Реконструкция системы электроснабжения ФКУ ИК-16 с заменой трансформаторов на повышенную мощность

d - внешний диаметр стержня, м.

Определим расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений:

где: Г_з - наименьшее нормативное сопротивление заземлителя, Ом (Г_з=4Ом);



В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электроборудования напряжением до 1000В не должно быть более 10Ом и 125/Г_з, если последнее меньше 10Ом. В соответствии с ПУЭ принимаем

Определим теоретическое количество стержней:

Принимаем шесть стержней и располагаем их в грунте на расстоянии 5м от другого.

Длина полосы связи l_т = 5 Ч 6 = 30 м, определим сопротивление полосы связи:

где:

К - коэффициент формы горизонтального заземлителя (для прямоугольного сечения К = 2);

d - ширина полосы прямоугольного сечения;

h - глубина заложения горизонтального заземлителя.

Определим коэффициент экранирования вертикальных и горизонтальных заземлителей

Определим действительное число стержней с учетом полосы связи:



Принимаем для монтажа стержней и проводим проверочный расчет. Действительное сопротивление искусственного заземления:

Сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевогопровода:

Схема заземлений подстанции представлена на рисунке 6:

Рисунок 6.Схема заземлений подстанций

4.3 Анализ потенциальной травмоопасности при эксплуатации модернизированной ЗТП

На ЗТП имеет доступ весь электротехнический персонал предприятия, который составляет 50 электриков, однако ЗТП за смену посещает 1 человек.

Выделяем и сводим в таблицу потенциальные травмоопасные факторы, действующие на людей при работе на данной ЗТП втечение рабочей смены.

На основании результатов, приведенных в таблице, строим график травмоопасности, с целью суммирования действий опасных и вредных факторов.

Потенциальные, опасные и вредные производственные факторы при эксплуатации

№	Название фактора	Время разового действия фактора, мин.	Количество повторов действия фактора в течение смены	Число человек, на которых действует фактор
1	Поражение электрическим током	5	2	2
2	Ранение конечностей при работе на ЗТП	5	2	2
3	Получение ожогов при аварии на ЗТП	5	2	2

График травмоопасности

Опасные воздействия могут воздействовать на организм работников при несоблюдении ими правил техники безопасности или при возникновении аварийных ситуаций.

Определяем суммарную потенциальную опасность потери здоровья людей при нахождении на ЗТП.

Воспользуемся формулой:

где:

Р - суммарная потенциальная травмоопасность, чел.Чч;

N_i- количество людей, на которых действует i-ый опасный фактор;

t_i- суммарное время действия i-ого фактора в течение смены, ч.

4.4 Вывод

В данном разделе произведен расчет коэффициентов частоты несчастных случаев, тяжести, потерь для предприятия и области. Были разработаны меры по совершенствованию охраны труда.

Так же произведен расчет заземляющего устройства для подстанции.

Только правильное и четкое соблюдение правил техники безопасности может существенно снизить травматизм.

5. Экономическая часть

5.1 Методика технико-экономических расчетов

При проектировании систем электроснабжения и в процессе их эксплуатации постоянно решают задачи выбора наиболее целесообразного варианта, т.е. лучшими технико-экономическими показателями. К таким задачам относят выбор сечений проводов, мощностей трансформаторов подстанций, оптимального (наилучшего) варианта развития сетей, мероприятий по снижению потерь электрической энергии, повышению надежности электроснабжения и др. Рассматриваемые варианты могут отличаться как капитальными вложениями, так и текущими ежегодными издержками производства и эксплуатационными расходами. Если среди вариантов есть такой, у которого капитальные вложения и издержки производства меньше, чем у других, естественно, он и будет лучшим. Однако, в большинстве случаев, у одних вариантов большие капитальные вложения, а у других - выше издержки производства. Рассматриваемые вопросы должны сравниваться при прочих равных условиях, т.е. при одинаковых объемах продукции.

Для систем электроснабжения - это означает одинаковое количество отпускаемой потребителям электроэнергии, соответствующей ГОСТ-у на ее качество и нормативному уровню надежности электроснабжения. В соответствии с методическими рекомендациями комплексной оценки эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса, критерием выбора варианта служат годовые затраты. Суммарные капитальные вложения на реконструкцию схемы электроснабжения предприятия складываются из капитальных вложений в отдельные ее элементы.

Укрупненные показатели стоимости реконструкции схемы электроснабжения приведены в таблице в ценах 2013 года.

Стратегическая задача предприятия на ближайший период - выработка больше продукции на существующих мощностях, что требует интенсивного ведения хозяйства.

Смета капитальных вложений [Л.22]

Таблица 6.1

№п/п	Наименование основных элементов	Единицы измерения	Количество	Кап.затраты, руб.
				на ед. продукции	всего
1	Трансформатор ТМ-400	Шт	2	1200000	2400000
2	Трансформатор S=1600	Шт	2	110000	220000
3	Предохранитель Пн-2-250	Шт	338,5	20,57	6962,95
4	Водный аппарат ВА47-293	Шт	2	149.7	290,4
5	Кабель марки ААШВУ-4X70	М	100	105	10500
6	Трансформатор тока ТК-20-100)5	шт	1	900000	900000
7	Лампы накаливания	шт	3	25	75
	Светильник НЦ 21 100	шт	1	150	150
8	Понижающии трансформатор ЯТП 25	шт	1	500000	500000
9	Кабель марки ТГТ-2X-400	Шт	2	700	1400
10	Кабель марки АВВГ	М	5	330	1650
11	Автомат марки серии ВА 5133	Шт	1	35	35
	Итого				6014549,4

1. Произведем расчет эксплуатационных затрат [Л.23]

И_пр = И_а + И_{эл. эн} + И_тр + И_пр, (6.1)

где И_а - амортизационные издержки;

И_{эл. эн -} издержки на электроэнергию;

И_тр - издержки на текущий ремонт; И_пр - прочие издержки

И_{а. пр} = У Б · Н_а/ 100, (6.2)

где Н_а = 6,4% - норма амортизационного оборудования;

И_а. = 6014549·6,4/ 100 =30794,44 руб/год

И_{эл. эн. пр} = У Р_уст · t_{раб. год} · Ц, (6.3)

где У Р_уст = 0,25 кВт - установленная мощность;

t_{раб. год} = 1488 час - годовое рабочее время;

Ц = 5,54руб - цена за 1 кВт·ч

И_{эл. эн.} = 0,25 · 1488 · 5,54 = 2060,88руб/год

И_тр = 0,8 · И_а, (6.4)

И_тр = 0,8 ·30794,47 = 16810,73руб/год

И_пр = (И_а + И_{эл. эн} + И_тр) ·0,1 = (38493,40+ 2060,88 + 30794,47) ·0,1= 7134,875руб/год

И = 38493,40 + 2060,88 + 30794,47+ 7134,875=7134,875руб/год

2. Годовая экономия

Э_г = Дд - И, (6.5)

где Дд - дополнительный доход за счет использования дизельной электростанции

Дд = Ц · Дп, (6.6)

где Дп - дополнительная продукция, кг;

Ц - средняя цена 1 кг полученной дополнительно продукции;

Дд = 373,53 · 6000 = 2241180руб/год

Э_г = 2241180-78483,625 2162696,375,1руб

3. Срок окупаемости

Т_о = Д К/ Э_г, (6.7)

Т_о = 601454,94/2162696,375 =3,78 года

Вывод

Экономический расчет показал, что проектируемый вариант является дешевле существующего. Так же он имеет относительно небольшой срок окупаемости.

Учитывая, что расчеты произведены в ценах 2013 года (1кВтЧчас = 1,8 руб.), а в последнее время наблюдается рост цен на электроэнергию, то реальный срок окупаемости проекта меньше, что подтверждает экономическую целесообразность данной реконструкции.

Экономический расчет показал, что проектируемый вариант позволяет существенно снизить затраты и прибыль предприятия существенно возрастет. Так же повышение мощности трансформаторов позволяет далее наращивать и расширять производство.

6. Экологическая безопасность

6.1 Общие сведения об окружающей среде

Окружающая среда - это область распространения жизни на Земле, включающая в себя верхнюю часть земной коры, воды, рек, озер, водохранилищ, морей и океанов и нижнюю часть атмосферы. Биосфера представляет собой равновесную систему, в которой процессы обмена веществ и энергии происходят главным образом за счет жизнедеятельности организмов. Однако, поступающие в окружающую среду загрязнения от естественных источников (вулканы, лесные пожары и другие) и загрязнения, например, от промышленных объектов и средств транспорта нарушают равновесие протекающих процессов. Окружающая среда под действием загрязнений постепенно разрушается - отравляются воздух и водоемы, уничтожаются фауна и флора.

Выбросы промышленных предприятий и энергетических систем в атмосферу, водоемы и недра на своевременном этапе достигли таких размеров, что в ряде районов земного шара, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений существенно превышают допустимые санитарные нормы. В связи с этим в современном обществе резко возросли роль и задачи экологии.

В соответствии с главой 1 пункта 1.2.11 «Правил устройства электроустановок» при проектировании систем электроснабжения и реконструкции электроустановок должны рассматриваться вопросы соответствия принимаемых решений условиям охраны окружающей среды. Электроустановки, при неграмотном проектировании и эксплуатации, способны нанести ущерб окружающей среде, а именно: загрязнять ее отходами, создавать вредные или мешающие влиянию шума, вибрации и электрических полей. Во избежании этого, при проектировании электроустановок необходимо руководствоваться соответствующими директивными документами.

В электроустановках должны быть предусмотрены сбор и удаление отходов: химических веществ, масла, мусора, технических вод и т.п. должна быть исключена возможность попадания указанных отходов в водоемы, систему отвода ливневых вод, овраги, а также территории не предназначенные для этих отходов.

6.2 Экологичность кабельных линий

В соответствии с ПУЭ прокладку кабелей напряжением 0,4 кВ по территории предприятия комбината осуществляют в земле (в траншеях) на глубину не более 1 м - в насыпных грунтах, 1,25 м - в суглинках и глинах, 1,5 м - в супесях, 2 м - в особо плотных и нескальных грунтах.

Во избежание повреждения кабеля при земляных работах над подземной кабельной линией устанавливают охранную зону.

Поскольку напряжение кабельной линии составляет менее 1кВ, то охранная зона располагается на расстоянии 1 м с каждой стороны от крайнего кабеля. Для предупреждения об опасности, представляемой кабельной линией устанавливают информационные знаки с указание ширины охранной зоны.

6.3 Экологичность воздушной линии

При сооружении ВЛ-0,4кВ линии освещения руководствуемся главой 2.4 ПУЭ «Воздушные линии электропередач напряжением до 1кВ». Опоры ВЛ располагаем так, чтобы они не загораживали входы в здание и въезды на территорию станции и не затрудняли движение транспорта и пешеходов.

Руководствуясь данными нормативами, а также учитывая вредное влияние на организм человека электрических полей, участки воздушной линии устанавливаем таким образом, чтобы расстояние по горизонтали от проводов до стен строений и зданий составляло не менее 1,5 м, при этом исключая прохождение проводов ВЛ над зданиями.

На опорах ВЛ на высоте 2,5-3,0 м от земли устанавливаем информационные знаки с указание ширины охранной зоны воздушной линии, а также порядковый номер и год установки опор. На конечных опорах линии, а так же через каждые 150 м, монтируем повторные заземления нулевого провода. Сопротивление заземляющего устройства должно превышать 20 Ом. Для защиты от грозовых перенапряжений и опасностей, связанных с этим явлением, к повторным заземлениям нулевого провода на железобетонных опорах присоединяются крюки и штыри, а также арматура.

В целях защиты населения от воздействия электрического поля ВЛ устанавливаются санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитной зоной является территория вдоль трассы ВЛ, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м.

Если напряженность электрического поля превышает предельно допустимые уровни, приведенные в [19], должны быть приняты меры по ее снижению.

В местах возможного пребывания человека напряженность электрического поля может быть уменьшена путем:

-удаления жилой застройки от ВЛ;

-применения экранирующих устройств и других средств снижения напряженности электрического поля.

Машины и механизмы на пневматическом ходу, находящиеся в санитарно-защитных зонах ВЛ, должны быть заземлены. В качестве заземлителя допускается использовать металическую цепь, соединенную с рамой или кузовом и касающуюся земли.

В пределах санитарно-защитной зоны запрещается:

-размещать жилые и общественные здания и сооружения, площадки для остановки и стоянки всех видов транспорта, предприятия по обслуживанию автомобилей и склады нефти и нефтепродуктов;

операции с горючим, выполнять ремонт машин и механизмов.

Трассы проектируемых и вновь сооружаемых ВЛ должны выбираться таким образом, чтобы объекты, перечисленные выше, не оказались в пределах санитарно-защитных зон, или были вынесены за пределы этих зон.

Допускается оставлять жилые здания и приусадебные участки в санитарно-защитных зонах действующих ВЛ 500 кВ при условии снижения напряженности электрического поля внутри жилых зданий и на открытой территории до значений, предусмотренных в [19].

Металические кровли зданий, оставляемых в санитарно-защитных зонах, должны быть заземлены не менее чем в двух местах. Сопротивление заземления не нормируется.

Напряженность электрического поля в зданиях, оставляемых в санитарно-защитных зонах, и имеющих неметаллическую кровлю, может быть снижена путем установки заземленной металлической сетки на крыше этих зданий. Напряженность электрического поля на открытых территориях, расположенных в этих зонах, может быть снижена путем установки экранирующих перегородок (железобетонных заборов, тросовых экранирующих устройств) или посадкой деревьев и кустарника высотой не менее 2 метров.

Шпалерную проволоку для подвески винограда, хмеля и.т.п., находящуюся в санитарно-защитных зонах ВЛ, рекомендуется располагать перпендикулярно к оси ВЛ. Каждый проводник должен быть заземлен не менее чем в трех точках. Сопротивление заземления не нормируется.

При проведении строительно-монтажных работ в санитарно-защитных зонах ВЛ необходимо заземлять протяженные металлические объекты (трубопроводы, кабели, провода линий связи и пр.) не менее чем в двух точках, а также на месте производства работ. Сопротивление заземления также не нормируется.

В местах пересечения автодорог с ВЛ должны устанавливаться дорожные знаки запрещающие остановку транспорта в санитарно-защитных зонах этих ВЛ.

В районах прохождения ВЛ персонал предприятия электрических сетей, обслуживающих эти ВЛ, должен проводить разъяснительную работу среди населения по пропаганде мер безопасности при работах и нахождении вблизи ВЛ.

При подготовке и в процессе проведения сельскохозяйственных и других работ вблизи ВЛ лица, ответственные за проведение этих работ, должны проводить инструктаж работающих и обеспечивать выполнение мер защиты от воздействия электрического поля, регламентируемых Санитарными нормами и правилами.

6.4 Экологичность распределительных устройств и подстанций напряжением 10/0,4 кВ

В соответствии с “Положением об организации по охране труда" общее руководство и ответственность за организацию, и проведение работы по охране труда на трансформаторной подстанции возложены на главного инженера.

Главный инженер в своей деятельности по охране труда руководствуется законодательными и нормативными актами, приказами и распоряжениями вышестоящих органов и обязан: обеспечивать здоровье и безопасные условия труда на рабочих местах, соблюдение действующей Системы Стандартов Безопасности Труда, правил и норм по охране труда и пожарной защите, ежегодно назначать приказом из числа должностных лиц ответственных за состояние и организацию мероприятий по охране труда и предупреждению пожаров в каждой отрасли.

При несчастных случаях районные электрические сети ежегодно составляется отчет о травматизме, полученном при обслуживании электрических сетей. В отчете фиксируются все случаи, вызвавшие утрату работоспособности, в том числе с постоянной утратой трудоспособности или с неполной ее утратой. В последнем случае пострадавшего переводят на более легкую работу.

При приеме на работу, перед ее выполнением, а также при изменении техники безопасности с работниками проводится инструктаж по технике безопасности. Инструктаж проводит инженер по технике безопасности при участии главного инженера.

При выборе места расположения трансформаторных подстанций учитывались многие факторы. Принимая во внимание наличие маслонаполняемого оборудования (силового трансформатора, а так же шум, сопутствующий работе подстанции и пожаробезопасность), располагаем ТП на расстоянии не ближе 24 м от здания. Далее сборка и удаление масла, при возможных его утечках, должны быть предусмотрены устройства для его сбора и удаления с целью исключения возможности попадания его в водоемы. Для обслуживания маслонаполненного оборудования подстанций на предприятии предусмотрено централизованное масляное хозяйство, оборудованное резервуарами для хранения и переработки масла, насосами, установками для очистки и регенерации масел, передвижными маслоочистительными и дегазационными установками, емкости для транспортировки масла.

6.5 Экологичность электрического освещения

Для электрического освещения должны применяться газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные высокого давления с исправленной цветностью типа ДРЛ, ДРИ, натриевые, ксеноновые) и лампы накаливания.

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» и других нормативных документов. Для создания наилучших условий для видения в процессе труда рабочие места должны быть нормально освещены. Требуемый уровень освещенности в первую очередь определяется точностью выполняемых работ и степенью опасности травмирования. Для характеристики точности выполняемых работ вводится понятие объекта различения - это наименьший размер рассматриваемого предмета, который необходимо различить в процессе работы. Например, при выполнении чертежных работ объектом различения служит толщина самой тонкой линии на чертеже, при работе с печатной документацией - наименьший размер в тексте имеет точка и т.д.

Большое значение имеет характер фона, на котором рассматриваются объекты, т. е. поверхности, непосредственно прилегающей к объекту различения, и контраст объекта с фоном, который определяется соотношением яркостей рассматриваемых объекта и фона.

Количественно фон может быть охарактеризован коэффициентом отражения светового потока от поверхности, образующей фон. Значение лежит в пределах 0,02-0,95. Если оно превышает 0,4, то фон называется светлым, при = 0,2-0,4 - средним, при < 0,2 - темным.

Большое значение имеет также равномерность распределения яркости на рабочей поверхности, отсутствие на ней резких теней, постоянство величины освещенности во времени и ряд других факторов.

Все электрические элементы осветительных установок должны быть электро-, пожаро- и взрывобезопасными, экономичными и долговечными.

Для создания искусственного освещения применяются различные электрические источники света: лампы накаливания и разрядные источники света. Кратко рассмотрим основные параметры электрических источников света. К числу наиболее важных из них относятся показатели, характеризующие излучение, электрический режим и конструктивные параметры.

Излучение электрических источников света характеризуется световым потоком, силой света (силой излучения), энергетической (световой) яркостью и ее распределением, распределением излучения по спектру, а также изменением этих величин в зависимости от времени работы на переменном токе. Для характеристики цвета излучения осветительных ламп дополнительно вводятся цветовые параметры.

Электрический режим характеризуется мощностью лампы, рабочим напряжением на лампе, напряжением питания, силой тока и родом тока (постоянный, переменный с определенной частотой и др.).

Заключение

В своем дипломном проекте я провел реконструкцию ФКУ ИК-16 с заменой трансформаторов на повышенную мощность. В технологической части данного дипломного проекта подобрана схема главных соединений трансформаторной подстанции, рассчитаны нагрузки трансформаторов с учетом возрастания мощности, выбраны аппараты защиты, рассчитаны токи короткого замыкания. С учетом потери напряжения подобраны кабели для питания административного корпуса. Произведены расчеты освещения подстанции в соответствии СНиП 23-05-95. В качестве рекомендации предлагается заменить трансформаторы на более мощные 2х400 кВА.

В результате этого снизилась потеря электроэнергии, увеличилась надежность электроснабжения.

Список литературы

1. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. - Главэнергонадзор России. -М.:2008.

2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ/М-во топлива и энергетики РФ, РАО «ЕЭС России» -М.: СПО ОРГРЭС, 2005.

3. Правила устройства электроустановок. - Главэнергонадзор России. -М.: 2008.

4. Будзко И.А., Левин М.С. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. -М.: Агропромиздат, 2010.

5. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. -М.: Агропромиздат, 2006.

6. Луковников А.В. Охрана труда. -М.: Колос, 2000.

7. Прайс-листы на электротовары.

8. Будзко И.А., Лещинская Т.Б., Сукманов В.И. Электроснабжение сельского хозяйства. -М.: Колос, 2007.

Размещено на Allbest.ru