибропоглощающими рукоятками.
Электрическая опасность Воздействие электрического поля.	Токоведущие части подстанции, ОРУ 110кВ.	Оперативный, ремонтный и обслуживающий персонал.	Ожоги, электротравмы, иногда летальный исход. Головные боли, общее ухудшение самочувствия, тошнота.	Защитное заземление оборудования согласно ПУЭ, выполнение требований “Межотраслевых правил безопасности устройства электроустановок”. Экранирующие устройства, на территории ОРУ - экранирующие костюмы.
Пожароопасность.	Трансформаторы, масляные выключатели, территории ОРУ, ЗРУ, ОПУ, кабели	Оперативный, ремонтный и обслуживающий персонал.	Ожоги, травмы, иногда летальный исход	Соблюдение норм и правил пожарной безопасности, установка пожарных щитов с первичными средствами пожаротушения, ящиков с песком, объемом не менее 0,25м2, огнетушителей ОХП
Механические воздействия.	Подъемно-транспортные средства, разъединители.	Оперативный, ремонтный и обслуживающий персонал.	Травмы различной тяжести, иногда летальный исход.	Соблюдение ТБ, установка защитных козырьков на разъединителях.
Вредные выделения.	Трансформаторное масло и пары.	Ремонтный и обслуживающий персонал.	Отравления, головная боль, тошнота, рвота, утомление.	Вентиляция, применение средств индивидуальной защиты.
Недостаточная освещенность.	Неудовлетворительное качество или количество освещения	Оперативный, ремонтный и обслуживающий персонал.	Утомление организма, травмы различной тяжести.	Освещение, соответствующее нормативным требованиям СНиП-23-005-95 «Естественное и искусственное освещение».

4.3 Меры по снижению негативных производственных факторов

Охрана труда и техника безопасности в строительстве и эксплуатация проектируемых объектов обеспечивается принятыми проектными решениями в строгом соответствии с действующими “Правилами устройства электроустановок” (ПУЭ 2002г., шестое издание переработанное и дополненное),

СНиП-III-4-80, “Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок”, “Правилами техники безопасности при строительстве линий электропередачи и производстве электромонтажных работ” РД.34.

285-97. “Межотраслевых правил по охране труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок”, ПОТРМ-016-2001.РД 153-34. 0-03. 150-00, требования которых учитывают условия безопасности труда, предупреждения травматизма, профессиональных заболеваний, пожаров и взрывов.

Для обеспечения охраны труда и техники безопасности проектом предусмотрено:

применение типовых конструкций;

использование серийного заводского оборудования;

размещение оборудования, обеспечивающего его свободное обслуживание с учетом рекомендации ПУЭ-2002 в части соблюдения норм на расстоянии от токоведуших частей ВЛ 10 и ВЛ 110кВ до заземленных конструкций;

устройство надёжных заземлителей с нормируемой величиной сопротивления;

использования при выполнении строительно-монтажных работ машин и механизмов, в конструкции которых заложены принципы охраны труда;

выполнение строительно-монтажных работ по технологическим картам.

Строительство пунктов контроля гололедообразования вблизи действующих электроустановок, находящихся под напряжением, должно выполняться в соответствии с соблюдением нормируемых расстояний до работающих машин и механизмов, их надлежащего заземления и других мероприятий, обеспечивающих безопасное выполнение работ.

В тех случаях, когда требования в части расстояния от находящихся под напряжением элементов действующих электроустановок работающих механизмов выполнить нельзя, необходимо отключить и заземлить эти электроустановки. Количество, продолжительности и время таких отключений должны быть указаны в проекте производства работ, составленного подрядной организацией в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85 и согласованы энергосберегающей организацией.

При монтаже проводов под действующей линией электропередачи, находящейся под напряжением, необходимо выполнить мероприятия по предупреждению похлестывания монтируемых проводов.

Пожарная безопасность проектируемого объекта обеспечивается применением несгораемых конструкций, автоматическим отключением токов коротких замыканий, заземлением опор, соблюдением безопасных по схлестыванию расстояний между проводами разных фаз.

4.3.1 Технические и организационные мероприятия по снижению негативно опасных факторов на подстанции

В данном проекте рассмотрены технические и организационные меры по снижению негативных факторов на подстанции.

Для защиты персонала станции от поражения электрическим током предусматриваются следующие мероприятия по технике безопасности:

-для оборудования 110 и 10 кВ предусматривается заземление корпуса;

-заземлению подлежат корпуса трансформаторов, масляных выключателей, расположенных на территории станции, заземление подключается к общему контуру заземления;

-предусматривается периодический контроль изоляции;

-в целях исключения прикосновения или опасного приближения к неизолированным частям электрического оборудования предусматривается обеспечение безопасности людей следующим путём:

а) ограждением;

б) блокированием;

в) расположением токоведущих частей на недоступной высоте и в недоступном месте.

В целях предотвращения попадания посторонних лиц на территорию станции предусматривается ограждение решетчатым забором высотой 1,7 м.

Для предотвращения поражения персонала током весь переносной инструмент имеет рукоятки из изолирующего материала.

На станции имеется в наличии полный комплект индивидуальных средств защиты.

Для защиты оборудования и здания подстанции от прямого попадания молнии установлена группа стержневых молниеотводов. В качестве заземлителей используется заземляющее устройство станции. Отходящие линии электропередачи защищены от удара молнии по всей длине заземляющим тросом.

Организационные меры включают в себя:

Выделение работ перечнем, который необходимо выполнять в порядке текущей эксплуатации, а также работ по устным распоряжениям и наряд-допускам;

Подготовка рабочих мест;

Допуск бригад к работе;

Оформление перерывов в работе;

Надзор за выполнением ремонтных работ;

Прием ремонтных работ оперативным персоналом.

4.3.2 Расчет искусственного освещения в помещении дежурного подстанции (ДПС)

Расчет искусственного освещения производится методом коэффициента использования.

Исходные данные:

Длина помещения, А = 9 м.

Ширина помещения, В = 5 м.

Высота помещения, Н = 3,3 м.

Min освещенность выбирается Е_н = 200 лк.

Коэффициент запаса К_З = 1,5.

По отношению расстояния между осветительными приборами L к высоте подвеса светильников Н_р для получения наибольшей равномерности освещения определяем индекс освещения i по формуле:

.

Определим высоту подвеса светильников:

Н_р = Н - h_c - h_р,

где h_р ? высота рабочей поверхности над полом, h_р = 0,7 м

h_c ? расстояние от светильников до перекрытия, h_c = 0,15

Н_р = 3,3 ? 0,7 ? 0,15 = 2,45 м,

Определим расстояние между светильниками: L = 1,

Н_р = 1,3•2,45= 3,2 м.

Находим число светильников в одном ряду по длине помещения:

n_CB = A/L = 9: 3,2 = 2,8

Принимаем число светильников n_CB = 3.

Число рядов: n_ряд = В/L = 5: 3,2 = 1,6.

Принимаем число рядов n_ряд = 2.

Находим общее число светильников:

N_CB = n_CB • n_ряд = 2•3 = 6 шт.

Определяем световой поток лампы:

,

где z ? отношение средств освещенности, z = 1,2;

з ? коэффициент светового потока для закрытых помещений,

з = 0,42.

Ближайший стандартный тип светильника по ТУОСШ 539 022 ПВЛМ 2 с лампами ЛТБ 40 - 4 , мощностью 40Вт.

4.3.3 Расчет заземляющего устройства ОРУ 110 кВ

Заземляющие устройства должны удовлетворять требованиям обеспечения безопасности людей и защиты электроустановок, а также обеспечивать эксплуатационные режимы работы

Основным требованием, предъявляемым к заземляющим устройствам, является то, что их сопротивление не должно превышать 0,5 Ом.

Исходные данные:

Площадь ОРУ 110 кВ - 44х36 м. Грунт в месте сооружения п/ст - суглинок, климатическая зона II. Время действия релейной защиты 0,12 с. Полное время отключения выключателя 0,08 с. Наибольший ток замыкания на землю 18,4 кА. Имеется искусственный заземлитель: система трос - опора с сопротивлением заземления 2 Ом (данные проведенных замеров).

а) Для стороны 110 кВ в соответствии с ПУЭ требуется сопротивление заземления 0,5 Ом.

б) Поскольку сопротивление естественного заземления 2 Ом больше сопротивления заземляющего устройства 0,5 Ом, значит необходимо сооружение искусственного заземления.

в) Сопротивление искусственного заземлителя:

Ом.

г) Рекомендуемое для расчетов удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя составляет = 100 Ом, повышающие коэффициенты для климатической зоны II принимаем равным: 3,5 для горизонтальных электродов, длиной 4,3 м при глубине заложения их вершин 0,7м.

Расчетное удельное сопротивление:

Ом м,

Ом м.

д) Определяем сопротивление растеканию одного вертикального электрода - трубы диаметром 20 мм, длиной 4,3 м при погружении его под землю на глубину 0,7 м:

где l - длина электрода, м;

d - диаметр электрода, м;

t - глубина заложения (расстояние от поверхности земли до середины электрода), м.

 Ом.

е) Определим примерное количество вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте их использования k_ИВЗ = 0,8:

шт.

ж) Определяем сопротивление растеканию тока горизонтальных электродов (полос 40х4 мм²), приваренных к верхним концам вертикальных электродов:

Где l_П - периметр открытого распределительного устройства 110 кВ, м;

b - ширина полосы, м;

t - глубина заложения, м.

Ом.

з) Находим действительное сопротивление току горизонтальных электродов с учетом коэффициента (k_ИЗГ = 0,235):

Ом.

и) Уточняем сопротивление вертикальных электродов:

 Ом.

к) Уточненное число вертикальных электродов (при k_ИВЗ = 0,38):

шт.

Окончательно принимаем к установке 85 электродов. Дополнительно к контуру по территории подстанции устанавливаем сетку из продольных полос, расположенных на расстоянии 0,8 - 1 м от оборудования, с поперечными связями через каждые 5 м.

Рисунок 5.1 - Схема заземляющего устройства

4.4 Пожарная безопасность

Меры обеспечения пожарной безопасности на подстанциях.

Пожарная безопасность означает состояние объекта, при котором исключается возможность возникновения пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара, и обеспечивается защита материальных ценностей.

Пожарная безопасность электростанций и электрических сетей регламентируется строительными нормами и правилами, межотраслевыми правилами пожарной безопасности, отраслевыми стандартами и правилами пожарной безопасности на отдельных объектах.

Опасными факторами пожара для людей являются: открытый огонь, искры, повышенная температура воздуха и предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, обрушение и повреждение зданий и сооружений, установок, а также взрыв.

Организационными мероприятиями по обеспечению пожарной безопасности являются: обучение рабочих и служащих правилам пожарной безопасности; разработка и реализация норм и правил пожарной безопасности, инструкций о порядке работы с пожароопасными веществами изготовление и применению средств наглядной агитации по обеспечению пожарной безопасности. Иной мерой по обеспечению пожарной безопасности является организация пожарной охраны объекта, предусматривающей профилактическое и оперативное обслуживание охраняемых объектов.

Обеспечение пожарной безопасности на подстанциях, основные требования.

Помещение и оборудование должны постоянно содержатся в чистоте и систематически очищаться от пыли, мусора и отходов

Запрещено загромождение проходов, пожарных проездов и подступов к первичным средствам пожаротушения

Весь персонал обязан уметь пользоваться противопожарным инвентарем и средствами пожаротушения.

Каждый работник проходит инструктаж, обучение и проверку знаний по соблюдению мер пожарной безопасности в соответствии с требованиями “Правил работы с персоналом на предприятиях“

При приеме смены в процессе обхода оборудования дежурный персонал производит осмотр состояния помещения и оборудования с точки зрения пожарной безопасности, а также укомплектованность пожарных щитов. Пожарные щиты должны быть закрыты специальной рамой с металлической сеткой и опломбированы тонкой проволокой, срываемой без больших усилий.

Запрещено закрывать раму на замок.

Краткое описание средств пожаротушения на подстанциях.

1) первичные средства пожаротушения, включающие в себя пожарные рукава, стволы, пенные и углекислотные огнетушители, ящики с песком.

2) передвижные углекислотные огнетушители ОУ - 80 и ОУ - 25,

передвижной воздушно-пенный огнетушитель ОВП - 100

3) огнетушитель порошковый автоматический ОПА - 100

4.4.1 Назначение первичных средств пожаротушения

1) Песок следует использовать для тушения загораний и небольших очагов пожаров горючих жидкостей и ограничения их растеканий. Тушение песком производить набрасыванием его на горящую поверхность. Песок должен быть сухим без комков и посторонних примесей, хранится в металлических ящиках, укомплектованных совковой лопатой. Два раза в год песок необходимо перемешивать и удалять мусор и комки.

2) Углекислотные огнетушители применяются для тушения возгораний различных веществ и материалов и заряжены сжиженным углекислотным газом. Углекислота не проводит ток, поэтому углекислотные огнетушители можно применять для тушения пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением не более 10000В, с расстояния не менее одного метра.

К ручным огнетушителям относятся углекислотные ОУ - 5 с болонами емкостью до пяти литров.

К передвижным относиться УО - 25 (на тележке установлен один баллон вместимостью 25 литров) и УО - 80 (на тележке установлено два баллона вместимостью 40 литров)

3) Огнетушитель воздушно-пенный передвижной ОВП предназначен для тушения загораний и начинающихся пожаров, различных веществ и материалов, за исключением щелочных металлов, веществ, горение которых происходит без доступа воздуха, электроустановок находящихся под напряжением.

4)Огнетушитель порошковый ОП - 10 предназначен для гашения горящих твердых веществ и электроустановок до 1000В.

4.4.2 Порядок тушения пожара

1) При возникновении пожара на энергетическом объекте первый заметивший загорание, должен немедленно сообщить начальнику смены подстанции, а при наличии связи немедленно сообщить в пожарную охрану или приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения. Оперативный персонал, получивший сообщение о пожаре, должен сообщить начальнику смены и потребовать от него обесточивания оборудования в районе пожара находящегося под напряжением выше 0,4 кВ.

До прибытия подразделений ГПС МВД России, руководителем тушении пожара является начальник смены подстанции, который обязан организовать:

а) удаление с места пожара всех посторонних лиц;

б) установление места пожара, возможные пути его распространения и образования новых очагов горения;

в) выполнение подготовительных работ с целью обеспечения эффективного тушения пожара;

г) тушение пожара персоналом и средствами пожаротушения энергетического объекта;

д) встречу подразделения ГПС МВД России лицом, хорошо знающим безопасные маршруты движения, расположение водоисточников, места заземления пожарной техники. После прибытия на место пожара первого подразделение ГПС МВД России руководителем тушения пожара является старший начальник этого подразделения. Руководитель тушения пожара имеет право приступить к тушению электрооборудования под напряжением только после получения письменного допуска на тушение, и инструктажа личного состава пожарных подразделений представителями энергетического объекта;

ж) При возникновении пожара в энергетических установках или на вспомогательном оборудовании, который угрожает нагреву металлических конструкций, перекрытий должны быть немедленно приняты меры к их охлаждению с соблюдением мер безопасности. Перед этим необходимо обесточить питание освещения.

4.4.3 Порядок тушения пожара в электроустановках

1. Руководителем тушения пожара в электроустановках до прибытия пожарных является начальник смены. По прибытии пожарного подразделения, старший принимает на себя руководство тушением пожара.

2. Загорания в электроустановках под напряжением ликвидируются персоналом энергетического объекта с помощью ручных и передвижных огнетушителей см. таблицу 2.

3. Отключение присоединений, на которых горит оборудование, может производиться дежурным персоналом энергетического объекта без предварительного получения разрешения вышестоящего лица, осуществляющего оперативное руководство, но с последующим его уведомлением.

Таблица 4.2 - Типы используемых огнетушителей при пожаре в электроустановках

Напряжение, кВ	Тип огнетушителя
до 0,4	хладановый
до 1,0	порошковый
до 10,0	углекислотный

При тушении электроустановок, находящихся под напряжением персонал, состав пожарной охраны обязан выполнять следующие требования:

а) работать со средствами пожаротушения в диэлектрических перчатках и ботах (сапогах), а при заземлении ? СИЗ органов дыхания;

б) находиться на безопасном расстоянии от электроустановок;

в) заземлить пожарный ствол и насос пожарного автомобиля;

4. Тушение пожаров в электоустановках, находящихся под любым напряжением, всеми видами пен и с помощью ручных средств запрещается, так как пена и раствор пенообразователя в воде обладают повышенной электропроводимостью.

4.4.4 Особенности тушения пожаров на электрооборудовании

При взрыве или пожаре трансформатора, последний должен быть отключен со всех сторон. После снятия напряжения производить пожаротушение. Целесообразно использовать распыленную воду и огнетушащий порошок, подаваемый отдельно или в комбинациях.

Для ликвидации очага пожара должны быть приняты меры, предотвращающие растекание трансформаторного масла.

Во время тушения горящих кабелей напряжением выше 1000В, работающий с пожарным стволом должен направлять распыленную струю воды через дверной проём или люк, не заходя в отсек с горящими кабелями.

Одновременно с тушением пожара персонал должен принять меры к возможно быстрому снятию напряжения с кабелей, находящихся в зоне пожара (в первую очередь с кабелей, имеющих более высокое напряжение)

После ликвидации пожара или очага загорания прикасаться к кабелям разрешается только после полного снятия напряжения как с силовых, так и с контрольных кабелей.

4.4.5 Щиты управления напряжением до 0,4 кВ

Щиты управления являются наиболее ответственной частью электрической установки, поэтому наибольшее внимание при тушении пожара должно быть обращено на сохранение в целостности, установленной на них, аппаратуры.

При загорании кабелей, проводов и аппаратуры на панелях щита управления, оперативный персонал должен, по возможности, снять напряжение с панелей, на которых возник пожар, и переступить к тушению пожара, не допуская перехода огня на соседние панели.

При этом применяются углекислотные огнетушители, а также распыленная вода.

Случае тушения пожара без снятия напряжения, при применении углекислотных огнетушителей, не допускается прикосновение к кабелям, проводам и аппаратуре, а при применении распыленной воды без снятия напряжения должны соблюдаться допустимые расстояния.

При тушении углекислотным огнетушителем должно соблюдаться расстояние не менее 1м.

4.5 Возможные чрезвычайные ситуации на подстанциях

Чрезвычайная ситуация (ЧС) ? внешне неожиданная обстановка, характеризующаяся резким нарушением установившегося процесса и оказывающая отрицательное воздействие на жизнедеятельность человека, функционирование экономики, социальную сферу, окружающую среду.

В мирное время ЧС могут возникнуть в результате производственных аварий, катастроф, стихийных бедствий, диверсий или факторов военно-политического характера.

На электроэнергетических производствах ЧС бывают как техногенного, так и природного происхождения. Производственная авария внезапная остановка работы или нарушение установленного процесса производства на промышленных предприятиях и энергетических объектах, которые приводят к повреждению зданий, материальных ценностей, оборудования, поражению людей.

К производственным авариям на п/ст относятся: остановка работы электрооборудования в результате его поломки или неисправности, например, обрыв изолятора, падение опоры или столба линий электропередачи, возникновение пожара в результате которого замыкания.

К природным авариям относятся: разрушение вследствие удара молнии, то есть вследствие грозы, обрыв фазы на линиях электропередач в результате штурмового ветра, обледенение проводов линий электропередач.

Выводы:

В разделе БЖД было выполнено следующее:

-произведен анализ опасных и негативных факторов на п/ст;