Расчет и анализ основных режимов электрической сети 110 кВ

· вида работ (монтаж, наладка, испытания) и др.

Кроме того, по принципу действия, все технические способы защиты разделяются на:

· снижающие до допустимых значений напряжения прикосновения и шага;

· ограничивающие время воздействия тока на человека;

· предотвращающих прямое прикосновение к токоведущим частям.

Классификация технических способов и средств защиты от поражения электрическим током в электроустановках приведена в рис. 3.1

Рис. 3.1 Технические способы защиты от поражения электрическим током.

3.3 Современные средства и приспособления электрозащиты

3.3.1 Сигнализатор напряжения «ИВА-Н»

Рис.3.2 Применение сигнализатора «ИВА-Н»



Сигнализатор (СН) позволяет с земли или с опоры определять наличие напряжения на воздушных линиях электропередачи 6-35 кВ. 

С помощью СН "ИВА-Н" можно также: 

- контролировать исправность защитного заземления у включенного электрооборудования; 

- определять наличие напряжения на проводе; 

- устанавливать расположение скрытой проводки, находящейся под напряжением 220 В; 

- находить обрыв фазного провода скрытой проводки, находящегося под напряжением; 

- проверять правильность монтажа выключателей электроосвещения. 

Сигнализатор напряжения "ИВА-Н" оснащен системами световой и звуковой сигнализации, а также устройством контроля работоспособности.

Особенности применения на ВЛ 6-35 кВ 

1. Сигнализатор напряжения "ИВА-Н" на расстоянии предупреждает работающего о наличии напряжения на токоведущих частях (реагирует на электрическую составляющую электромагнитного поля). 

2. СН "ИВА-Н" предназначен для работы в электроустановках частотой 50 Гц. 

3. При определении с земли наличия напряжения на проводах воздушной линии с помощью СН "ИВА-Н" следует располагаться на участках, где расстояние от проводов до земли близки к наименьшим допускаемым. Прибор должен находиться в руке выше головы. 

4. При работе вне помещения в солнечную погоду наличие напряжения контролируется по звуковой сигнализации и светодиоду в нижнем торце корпуса СН. 

5. Так как вблизи заземленных опор ВЛ, заземленных конструкций, экранов напряженность электрического поля близка к нулю, использовать СН "ИВА-Н" следует от них на расстоянии не менее 10 метров.

Контроль исправности защитного заземления 

При приближении переднего торца СН к незаземленному корпусу включенной электроустановки «ИВА-Н» должен сработать. Если же заземление исправно, то на расстоянии 10-15 мм от корпуса СН будет оставаться в дежурном режиме.

3.3.2 Сигнализатор напряжения индивидуальный касочный "Радиус"

Рис.3.3.Расположение индивидуального сигнализатора внутри каски

Сигнализатор напряжения индивидуальный касочный (СНК) "Радиус" предназначен для предупреждения персонала, обслуживающего воздушные линии электропередачи (ВЛ), о приближении на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением 6-10 кВ.

Сигнализатор напряжения «Радиус» оснащен устройством автоматического включения (установленный датчик движения срабатывает при любом перемещении каски) и отключения (при покое каски), что повышает его надёжность, снижает энергопотребление, даёт возможность стационарно устанавливать сигнализатор «Радиус» в каску на длительный срок.

Рис. 3.4 Особенности применения и конструкции

1. Сигнализатор напряжения “Радиус” 2 расположен внутри защитной каски 1. Он осуществляет контроль напряженности электрического поля. При превышении ее установленного уровня, срабатывает звуковая индикация внутрь защитной каски.

2. Сигнализатор представляет собой гибкую вставку, фиксируемую враспор внутри каски (между куполом и оголовьем) с помощью вилок 5. На вставке закреплены батарейный отсек 4 и кнопка 3 (проверка исправности сигнализатора).

3. По сравнению с традиционно применяемым креплением СНК снаружи каски (на козырьке или сбоку) установка СНК «Радиус» внутри дает следующие преимущества:

4. - исключена возможность зацепов и срыва сигнализатора с каски;

5. - сигнализатор защищен поверхностью каски от внешнего воздействия атмосферных осадков;

6. - длинная антенна, проходящая по всему ребру жесткости каски, обеспечивает широкую зону контроля электрического поля.

7. - звуковой сигнал направлен внутрь каски, что позволяет значительно снизить требуемую для надёжного восприятия мощность сигнала.

8. Сигнализатор «Радиус» имеет режим повышенной чувствительности, что позволяет с его помощью производить предварительную проверку с земли наличия напряжения на проводах ВЛ.

9. Предусмотрен самоконтроль сигнализатора при помощи кнопки 3 (убран дежурный режим периодической подачи звукового сигнала, который «напрягает» при выполнении работ).

10. В случае разряда элемента питания СНК непрерывным звуковым сигналом известит о необходимости его замены.

Существуют преимущества размещения сигнализатора внутри каски: при всех достоинствах ручных сигнализаторов есть ряд моментов, на которые следует обратить внимание .Так, наличие у работника сигнализатора напряжения еще не гарантирует того, что прибор будет правильно использоваться. Бывают случаи, когда электромонтер не использует сигнализатор по разным причинам. В таких случаях задачу предупреждения работника решает касочный сигнализатор напряжения.

1. Существующие касочные сигнализаторы напряжения крепятся различными способами на наружной поверхности каски, либо на козырьке, либо на боковой поверхности. Исследования и расчеты электрических полей с учетом тела человека, проведенные группой ученых НПЦ «Электробезопасность» Вятского Государственного Университета, показали, что правильней было бы располагать чувствительный элемент (антенну) сигнализатора напряжения на «макушке» каски.

2. Расположенный в других местах каски сигнализатор может не сработать в опасной близости от токоведущих частей. Например, при подъеме монтера на опору, когда его голова находится на расстоянии не более 20 см. от опоры. Кроме того, закрепленный на поверхности каски сигнализатор может быть легко оторван или поврежден в результате соприкосновения с проводом, элементом опоры или др.

3. Правильнее было бы располагать сигнализатор напряжения внутри каски в верхнем ребре жесткости. Учитывая все это, специалистами группы «Электробезопасность» был разработан новый касочный сигнализатор напряжения «Радиус».

3.3.3 Указатель напряжения УВН-90М-35 СЗ ИП

Рис 3.4. Указатель напряжения УВН-90М-35 СЗ ИП

УКАЗАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ -- прибор, предназначенный для проверки наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях. Такая проверка необходима, например, при работе непосредственно на отключенных токоведущих частях, при контроле исправности электроустановок, проверке электрической схемы, при отыскании повреждений в электроустановке и т. п. В конструкции многих указателей напряжения предусмотрен световой сигнал о наличии напряжения на проверяемой части или между проверяемыми частями.

Указатели напряжения предназначенные для электроустановок до 1000 В, делятся на двухполюсные и однополюсные. Используя двухполюсный, нужно прикоснуться к 2 частям электроустановки, чтобы определить наличие или отсутствие напряжения между ними. Двухполюсные можно применять в установках как переменного, так и постоянного тока. Однако при переменном токе металлические части указателя напряжения (цоколь лампы, провод, контакт-наконечник) могут создать емкость относительно земли или др. фаз электроустановки, при которой емкостный ток будет достаточным для того, чтобы при касании к фазе лишь одного контакта-наконечника неоновая лампа светилась. Поэтому схему дополняют резистором, шунтирующим неоновую лампу.

Используя однополюсный указатель напряжения, нужно прикоснуться лишь к испытуемой токоведущей части. Связь с землей обеспечивается через тело человека, который пальцем руки создает контакт с цепью указателя напряжения. Эта связь обусловлена в основном емкостью "человек--земля". Однополюсный указатель можно применять только в установках переменного тока, поскольку при постоянном токе его лампа не горит (даже если есть напряжение). Рекомендуется использовать при проверке схем вторичной коммутации, для определения фазного провода в электросчетчиках, ламповых патронах, выключателях, предохранителях и т. п. Работать с У. н. до 1000 В можно без дополнительных электрозащитных средств

Указатели напряжения. для электроустановок напряжением выше 1000 В, называемые также указателями высокого напряжения (УВН), действуют по принципу свечения неоновой лампы при протекании через нее емкостного тока, т. е. зарядного тока конденсатора, включенного последовательно с лампой. Эти указатели пригодны лишь для установок переменного тока, и приближать их надо только к 1 фазе. При пользовании УВН необходимо надевать диэлектрические перчатки.

Основные части УВН:

· рабочая часть (состоит из конденсаторной трубки, сигнальной неоновой лампы, контакта-наконечника и пр.);

· изолирующая часть (обеспечивает изоляцию оператора от токоведущих частей, представляет собой трубку из изоляционного материала);

· рукоятка (предназначена для удержания указателя рукой, обычно является продолжением изолирующей части).

· У. н. запрещается заземлять, т. к. можно случайно прикоснуться заземляющим проводом к токоведущим частям, что станет причиной несчастного случая. Лишь когда емкость У. н. относительно земли и заземленных предметов оказывается весьма малой (напр., при работах высоко над землей и вдали от заземленных частей, в т. ч. на деревянных опорах воздушных ЛЭП), указатель должен быть заземлен, иначе его лампа может не светиться и при наличии напряжения.

Указатель напряжения УВН-90М-35 СЗ ИП

Контактного типа. Для определения наличия или отсутствия напряжени 35кВ на ВЛ и РУ переменного тока. Индикация светозвуковая. Возможность самопроверки работоспособности.

Указатель высокого напряжения УВН-90М-35СЗ ИП предназначен для проверки наличия или отсутствия напряжения на воздушных линиях электропередачи и других электроустановках переменного тока напряжением 35 кВ, частотой 50 и 60 Гц, при температуре от - 45°С до +40°С и относительной влажности воздуха не выше 80% (при температуре +25°С). Указатель УВН-90М-35СЗ ИП относится к основным электрозащитным средствам. Принцип действия указателя основан на преобразовании электрических сигналов в светозвуковые. Элементы светозвуковой индикации указателя располагаются внутри затенителя, конструкция которого позволяет усилить светозвуковой сигнал за счет его направленного распространения. Указатель обладает возможностью самопроверки. Надежная работа достигается использованием в электрической схеме указателя микросхем и комплектующих элементов ведущих мировых производителей (Моtorola, SANYO, Pansonic), а также литиевым источником питания марки СR-123 Panasonic, напряжением ЗВ ,емкостью 1500 мА/ч. Низкая величина рабочего тока - 7 мА в режиме сигнализации, позволяет использовать указатель без замены элемента питания в течении всего срока эксплуатации - 10 лет.

Минимальное напряжения, при котором срабатывает индикация указателя, не более, кВ 8,7 Максимальное рабочее напряжение, кВ 35 Рабочий диапазон температуры окружающей среды, °С от - 45°С до +40°С

Методы измерения: контактный Виды индикации: световая: импульсная, красная звуковая: прерывистая

Напряжение питания, В 3,0 Источник питания указателя один элемент CR-123 фирмы Panasonic, напряжением 3В, емкостью 1500 мА/ч

Величина рабочего тока, мА 7,0

Габаритные размеры

в разобранном положении, мм 72 x 970

в рабочем положении, мм 72 x 970

Масса указателя, кг не более 0,6

3.3.4 Дугостойкие костюмы и комплекты для защиты от электрической дуги

Рис 3.5 Дугостойкий костюм

Электрическая дуга обладает огромной мощностью и в весьма короткий промежуток времени (секунды и доли секунды) выделяет в окружающее пространство большое количество энергии: световой, лучистой (ультрафиолетовые и инфракрасные лучи) и тепловой (температура газа в канале дугового разряда достигает 5-6 тыс. °С), а также сопровождается выделением озона и угарного газа. Риск возникновения электродуги на оборудовании зависит от нескольких факторов: 

насколько часто работники выполняют задачи с участием подключенного в сеть оборудования; 

уровня сложности поставленной задачи, необходимость вмешательства, доступное пространство, пределы безопасности, тип участка;

подготовки, навыков, скоординированности работы с помощником; 

используемых инструментов;

состояния оборудования; 

степени перегрузки по току защитного оборудования.

Основными факторами, представляющими угрозу для жизни и здоровья работника при аварии, связанной с действием электрической дуги и возможными последствиями электрической дуги, являются следующие:

эффект внезапности и незаметности, в связи с чем персонал не имеет возможности оперативно покинуть место аварии;

эффект концентрации энергии: выделение большого количества энергии в короткий срок в ограниченном объеме приводит к появлению локальных смертельно опасных концентраций энергии и может привести к временной или постоянной потере зрения;

сверхвысокие температуры: под их воздействием человек получает тяжелейшие ожоги и травмы; 

ударная волна, в результате которой человек может получить травмы при падении и ударе о предметы, находящиеся у него за спиной; взрывная волна может разбросать работников по всему помещению и столкнуть их с лестниц, возможны временная или постоянна потеря слуха, повреждение нервов и остановка сердца; дуга разбрызгивает капли расплавленного металла с высокой скоростью, брызги расплавленного металла могут отлетать от источника дуги на расстояние нескольких метров; осколки взрыва могут проникнуть в тело человека;

возгорание одежды рабочего: одежда может воспламеняться на расстоянии нескольких метров (участки кожи под одеждой могут получить более серьезные ожоги, чем открытые участки кожи, ожоги третьей степени); 

плавление синтетических деталей одежды и экипировки работника и попадание расплавленных веществ на кожу человека, приводящее к ожогам; 

выделение озона и угарного газа приводит к удушью, головокружению, тошноте, рвоте и даже смерти. Средством индивидуальной защиты работников от воздействия электрической дуги является защитный комплект, который состоит из защитного костюма, нательного белья, термостойких перчаток, каски и обуви.

Основным показателем защитных свойств дугостойких костюмов является способность ослаблять тепловое воздействие электрической дуги на кожу человека до уровня, который не сможет вызвать тяжелые ожоговые травмы. Этот показатель устанавливается экспериментально на основании результатов испытаний, проходящих в соответствии с требованиями методики ГОСТ Р 12.4.234-2007 в аккредитованных лабораториях на специальной установке (см. рис 3.6).

Рис 3.6 Установка для проверки костюма на стойкость к электрической дуге.

В основе методики лежат подтвержденные мировым научным сообществом экспериментальные данные (эталонная кривая Столл), которые определяют предел физиологических способностей кожи человека противостоять воздействию теплового излучения до возникновения ожогов II степени. Кривая задает предельные значения скорости изменения температуры на поверхности кожи человека, которые не приведут к возникновению ожогов.

Процедура электродугового испытания пакета текстильных материалов защитного дугостойкого костюма использует показания калориметрических датчиков, одни из которых (незащищенные) фиксируют изменение температуры над поверхностью материала, а другие (защищенные) - под поверхностью. Сопоставляя показания датчиков, можно судить о способности материала ослаблять создаваемый электрической дугой тепловой поток, и установить предельный для данного материала уровень защиты от теплового излучения дуги. Соответствующие характеристики материала определяются методом статистической обработки результатов испытаний не менее 20 образцов.

Ниже показан процесс испытания и внешний вид костюма до и после воздействия электрической дуги:

Рис 3.7 Испытание защитного костюма на стойкость к электрической дуге

Рис 3.7.1 Испытание защитного костюма на стойкость к электрической дуге (продолж.)

Так же жесткий отбор проходят диэлектрические и термостойкие перчатки, каски, подшлемники и обувь. Тщательный анализ результатов испытаний позволяет определить пороговые значения энергии теплового потока, который может быть нейтрализован комплектами для защиты от электрической дуги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте в теоретической части был рассмотрен вопрос о потерях электроэнергии в электрических сетях и мероприятиях по их снижению. Был рассмотрен вопрос о фактических потерях электроэнергии, о нормировании фактических потерь, о структуре коммерческих потерь, а так же способах их снижения. Рассмотрен вопрос об автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии производимых в России.

В расчетной части выпускной работы были проанализированы исходные данные электрифицируемого района, составлены балансы активной и реактивной мощности протекающей в сети, выбраны устройства компенсации реактивной мощности типа БСК на каждой из подстанций потребителей. Затем, были спроектированы два варианта схем развития района по выданному заданию. Для каждой из схем были выбраны основные параметры: напряжения, сечения проводов ВЛ, мощности трансформаторов на подстанциях. Так как во всех пунктах потребления присутствуют потребители I категории, то в вариантах были учтены возможности резервирования питания потребителей, как проектированием двухцепных линий, так и установкой двух трансформаторов на подстанциях. Было произведено технико-экономическое сравнение вариантов схем развития электрической сети, по его результатам выбран вариант 1,как наиболее экономически выгодный. Для него был произведен расчет и анализ основных режимов работы сети(режим наибольших нагрузок, режим наименьших нагрузок, аварийный режим при отключении одной из цепей наиболее загруженной линии, аварийный режим при отключении одного самого мощного трансформатора на подстанции), и дополнительных режимов(режим наибольших нагрузок с отключенными КУ; c включенными КУ с изменением напряжения на источнике питания от 101% до 105% от номинального напряжения; включение в одну из линий УПК). Анализируя режимы можно сделать вывод, что компенсирующие устройства, устанавливаемые в линии, снижают потери активной мощности P и потери напряжения у потребителя, и могут быть использованы как средство регулирования и снижения потерь в электрических сетях. Так, суммарные потери мощности во всей сети в послеаварийном режиме при отключении одной цепи наиболее загруженной линии составляют 3,0%, а в аналогичном режиме с включенным в линии УПК 2,7%. Так же одним из способов уменьшения потерь является увеличение напряжения на источнике питания: при напряжении на ИП 101% от номинального потери во всей сети составляют 2,8%, а при напряжении 105% от номинального - 2,6% . Если сравнивать два аварийных режима, послеаварийный режим при отключении одной цепи наиболее загруженной линии без УПК и послеаварийный режим при раздельной работе трансформаторов, можно сделать вывод, что характере аварии влияет на отклонение напряжения и потери мощности по-разному. Так при отключении одной цепи наиболее загруженной линии потери во всей сети больше, чем при отключении одного из наиболее мощного трансформатора. При расчете режимов работы сети напряжения в некоторых пунктах нагрузки не соответствовали требованиям ПУЭ, поэтому была произведена регулировка с использование РПН трансформатора, путем указания номера анцапфы (номер положения отпайки РПН) в программном комплексе RastrWin. Таким образом, схема является выгодной как по экономическим показателям, так и по надежности электроснабжения потребителей в рассмотренных режимах работы сети.

В разделе техника безопасности и охрана труда рассмотрен вопрос о способах и современных средствах защиты от поражения электрическим током.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1 . Режим наибольших нагрузок с отключенными КУ

-Параметры до регулировки напряжений у потребителей:

Таблица П1.1

Результаты расчёта режима

-Параметры после регулировки

Таблица П1.2

Результаты расчёта режима

2.Режим наибольших нагрузок с включенными КУ

2.1 Напряжение на ИП 111,1 кВ

-Параметры до регулировки напряжений:

Результаты расчёта режима Таблица П1.3

-Параметры после регулировки



Результаты расчёта режима Таблица П1.4

2.2 Напряжение на ИП 112,2 кВ

-Параметры до регулировки

Параметры и полученные напряжения узлов

Результат расчета режима Таблица П1.5

электроэнергия мощность сеть конденсатор батарея



-Параметры после регулировки

Результаты расчёта режима Таблица П1.6

2.3 Напряжение на ИП 113,3 кВ

-Параметры до регулировки напряжения



Результат расчета режима Таблица П1.7

-Параметры после регулировки напряжения

Результат расчета режима Таблица П1.8

2.4 Напряжение на ИП 114,4 кВ

-Параметры до регулировки напряжения

Результат расчета режима Таблица П1.9

-Параметры после регулировки напряжения

Результат расчета режима Таблица П1.10

2.5 Напряжение на ИП 115,5 кВ

-Параметры до регулировки напряжения

Результат расчета режима Таблица П1.11

-Параметры после регулировки напряжения

Результат расчета режима Таблица П1.12

3. Режим наименьших нагрузок

-Параметры до регулировки напряжения



Результат расчета режима Таблица П1.13

-Параметры после регулировки напряжения

Результат расчета режима Таблица П1.14



4. Послеаварийный режим при отключении одной цепи на наиболее загруженной линии ИП2-5

Результат расчета режима Таблица П1.15

4. Послеаварийный режим при отключении самого мощного трансформатора.

Результат расчета режима Таблица П1.16



6. Послеаварийный режим при отключении одной цепи на наиболее загруженной линии ИП2-5 с включением в линию УПК.

Результат расчета режима Таблица П1.16



7. Схема принципиальная электрическая

8. Графическая схема сети

Рис П1.Графическая схема сети

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д.Л. Файбисовича. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2009. - 392 с.: ил.

2. Методические указания к курсовому проекту «Развитие районной электрической сети» по учебной дисциплине «Электроэнергетические системы и сети» / Сост.: Т.И. Дубровская, Л.С. Певцова, Л.В. Старощук. - Смоленск: ГОУВПО СФ МЭИ (ТУ), 2002

3. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35 - 750 кВ. Типовые решения. М.: «Энергосетьпроект»,2007.

4. Правила устройства электроустановок - 7-е издание.- М.: ЗАО «Энергосервис», 2003.

5. http://www.news.elteh.ru/

6. http://www.energocontract.ru

7. http://www.info380.ru

Размещено на Allbest.ru