Достоинства газовой защиты:

высокая чувствительность и реагирование не все повреждения внутри бака;

простота выполнения;

небольшое время срабатывания;

способность защитить трансформатор от понижения масла по любым причинам.

Недостатки газовой защиты:

ложное срабатывание при попадании воздуха в бак;

не реагирует на повреждения вне бака (на выводах, между трансформатором и выключателем).

6. Собственные нужды

Приемниками собственных нужд являются оперативные цепи, электродвигатели систем охлаждения автотрансформаторов, компрессоров, освещение, электроотопление помещений, электроподогрев коммуникационной аппаратуры высокого напряжения и шкафов, установленных на открытом воздухе, связь, сигнализация и т.д. [11]

Приемниками собственных нужд классифицируются по ответственности и по длительности включения.

Приемники, отключение питания которых приводит к нарушению нормального режима эксплуатации, к частичному или полному отключению подстанции, к аварии основного оборудования. Для приемников этой группы необходимо предусмотреть двойное питание от разных секций щита собственных нужд с автоматическим резервированием.

Приемники, отключение питание которых допустимо на 20-40 мин на подстанции с дежурным персоналом, или до обслуживания этой группы приемников допустимо осуществлять вручную

По длительности включения:

приемники постоянно включены в сеть (в том числе цепи управления и релейной защиты);

приемники, включаемые периодически;

приемники, включаемые во время ремонта.

На подстанции, как правило, сеть собственных нужд имеет напряжение

380 В с заземленной нейтралью. Напряжение 220 В с изолированной нейтралью применяется как исключение.

Для питания сети собственных нужд подстанции используется два масляных трансформатора серии ТМ со схемой соединения обмоток звезда-звезда мощностью 630 кВА. Применение трансформаторов большей мощности ограничивается стойкостью аппаратуры низкого напряжения к токам к. з.

Электрическое освещение на подстанции подразделяется на рабочее и аварийное.

Рабочее освещение является основным видом освещения и предусматривается во всех помещениях подстанции, а также на открытых участках территории, где в темное время суток может производиться работа или происходить движение транспорта или людей.

Питание сети рабочего освещения осуществляется от общих с силовыми потребителями трансформаторов собственных нужд с глухозаземленной нейтралью, при этом защитные и разъединяющиеся автоматические выключатели устанавливаются только в фазных проводах.

Напряжение ламп общего освещения принимается равным 220В, стационарного местного 36 В, переносных ручных ламп 12 В.

Освещение ОРУ осуществляется прожекторами ПЗС-35 с лампами накаливания мощностью 500 Вт.

7. Молниезащита и заземление

7.1 Молниезащита

Наиболее опасным проявлением молнии с точки зрения поражения зданий и сооружений является прямой удар. Производственные, жилые и общественные здания и сооружения в зависимости от их назначения, а также интенсивности грозовой деятельности в районе их местонахождения выделены в категории по степени устройства молниезащиты. Подстанция "Термо Мастер" относится по типу зоны защиты к зоне А, по категории устройства молниезащиты к категории. [12]

a) б)

Рисунок 7.1 Конструкция стержневого (а) и тросового (б) молниеотводов: 1-молниеприемник; 2-несущая конструкция; 3-токоотвод; 4-заземлители

На практике для защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии наибольшее распространение получили стержневые и тросовые молниеотводы.

Каждый молниеотвод состоит из следующих элементов: молниеприемника 1, непосредственно воспринимающего удар молнии; несущей конструкции 2, предназначенной для установки молниеприемника; токоотвода 3, обеспечивающего отвод тока в землю, и заземлителя 4, отводящего ток в землю и обеспечивающего контакт с землей молниеприемника и токоотвода.

Название молниеотвода определяется типом молниеприемника. Стержневые молниеприемники изготовляют из прокатной стали различного профиля. В качестве тросового молниеприемника часто используют стальной оцинкованный спиральный канат марки ТК сечением 48,26 мм². Для устройства токоотводов применяют круглую сталь и стальной канат диаметром 5-6мм или полосовую сталь прямоугольную и угловую с площадью поперечного сечения 24 и 48 мм². На металлических молниеотводах токоотводом может служить металлическая ферма или стальная арматура конструкции.

Металлические молниеотводы находят широкое применение при защите высоких, протяженных объектов, где требуемая высота молниеотвода составляет 20-30 м.

Наибольшая оптимальная высота несущих конструкций отдельно стоящих молниеотводов (тросовых и стержневых) не превышает 45-50 м.

Заземляющее устройство молниезащиты выполняют аналогично и в ряде случаев эти устройства можно объединять.

Необходимо отличать заземлители, входящие в комплекс защиты от прямого удара молнии и заноса высоких потенциалов, от заземлителей, входящих в комплекс защиты от вторичных воздействий молнии.

Тип, количество и взаимное расположение молниеотводов определяют геометрическую форму зоны защиты. На проектируемой подстанции принимаем исполнение защиты шестью отдельно стоящими металлическими молниеотводами стержневого типа высотой 50 м.

Рисунок 7.2 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Определяем параметры зоны защит:

1. м;

2. м;

Зоны защиты построим для трех уровней:

м, м, м.

Радиусы зон защиты составят:

м;

м;

м.

7.2 Заземление

Заземлением называют преднамеренное гальваническое соединение металлических частей электроустановки с заземляющим устройством. Различают следующие виды заземлений: защитное - выполняют с целью обеспечения электробезопасности при замыкании токоведущих частей на землю; рабочее - предназначено для обеспечения нормальных режимов работы установки; молниезащитное - для защиты электрооборудования от перенапряжений и молниезащиты зданий и сооружений. В большинстве случаев одно и то же заземление выполняет несколько функций, т.е. одновременно является защитным, рабочим и т.д. [2]

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземляющие устройства являются составной частью большинства электроустановок и служат для обеспечения необходимого уровня электробезопасности в зоне обслуживания электроустановки и за ее пределами, для отвода в землю импульсных токов с молниеотводов и разрядников, для создания цепи при работе защиты от замыкания на землю и для стабилизации напряжения фаз электрических сетей относительно земли.

Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Различают естественные и искусственные заземлители. [4].

Естественные заземлители - это различные конструкции и устройства, которые по своим свойствам могут одновременно выполнять функции заземлителей: водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих и взрывчатых жидкостей и газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией от коррозии), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющих надежное соединение с землей.

Под искусственными заземлителями понимают закладываемые в землю металлические электроды, специально предназначенные для устройства заземлений.

Заземляющие проводники служат для присоединения частей электроустановки с заземлителем.

Наиболее жесткие требования предъявляются к заземляющим устройствам - условие обеспечения безопасности, так как для изоляции электрооборудования опасные разности потенциалов во всех случаях значительно превышают напряжения, опасные для человеческого организма.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, приводов электрических аппаратов, каркасы распределительных щитов, щитов управления, ящиков и шкафов, а также вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Расчет заземляющих устройств сводится к расчету заземлителя, т.к. заземляющие проводники в большинстве случаев принимают по условиям механической прочности и стойкости к коррозии по ПУЭ:

а) в соответствии с ПУЭ устанавливаю допустимое сопротивление заземляющего устройства R_з. Если заземляющее устройство является общим для установок на различное напряжение, то за расчетное сопротивление заземляющего устройства принимаю наименьшее из допустимых. Принимаю сопротивление заземляющего устройства R_з = 0,5 Ом. [4].

б) предварительно с учетом отведенной территории намечаю расположение заземлителей - по контуру.

в) определяю необходимое сопротивление искусственного заземлителя с учетом использования естественного заземлителя, включенного параллельно, из выражения:

Ом,

где - сопротивление искусственного заземлителя,

R_е-сопротивление естественного заземлителя,

R_з - допустимое сопротивление заземляющего устройства, принятое по п.1;

г) определяю расчетное удельное сопротивление грунта с_р для горизонтальных и вертикальных электродов с учетом повышающего коэффициента К_п, учитывающего высыхание грунта летом и промерзание его зимой.

с_р= с_сум• К_п,

где с_{сум -} измеренное удельное сопротивление грунта, с_сум = 100 Ом;

К_п - повышающий коэффициент, для вертикальных заземлителей К_п=1,4; для горизонтальных заземлителей К_п=3,4; [4].

с_рв=100•1,4=140 Ом; с_рг= 100•3,4=340 Ом;

д) определяю сопротивление растеканию одного вертикального электрода по формуле:

,

где l-длина электрода;

Ом;

е) определяю ориентировочное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования К_ив.

,

где К_{ив -} коэффициент использования, учитывает увеличение сопротивления заземлителя вследствие явления экранирования соседних электродов, К_ив = 0,65;

ж) определяю расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов по выражению:

Ом,

где К_игэ - коэффициент использования горизонтальных электродов,

К_игэ=0,33 (для горизонтальных полос сечением 40Х4 мм);

з) уточняю необходимое сопротивление вертикальных электродов:

и) Определяю число вертикальных электродов по формуле:

Принимаю окончательно 150 вертикальных электродов.

Общая длина вертикальных заземлителей:

м;

Действительный план заземляющего устройства преобразует расчетную квадратную модель со стороной

м;

Число ячеек по стороне квадрата

,

где L_r - длина горизонтальных заземлителей, м; Принимаем m=9.

Длина полос в расчетной модели

м;.

Длина сторон ячейки

м;

Расстояния между вертикальными электродами:

м;

к) для установок U›1000В в сетях с заземленной нейтралью заземляющие проводники проверяют на термическую стойкость по формуле:

,

где I_р - расчетный ток через проводник;

t_п - приведенное время прохождения тока кз на землю, t_п=1,1с;

К_т - температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева проводника для стали, К_т=74; [4].

мм²;

Полученное сечение должно быть меньше сечения полосы, а именно

156 мм² ‹ 160 мм², т.е. полоса удовлетворяет условиям термической стойкости.

8. Компоновка электрооборудования подстанции

8.1 Компоновка электрооборудования ОРУ

Компоновка и конструкция ОРУ разрабатываются для ранее принятых номинального напряжения, схемы электрических соединений, количества присоединяемых линий, трансформаторов и автотрансформаторов, выбранных параметров и типов высоковольтной коммутационной и измерительной аппаратуры (выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения) и ошиновки; при этом должны быть учтены местные условия размещения площадки, отведенной для проектируемой подстанции: рельеф, грунты, размеры площадки, направления выводимых линий (коридоры для вывода линий), примыкание железнодорожных путей и автомобильных дорог. Должны быть также учтены климатические условия. [3].

В соответствии с местными условиями и генпланом понижающей подстанции ОРУ принимается с однорядным, двухрядным или четырехрядным расположением выключателей с расположением этих рядов параллельно или перпендикулярно рядам силовых трансформаторов или главного корпуса ПС. Собственно, ОРУ может быть выполнено широким, но коротким или узким, но длинным; ОРУ может быть выполнено с гибкой, жесткой и смешанной (и гибкой, и жесткой) ошиновкой, что отразится на конструкциях для установки (подвески) этой ошиновки и на размерах этих конструкций - пролетах порталов, высоте колонии, их количестве и массе, количестве опорных и подвесных изоляторов.

Каждое из решений имеет свои достоинства и недостатки и задача состоит в том, чтобы выбрать для данных местных условий наиболее целесообразное решение, обеспечивающее надежность, удобные условия для эксплуатации и экономичностью по сравнению с другими вариантами.

Размеры каждой ячейки ОРУ определяются типами коммутационного оборудования (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения) и их габаритами, а также принятыми согласно ПУЭ изоляционными промежутками (А_ф-ф-А_{ф-з -} расстояния соответственно между фазами и от фаз до заземленных конструкций) и расстояниями, допустимыми по условиям безопасного для персонала прохода вблизи оборудования, находящегося под напряжением, или длительного пребывания вблизи последнего при проведении ремонтных работ.

Решающее значение для определения шага ячейки и высоты конструкций для установки оборудования и подвески ошиновки имеет разработка проекта ОРУ в увязке с механизмами, с помощью которых будет осуществляться первоначальный монтаж этого оборудования и проведение впоследствии периодических ремонтов оборудования при сохранении соседних цепей под напряжением; при этом должен быть проезд по ОРУ механизмов и приспособлений, а также увозимого и привозимого оборудования и материалов, нужных для ремонта (для демонтажа и монтажа). Для определения размеров конструкций ОРУ необходимы также решения следующих вопросов:

а) допустимость прохождения над ремонтируемыми выключателями гибкой ошиновки находящейся в работе (под напряжением) какой - либо линии или трансформатора;

б) высота стульев под оборудование;

в) тип ошиновки для сборных шин и перемычек между коммутационной аппаратурой, установленной на ОРУ, - гибкой или жесткой. Каждое из решений имеет свои достоинства и недостатки и задача состоит в том, чтобы выбрать для данных местных условий наиболее целесообразное решение, обеспечивающее надежность, удобные условия для эксплуатации и экономичностью по сравнению с другими вариантами. При проектировании ОРУ высших напряжений следует разрабатывать несколько вариантов ошиновки; окончательный выбор варианта должен быть обоснован технико-экономически;

г) типы электрооборудования (разъединители - опорные, подвесные; выключатели - масляные, воздушные и т.д.; измерительные трансформаторы тока и напряжения);

д) размещение подъездных дорог и монтажно-ремонтных механизмов при монтаже и ремонтах выключателей;

е) способ канализации больших потоков кабелей (подземные туннели, наземные короба).

8.2 Компоновка электрооборудования ЗРУ

Наилучшее решение для ЗРУ как с точки зрения надежности работы безопасности обслуживания, так и с точки зрения скорости сооружения и наименьших затрат обеспечивается применением комплектных устройств.

В случае отсутствия комплектных распределительных устройств и необходимости сооружения распределительного устройства на месте оно выполняется сборной конструкции с внутренней (закрытой) или наружной (открытой) установкой электрооборудования, с малообъемными масляными или безмасляными выключателями. [3].

Применение малообъемных масляных или вакуумных выключателей позволяет выполнять такое РУ сборным с большей безопасностью в пожарном отношении, большей надежностью и большими удобствами в эксплуатации.

При применении малообъемных масляных или вакуумных выключателей конструкции РУ существенно упрощаются благодаря тому, что эти выключатели могут устанавливаться в открытых камерах с выходом в общий коридор обслуживания; это дает также весьма значительное улучшение условий наблюдения за состоянием электрооборудования.

Компоновка сборных устройств ЗРУ могут быть подразделены на две группы:

с отдельно стоящими конструкциями и двумя коридорами обслуживания;

с конструкциями прислоненного типа и одним коридором обслуживания.

Сборные шины обычно располагаются горизонтальной плоскости. При величине ударного тока КЗ 25-50 кА и шаге ячейки до 1,5-1,7м такое расположение шин требует наименьших габаритов здания. Опорные изоляторы устанавливаются на конструкциях с шагом, равным шагу ячеек.

Сборная отдельно стоящая конструкция предназначается для ответственных подстанций и позволяет выполнять как кабельные, так и воздушные выводы. В этой компоновке часто применяется один общий привод для шинных и линейных разъединителей.

Вертикальная перегородка доведена до перекрытия, что способствует локализации аварий.

В сборных конструкциях прислоненного типа все электрооборудование отдельной цепи размещается по вертикали, благодаря чему высота здания увеличивается на 0,6-0,8м. Обслуживание всего электрооборудования осуществляется из одного центрального коридора

Шинные разъединители устанавливаются непосредственно под сборными шинами или отделяются от сборных шин полкой с проходными изоляторами. Последняя повышает надежность РУ вследствие защиты сборных шин от оплавления дугой при ошибочных операциях с шинными разъединителями (отключение под током). Такие конструкции применяются в наиболее ответственных РУ, от которых питается значительное число потребителей. При отсутствии полки с проходными изоляторами возможность поражения шин дугой в результате неправильной операции с разъединителями исключается блокировкой между приводами выключателей и разъединителей, не допускающих оперирования шинными разъединителями при включенном выключателе.

Шинные разъединители, как правило, устанавливаются трехполюсные с дистанционными приводами, что обеспечивает более безопасное управление ими и исключает возможность включения или отключения не всех трех фаз, что может иметь место при однополюсных разъединителях вследствие ошибок персонала.

Приводы трехполюсных разъединителей размещаются рядом с приводами выключателей, что позволяет просто выполнить механическую блокировку между ними. При трехполюсных разъединителях упрощается также установка сигнально - блокировочных контактов: один комплект контактов связывается с приводом трехполюсного разъединителя.

Линейные (выходные) разъединители и концевые кабельные воронки устанавливаются в нижней или верхней части камеры в зависимости от типа вывода - кабельного или воздушного.

Трансформаторы тока устанавливаются вертикально или горизонтально; в некоторых компоновках они используются в качестве проходных изоляторов.

Сборные конструкции изготовляются из металлического каркаса с заполнением их гипсолитовыми или асбоцементными плитами.

Силовые кабели линий в устройствах ЗРУ обычно выводятся из камер непосредственно наружу с помощью труб - керамиковых, стальных, асбоцементных.

Контрольные кабели прокладываются в кабельных каналах первого этажа. Эти каналы перекрываются съемными плитами из несгораемых материалов (рифленая сталь, асбоцемент, железобетон). Кабельные каналы располагаются вблизи передней стены камер ячеек и так, чтобы часть коридора управления оставалась со сплошным полом для прохода эксплуатационного персонала.

9. Экономическая часть

Основой рационального решения всего сложного комплекса технико-экономических вопросов при проектировании электроснабжения современного предприятия является правильное определение ожидаемых электрических нагрузок. Определение электрических нагрузок является первым этапом проектирования любой системы электроснабжения. От правильной оценки ожидаемых результатов нагрузок зависят капитальные затраты в системе электроснабжения, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. [7].

Если в расчетах будет увеличение расчетных нагрузок, то это приведет к увеличению капитальных затрат и неполное использование электрооборудования и проводников. В ряде случаев это может привести к росту потерь электроэнергии. Уменьшение электрических нагрузок вызовет повышенные расходы на потери электроэнергии в системе, ускорит износ оборудования, может ограничить производительность всего предприятия. Поэтому потребуется вскоре после ввода предприятия в эксплуатацию увеличивать сечение проводов электрических сетей и производить замену электрооборудования. С целью уменьшения эксплуатационных расходов и капитальных затрат в системах электроснабжения проводят технико-экономические расчеты.

Их выполняют для выбора:

наиболее рациональной схемы электроснабжения предприятия;

экономически обоснованного числа, мощности и режима работы трансформаторов подстанции;

электрических аппаратов и токоведущих устройств;

сечение проводов, шин и жил кабелей;

рациональных напряжений в системе внешнего и внутреннего электроснабжения;

экономически целесообразных средств комплексации реактивной мощности;

трасс и способов прокладки электросетей с учетом коммуникаций электрохозяйства в целом.

Целью технико-экономических расчетов является определение оптимального варианта схемы, параметров сети и её элементов.

9.1 Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции

Номинальная мощность трансформатора определяется по условию [4]:

, (9.1)

где - коэффициент загрузки трансформатора (=0,5) с учетом предполагаемого режима предприятия [4];

кВА.

Принимаем к установке два трансформатора 200 МВА. Проверим возможность перегрузки трансформаторов:

,

где 1,4 - коэффициент, учитывающий допустимую предельную перегрузку трансформатора в аварийном режиме;

кВА.

Технико-экономические показатели применения трансформаторов.

Принимаем к рассмотрению два варианта:

вариант 1 - трансформаторы АТДЦТН - 200000/220;

вариант 2 - трансформаторы АТДЦТН - 250000/220.

Рассмотрим каждый из вариантов, для чего по таблицам находим все численные значения этих трансформаторов и сводим в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Технико-экономические показатели трансформаторов

Вариант	, кВА	, кВт	, кВт	2k, %	, %
1	200000	125	430	11	0,5	138000
2	250000	145	520	11	0,5	170000

9.2 Расчет трансформатора АТДЦТН - 200000/220

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме работы составит:

, (9.2)

где - номинальная мощность трансформатора, кВА;

.

Этот трансформатор сможет пропустить всю нагрузку, так как суммарный нагрузочный коэффициент согласно ПУЭ составит 1,4.

Определим потери мощности в трансформаторах по формулам:

, кВар; (9.3)

, кВар; (9.4)

, кВт; (9.5)

, кВт; (9.6)

кВар; кВар;

кВт; кВт.

Определим капитальные затраты по формуле:

тыс. тг.

Определим амортизационные отчисления по формуле:

(9.7)

где

- коэффициент амортизационных отчислений, трансформатора [7]; (=0,1) [7];

тыс. тг. /год.

Стоимость потерь электрической энергии определим из выражения:

,

где - коэффициент загрузки трансформатора; - время максимальных потерь, ч/год; - стоимость электроэнергии ().

Суммарные эксплуатационные расходы найдем из выражения [7]:

, тыс. тг. /год, (9.8)

тыс. тг. /год.

9.3 Расчет трансформаторов АТДЦТН - 250000/220

Расчет трансформатора АТДЦТН - 250000/220 проведем аналогично по тем же условиям и формулам.

.

Работы этого трансформатора также допустимы, как и первого.

Определим потери мощности в трансформаторах:

кВар, кВар,

кВт, кВт.

Определим капитальные затраты:

тыс. тг. /год.

Стоимость потерь электрической энергии:

тыс. тг. /год.

Находим суммарные эксплуатационные расходы:

тыс. тг. /год.

Амортизационные отчисления равны:

тыс. тг. /год.

В вышеприведенных расчетах был произведен сравнительный анализ двух вариантов, принятых к рассмотрению, проверка трансформаторов на условия нормального и аварийного режима работы, а также выбор числа и мощности силовых трансформаторов для подстанции на основании тщательных экономических расчетов. Главными критериями выбора стали показатели капитальных вложений и годовых эксплуатационных затрат. Итоговые сравнения вариантов сведем в таблицу 9.2.

Таблица 9.2 - Технико-экономические характеристики трансформаторов

Вариант	Мощность трансформа- тора, кВА	Капитальные затраты, тыс. тг.	Амортиза-ционные отчисления, тыс. тг. /год	Стоимость потерь электро-энергии, тыс. тг. /год	Суммарные эксплуата-ционные расходы, тыс. тг. /год
1	200000	276000	27600	6343	33943
2	250000	340000	34000	6886	40886

Из таблицы видно, что у трансформатора мощностью 200 МВА приведенные затраты меньше, чем у трансформатора 250 МВА, а суммарные эксплуатационные расходы обойдутся предприятию в меньшую сумму.

Следовательно, мы делаем вывод, что установка трансформатора мощностью 200 МВА по технико-экономическим соображениям выгоднее, чем трансформаторы мощностью 250 МВА. Окончательно принимаем к установке на подстанцию "Термо Мастер” два трансформатора мощностью 200 МВА.

10. Охрана труда

ПС является опасным производственным объектом. Поэтому, согласно статьи 10 [17], физические лица, находящиеся на опасных производственных объектах, обязаны:

соблюдать требования промышленной безопасности;

незамедлительно информировать администрацию организации, имеющей опасные производственные объекты, об аварии, отказах оборудования и средств противоаварийной защиты, отклонениях от режимов технологических процессов, которые могут привести к аварии;

проходить инструктаж и обучение, переподготовку, аттестацию по вопросам промышленной безопасности;

оказывать содействие при расследовании причин аварии.

Согласно статьи 16 [18]:

1. Обучение, инструктирование, проверка знаний работников по вопросам безопасности и охраны труда проводятся работодателем за счет собственных средств.

2. Порядок и сроки проведения обучения, инструктирования и проверок знаний по вопросам безопасности и охраны труда работников определяются нормативными правовыми актами Республики Казахстан.

3. Лица, принятые на работу, в обязательном порядке проходят организуемое работодателем предварительное обучение с последующим обязательным проведением проверки знаний по вопросам безопасности и охраны труда. Работники, не прошедшие предварительного обучения, инструктирования и проверки знаний по вопросам безопасности и охраны труда, к работе не допускаются.

4. Руководящие работники и лица, ответственные за обеспечение безопасно

сти и охраны труда, производственных организаций периодически, не реже одного раза в три года, обязаны пройти обучение и проверку знаний по вопросам безопасности и охраны труда на курсах повышения квалификации в соответствующих высших учебных заведениях.

10.1 Анализ опасных и вредных факторов на подстанции и их влияние на организм человека

Значение электрического тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, обусловливающим исход поражения. Большое влияние оказывает длительность воздействия тока, его частота, а также другие факторы. Сопротивление тела человека и значение приложенного к нему напряжения также влияют на исход поражения, так как они определяют значение тока, проходящего через человека. [13]

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него тока малого значения: 0,6-1,5 мА при переменном токе и 5-7 мА при постоянном токе. Этот ток называется пороговым ощутимым током.

Большие токи вызывают у человека судороги мышц и неприятное болезненное ощущение, которые с увеличением тока усиливаются и распространяются на все участки тела. Все эти токи называются неотпускающими.

Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода.

Особую опасность представляют работы на высоте (выше 5 м. от грунта или настила), требующие подъема на электрооборудование и строительные конструкции. Эти работы выполняются верхолазами, к состоянию которых предъявляются повышенные требования. [2]

Для работ на высоте используются леса и подмосты, имеющие ограждения. При отсутствии ограждений рабочий непременно применяет предохранительный пояс.

Особые меры предосторожности нужно соблюдать при работе на отключенных проводах (шинах) ОРУ, пересекаемых другими проводами (шинами), находящимися под напряжением. Такая работа выполняется под надзором инженерно-технического работника из числа электротехнического персонала.

В электроустановках подстанции пожары могут возникнуть на следующих объектах:

пожары в РУ (могут возникнуть из-за неосторожного ведения газосварочных или электросварочных работ, вследствие коротких замыканий;

пожары в маслонаполненных трансформаторах (могут возникнуть вследствие выброса масла и его паров при к. з. внутри трансформатора и несрабатывания газовой защиты.

Эффект воздействия электромагнитного поля на биологический объект оценивается количеством электромагнитной энергии, поглощаемой этим объектом при нахождении его в поле. Электромагнитное поле можно рассматривать состоящим из двух полей: электрического и магнитного. При малых частотах

(50 Гц) электрическое и магнитное поля практически не связаны между собой, поэтому можно рассматривать отдельно влияние, оказываемое ими на человека. В результате измерений поглощаемой телом человека энергии было установлено, что отрицательное действие на организм человека электромагнитного поля в электроустановках промышленной частоты обусловлено электрическим полем; магнитное же поле оказывает незначительное биологическое воздействие и в практических условиях им можно пренебречь.

Поле электроустановок является неравномерным, т.е. напряженность его изменяется вдоль силовых линий. Вместе с тем оно обычно несимметричное, поскольку возникает между электродами различной формы, например между токоведущей частью и землей или металлической заземленной конструкцией.

Наряду с биологическим действием электрическое поле обуславливает возникновение разрядов между человеком и металлическим предметом, имеющим иной потенциал, чем человек.

Если человек стоит непосредственно на земле или на токопроводящем заземленном основании, то потенциал его тела практически равен нулю, а если он изолирован от земли, то тело оказывается под некоторым потенциалом, достигающим иногда нескольких киловольт.

В случае прикосновения к изолированному от земли металлическому предмету большой протяженности или большого размера ток через человека может достигать значений, опасных для жизни. [13]

В пространстве вблизи электроустановок напряженность электрического поля имеет различные значения. Она зависит от ряда факторов: номинального напряжения электроустановки, расстояния между точкой, в которой определяется напряженность поля, и токоведущими частями; высота размещения над землей токоведущих частей и рассматриваемой точки и т.п. Напряженность можно измерить с помощью специальных приборов, а в некоторых случаях, например, вблизи воздушных ЛЭП, определить расчетом. Сведения о значениях напряженности электрического поля и шума на рабочих местах на подстанции "Термо Мастер" приведены в таблице 10.1. Метеорологические условия или микроклимат оказывают большое влияние на работу оборудования подстанции. При сильном ветре и урагане происходит схлестывание проводов, при очень низкой температуре - их обледенение.

Таблица 10.1 - Значение напряженности и шума

Наименование мест замеров значений вредных факторов	Значение показателей вредных факторов	Дата производства замеров	Наименование организации, производившей замеры
1	2	3	4	5
	Напряжён-ность электрического поля (кВ/м)	Шумовое давление (дБ)
1. Щит управления	Не измеряли.	Не измеряли.
2. ОРУ 220 кВ по маршруту обхода в местах установки следующего оборудования:
2.1 Силовой трансформатор	3,8	Не измеряли.	06.2008 года	"Национальный центр гигиены труда и профзаболеваний"
2.2 Трансформатор напряжения секции шин	4,2	Не измеряли.	06.2008 года	"Национальный центр гигиены труда и профзаболеваний"
2.3 Компрессорная станция	Не измеряли.	Не измеряли	-	-

10.2 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов

Организация безопасной работы

В системах электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства важную роль играют электрические подстанции, на которых понижается напряжение и распределяется электроэнергия среди объектов потребления.

До начала ремонтных или наладочных работ выполняются технические и организационные мероприятия, обеспечивающих безопасность работающих.

Организационные мероприятия - это оформление работы нарядом или распоряжением, допуск ремонтной бригады к работе, надзор во время работы за безопасностью работающих, оформление в наряде окончания работы.

Техническими мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

отключение ремонтируемого оборудования и принятие мер против ошибочного его включения или самовключения;

установка временных ограждений неотключенных токоведущих частей и вывешивание предупредительных плакатов "Не включать - работают люди" и другие;

присоединение переносного заземления к заземляющей шине и проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, которые с целью безопасности работ подлежат замыканию накоротко и заземлению;

наложение переносных заземлений на отключенные токоведущие части электроустановки сразу после проверки отсутствия напряжения или включение заземляющих ножей, имеющихся на каждом присоединении электроустановки;

ограждение рабочего места и вывешивание на нем разрешающего плаката "Работать здесь".

Электрический расчет основного оборудования приведен в главе 4, расчет релейной защиты - в главе 5, расчет молниезащиты и заземления - в главе 7.

Эксплуатация оборудования подстанций осуществляется в соответствии с ПУЭ, которые предусматривают соответствующие меры электробезопасности для обслуживающего электротехнического персонала. Согласно ПТЭ проводятся периодические осмотры электрооборудования РУ, при этом необходимо обращать внимание на общее состояние помещения, исправность дверей, замков и окон, отсутствие течи в кровле и перекрытиях, исправность освещения, заземляющего устройства, наличие электрозащитных средств и др. Все это важно для безопасности как оперативного, так и ремонтного персонала. Ниже приводятся сведения по ряду специальных вопросов обслуживания трансформаторных подстанций.

Перед допуском к ремонту коммутационных аппаратов помимо общих мер безопасности необходимо выполнить дополнительно следующие:

а) в цепи оперативного тока автоматических выключателей необходимо снять плавкие предохранители на обоих полюсах;

б) для воздушных выключателей (на открытых подстанциях) закрыть вентили на системе подачи воздуха в рабочий трубопровод пневмопривода, на закрытых вентилях повесить плакаты "Не открывать - работают люди";

в) в грузовых приводах выключателей груз должен быть опущен в нижнее положение, а устройство его подъема деблокировано;

г) если работа предстоит на воздушном выключателе, то вентиль на системе подачи воздуха в баки должен быть заперт на замок, а штурвал с него снят;

д) на всех ключах и кнопках дистанционного управления следует повесить плакаты "Не включать - работают люди".

Для пробных включений ремонтируемого электрооборудования временная подача напряжения в цепи оперативного тока, в силовые цепи электропривода выключателя, в цепи сигнализации и подогрева, а также подача сжатого воздуха в пневмопривод и на воздушный выключатель осуществляются оперативным персоналом данной установки или под его наблюдением производителем работ ремонтной бригады. Дистанционное управление коммутационным аппаратом для его опробования производится по требованию производителя работ оперативным персоналом. По окончании опробования аппарата при необходимости продолжения ремонтных работ рабочее место снова подготавливается в соответствии с требуемыми техническими мероприятиями по обеспечению электробезопасности.

Если предполагается работать на отходящих от КРУ кабельных или воздушных линиях или присоединенных к ним электродвигателях и других электроприемниках, то тележку с выключателем следует выкатывать полностью, после чего запереть на замок шторку отсека, в котором токоведущие части остались под напряжением, и вывесить плакат "Не включать - работают люди". На отходящие кабели в отсеках КРУ следует наложить переносные заземления. Если предстоит работа на кабельной воронке, находящейся в отсеке КРУ за выключателем, то тележка с выключателем выкатывается полностью, на дверцах или на задней стенке отсека вывешивается плакат "Не включать - работают люди", а автоматические шторки запирают на замок и на них помещают плакат "Стой. Напряжение". После этого для доступа в отсек, где находится кабельная разделка, снимается специальная перегородка, на ремонтируемом кабеле проверяется отсутствие напряжения, после чего накладывается переносное заземление. В самом отсеке вывешивается плакат "Работать здесь". [15]

Для ремонта электрооборудования, находящегося на тележке, ее выкатывают полностью, двери шкафа запирают и на электрооборудовании тележки вывешивают плакат "Работать здесь". Если предстоит работать в отсеке, из которого выкачена тележка, то запираются автоматические шторки и на верхней шторке вывешивается плакат "Стой. Напряжение", а внутри отсека - "Работать здесь". Выкатывание тележки и обратная ее установка разрешаются только лицу оперативного персонала с квалификационной группой IV.

Силовые трансформаторы периодически осматривают, обращая при этом внимание на состояние их кожухов, показания термометров, уровень масла в расширителях, состояние изоляции вводов, пробивных предохранителях, заземления, а также общее состояние помещения. При обнаружении сильного неравномерного шума, потрескивания внутри трансформатора, ненормально высокой температуры масла, наличия выброса масла из расширителя или разрыва диафрагмы на выхлопной трубе, недопустимого снижения уровня масла трансформатор немедленно выводится из работы путем всестороннего отключения.

До начала ремонтных работ на силовом трансформаторе после всестороннего его отключения и проверки отсутствия напряжения на всех выводах обмоток на них накладываются переносные заземления-закоротки, чем гарантируется невозможность появления напряжения на участке ремонтируемого трансформатора.

Оперативное обслуживание подстанции предусматривает периодические и внеочередные осмотры распределительных устройств, включая коммутационные аппараты, силовые и измерительные трансформаторы, приборы защиты и автоматики, контроля и учета электроэнергии, а также необходимые оперативные переключения, обеспечивающие бесперебойное питание электроприемников электроэнергией.

Во избежание поражения электрическим током при осмотре действующей электроустановки соблюдаются следующие меры безопасности.

При осмотре электроустановки выше 1000 В одним лицом не разрешается проникать за ограждения и входить в камеры распредустройств. Осматривать камеру следует только с порога камеры. В случае необходимости работнику с IV или V квалификационной группой разрешается для осмотра вход за ограждение, при этом учитывается, что в проходах расстояние от пола до нижних фланцев изоляторов, аппаратов, трансформаторов не менее двух метров, а до не огражденных токоведущих частей не менее 2.75 м. при напряжении до 35 кВ и 3.5 - 4 м. при напряжении 110, 220 кВ.

При обнаружении во время осмотра случайного замыкания какой-либо токоведущей части электроустановки на землю запрещается до отключения поврежденного участка приближаться к месту такого замыкания на расстояние менее 4 - 5 метров в закрытом распределительном устройстве 6 кВ и 8 - 10 метров на открытых распределительных устройствах во избежание поражений человека шаговым напряжением.

В процессе эксплуатации электроустановок необходимо периодически производить их плановый профилактический ремонт, наладку электроприводов, релейной защиты.

Ремонтируемое оборудование на подстанции отключается со всех сторон, откуда может быть подано на него напряжение. Это отключение выполняется с видимым разрывом электрической цепи, для чего в этой цепи отключают разъединители, выключатели нагрузки во избежание опасности обратной трансформации напряжения силовыми или измерительными трансформаторами. Эти трансформаторы отключают со стороны как высшего, так и низшего напряжения.

Чтобы исключить случайное включение отключенных аппаратов, их приводы должны быть надежно заперты механическим запором, а у дистанционных приводов снимаются плавкие вставки предохранителей в цепи электромагнитов включения.

При ремонте отключают не только те токоведущие части, на которых предполагается производство работ, но также и соседние с ними части, если от них до работающих будет расстояние менее 0.7 м. при напряжении 6 кВ, 1 м. при напряжении 35 кВ, 1.5 м. при напряжении 110 кВ, 2.5 м. при напряжении 220 кВ.

Токоведущие части, которые необходимо оставить под напряжением, ограждают временными ограждениями.

Предупредительные (запрещающие) плакаты с надписью "Не включать - работают люди" вывешиваются на рукоятках приводов выключателей и разъединителей или на ключах управления, с помощью которых может быть подано напряжение к месту работы.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов. На подстанции "Термо Мастер" используется заземление, защитное отключение (отключение электроустановки при повреждении), малое

напряжение (не более 42В - электрофицированный инструмент и т.д.), выравнивание потенциалов.

10.3 Индивидуальные и коллективные средства защиты

При эксплуатации подстанции важную роль в обеспечении безопасности электротехнического персонала играют различные защитные средства и предохранительные приспособления. [15]

По своему назначению все защитные средства условно подразделены на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

К основным защитным изолирующим средствам на подстанции относятся оперативные и измерительные штанги; изолирующие и токоизмерительные клещи; указатели напряжения и изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ (изолирующие лестницы, изолирующие площадки, изолирующие тяги и др.). Основные защитные изолирующие средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки и позволяют персоналу посредством их касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К дополнительным защитным средствам, применяемым на подстанции, относятся диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические резиновые коврики, изолирующие подставки на фарфоровых изоляторах. [15]

Их назначение - усилить защитное действие основных изолирующих средств, вместе с которыми они должны применяться. При использовании основных защитных средств достаточно применить одно дополнительное защитное средство.

10.4 Пожарная безопасность

10.4.1 Основные требования к подготовке персонала. Меры пожарной безопасности

Пожарная подготовка ИТР, рабочих и служащих состоит из противопожарного инструктажа, занятий по пожарно-техническому минимуму, изучения и проверки знаний правил пожарной безопасности, а также проведения противопожарных тренировок. В целях выявления нарушений противопожарного режима и недостатков по пожарной безопасности в технологических процессах энергетических предприятий, а также привлечения ИТР, рабочих и служащих к проведению противопожарных профилактических мероприятий на этих предприятиях должны создаваться пожарно-технические комиссии. [14]

Для проведения мероприятий по улучшению противопожарного режима, контролю за состоянием первичных средств пожаротушения и совершенствованию организации тушения возникших загораний и пожаров на энергетических предприятиях создаются добровольные пожарные дружины.

Для обучения персонала предприятий быстрым и правильным действиям при ликвидации пожара, в том числе совместно с пожарными подразделениями, периодически должны проводиться противопожарные тренировки (на объекте и на полигоне).

Проверка у персонала знаний правил и инструкций по пожарной безопасности должна производиться в соответствии с требованиями ПТЭ и правил подготовки персонала.

Оперативный план тушения пожара должен быть основным документом, который определяет действия персонала энергопредприятия при возникновении пожара, порядок тушения пожара в электроустановках, находящихся под напряжением, взаимодействие с личным составом пожарных подразделений, прибывающих на место пожара, а также применение сил и средств пожаротушения с учетом мер безопасности. [16]

В качестве мер против распространения начавшегося пожара применяют общие или местные противопожарные преграды. [9]

Общие противопожарные преграды, разделяющие здание по вертикали или горизонтали на отдельные отсеки, представляют собой противопожарные стены, выполняемые из несгораемых материалов.

Местные противопожарные преграды - это бортики и пороги в дверях помещения, кюветы или обваловки вокруг открытых резервуаров с огнеопасными жидкостями и др.

10.4.2 Категории пожароопасных помещений

Для правильного выбора электрооборудования ПУЭ установили следующую классификацию пожароопасных помещений:

класс П-I - помещения, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки выше 45С;

класс П-II - помещения, в которых происходит выделение горючей пыли или волокон, переходящих во взвешенное состояние.

класс П-IIа - производственные и складские помещения, содержащие твердые или волокнистые горючие вещества.

класс П-III - наружные установки, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45С. [9].

На подстанции "Термо Мастер" пожароопасными являются следующие помещения и установки: закрытое распределительное устройство (ЗРУ) - класс П-I, трансформаторные камеры с маслонаполненными трансформаторами - класс П-III, кабельные помещения (тоннели, подвалы), закрытый маслосклад.

Способность конструкций задерживать распространение огня (пожара) оценивается пределом их огнестойкости, выражаемом временем (в часах) от начала испытания строительной конструкции на огнестойкость до возникновения в них следующих признаков: образования сквозных трещин, обрушения и т.д. [9].

Здания и сооружения огнестойкости подразделяются на пять степеней, характеризуемых пределами огнестойкости основных строительных конструкций и распространения огня по этим конструкциям.

10.4.3 Средства пожаротушения, пожарная сигнализация и эвакуация людей

Производственные, административные, складские и вспомогательные здания, помещения и сооружения должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения: огнетушителями (ручными типа ОУ-5 и передвижными типа УП-2М), ящиками с песком (при необходимости), асбестовыми покрывалами и др.

Первичные средства пожаротушения, находящиеся в производственных помещениях, лабораториях, мастерских, складах и установках передаются на сохранность начальникам цехов, мастерских, лабораторий, сладов и другим лицам соответствующих подразделений предприятия. [16]

Для размещения первичных средств пожаротушения в производственных и других помещениях, а также на территории предприятия, как правило, должны устанавливаться специальные пожарные щиты (посты).

Одиночное расположение огнетушителей допускается в небольших помещениях.

На пожарных щитах (постах) должны размещаться только те первичные средства тушения пожара, которые могут применяться в данном помещении, сооружении или установке. Средства пожаротушения и пожарные щиты должны быть окрашены в соответствующие цвета по действующему государственному стандарту.

На предприятии должна систематически проводиться работа по совершенствованию установок автоматического пожаротушения и улучшению состояния защищаемых ими помещений в целях исключения ложного срабатывания установок.

Система оповещения о пожаре с щита управления должна работать в течение расчетного времени возможной эвакуации персонала.

Для оповещения о пожаре должны использоваться общеобъектовая громкоговорящая связь, а также сигналы условных звуковых устройств (сирены, ревуна).

Согласно СниП, эвакуационными выходами считаются дверные проемы, которые ведут наружу, на лестничную клетку с выходом наружу, в проход или в коридор с выходом наружу и др.

Эвакуационными путями считаются такие, которые непосредственно ведут к эвакуационному выходу и обеспечивают безопасное движение людей. Лифты и эскалаторы не относятся к путям эвакуации, так как при пожаре они могут отказать в работе.

Все проходы, эвакуационные выходы и подступы к оборудованию, машинам, материалам и средствам пожаротушения должны быть свободными.

Пути эвакуации, не имеющие естественного освещения, должны постоянно освещаться электрическим светом. [16].

Во всех помещениях должен быть вывешен на видное место схематический план эвакуации с соответствующего здания, помещения с обозначением эвакуационных выходов и путей движения к ним, мест размещения средств пожаротушения и сигнализации с необходимым пояснительным текстом.

11. Промышленная экология

11.1 Искусственные электромагнитные поля от высоковольтных линий электропередач

Бурное развитие научно-технического прогресса привело к тому, что уровень электромагнитных полей, созданных человеком, в отдельных районах в сотни раз выше среднего уровня естественных полей естественных диапазонов. В условиях современного города на организм человека оказывают влияние электромагнитные поля, источниками которых являются различные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные линии и линии электропередач. При этом количество источников электромагнитных полей с каждым годом возрастает. [10]

В диапазоне звуковых электромагнитных полей токи промышленной частоты являются сильными источниками электромагнитных волн. Измерения напряженности поля в районах прохождения высоковольтных линий электропередачи показали, что под линией она может достигать несколько тысяч и десятков тысяч вольт на ампер.

Волны этого диапазона сильно поглощаются почвой, поэтому на небольшом удалении от линии (50-100 м) напряженность поля падает до нескольких сотен и даже нескольких десятков вольт на метр. Часто высоковольтные линии передач проходят рядом с жилой постройкой и даже пересекают ее.

Наибольшая напряженность поля наблюдается в местах максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в пяти метрах от нее снаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП 330 кВ - 3,5ч5,0 кВ/м, ЛЭП 500 кВ - 7,6ч8 кВ/м и для ЛЭП 750 кВ - 10,5ч15,0 кВ/м. При удалении от проекции крайнего провода на землю напряженность электрического поля заметно снижается.