Расчет системы электроснабжения нефтеперерабатывающего завода

Шум на рабочих местах в некоторых цехах достигает звукового давления около 2-10^-1 Па и следовательно, его уровень составляет:

L_p = 20ЧlgР/Р₀, дБ, (4.1)

где Р₀ ⁼ 2Ч10^-1 Па соответствует частоте нижнего порога слышимости 1 кГц.

Lp = 20Чlg 2Ч10^-1 /2Ч10^-5 = 80 дБ.

Защита людей от вибрации на рабочих местах осуществляется методом виброизоляции путем устройства упругих элементов, размещенных между вибрирующей машиной и основанием, на котором она установлена. В качестве амортизаторов используют стальные пружины или резиновые прокладки.

электроснабжение мощность релейная защита цех

4.1.4 Освещение

Человек зрением воспринимает до 90% информации, поэтому свет необходим в процессе трудовой деятельности, причем качество освещения рабочих зон и производственных помещений имеет решающее значение для охраны труда. Наилучшим видом освещения является дневное, солнечное. Поэтому в соответствии с СП все цеха завода имеют естественное освещение. Но дневной свет не может обеспечить нужное освещение в течении всего рабочего дня, а так же зависит от погодных условий.

Поэтому цеха завода обеспечиваются естественным и искусственным освещением. В качестве источников искусственного освещения применяются лампы накаливания.

4.2 Электробезопасность

Электробезопасность система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного действия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Проходя через живые ткани электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местное поражение ткани и органов, так и общее поражение организма. Следует выделить два вида поражений электрическим током: а) электрический удар; б) местные электрические травмы.

Для защиты персонала от поражения электрическим током в цехах завода используются следующие меры:

4.2.1 Защита от случайного прикосновения

Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям в цехах завода обеспечивается их недоступность путем ограждения, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступную высоту.

Ограждения применяются как сплошные, в виде кожухов и крышек, применяемые в электроустановках до 1000 В, так и сетчатые, которые имеют двери, запирающиеся на замок.

Блокировки применяются в электроустановках, в которых часто производятся работы на ограждаемых токоведущих частях и электрических аппаратах. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи специальными контактами, которые устанавливаются на дверях кожух. Блокировки применяются также для предупреждения ошибочных действий персонала при переключениях.

4.2.2 Защитное заземление

Все металлические части электрических установок и электрического оборудования которые могут оказаться под напряжением должны быть заземлены.

Сопротивление заземляющего устройства для установок 6-35 кВ при использовании его для установок свыше 1 кВ находятся по формуле :

(4.2)

где I₃- ток на землю.

на высокой стороне:

(4.3)

на низкой стороне

=

Тогда

Предполагаем сооружение заземлителя с внешнее стороны здания (размеры здания, м 35-40) с расположением вертикальных электродов в один ряд на 35 м; тип заземлителя - вертикальные электроды в земле, соединенные горизонтальной полосой; материал вертикальных и горизонтальных заземлителей круглая сталь диаметром 25 мм; верхняя кромка вертикальных электродов и горизонтальные электроды заглублены на 0,7 м; длина вертикальных электродов 2,5 м.

Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 10 кВ согласно ПУЭ должно быть не более 10 Ом.

Таким образом, последующие требования являются определяющими для расчёта: R₃ <10 Ом.

Корректируем расчетные удельное сопротивление грунта вертикальных и горизонтальных электродов умножением на коэффициент сезонности:

с_рв =100-1,7 = 170(Ом-м)

с_рг =100-4,5 = 450 (Ом-м).

Определим сопротивление растекания одиночного заземлителя

(4.4)

 (4.5)

Определяем сопротивление растекания горизонтальных электродов с учётом экранирования.

(4.6)

(4.7)

Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов с учётом проводимости горизонтального заземлителя.

(4.8)

Окончательное число вертикальных электродов при уточненном коэффициенте использования К_и.в.

(4.9)

Окончательно в контуре применяем 7 вертикальных заземлителей.

4.2.3 Зануление

Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ - преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Нулевой защитный проводник это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. Зануление применяется в четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью.

В сети с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В защитное заземление неэффективно, так как ток глухого замыкания на землю зависит от сопротивления заземления. Очевидно, невозможно уменьшить напряжение корпуса, находящегося в контакте с токоведущими частями, устройством заземления в сети с заземленной нейтралью. Другой путь уменьшить длительность режима замыкания на корпус. Для этого прокладывается нулевой провод, соединяющийся с заземленной нейтралью источника и повторными заземлениями. При занулении корпуса электрооборудования соединяются не с заземлителями, а с нулевым проводом.

Принцип действия: зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключает поврежденный участок сети. Кроме того, зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на землю. При замыкании на зануленный корпус ток короткого замыкания проходит через следующие участки цепи: обмотки трансформатора, фазный провод и нулевой провод.

4.3 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность на заводе обеспечивается системой предотвращения пожара путем организационных мероприятий и технических средств, обеспечивающих невозможность возникновения пожара, а также системой пожарной защиты направленной на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничения материального ущерба от него.

Система пожарной защиты предусматривает следующие меры: применение не горючих и трудногорючих веществ и материалов в производстве, ограничения количества горючих веществ и их надлежащее размещение; изоляция горючей среды; применение средств коллективной и индивидуальной защиты от огня и средств пожарной сигнализации.

Все цеха завода оборудуются электрической пожарной сигнализацией, которая служит для быстрого извещения службы пожарной охраны о возникшем пожаре. Тип сигнализации: КИ-1 - комбинированные тепловые и дымовые извещатели, а в ответственных цехах СДПУ-1 сигнализационная дымовая пожарная установка.

Эти цеха оборудуются автоматическими пожаротушащими установками пенного огнетушения спринклерного типа. В остальных цехах используются генераторы воздушно-механической пены ГВП-600. Кроме этого в каждом цехе имеются ручные углекислотные огнетушители ОУ-5, ОУ-5, а для тушения пожаров в электроустановках порошковые огнетушители ОПС-10.

Помимо пожарного оборудования в местах, определенных пожарной охраной, должны быть размещены пожарные щиты со следующим набором пожарного оборудования: топоров - 2; ломов и лопат - 2; багров железных - 2; ведер, окрашенных в красный цвет - 2; огнетушителей - 2.

4.4 Экология

Для уменьшения выбросов пыли и вредных веществ в атмосферу, происходящих в процессе производства на заводе используется очистка выбросов с помощью пылеотделителей типа «Циклон». А также в целях обогащения воздуха кислородом на территории санитарно-защитной зоны вокруг предприятия планируется зеленые насаждения.

Для защиты водного бассейна на заводе используется система оборотного водоснабжения, при которой производственная загрязненная вода после очистки снова поступает для нужд технологических процессов. Очистка воды от крупных частиц примесей производится процеживание через сита. Для отделения мелких частиц применяется отстаивание воды в резервуарах отстойниках. В отстойниках также отделяются примеси нефтепродуктов, жиров. После механической обработки сточные воды подвергают физико-химической обработке.

4.5 Молниезащита ГПП

Электрооборудование подстанций защищается от прямых ударов молнии с помощью молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом сооружение, через которое разряд молнии, минуя объект, отводится в землю.

Рисунок 4.1 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

высотой до 60 м

По типу молниеприемников токоотводы бывают стержневые и тросовые, представляющие собой горизонтально подвешенные провода, соединенные токоотводом с заземлителем. Тросовые молниеотводы применяются для защиты токопроводов и гибких связей ОРУ подстанций, а также для защиты участков В Л длиной 1...3 км на подходе к подстанции. На каждой фазе ВЛ в начале защищенного подхода к подстанции устанавливается трубчатый разрядник. Вокруг молниеотвода имеется зона, непоражаемая грозовыми разрядами, которая называется зоной защиты молниеотвода (рис. 4.1). При расчете стержневых молниеотводов следует так рассчитать высоту h_x до точки на границе защищаемой зоны и расстояние от стержня r_х, чтобы защищаемый объект оказался внутри зоны защиты. Для одиночных стержневых молниеотводов высотой h до 60 м

(4.10)

где h_a=h-h_x - активная высота молниеотвода, м;

- коэффициент, учитывающий разные высоты молниеотвода;

h_x - высота точки на границе защищаемой зоны, м.

Рис. 4.2 - Зона защиты двух стержневых молниеотводов высотой до

60 м

Очертания зоны защиты двойного стержневого молниеотвода высотой менее 60 м приведены на рис. 4.2. Граница внешней зоны с радиусом r_х для вертикального сечения каждого молниеотвода определяется по (4.10), а граница зоны защиты между молниеотводами в вертикальном сечении, проходящем через оба молниеотвода, определяется окружностью с радиусом R, проходящей через вершины молниеотводов и точку 0 в середине расстояния между молниеотводами на высоте, м,

h₀=h-a/7K_p, (4.11)

где а - расстояние между молниеотводами, м.

Наименьшая ширина зоны защиты молниеотвода b_х в горизонтальном сечении на высоте h_x определяется по кривым рис. 4.3. Для молниеотводов высотой до 30 м отношение a/h_a находится в пределах 0...7. Два молниеотвода взаимодействуют только в том случае, если a/h_a<7. Для определения ширины защитной зоны b_х определяют отношение a/h_a. Допустим, это соотношение a/h_a=3. Затем находим отношение h_x/h. В рассматриваемом случае оно равно 0,3. Кривая 0,3h на рис. 4.3. пересекается с ординатой, восстановленной из точки 3 абсциссы, на уровне b_x/2h_a=0,9. Теперь находим наименьшую ширину защитной зоны b_х на высоте h_x

b_x=0,9Ч2h_a

При расчетном отношении a/h_a=5...7 пользуются кривыми рис. 4.3. Если расстояние a>7h_a, то между зонами 100%-ного поражения обоих молниеотводов образуется незащищенная зона, в которой объект даже с установленными молниеотводами может оказаться пораженным грозовым разрядом. Зоны защиты трех и более молниеотводов определяются аналогично.

Рисунок 4.3 - Значения наименьшей ширины зоны защиты b_х двух

стержневых молниеотводов

Выбираем стержневой молниеотвод для защиты от прямых ударов молнии трансформаторной подстанции напряжением 35/10 кВ с трансформатором мощностью 10000 кВА. Определяем защитную зону выбранного одиночного стержневого молниеотвода и его высоту при ударе молнии, если ток молнии I_м=150 кА, импульсное сопротивление заземлителя Кимп=10 Ом, высота защищаемого сооружения b_х=7 м, размеры сооружения ахв=35х40 м. Амплитудное импульсное напряжение:

(4.12)

Расстояние по воздуху должно быть не менее

S_в=U_mах/Е_в (4.13)

S_в =1665,5/500=3,3 (м).

Расстояние в земле

S_з=I_мЧК_м/Е_з (4.14)

S_з =150Ч10/300=5 (м).

При этих расстояниях не произойдет пробоя между молниеотводом и защищаемым сооружениям. Высота молниеотвода должна быть выбрана такой, чтобы защищаемое сооружение находилось в защитной зоне молниеотвода. Для этого при одиночном молниеотводе необходимо, чтобы радиус конца защитной зоны над сооружением был

r₀=S_з+а, (4.15)

r₀=5+40=45 (м).

Определяем значение r₀, задаваясь высотой молниеотвода bм=50м, тогда

r₀=1.1h-0,02h² (4.16)

r₀=1,1Ч50-0,002Ч50²=50 (м).

Следовательно, r₀=50 м больше S_з+а=45 м и защищаемое сооружение при высоте молниеотвода bм=50 м будет находиться в защитной зоне. Расположение защищаемого объекта и молниеотвода показано на рис. 4.4.

Рисунок 4.4 - Расположение молниеотвода и защищаемого сооружения

Выбираются трубчатые разрядники РТФ-35, U_н=35 кВ, нижний предел отключаемого тока 1 кА, верхний предел отключаемого тока 5 кА.

Заключение

Методом упорядоченных диаграмм были определены расчетные нагрузки для цеха и завода. Исходя из них были выбраны: кабельные линии (кабель, марки ААБ, АПВБ; в цехе провод АПВ), цеховые трансформаторные подстанции.

Нефтеперерабатывающий завод снабжается электроэнергией по двухцепной воздушной линии электропередач напряжением 35 кВ, выполненной проводом АС-70/11.

На ГПП установлено два трансформатора ТДН 16000/35 работающие параллельно и обеспечивающие бесперебойное питание завода (кроме времени срабатывания АПВ). На ОРУ - 35 установлены разъединители РДЗ-35 выключатель ВБЭК -35-630.

ЗРУ 10 кВ ГПП выполняется на основе ячеек К-XII, в которых устанавливаются вакуумные выключатели ВВЭ-10-630-20 УЗ, для питания собственных нужд ГПП установлены два трансформатора собственных нужд ТМ-160/10.

На вводах и отходящих линиях устанавливаются трансформаторы тока и напряжения для питания измерительных цепей и цепей релейной защиты.

Цеховые трансформаторные подстанции выполняются комплектными. На высокой стороне, в качестве коммутационного аппарата используют выключатель нагрузки, которые в комплексе имеют предохранители ПКТ-10.

Для компенсации реактивной мощности на шинах ГПП (10 кВ) и на низшем напряжении трансформаторных подстанций установлены батареи статических конденсаторов УК-10-Q У1 и УК -0,38-QУ3.

Для защиты электрооборудования и кабельных линий произведен выбор уставок для РЗА.

Был произведен: расчет сметы годовых эксплуатационных расходов на содержание энергетического хозяйства завода в части электроснабжения; расчет ЧППП, з/п; определена себестоимость потребления 1 кВт/ч, электроэнергии.

Также был рассчитан заземляющий контур и молниезащита.

Список использованных источников

1. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2007. - 496 с.

2. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 2006. - 464 с.

3. Барыбин Ю.Г. и др. Справочник по проектированию электроснабжения. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

4. Грунин О.М. Электрические сети: Сборник задач. - Чита: ЧитГУ, 2008. - 130 с.

5. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Высшая школа, 1979. - 431 с.

6. Мешков В.В., Епанешников М.М. Осветительные установки: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергия, 1972. - 360 с.

7. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1973. - 584 с.

8. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - 608 с.

9. Переходные процессы в системах электроснабжения: Курс лекций по электромагнитным переходным процессам / И.Ф. Суворов. - Чита: ЧитГУ, 1998.

10. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов / В.М. Блок. - М.: Высшая школа, 1990. - 383 с.

11. Правила эксплуатации электроустановок потребителей / Госэнергонадзор П 68 Минтопэнерго РФ. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 288 с.

12. Правила устройства электроустановок / Минэнерго РФ. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - 648 с.

13. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения: Метод, указ. / Г.Н. Бурнашов, И.Ф. Суворов, О.М. Грунин. - Чита: ЧитГУ, 2006. - 40 с.

14. Релейная защита и противоаварийная автоматика элементов распределительной сети 10(6)кВ: Метод, указ. / С.А.Филиппов. - Чита: ЧитГУ, 1998. - 35 с.

15. Рожкова Л.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

16. Руководящие указания по релейной защите. Защита понижающих трансформаторов. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - 96 с.

17. Самсонов B.C., Вяткин М.А. Экономика предприятий энергетического комплекса: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 2003. - 416 с.

18. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация / Под ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 451 с.

19. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

20. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 472 с.

21. Федосеев А.В. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976. - 440 с.

22. Филлипов Н.М., Корчагин Т.И., Савицкий Л.В. Электроснабжение промышленных предприятий: Сборник заданий для курсового проектирования. - Чита: ЧитГУ, 2009. - 72 с.

23. Чернобровое Н.В. Релейная защита. - М.: Энергия, 1971. - 624 с.

24. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. - Л.: Энергоатомиздат, 1981. - 136 с.

25. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 286 с.

26. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. Э 45 В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии / Под общ. ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - 880 с.

Размещено на Allbest.ru