Электроснабжение промышленного предприятия на примере ОАО "Сумыхимпром"

Рис. 4.2. Схема АВР трансформатора одностороннего действия:

а)схема первичных соединений; б)цепи переменного напряжения; в)цепи оперативного тока.

Реле напряжения РНЗ предусмотрено для того, чтобы предотвратить отключение трансформатора ТІ от пускового органа минимального напряжения в случае отсутствия на шинах высшего напряжения А резервного трансформатора 72, когда действие АВР будет заведомо бесполезным. Реле напряжения РНЗ, подключенное к трансформатору напряжения ТН2 шин А, при отсутствии напряжения размыкает свой контакт и разрывает цепь от контактов реле PHI и РН2 к обмотке реле времени РВ1.

В схеме АВР предусмотрены две накладки: НІ - для отключения пускового органа минимального напряжения и Н2 -- для вывода из работы всей схемы АВР. Действие АВР и пускового органа минимального напряжения сигнализируется указательными реле РУ.

Рис. 4.2. Принципы выполнения пусковых органов АВР: а, б, в - минимального напряжения; г - минимального тока и напряжения.

4.4 Автоматическое включение резерва на подстанциях

На подстанциях высокого напряжения находят широкое применение АВР разных типов. Наряду с АВР трансформаторов применяются АВР секционных и шиносоединительных выключателей и АВР линий.

Схема АВР секционного выключателя, приведенная на рис. 4.3, отличается от рассмотренных выше некоторыми особенностями. Питание секций шин подстанции, к одной из которых подключен синхронный электродвигатель СД большой мощности, производится от двух рабочих трансформаторов 77 и Т2. При отключении любого из них происходит автоматическое включение секционного выключателя В5. Однократность действия АВР в схеме на рис. 4.3 обеспечивается так же, как и в схемах, рассмотренных выше, с помощью реле РПВ1 и РПВЗ (реле положения «Включено» в схеме управления соответствующими выключателями).

В случае отключения выключателя В1 трансформатора 77, питающего первую секцию, замыкается вспомогательный контакт этого выключателя БК1.2 и через замкнутый в рабочем состоянии схемы контакт РПВ1.1 реле РПВ1 подает импульс на катушку включения выключателя В5 КВ5. Из-за наличия на 2-й секции синхронного электродвигателя (или синхронного компенсатора) действие АВР при отключении выключателя ВЗ будет происходить по-другому. После отключения трансформатора Т2, питающего 2-ю секцию, частота вращения синхронного электродвигателя (синхронного компенсатора) будет уменьшаться постепенно, вследствие чего при действии АВР он может быть включен несинхронно через трансформатор 77. Если толчок тока при несинхронном включении превышает величину, допустимую для синхронного электродвигателя (компенсатора) или трансформатора, синхронный электродвигатель необходимо предварительно отключить и лишь затем включить секционный выключатель.

Отключение выключателя В6 синхронного электродвигателя в схеме на рис. 4.3 производится от вспомогательного контакта БК3.2 выключателя ВЗ при его отключении. В цепи отключения предусмотрена накладка Н1 для вывода цепи отключения из действия, что необходимо на случай питания обеих секций от трансформатора Т1 при замкнутом секционном выключателе. После отключения выключателя синхронного электродвигателя его вспомогательным контактом БК6.2 будет замкнута цепь на включение секционного выключателя В5.

Допускается вместо отключения выключателя синхронного электродвигателя (компенсатора) кратковременно отключать автомат гашения поля (АГП) и включать его вновь после, включения секционного выключателя. Толчок тока при этом будет меньше, чем при несинхронном включении, а после обратного включения АГП синхронный электродвигатель (компенсатор) втянется в синхронизм, т. е. произойдет его самосинхронизация.

Рис. 4.3. Схема АВР секционного выключателя подстанции с синхронным двигателем

а - поясняющая схема; б - оперативные цепи

При наличии на подстанции нескольких синхронных электродвигателей контроль допустимости включения секционного выключателя от АВР обычно осуществляется с помощью реле минимального напряжения, т.е. АВР осуществляется с ожиданием снижения напряжения до 0,5-0,6 номинального.

Для быстрого отключения секционного выключателя в случае включения на неустранившееся КЗ на шинах подстанции в схеме предусмотрено ускорение защиты секционного выключателя после АВР. Ускорение осуществляется контактами РПВ1.2 и РПВ3.2 реле РПВ1 и РПВЗ.

В отличие от схем АВР, рассмотренных выше, в схеме на рис. 4.3 отсутствует пусковой орган минимального напряжения, который в данном случае не нужен, так как оба источника питаются от одних общих шин высшего напряжения; При исчезновении напряжения на этих шинах действие АВР будет бесполезным.

Действие АВР должно согласовываться с действием других устройств автоматики и, в частности, с действием автоматики частотной разгрузки АЧР, отключающей потребителей при аварийном снижении частоты в энергосистеме. Для предотвращения снижения эффективности АЧР действие АВР на восстановление питания потребителей, отключенных от АЧР, должно запрещаться.

Наряду с устройствами АВР, работающими на постоянном оперативном токе, большое распространение на подстанциях получили АВР на переменном оперативном токе. На рис. 4.4 приведена схема АВР секционного выключателя на переменном оперативном токе для подстанции с двумя трансформаторами, питающимися ответвлениями от двух линий без выключателей на стороне высшего напряжения трансформаторов. Секционный выключатель ВЗ нормально отключен. Оперативный ток для питания схемы автоматики подается от трансформаторов собственных нужд ТСН1 и ТСН2. Особенностью схемы является то, что при исчезновении напряжения на одной из линий (Л1 или Л2) АВР включает секционный выключатель, а при восстановлении напряжения на линии автоматически собирает нормальную схему подстанции.

Рис. 4.4. Схема АВР секционного выключателя на переменном оперативном токе для двухтрансформаторной подстанции, подключенной к линиям электропередачи ответвлениями без выключателей: а - схема подстанции; б - цепи управления и АВР выключателя В1 выключателя В1; в - цепи управления и АВР выключателя ВЗ.

Пусковым органом схемы являются реле времени РВ1 и РВ2 типа ЭВ- 235, контакты которых РВ1.2 и РВ2.2 включены последовательно в цепи KOI.

Последовательно с контактами этих реле включен мгновенный контакт реле времени РВ1 трансформатора Т2, которое контролирует наличие напряжения на этом трансформаторе. Обмотки реле РВ1 и РВ2 включены на разные трансформаторы (ТСН1 и ТН1), что исключает возможность ложного действия пускового органа в случае неисправности в цепях напряжения. Реле РВ1, подключенное к трансформатору собственных нужд ТСН1, установленному до выключателя трансформатора 77, используется также для контроля за появлением напряжения на трансформаторе 77 при включении линии JI1.

Пунктиром обведены цепи, относящиеся к трансформатору 77. В случае исчезновения напряжения в результате отключения линии Л1 запускаются реле времени РВ1 иРВ2 и размыкают свои мгновенные контакты РВ1.1 и РВ2.1, снимая напряжение с обмотки реле времени РВЗ типа ЭВ-248. Это реле при снятии напряжения мгновенно возвращается в исходное положение, а при подаче напряжения срабатывает с установленной выдержкой времени. Если действием АПВ линии напряжение не будет восстановлено, то с установленной выдержкой времени (большей времени АПВ линии) замкнутся контакты реле времени РВ1.2 к РВ2.2 и создадут цепь на катушку отключения К01 выключателя В1 трансформатора Т1. При отключении выключателя В1 замкнется его вспомогательный контакт БК1 (рис. 4.4, в) в цепи катушки включения КВЗ секционного выключателя ВЗ через еще замкнутый контакт РПВ1.1 реле однократности включения. Секционный выключатель включится и подаст напряжение на 1-ю секцию подстанции. При этом подтянется реле времени РВ2, замкнет контакт РВ2.1 и разомкнет РВ2.2. Реле РВ1 останется без напряжения. Поэтому его контакт РВ1.1 останется разомкнутым, а реле времени РВЗ будет по-прежнему находиться в исходном положении, держа разомкнутыми все свои контакты.

При восстановлении напряжения на линии JI1 напряжение появится и на трансформаторе 77, поскольку его отделитель оставался включенным. Получив напряжение, реле РВ1 подтянется, замкнет контакт РВ1.1 и разомкнет РВ1.2. При замыкании контакта РВ1.1 начнет работать реле времени РВЗ, которое своим проскальзывающим контактом РВ3.2 создаст цепь на включение выключателя В1, а конечным контактом РВЗ.З на отключение секционного выключателя ВЗ, при этом автоматически восстанавливается исходная схема подстанции. При этом цепь на отключение секционного выключателя создастся при условии, что включен выключатель В2 трансформатора Т2. Если АВР выключателя ВЗ будет неуспешным вследствие наличия устойчивого повреждения на 1 -й секции, она должна быть выведена в ремонт. После окончания ремонта питание 1-й секции восстанавливается от 77 или от 2-й секции и автоматика вводится в работу. Схема, аналогичная схеме на рис. 4.4, обеспечивает действие АВР Т2. Для действия автоматики в рассмотренной схеме, все выключатели должны быть оборудованы грузовыми или пружинными приводами.

4.5 Сетевые АВР

В распределительных сетях находят широкое применение АВР, обеспечивающие при своем срабатывании восстановление питания нескольких подстанций сети, так называемые сетевые АВР. Схема такого АВР приведена па рис. 4.5. Устройство АВР двустороннего действия обеспечивает восстановление питания участков сети, расположенных слева и справа от подстанции В, в случае нарушения питания от подстанций А и Д соответственно. Пуск АВР осуществляется контактами реле напряжения РН1 или РН2, подключенными к трансформаторам напряжения ТН1 и ТН2 соответственно. В цепи обмотки реле времени РВ1 пускового органа АВР включены замыкающие контакты автоматических выключателей А1 и А2, предотвращающие ложное срабатывание пускового органа в случае неисправности цепей напряжения, а также замыкающие контакты реле напряжения РНЗ и РН4, контролирующие наличие напряжения со стороны резервного источника.

Рис 4.5 Схема сетевого АВР

а - схема сети; б -цепи напряжения; в - оперативные цепи.

В схеме пускового органа АВР предусмотрено второе реле времени РВ2 для возможности осуществления двух различных уставок по времени в случае отключения источников питания от подстанций А и Д. Однократность действия рассматриваемой схемы АВР обеспечивается двухпозиционным реле переменного тока РПФ1 типа РП-9.

В нормальном режиме замкнуты контакты реле РПФ1.1 и подготовлена цепь обмотки выходного промежуточного реле РП. После срабатывания РП, подающего импульс на включение В1, и замыкания контактов реле положения «Включено» РПВ1, фиксирующего завершение процесса включения В1, реле РПФ1 срабатывает и переключает свои контакты, размыкая РПФ1.1 в цепи обмотки РП. Возврат реле РПФ1 и подготовка схемы АВР к новому действию осуществляются нажатием кнопки К. Эту операцию выполняет персонал оперативно-выездной бригады, отправляющийся на подстанцию при поступлении сигнала о срабатывании АВР. Действие сетевого АВР увязывается с АПВ линий, что обеспечивает наибольшую эффективность действия автоматики. Релейная защита в рассматриваемой сети должна выполняться с учетом возможности питания промежуточных подстанций как от одного, так и от другого источника.

5. РАБОТА ПРЕДПРИЯТИЯ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Химическое производство является очень энергоемким. Поэтому для снижения затрат на производство необходимо проводить энергосберегающую политику. С этой целью на предприятии разработана и внедряется программа технического развития энергохозяйства и энергосбережения на 2007-2013 г. Программой предусматриваются мероприятия по различным направлениям энергетики: газоснабжению, теплоснабжению, воздухоснабжению, водоснабжению, электроснабжению. «Если бы за эти последние годы мы не проводили реконструкций на нашем предприятии, такого предприятия, как «Сумыхимпром» уже бы не существовало» - отметил бывший председатель правления ОАО «Сумыхимпром» Лапин Е.В. В первую очередь сейчас выполняются мероприятия, которые дают быстрые результаты по энергосбережению.

5.1 Энергосбережение в электроснабжении

Значительными резервами для сокращения потребления электрической энергии являются: применение высокоэффективных трансформаторов и электродвигателей, использование приводов с регулируемой скоростью вращения вала двигателя, повышение коэффициентов мощности систем за счет установки статических конденсаторов. В настоящее время наиболее важным направлением по экономии электроэнергии для предприятия является оптимизация загрузки компрессорных станций, где потребляется 20-25% всей поступающей на предприятие электроэнергии.

С экономической точки зрения нецелесообразно производить энергетические надстройки сушилок и обжиговых печей с установкой ГТУ, что даст возможность получать собственную электроэнергию намного дешевле в сравнении с поставляемой из энергосистемы. Основные направления экономии на 2007 год отражаются в нижеприведенных мероприятиях (Таблица 5.1).

Таблица 5.1 - Мероприятия по экономии электроэнергии.

№ п/п	Наименование мероприятий	Результат внедрения мероприятий
1	Реконструкция цеховых компенсирующих устройств для компенсации реактивной мощности	Экономия реактивной энергии 18 млн. кВ ар. час/год
2	Реконструкция компрессорной станции №1 с установкой трех винтовых компрессоров БЛУЗ 00	Экономия электроэнергии 5,2 млн.кВт/час.
3	Автоматизация насосных станций промышленной и хозяйственной воды	Экономия электроэнергии 0,4 млн. кВт/час.

5.2 Компенсация реактивной мощности

Активной мощностью, характеризует энергию, выделяемую в единицу времени на производство полезной работы. Потребителями активной мощности являются потребители, предназначенные для преобразования энергии электрического тока в механическую работу (электродвигатели), в тепло (электрические печи, нагревательные приборы), в свет (источники света), в химические реакции (электролиз, гальваника) и соответственно имеющие активное сопротивление R:.

Реактивная мощность Q в цепи переменного тока необходима для создания магнитного потока в трансформаторах, электродвигателях и других потребителях, а также для преодоления индуктивного сопротивления проводников цепи переменного тока.

Принято считать, если потребляемый ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер нагрузки или потребление реактивной мощности), то реактивная мощность имеет положительный знак, а если ток опережает напряжение (емкостный характер нагрузки или генерация реактивной мощности) то реактивная мощность имеет отрицательное значение. Основной нормативным показателем, характеризующим реактивную мощность, является коэффициент мощности На вводах, питающих промышленное предприятие, средневзвешенное значение этого коэффициента должно было находиться в пределах 0,92-0,95.

5.3 Необходимость компенсации реактивной мощности

Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (60-65% общего ее потребления), трансформаторы (20-25%), вентильные преобразователи, реакторы, воздушные электрические сети и прочие приемники (10%). В зависимости от характера электрооборудования предприятия его реактивная нагрузка может составлять до 130-150%) активной.

Передача значительной реактивной мощности по линиям и через трансформаторы невыгодна по следующим основным причинам [1]:

1. Возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью. Так, при передаче активной Р и реактивной Q мощностей через элемент системы электроснабжения с сопротивлением Я потери активной мощности составят:

P = R=R+R=P_a+P_p (4)

Дополнительные потери активной мощности АРр, вызванные протеканием реактивной мощности Q, пропорциональны ее квадрату.

2. Возникают дополнительные потери напряжения, которые особенно существенны в сетях районного значения и в сетях промышленных предприятий занимающих значительную площадь. Например, при передаче мощностей Р и Q через элемент системы электроснабжения с активным сопротивлением R и реактивным сопротивлением X потери напряжения составят:

U ==+=U_a +U_p

где U_а- потери напряжения обусловленные активной мощностью; АЦ,- потери напряжения обусловленные реактивной мощностью.

3. Загрузка реактивной мощностью систем промышленного электроснабжения и трансформаторов уменьшает их пропускную способность и требует увеличения сечений проводов воздушных и кабельных линий, увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов подстанций и т. п.

4. Для стимулирования мероприятий по компенсации реактивной мощности НКРЭ Украины установил определенный порядок расчетов за переток реактивной электроэнергии между электроснабжающей организацией и потребителем.

Оплата за потребленную и генерацию электроэнергию определяется формулой:

П1=

где n-число точек расчетного учета электроэнергии; WQ_пoт - потребление реактивной энергии в точке учета за расчетный период кВар*ч; WQ_Г - генерирование электрической энергии в сеть в точке учета за расчетный период кВар*ч; К - коэффициент учета убытков от генерации реактивной электроэнергии из сетей потребителя, равный 3; D - экономический эквивалент реактивной мощности в точке учета, кВт/кВар приблизительно равная 0,02 и имеет тенденцию к увеличению; Т -фактическая средняя закупочная цена на активную электроэнергию, за расчетный период, грн/кВт*час.

Приведенные соображения вынуждают, насколько это технически и экономически целесообразно, предусматривать дополнительные мероприятия по уменьшению потребляемой реактивной мощности. На промышленном предприятии это может быть достигнуто естественным путем, например за счет улучшения режима работы приемников, применения двигателей более совершенных конструкций, устранения их недогрузки, а также за счет установки специальных компенсирующих устройств.

6. ОХРАНА ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДСТАНЦИЙ

6.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов

При обслуживании подстанции могут иметь место следующие опасные и вредные факторы:

наличие опасного напряжения на токоведущих частях электрооборудования;

наличие опасного напряжения (шагового) в зоне растекания электрического тока при замыкании токоведущих частей на землю;

- возможность наличия опасного напряжения на корпусах оборудования при его повреждении;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- недостаточная освещенность рабочей зоны при работах в помещении в темное время суток, а также в аварийных ситуациях при отсутствии напряжения в сети освещения;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- опасность получения ожогов лица и глаз при коротком замыкании, при замене предохранителей;

- загазованность воздуха рабочей зоны при пожаре.

6.2 Средства защиты

Все устройства релейной защиты, электроавтоматики вторичных цепей, электроизмерений и телемеханики (РЗАИиТ) должны соответствовать ПУЭ.

Эксплуатация устройств РЗАИиТ осуществляется службами релейной защиты, автоматики и измерений (лабораторий): центральной по предприятию. Работа в цепях устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики (РЗАиТ) производится по исполнительным схемам; работа без схем, по памяти, запрещается.

При работах в устройствах РЗАиТ необходимо пользоваться специальным электротехническим инструментом с изолированными ручками; металлический стержень отверток должен быть изолирован от ручки до жала отверстия.

При необходимости производства каких-либо работ в цепях или на аппаратуре РЗАиТ при включенном основном оборудовании принимаются дополнительные меры против его случайного отключения.

Запрещается на панелях или вблизи места размещения релейной аппаратуры производить работы, вызывающие сильное сотрясение релейной аппаратуры, грозящие ложным действием реле.

Для защиты от воздействия опасных и вредных факторов необходимо применять соответствующие средства защиты и спецодежду согласно действующих отраслевых норм.

Для защиты от прохождения тока через тело человека служат электрозащитные средства: диэлектрические перчатки, боты, галоши, ковры, подставки, накладки, колпаки, переносные и стационарные заземляющие устройства, изолирующие штанги и клещи, указатели напряжения, слесарно- монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.

Безопасность эксплуатации электроустановок обеспечивается применением ряда технических способов и средств, используемых по отдельности или в сочетании друг с другом. При нормальном режиме работы такими средствами являются: выравнивание потенциалов, уменьшение напряжения, электрическое разделение сетей, использование рабочей изоляции токоведущих частей, компенсация емкостной составляющей токов замыкания на землю, применение оградительных устройств, предупредительная сигнализация, блокировка, использование знаков безопасности, средств защиты и предохранительных приспособлений. В аварийном режиме рекомендуется защитное заземление, зануление, защитное отключение, дополнительная (двойная) изоляция, применение пробивных предохранителей.

Для защиты от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля следует применять электрозащитные средства.

По назначению электрозащитные средства (ЭЗС) разделяются на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

Изолирующие ЭЗС служат для изоляции человека от частей электрооборудования под напряжением, а также от земли. Они разделяются на основные и дополнительные. Изоляция основных изолирующих ЭЗС надежно выдерживает рабочие напряжения электроустановок, и с их помощью разрешается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. К основным изолирующим ЭЗС в электроустановках напряжением выше 1000 В относятся оперативные и измерительные штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения. К основным изолирующим ЭЗС в электроустановках напряжением до 1000 В относятся оперативные штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, инструмент с изолирующими ручками, указатели напряжения.

В электроустановках для выполнения различных оперативных включений (отключений) разъединителей, отделителей, выключателей напряжением выше 1000В с ручным приводом, установки деталей разрядников и т. д. необходимо применять изолирующие оперативные штанги. В случае установки на токоведущих частях электроустановок переносных заземлений следует применять штанги переносных заземлений.

Дополнительные изолирующие ЭЗС сами при данном напряжении не могут обеспечить безопасность персонала и предотвратить поражение электрическим током: они являются дополнительной мерой защиты к основным изолирующим ЭЗС. В электроустановках напряжением выше 1000В к дополнительным изолирующим ЭЗС относятся диэлектрические резиновые перчатки, диэлектрические боты, резиновые диэлектрические ковры и изолирующие подставки на фарфоровых изоляторах.

Для защиты рук от механических повреждений, повышенных и пониженных температур, искр и брызг расплавленного металла и кабельной массы, масел и нефтепродуктов необходимо применять специальные рукавицы, изготовленные согласно требованиям ГОСТ 12.4.010. Для изготовления рукавиц должна использоваться парусина с огнезащитной пропиткой. Они должны иметь усилительные защитные накладки. Длина обычных рукавиц не должна превышать 300 мм.

Ограждающие ЭЗС применяют для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением электроустановок. К ним относятся переносные ограждения, изолирующие накладки и колпаки, переносные заземления, предупредительные плакаты.

В электроустановках, при выполнении работ для индивидуальной защиты головы работников от механических повреждений, агрессивных жидкостей, поражения электрическим током при случайном прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением, необходимо применять защитные каски.

Для индивидуальной защиты глаз от опасных и вредных производственных факторов: электрической дуги, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, брызг щелочей, электролита, расплавленной мастики следует применять защитные очки открытого типа с непрямой вентиляцией.

6.3 Защитные меры безопасности

Для обеспечения безопасности работ по обслуживанию действующих электроустановок ПУЭ, ПТЭ и ПТБ предусматривают применение защитных мер. В соответствии с Правилами устройства электроустановок применяются одна или более из ниже перечисленных мер:

- защитное заземление;

- зануление;

- защитное отключение;

- пониженные напряжения;

- разделяющие трансформаторы;

- выравнивание потенциалов;

- двойная изоляция;

Защитное заземление предусматривает электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Это является эффективной мерой защиты при питании электрооборудования от электрических сетей напряжением до 1000В с изолированной нейтралью и при питании напряжением выше 1000 В с любым устройством нейтрали источника питания.

Согласно ПУЭ, при эксплуатации электроустановок потребителей необходимо применять заземление в помещениях без повышенной опасности при напряжении выше 500 В, в помещениях с повышенной опасностью, в особо опасных помещениях и в наружных электроустановках - при напряжении переменного тока 36 В и при напряжении постоянного тока 110В.

Защитное действие заземления основано на снижении напряжения прикосновения, что достигается путем уменьшения потенциала на корпусе оборудования относительно поверхности земли и выравнивание потенциала на поверхности земли или пола.

При выравнивании потенциалов, кроме того, уменьшаются и напряжения шага. В электроустановках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю пробой фазы на корпус и последующее замыкание на землю является однофазным коротким замыканием на землю, от тока которого срабатывает максимальная токовая защита, отключая поврежденный участок. В заземляющее устройство входит заземлитель (металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с грунтом) и заземляющие проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителем.

В зависимости от расположения заземлителей по отношению к заземля - емому оборудованию заземления бывают выносные (сосредоточенные) и контурные (распределенные). Заземлители выносных заземлений располагаются на расстоянии свыше 20 м от заземляемого оборудования, т. е. вне зоны растекания тока замыкания на землю.

Заземлители контурного заземления располагаются по периметру и внутри площадки, на которой установлено заземляемое оборудование. Все эти заземлители электрически соединены друг с другом.

На каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройство составляется паспорт, включающий схему заземления, его технические данные, данные о результатах проверки его состояния, о характере проведенных ремонтов и изменениях, внесенных в устройство заземления. Техническое состояние заземляющего устройства определяется путем внешнего осмотра видимой части устройства, осмотра с проверкой наличия цепи между заземлителем и заземляемыми элементами (отсутствие обрывов и неудовлетворительных контактов в проводниках, соединяющих установку с заземляющим устройством), измерения сопротивления заземляющего устройства, проверки надежности соединений естественных заземлителей, выборочного вскрытия грунта для осмотра элементов заземляющего устройства, находящихся в грунте, измерения удельного сопротивления грунта для опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В.

Заземление закладывается по всему периметру подстанции не менее, чем на 0,5 м. Сопротивление заземления подстанции не должно превышать 4 Ом. Зануление - преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением, с нулевым защитным проводником в сетях с глухозаземленной нейтралью.

При наличии соединения металлических нетоковедущих частей электроустановок с нулевым проводом питающей сети замыкание фазы на корпус превращается в однофазное короткое замыкание. Возникающий ток однофазного короткого замыкания должен обеспечить срабатывание устройства максимальной токовой защиты и автоматически отключить то питающей сети поврежденную установку.

Выравнивание потенциала применяется на площадках ПС путем устройства сетки из проводников, соединенной с корпусами электрооборудования и заземляющим устройством. Метод служит для снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек двумя ногами.

Защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током.

Для обеспечения безопасности, устройства защитного отключения (УЗО) должны осуществлять отдельно или в совокупности следующие функции: защиту при глухих или неполных замыканиях на землю или корпус, защиту при появлении опасных токов утечки, защиту при переходе напряжения с высшей стороны на низшую, предварительный контроль сопротивления изоляции, автоматический контроль цепи защитного заземления или зануления. К УЗО предъявляются следующие требования: высокая чувствительность, малое время отключения, селективность работы, самоконтроль и надежность. Это единственное средство защиты от поражения электрическим током при прикосновении к фазному проводу защищаемой сети. Устройство является двухполюсным автоматическим выключателем с встроенной защитой от сверхтоков, управляемым дифференциальным током.

УЗО предназначено для защиты от поражения электрическим током при случайном прикосновении к токоведущим, а также к открытым проводящим нетоковедущим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции; для предотвращения возникновения пожаров, вызванных воспламенением изоляции проводов из-за больших токов утечки на землю или коротких замыканий; для защиты сетей переменного тока напряжением 0,4 кВ, частотой 50 Гц от перегрузок и коротких замыканий. При недостаточной освещенности рабочей зоны следует применять дополнительное местное освещение. Рабочее место и оборудование в зоне обслуживания должны быть хорошо освещены. В темное время суток работать и перемещаться можно только в освещенных местах при отсутствии слепящего действия осветительных устройств или с фонарем. Переключения можно проводить при освещенности не менее 10 лк.

Осветительные установки подстанций состоят из рабочего, аварийного и эвакуационного освещения. Рабочее освещение является основным видом освещения и выполняется во всех помещениях подстанций, а также на открытых участках территорий, где производится работа в темное время суток или происходит движение транспорта и людей. Основным источником света на подстанциях являются газоразрядные лампы. Однако применяется и лампы накаливания. Люминесцентные лампы низкого давления имеют больший срок службы и большую светоотдачу, чем лампы накаливания. Несмотря на сложность пускорегулирующей аппаратуры, чувствительность к температуре окружающей среды и к напряжению сети они используются чаще. Но необходимо учитывать, что зажигание люминесцентных ламп не гарантируется при окружающей температуре ниже 5°С и понижении напряжения на 10%.

6.4 Расчет заземляющего устройства подстанции

6.4.1 Исходные данные

Подстанция понижающая, имеет два трансформатора 6/0,4 кВ с заземленными нейтралями на стороне 0,4 кВ; размещена в пристроенном одноэтажном кирпичном здании, размеры которого 12x6 м. План заземления привден в приложении Г. В качестве естественного заземлителя будет использована металлическая технологическая конструкция, частично погруженная в землю; ее расчетное сопротивление растеканию тока с учетом сезонных изменений R_e =15 Ом. Ток замыкания на землю в сети 6 кВ I₃= 9,7 А. Заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов длиной l_в= 5 м, диаметром d =16 мм, верхние концы которых соединяются с помощью горизонтального электрода - стальной полосы сечением 4x40 мм, уложенной в землю на глубине t=0,5 м. Удельное сопротивление земли, полученное в результате измерений на участке, где предполагается сооружение заземлителя = 71,2 Омм. (Приложение Д).

6.4.2 Определение требуемого сопротивления растеканию заземлителя, который принимаем общим для установок 6 и 0,4 кВ согласно требованиям ПУЭ[3]:

R₃ = 125/I₃ = 125/9,7 = 12,9 Ом.

Однако, необходимо также выполнение требований, предъявляемых к заземлению (занулению) электроустановок до 1 кВ, сопротивление которого должно быть не более 4 Ом. Поэтому сопротивление растеканию тока заземлителя принимается R₃=4 Ом.

Требуемое сопротивление искусственного заземлителя:

R_и=R_eR₃/( R_e - R₃)

R_и = 15•4/(15-4) = 6,7 Ом.

Тип заземлителя выбираем контурный, размещенный по внешнему периметру здания подстанции. Вертикальные электроды размещаем, по возможности, на расстоянии а = 5м один от другого.

Уточняем параметры заземлителя путем проверочного расчета. Из чертежа видно, что суммарная длина горизонтального электрода L_г= 42 м, количество вертикальных электродов n = 10 шт.

Определяем расчетные сопротивления растеканию электродов - вертикального R_в и горизонтального R_г по следующим формулам [4]:

R_в = Ом

Далее, имея ввиду, что принятый нами заземлитель контурный и что n=10шт, а отношение а / l_в = 5/5=1 определяем по табл. 3.2 и 3.3. [4] коэффициенты использования электродов заземлителя - вертикальных з_в=0,56, горизонтального з_г=0,34.

Теперь находим сопротивление растеканию принятого нами группового заземлителя:

R =

R = = 2,2 Ом

Это сопротивление меньше требуемого и эта разница повышает условия безопасности.

7. ЭКОНОМИКА ПРЕДПРИЯТИЯ

7.1 Состав и структура основных фондов промышленного предприятия. Состояние основных фондов Украины

Основные производственные фонды - это средства труда, непосредственно участвующие в процессе производства (рабочие машины и оборудование, силовые машины и другие орудия труда, с помощью которых осуществляется производство продукции), а также объекты, создающие условия для использования орудий труда в процессе производства (здания- сооружения и др.).

По вещественно-натуральному составу производственные основные фонды делятся на следующие группы: здания; сооружения; передаточные устройства; силовые машины и оборудование; рабочие машины и оборудование; транспортные средства; инструменты; производственный и хозяйственный инвентарь; прочие фонды.

Здания включают в себя строения, в которых происходят процессы основных, вспомогательных и подсобных производств (административно- бытовые, хозяйственные помещения, механические мастерские, кладовые, склады и др.).

Сооружения - это инженерно-строительные объекты, горные выработки (стволы шахт, штольни), нефтяные и газовые скважины, очистные и другие сооружения, туннели, мосты.

Передаточные устройства - это линии передач, кабельные линии, телефонная и телеграфная сети, трансмиссии, радиосвязь, магистрали трубопроводов, нефтепроводы, воздухопроводы и др.

К силовым машинам и оборудованию относятся машины-генераторы, производящие энергию, и машины-двигатели (двигатели постоянного и переменного тока). На промышленных предприятиях (фирмах) в эту группу также включают преобразователи электрического тока, ртутные выпрямители, трансформаторы, паровые котлы, компрессорные установки и др.

Рабочие машины и оборудование на промышленном предприятии представляют собой группу, включающую самые разнообразные виды оборудования, применяемого для производства продукции - станки, прессы, прокатные станы, подъемно-транспортное оборудование, вентиляторные установки, экскаваторы, лебедки и др. К этой группе также относится вычислительная техника.

В группу транспортных средств входят передвижные средства железнодорожного, автомобильного и путевого транспорта, предназначенные для перемещения грузов и работников: локомотивы, вагоны, автомашины, электрокары, автокары, автопогрузчики, железнодорожные вагоны, тепловозы, электровозы и др. [9]

К инструментам относятся все виды механизированных и немеханизированных орудий ручного труда или приспособления, прикрепляемые к машинам, служащие для обработки предметов труда (электросварка, манипуляторы, отбойные молотки, тиски, патроны и др.).

Производственный и хозяйственный инвентарь и принадлежности включают предметы, служащие для облегчения операций во время работы (рабочие столы, верстаки и др.), оборудование, способствующее охране труда и др.

К прочим основным фондам отнесены технические библиотеки, противопожарный инвентарь и др.

Значение каждой из групп основных производственных фондов в производстве и повышении его эффективности неодинаково. Активными основными фондами, непосредственно влияющими на уровень технической вооруженности труда на промышленном предприятии, являются рабочие машины, оборудование, транспортные средства и инструмент, то есть орудия производства. От их качества, степени использования зависят объем

производства и его эффективность.

Другие элементы производственных основных фондов принимают косвенное участие в процессе производства (передаточные устройства) или создают необходимые условия для использования машин и оборудования, при помощи которых осуществляется процесс производства (здания, сооружения). Поэтому уровень материально-технической базы предприятия определяется, прежде всего, удельным весом и качеством активной части производственных основных фондов.

Соотношение стоимости отдельных групп производственных основных фондов в общей их стоимости определяет структуру основных фондов. Различают следующие виды структур: производственная (видовая); технологическая; возрастная; отраслевая.

Основные фонды оцениваются и учитываются в натуральном и стоимостном выражении. [12]

Учет и оценка в натуральном выражении служат для определения производственной мощности предприятия, составления баланса машин и оборудования. На каждую единицу основных фондов составляется паспорт, отражающий время постройки или приобретения, техническую характеристику, производственные ремонты, степень износа и использования.

Для проверки технического состояния основных фондов в конце года специально создается инвентаризационная комиссия. Поэтому учет и оценка основных фонда в натуральном выражении дает представление об их техническом состоянии.

Учет в стоимостном выражении позволяет определить структуру, динамику, стоимость основных фондов на конкретный момент, размер амортизационных отчислений.

Основные фонды в стоимостном выражении оцениваются по первоначальной, восстановительной, остаточной и ликвидационной стоимости. Первоначальная стоимость - это затраты на строительство зданий, сооружений или приобретение новых машин и оборудования, включая расходы по транспортированию, складированию и монтажу, отражающие фактические расходы на приобретение или строительство новых основных фондов. [13]

Восстановительная стоимость - это стоимость воспроизводства основных фондов в современных условиях. Она показывает, во сколько обошлось бы приобретение действующих основных фондов, созданных в разные годы, в данный момент и позволяет внести единообразие в их оценку.

Остаточная стоимость представляет собой разность между первоначальной или восстановительной стоимостью основных фондов и суммой их износа.

Эффективность использования основных фондов оценивается системой показателей.

Одним из важнейших среди них является фондоотдача (Ф_от)- Она определяется отношением объема продукции в денежном выражении (ОП) к среднегодовой стоимости основных фондов (ОФ_ср):

Ф_от = ОП/ОФ_ср * 100%

Величина, обратная фондоотдаче, называется фондоемкостью. Она определяется стоимостью основных фондов, приходящейся на единицу годового объема произведенной продукции.

Рентабельность основных фондов (Р₀.ф) рассчитывается по формуле:

Р_оф = БП/ОФ_ср * 100%

где БП - балансовая прибыль, млн. руб.

Рентабельность производства (Р_п) определяется по формуле:

Р_п = БП/(ОФ_ср + Н_ос)

где Н_ос - величина нормируемых оборотных средств.

Коэффициент использования производственной мощности рассчитывается по формуле:

К_им = ОП/ПМ * 100%

где ПМ - производственная мощность предприятия в условно- натуральных, натуральных показателях;

ОП - фактический объем выпуска продукции в тех же единицах.

Показатель экстенсивного использования машин и оборудования (К_э) характеризует степень их использования во времени и определяется отношением фактического времени работы машин и оборудования (В_ф) к календарному, режимному, плановому (В_к):

К_э = В_ф/В_к

Календарное время работы машин и оборудования - это время, в течение которого оно числится в составе действующих основных фондов. Например, если машины и оборудование находятся в эксплуатации с начала года, календарное время равно произведению календарного числа дней в году на число часов в сутки и составит в год 8760 часов.

Режимное время работы машин и оборудования зависит от режима работы, принятого для данного предприятия (прерывная или непрерывная рабочая неделя, число смен работы в сутки).

Плановое время равно режимному за вычетом числа часов, предусмотренных на проведение планово-предупредительного ремонта.

Показатель интенсивного использования машин и оборудования (К„) характеризует их использование в единицу времени и определяется отношением фактической производительности машины в единицу времени (Пф) к технической или плановой (П_пл):

К_и = П_ф/П_пл

Использование машин и оборудования и по времени, и по мощности характеризуется показателем интегральной нагрузки (К_инт), определяемым произведением показателей экстенсивного и интенсивного использования машин и оборудования:

Кинт ⁼ Кэ*Ки

В качестве дополнительных показателей использования машин и оборудования применяется коэффициент сменности (Кем)- он определяется отношением общего количества машино-смен, отработанных во всех сменах машинами или оборудованием данного вида, к плановому фонду времени:

К_см = Т_ф / (з*Д_см*М)

где Тф - фактическое число рабочего времени машины;

з- число рабочих дней;

Д_см - продолжительность смены;

М - среднесписочное число машин.

Классификация основных производственных фондов автотранспортного предприятия:

Здания:

- административное;

- хозяйственное помещение;

- механические мастерские, боксы для автотранспорта;

- складские помещения;

Передаточные устройства:

- линия электропередач;

- телефонная сеть;

- радиосвязь;

- кабельные линии

Силовые машины и оборудование:

- машины-генераторы, машины-двигатели и др.

Рабочие машины и оборудование:

- различные станки, вентиляторные установки;

- экскаваторы, тракторы, лебедки и др.;

- вычислительная техника.

Транспортные средства:

- грузовой транспорт, автомашины;

- автобусы для перевозки пассажиров;

- автокары, автопогрузчики.

Инструменты, приспособления, необходимые для работы с машинами, для обслуживания машин.

Производственный и хозяйственный инвентарь и принадлежности, необходимые для работы.

7.2 Производственная мощность предприятия и его подразделений

Производственная мощность -- это максимально возможный выпуск продукции, предусмотренный на соответствующий период (декаду, месяц, квартал, год) в заданной номенклатуре и ассортименте с учетом оптимального использования наличного оборудования и производственных площадей, прогрессивной технологии, передовой организации производства и труда.

Экономическое обоснование производственной мощности -- важнейший инструмент планирования промышленного производства. Иными словами, это потенциальная возможность валового выпуска промышленной продукции. При формировании производственной мощности учитывается влияние таких факторов, как номенклатура, ассортимент, качество продукции, парк основного технологического оборудования, средний возраст оборудования и эффективный годовой фонд времени его работы при установленном режиме, уровень сопряженности парка, размер производственных площадей и т.п.

От производственной мощности зависит степень удовлетворения рыночного спроса, который может изменяться по объему, номенклатуре и ассортименту, поэтому производственная мощность должна предусматривать гибкость всех технологических операций, т. е. возможность своевременно перестроить производственный процесс в зависимости от роста конкурентоспособности продукции, изменения объема, номенклатуры и ассортимента.

Производственная мощность рассчитывается по всему перечню номенклатуры и ассортимента выпускаемой продукций. В условиях многономенклатурного производства, когда выпускаемая продукция характеризуется сотнями наименований изделий, каждое из которых отличается не только назначением или конструктивными особенностями, но и технологией изготовления, осуществляются группировка всей номенклатуры производимой продукции и выбор изделия-представителя.

Производственная мощность рассчитывается по ведущим производственным цехам, участкам и оборудованию с учетом сложившейся кооперации и мероприятий по ликвидации «узких мест». /Д

К ведущему подразделению относятся подразделения, в которых выполняются основные технологические операции по изготовлению плановой продукции.

Под «узким местом» понимается несоответствие мощности отдельных цехов, участков, групп оборудования минимальной мощности соответствующего подразделения, участка или группы оборудования. Возникновение узкого места является следствием несопряженности между цехами, участками или группами оборудования. Коэффициент сопряженности рассчитывается по формуле:

К_с = ПМ₁ / (ПМ₂*Р_у)

где К_с -- коэффициент сопряженности; М₁ и М₂ -- мощность ведущих цехов и участков, ед.; Р_у --удельный расход продукции первой операции (цеха, участка) для выработки продукции второй, шт., т, и т.п.

Устранение узкого места осуществляется по плану организационно- технических мероприятий, который разрабатывается в двух направлениях, т. е. с учетом и без учета привлечения дополнительных капитальных вложений. Ко второму направлению относятся мероприятия по вводу неустановленного оборудования, увеличению сменности работы оборудования, привлечению дополнительной рабочей силы, расширению многостаночного обслуживания, сокращению внутрисменных простоев, перераспределению деталей на взаимозаменяемое оборудование с меньшим уровнем его использования Зайцев Н.Л. Экономика промышленного предприятия: Учебник; 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 1998..

Расчет производственной мощности ведется также по всем производственным подразделениям промышленного предприятия начиная с низшего производственного звена к высшему, т. е. от станка к группе взаимозаменяемого оборудования, далее к участку, от участка к цеху основного производства, от цеха к предприятию в целом.

При определении производственной мощности не учитываются простои оборудования или недоиспользование производственных площадей, вызванное дефицитом рабочей силы и производственных запасов, отклонениями в организации производства и т.п. Производственная мощность -- величина переменная. Она изменяется в течение отчетного периода и определяется, как правило, на начало и конец года.

Производственная мощность определяется в тех же единицах, в каких измеряется объем производства продукции. Широкая номенклатура приводится к одному или нескольким видам однородной продукции.

Производственная мощность зависит от ряда факторов. Важнейшие из них следующие:

— количество и производительность оборудования;

— качественный состав оборудования, уровень физического и морального износа;

— степень прогрессивности техники и технологии производства;

— качество сырья, материалов, своевременность их поставок;

— уровень специализации предприятия;

— уровень организации производства и труда;

— фонд времени работы оборудования.

Выбытие мощности происходит по следующим причинам:

— износ оборудования;

— уменьшение часов работы оборудования;

— изменение номенклатуры или увеличение трудоемкости продукции;

— окончание срока лизинга оборудования.

Для анализа производственной мощности используются показатели, которые характеризуют: изменение фондоотдачи как разницу между фондоотдачей проектной (ФО_пр) и рассчитанной исходя из среднегодовой мощности (ФО_пм). изменение выпуска продукции на единицу установленного парка основного технологического оборудования, т.е. отношение товарной (валовой) продукции к среднегодовому количеству установленного оборудования по плану и фактически; изменение уровня использования производственных мощностей как следствие улучшения использования производственных площадей на основе сопоставления плановой и фактической стоимости валовой (товарной) продукции, приходящейся на 1м² производственной площади.

Для улучшения использования и дальнейшего наращивания производственных мощностей необходимо:

сократить внутрисменные и целосменные простои парка основного технологического оборудования;

повысить фондовооруженность путем внедрения новых, более прогрессивных оборудования и технологии;

модернизировать действующий парк основного технологического оборудования;

углубить специализацию и расширить кооперацию.

Выводы

В процессе производственной практики изучалась работа энергетической службы ОАО «Сумыхимпром». Были изучены схемы электроснабжения предприятия в целом и производственных цехов, проанализирована работа в области энергосбережения и защите электросетей от ненормальных режимов работы. В данной работе произведен подробный анализ энергетической проблемы компенсации реактивной мощности. В частности ее физический смысл, общий принцип компенсации и проблемы возникающие при через мерных ее перетоках. Также было проведено рассмотрение различных ИРМ, режим их работы, и способы автоматического управления. Проблема рассмотрена на примере промышленного предприятия ОАО «Сумыхимпром». Схема компенсации признана приемлемой. Но был сделан вывод о трудностях управления компенсацией в ручном режиме. В связи его не достаточной точностью, и нестабильностью. Что позволило предложить разработку автоматизированной системы компенсации реактивной энергии и сформулировать требования к ней. В следующих разделах произведен анализ релейной защиты предприятия, приведены принципиальные схемы включения, описаны конструкции и принцип работы используемых реле. На предприятии используются реле следующих типов: РТ-80, РТ-81, РТ-40, РН-54/160, РН 53/60Д, РП-23, РП-252, РУ-21, ЭВ-134, ЭВ-133, ЭТД 551 и др. Также приведены сведения о важности присутствия автоматического включения резерва в схемах электроснабжения различных электропотребителей. Приведено значение АВР, предъявляемые к нему требования, описан принцип действия при различных схемах включения.