Необходимо также иметь в виду, что взаимодействие между системой электроснабжения и внешней средой носит стохастический (вероятностный) характер и можно говорить лишь о некоторой вероятности достижения цели - передачи энергии потребителю в требуемом количестве в пределах допустимых показателей ее качества (напряжения, частоты и др.)[20].

Надежность системы электроснабжения сама является одним из показателей качества системы. Но этот показатель существенным образом отличается, например, от показателей качества системы по энергии, так как если система не обладает необходимой степенью надежности, то все остальные показатели качества теряют свое практическое значение, поскольку они не могут быть полноценно использованы в эксплуатации.

В качестве количественною показателя эффективности функционирования системы электроснабжения принимают отношение реальною выходною эффекта к идеальному, т. е. отношение математического ожидания отпущенной потребителю электроэнергии в реальной системе к математическому ожиданию энергии в идеальной по показателям функционирования системе. Количественная оценка эффективности функционирования является одним из конечных результатов всех расчетов надежности систем электроснабжения. Очевидно, что количественная оценка эффективности системы должна базироваться на количественных показателях ее надежности[21].

Потеря надежности выражается в утрате работоспособности и отключении отдельных элементов энергосистемы и возникновении перерывов в электроснабжении потребителей. Такие перерывы могут носить плановый характер (с предварительным предупреждением потребителей) и аварийный (внезапное отключение).

Показатель надежности - это количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта. При определении показателей надежности необходимо представить все элементы системы электроснабжения (линии электропередачи, коммутационные аппараты, трансформаторы, шины распределения и т.д.) параметрами потока отказов (аварий) (1/год), потока плановых отключений (1/год) и продолжительность одного планового (ч) и аварийного (ч) отключений.

Так как на предприятии достаточно большое количество электроприемников подключенных параллельно друг другу, то вероятность их одновременного отключения практически равна нулю. Поэтому в данном случае целесообразно провести расчет надежности электроснабжения предприятия только по общей питающей сети (рисунок 11).

Рисунок 11. Схема электроснабжения для расчета надежности

При n последовательно соединенных элементах системы суммарный параметр потока отказов всей цепи[22] :

. (46)

Среднее число аварийных отключений за расчетный период времени t_p (обычно за год)[22]:

. (47)

Средняя суммарная продолжительность всех аварийных отключений [22]:

. (48)

Средняя продолжительность одного любого аварийного отключения:

. (49)

Аналогично определяется число и продолжительность плановых отключений цепи:

; (50)

; (51)

. (52)

Суммарный параметр потока отказов по формуле (46):

.

Среднее число аварийных отключений за год по формуле (47):

.

Таблица 8 Показатели безотказности и ремонтопригодности элементов системы электроснабжения

Элементы системы на напряжение, кВ	Аварийные отключения	Преднамеренные отключения
	Параметр потока отказов 1/год	Среднее время восстановления , ч	Параметр потока отключений , 1/год	Средняя продолжительность отключения , ч
Трансформатор 6-10	0,02	16	0,01	8
Воздушный выключатель до 1	0,02	2	0,05	3
Линии электропередачи 0,4	0,011	2,5	0,001	3,5
Линии электропередачи 10	0,011	4,2	0,018	4,5

Средняя суммарная продолжительность всех аварийных отключений по формуле (48):

.

Средняя продолжительность одного любого аварийного отключения по формуле (49):

.

Число и продолжительность плановых отключений цепи по формулам (50), (51), (52):

;

;

.

9. Расчет экономических показателей

Показателем экономической эффективности являются суммарные приведенные затраты, которые в общем случае складываются из отчислений от капитальных вложений на сооружение линий и подстанций; стоимости потерянной энергии и ущерба от перерывов в электроснабжении:

З=Е_нК+И_г +У, (53)

где З - суммарные приведенные затраты;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, в энергетике Е_н=0,12;

К - капиталовложения;

И_г - годовые эксплуатационные расходы (издержки);

У - ущерб.

Капитальные вложения - это денежное выражение совокупности финансовых, материально-технических и трудовых ресурсов, направленных на создание новых, расширение и техническое перевооружение действующих научно-технических организаций и промышленных предприятий, а также новой техники. Капитальным вложениям присущи все признаки единовременных затрат. Расчет отдельных составляющих капитальных вложений производится на основе соответствующей проектно-сметной и технической документации, действующих прейскурантов, ценников, норм и нормативов. Состав капитальных вложений на стадии промышленного производства и эксплуатации зависит от особенностей объекта.

Годовые издержки состоят из нескольких слагаемых:

(54)

где - амортизационные отчисления на восстановление и капитальный ремонт оборудования ;

ФЗП- фонд заработной платы;

- стоимость потерянной энергии.

Амортизационные отчисления определяются как доля от капитальных вложений - Р%:

. (55)

Номы отчислений на амортизацию и обслуживание оборудования составляют 0,064 для силового электрооборудования и распределительных устройств напряжением до 20 кВ.

Таблица 9 Капитальные вложения системы электроснабжения

Элемент электроустановки	Кол-во единиц	Стоимость, тг
		Единичн.	Полная
Конденсаторная установка компенсации реактивной мощности
КРМ-0,4-50-4 УЗ	1 шт	170925	170 925
Освещение
Лампы ДРЛ 400 W Е40	12 шт	750	9 000
Светильник РСП 02В-125-21	12 шт	5715	68 580
Провода и кабели
AC 95/16	432м	285	123 120
АВБбШВ 4240	80м	2775	22 200
АВВГ 450	30м	575	17 250
АВВГ 416	60м	235	14 100
АВВГ 410	20м	155	3 100
АВВГ 46	32м	110	3 520
АВВГ 44	48	82	3 936
АВВГ 42,5	427м	60	25 620
Выключатели
ВА53-37 3Р	1 шт	3700	3 700
ВА 47-29 ЗР 5А	7 шт	775	5 425
ВА 47-29 ЗР 8А	2 шт	775	1 550
ВА 47-29 ЗР 12А	4 шт	775	3 100
ВА 47-29 ЗР 16А	3 шт	625	1 875
ВА 47-29 ЗР 20А	2 шт	625	1 250
ВА 47-29 ЗР 25А	2 шт	625	1 250
ВА 47-29 ЗР 32А	2 шт	645	1 290
ВА 47-29 ЗР 40А	3 шт	645	1 935
Распределительные устройства
ЩРв12з-1 36 УХЛ3 MKM14-V-12-30-Z	1 шт	2265	2 265
ЩРв72з-1 36 УХЛ3 MKM14-V-72-30-Z	1 шт	11925	11 925
Итого на оборудование:			696 716

.

Данные для расчета заработной платы персонала задействованного при исполнении системы электроснабжения приводятся в таблице 10.

Таким образом, основная заработная плата в течении всего времени работ составит:

, (56)

где - суммарная заработная плата всего рабочего персонала, тг.;

М - срок работ, мес.

.

Таблица 10 Заработная плата персонала

Обслуживающий персонал	Разряд	Кол-во человек	Срок работ, мес.	Заработная плата, тг.
Электромонтер (бригадир)	6	1	1	38 126
Электромонтер	5	1		27 235
Электромонтер	4	2		25 178
Инженер-проектировщик	6	1		38 213
Сварщик	4	1		35 653
Итого		6		164 405

Дополнительная заработная плата берется в размере 20% от основной заработной платы:

(57)

З_доп = .

Фонд заработной платы рабочих определяется по формуле:

ФЗП = , (58)

.

Ежегодные издержки на покрытие потерь электроэнергии в элементах электрической сети:

(59)

где - потери энергии в линях и трансформаторах.

Ц - удельная стоимость 1кВт^.ч потерянной энергии в данном элементе электроустановки в течение года.

Для линий потери энергии, кВт^.ч/год:

(60)

где - максимальный ток в линии, А;

- потери напряжения в линии;

- время максимальных потерь, ч/год (определяется по заданному числу часов использования, для промышленных предприятий с одной сменой 2000);

напряжение сети.

кВт^.ч/год

Для трансформаторов потери энергии, кВт^.ч/год:

(61)

где - число трансформаторов в группе;

и - номинальные потери холостого хода и короткого замыкания соответственно;

- время работы трансформаторов, ч/год (при его работе круглый год T=8760 ч);

- напряжение обмоток трансформатора;

- номинальная мощность трансформатора.

.

По формуле (59) ежегодные издержки на покрытие потерь электроэнергии в элементах электрической сети

.

Годовые издержки по формуле (54):

.

Ущерб от перерыва электроснабжения определяют по формуле:

(62)

где - удельный ущерб от недоотпуска электроэнергии, тг/( кВт^.ч);

- энергия, недоотпущенная в год из-за отключения потребителей,

 (63)

где - энергия, полученная потребителем за год, кВт^.ч;

- время простоя (средняя суммарная продолжительность перерывов электроснабжения в год, вызванная ремонтом и другими причинами).

- время работы предприятия, ч/год (определяется по заданному числу часов использования, для промышленных предприятий с одной сменой 2000);

- мощность, потребляемая предприятием (с таблицы 4)

,

.

С учетом всех выше приведенных элементов по формуле (53) рассчитываются приведенные затраты:

З=.

Результаты сводятся в таблицу 11.

Таблица 11 Экономические показатели

Статьи затрат	Значение, тг
Капитальные вложения	696 716
Амортизационные отчисления	44 589
Фонд заработной платы рабочих	236 743
Издержки на покрытие потерь электроэнергии	176 018
Годовые эксплуатационные расходы	424 350
Ущерб от перерыва электроснабжения	8 160
Приведенные затраты	516 116

10. Охрана труда и техника безопасности

10.1 Техника безопасности при монтаже заземляющих устройств

Защитным соединением называется преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей установки с целью электробезопасности. Его назначение - предотвратить возможность поражения людей электрическим током при соприкосновении с корпусами оборудования и другими нетоковедущими металлическими частями электроустановки, оказавшимися под напряжением вследствие различных неисправностей.

Электробезопасность в соответствии с ГОСТ 12.1.009-76 называется система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного воздействия на человека электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

К поражению электрическим током может привести прикосновение человека к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением. Поражение проявляется в парализующем и разрушительном воздействии тока на внешние и внутренние органы - кожный покров, мышцы, органы дыхания, сердце, нервную систему.

Степень поражения током зависит от ряда факторов, в том числе от величины сопротивления человеческого тела. Это сопротивление зависит от толщины и состояния кожного покрова, его влажности или сухости, состояния здоровья человека и т.д.[23]

Степень поражения зависит от длительности прохождения тока через организм или участок тела человека. Наибольшим сопротивлением обладает кожа человека.

К поражению электрическим током может привести прикосновение человека к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением.

При прохождении электрического тока через организм человека в первую очередь поражается центральная нервная система, в результате чего нарушается работа сердечной мышцы и органов дыхания. Степень поражения зависит от силы и частоты тока, а также от пути прохождения тока через организм человека. При прочих равных условиях наибольшее физиологическое воздействие на организм человека оказывают токи частотой 50...60 Гц. Что касается силы тока, то неприятные ощущения возникают уже при силе тока несколько миллиампер. При силе тока 25 мА наступает судорожное сокращение мышц и человек оказывается не в состоянии самостоятельно разжать пальцы рук и освободиться от провода, находящегося под током. При силе тока 100 мА практически мгновенно наступает паралич дыхания и сердца. Правилами техники безопасности за безусловно опасный уровень принята сила тока 50 мА.

При организации новых и техническом перевооружении старых промышленных предприятий следует руководствоваться действующими нормами, инструкциями, государственными стандартами и правилами по охране труда, технике безопасности, пожаро- и взрывобезопасности.

К основным мероприятиям по охране труда и технике безопасности относятся:

- установка защитных ограждений у движущихся элементов станков и приспособлений;

- заземление всего оборудования и металлических перегородок испытательных станций и других участков;

- применения пониженного напряжения для местного освещения рабочих мест;

- укрытие, герметизация и теплоизоляция оборудования, выделяющего ароматические вещества и теплоту, а также устройство местных отсосов для их удаления;

- применение общеобменной вентиляции и местных отсосов от оборудования, выделяющего вредные вещества.

При обслуживании электрических установок возможны случаи, когда металлические конструктивные части, нормально не являющиеся токоведущими и не находящиеся пол напряжением, электрически соединяются с элементами цепи электрического тока и получают вследствие этого потенциал, отличный от потенциала земли. Замыкание, возникающее в машинах аппаратах, линиях, на нетоковедущие части конструкции, называется замыканием на корпус. В этих случаях человек, не имеющий специальных средств защиты (резиновых перчаток, галош и т.п.), может, прикоснувшись к этим частям, оказаться под напряжением: через его тело пройдет ток, опасный или смертельный для организма.

Для обеспечения безопасности обслуживания электроустановок применяют защитное заземление, зануление или защитное отключение. Выбор вида защиты зависит от режима работы нейтрали генераторов и трансформаторов.

В сетях с глухозаземлеииой нейтралью задача защитного заземления состоит в обеспечении через нулевой провод (зануление) быстрого автоматического отключения поврежденного участка. В связи с этим по отношению к установкам напряжением до 1 кВ используется термин «зануление». Под занулением в электроустановках (ЭУ) понимается преднамеренное соединение металлических частей ЭУ, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземлеииой нейтралью трансформатора (через нулевой провод).

Цеховой сетью заземления является совокупность проводников, соединяющих подлежащие заземлению элементы ЭУ с заземляющими устройствами или заземленной нейтралью трансформатора - нулевым проводом.

Заземляющими проводами являются нулевые (четвертые) жилы кабеля, нулевые провода электропроводок или голые проводники, а также трубы электропроводок, оболочки шииопроводов, короба и лотки, алюминиевые оболочки кабелей (за исключением свинцовых оболочек), металлоконструкции зданий и сооружений и т.п.

10.2 Расчет защитного заземления

Рассчитать заземляющее устройство в электроустановках с изолированной нейтралью - это значит определить расчетный ток замыкания на землю (I₃) и сопротивление заземляющего устройства (R₃); определить расчетное сопротивление грунта; выбрать электроды и рассчитать их сопротивление; уточнить число вертикальных электродов и разместить их на плане.

В любое время года согласно ПУЭ в электроустановках с изолированной нейтралью до 1 кВ, а также, если заземляющее устройство выполняется общим для сетей до и выше 1 кВ[6]:

(не более 4 Ом), (64)

где R₃ - сопротивление заземляющего устройства, Ом;

I₃ - расчетный ток замыкания на землю, А.

Принимаем R₃ = 4 Ом.

Так как контурное заземляющее устройство проложено по стене здания, то длина по периметру закладки равна: ,

Сопротивление горизонтального электрода (полосы) определяется по формуле[6]:

, (65)

где - длина полосы, м;

- ширина полосы, м (стальная полоса 404 мм);

- глубина заложения, м (0,7);

- расчетное удельное сопротивление грунта, Омм.

, (66)

где - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта;

- удельное сопротивление грунта, Омм (40 для глины, земли садовой).

.

Приближенно сопротивление вертикального заземления определяется по формуле:

, (67)

.

Необходимое число вертикальных заземлителей без учета экранирования (расчетное) определяется следующим образом:

, (68)

.

Принимается

Тогда уточненное количество вертикальных электродов:

, (69)

где - коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависит от .

.

Определяется уточненное значение сопротивления горизонтальных электродов, Ом:

, (70)

.

Рисунок 12 Заземление механического цеха

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы, Ом:

, (71)

.

Фактическое сопротивление заземляющего устройства определяется следующим образом:

, (72)

,

.

следовательно, заземляющее устройство эффективно.

Заключение

В ходе выполнения дипломной работы была разработана система электроснабжения предприятия по ремонту и обслуживанию грузовых автомобилей «ТОО ТРЭК-Стандарт».

В настоящей работе решены все поставленные вопросы, а именно:

1. Определены расчетные нагрузки, общая нагрузка на трансформатор составила 199 кВА;

2. Разработана радиальная схема электроснабжения, в качестве проводников были выбраны кабели АВВГ;

3. Разработана система электроосвещения, с использованием ламп ДРЛ 400 и светильников РСП 02В-125-21 ;

4. Разработана система защиты элементов системы электроснабжения, в качестве аппаратов защиты выбраны автоматические выключатели ВА-47-29;

5. Произведен расчет токов короткого замыкания;

6. Осуществлены выбор и проверка оборудования и аппаратуры принятой схемы электроснабжения;

7. Разработано защитное заземление с сопротивлением 4 Ом;

8. Рассчитана надежность электроснабжения, средняя продолжительность всех аварийных и плановых отключений составили 0,85ч и 0,46 ч соответственно;

9. Произведен расчет экономических показателей , капитальные вложения составили сумму 696 716 тг.

С минимальными затратами, получилась достаточно надежная система электроснабжения промышленного предприятия. Требуемый уровень надежности и безопасности схемы электроснабжения обеспечен.

Список использованной литературы

1 «Обеспечение - потребитель Большая Энциклопедия Нефти Газа»

2 Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: Учеб. для студ. сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2006.

3 «Категории систем электропитания и электроприемников (нагрузок) ? ПУЭ 1.2» (актуально на 16.01.2012).

4 Сертификат соответствия №KZ5910317.11.02.02945.

5 Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для студентов высших учебных заведений. - М.: Интермет Инжиниринг, 2005.

6 Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.

7 Синенко Л.С.Электроснабжение . -учеб. пособие по курсовому проектированию Красноярск : ИПК СФУ, 2008.

8 «Cветильник РСП 02В-125-111 - Характеристики - МО Сокол»

9 Кнорринг Г. М. Осветительные установки. Л.: Энергоиздат. Лениигр. отд, 1981.

10 «Лампа ДРЛ 400 W Е40. Характеристики лампы ДРЛ и цена»

11 «Трехфазные масляные трансформаторы серии ТМ»

13 Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. - М: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2008.

14 Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов./ Под редакцией В.М. Блок.- М.: Высшая школа, 1990 г.

15 «Энергетика Оборудование Документация - Компенсирующие устройства реактивной мощности»

16 «Автоматическая конденсаторная установка компенсации реактивной мощности КРМ-0,4-50-4 УЗ»

17 «ЛенПромКабель® - Кабель силовой АВВГ» (актуально на 15.04.12).

18 Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991 г.

19 «Автоматические выключатели ВА 47-29, ВА47-100»

20 Конюхова Е.А., Киреева Э.А. Надежность электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергетик, 2001 г.

21 Волков Н.Г. Надёжность функционирования систем электроснабжения. - Издательство ТПУ 2005г.

22 Блок В.М. Пособие к курс. и дипл. Проектированию. - Москва «Высшая Школа» 1990г.

23 «Охрана труда - Защитное заземление»

Размещено на Allbest.ru