Материал: Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

 - допустимое сопротивление,  Ом.

Так как на данном этапе рассчета определение величины  невозможно ( определяется по таблицам в зависимости от значения n, которое неизвестно), задача решается методом подбора, начиная с . Полученное на данном этапе значение n по (13.2) является ориентировочным:

.

Для  уточняем , тогда

.

Ориентировочно принимаем .

Длина полосы

. (13.3)

 м.

где а - расстояние между стержнями, м.

Сопротивление растеканию тока горизонтального полосового заземлителя

, (13.4)

 Ом.

где b - ширина полосы, м;

 - длина горизонтального полосового заземлителя, м.

Сопротивление заземляющего устройства

,

 Ом.

где  - коэффициент использования полосового заземлителя, .

Поскольку  (3,0 Ом < 4 Ом), то для выполнения заземляющего устройства окончательно принимаем количество стержней .

13.2 Меры безопасности при эксплуатации КТП

В систему электроснабжения предприятия помимо воздушных и кабельных линий входят распределительные пункты и трансформаторные подстанции.

На проектируемом предприятии запланировано сооружение комплектных трансформаторных подстанций (КТП) и комплектного распределительного устройства 10 кВ (КРУ). КТП и КРУ поставляются в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Таким образом, монтаж подстанций и распределительного устройства сводится к установке в подготовленном помещении отдельных шкафов или блоков, соединении их аппаратов между собой и с кабельными линиями, согласно ТКП 181-2009.

При электромонтаже оборудования подстанций и распределительного устройства (РУ) применяются меры защиты от механических травм. Подъем деталей оборудования и конструкций массой более 20 кг выполняется двумя электромонтажниками. При массе груза более 50 кг подъем осуществляется с применением блоков или лебедки.

Опасными в отношении возможности травмирования являются работы, связанные с подъемом на высоту и креплением тяжелых деталей электрооборудования РУ (разъединителей, трансформаторов тока, опорных и проходных изоляторов и др.). При установке различных аппаратов и других деталей, закрепляемых в стенах, потолках и на строительных конструкциях с помощью цементных растворов, поддерживающие их приспособления не удаляются до полного затвердевания раствора. Преждевременное удаление подпорок и растяжек может вызвать разрушение узла крепления и падение этих конструкций. Поднятые на высоту для монтажа элементы оборудования и аппараты немедленно закрепляться на своих местах.

При перемещении и подъеме на места установки разъединителей их переводят в положение «включено», так как при таком положении ножей исключается возможность травмирования рабочих ножевыми контактами рубящего типа.

Все автоматические выключатели, электромагнитные приводы и другие аппараты, снабженные возвратными пружинами или механизмами свободного расцепления, перемещаются с места на место, когда они находятся в положении «отключено». Дело в том, что при включенном положении этих аппаратов возможно случайное срабатывание на отключение и внезапное движение механизма может травмировать рабочего, производящего перемещение аппарата.

Во время подъема и перемещения распределительных щитов, камер или блоков сборных распределительных устройств с помощью оттяжек предотвращается их возможное опрокидывание.

В процессе регулировки выключателей и разъединителей с автоматическими приводами принимаются меры против непредусмотренного включения или отключения приводов другим лицом или самопроизвольно. В этом случае возможны ушибы выполняющего работу электромонтажника. Для предотвращения такого случайного включения плавкие вставки в цепях управления приводом снимаются.

Если же в процессе регулировки потребуется включить оперативный ток, то установка вставок предохранителей допускается только после удаления всех людей от привода данного аппарата.

Меры безопасности при монтаже силовых масляных трансформаторов в основном сводятся к безопасным приемам перемещения трансформатора и установки его на фундаменте. На время монтажа подготовленная бетонированная яма под трансформатором (для спуска масла в случае аварии и пожара) закрывается настилом из прочных досок. Разгрузку трансформатора с железнодорожной платформы или из кузова автомашины производят автокраном.

После того как смонтирована ошиновка трансформатора и его обмотки присоединены к шинам РУ, их внешние выводы замыкают накоротко и заземляют. Эта мера необходима на случай ошибочной подачи напряжения на трансформатор, который еще не принят в эксплуатацию. То же относится и к измерительным трансформаторам.

На баки трансформаторов наносятся надписи, указывающие мощность и порядковые подстанционные номера трансформаторов. Двери трансформаторных пунктов снабжаются предупреждающими плакатами установленного образца и запираются на замок.

Оперативное обслуживание действующих электроустановок предприятия предусматривает периодические и внеочередные осмотры электрооборудования систем электроснабжения, контроль и учет электроэнергии, оперативные переключения. Оперативное обслуживание электроустановок осуществляется инженерно-техническим, дежурным и оперативно-ремонтным электротехническим персоналом.

Осмотры трансформаторов цеховых трансформаторных пунктов производятся не реже 1 раза в 6 месяцев. Внеочередные осмотры трансформаторов производятся при резком изменении температуры наружного воздуха и при каждом отключении трансформатора действием газовой или дифференциальной защиты. При осмотре трансформаторов проверяются показания термометров и мановакуумметров, состояние кожухов трансформаторов и отсутствие течи масла, соответствие уровня масла температурной отметке, состояние маслоохлаждающих и маслосборных устройств, а также изоляторов, состояние ошиновки кабелей, отсутствие нагрева контактных соединений, исправность устройств сигнализации, состояние сети заземления, состояние маслоочистных устройств непрерывной регенерации масла, состояние трансформаторного помещения.

Осмотры РУ без отключения должны проводиться не реже 1 раза в 6 месяцев, а также после короткого замыкания. При осмотре РУ особое внимание обращается на состояние помещения, исправность дверей и замков, исправность отопления и вентиляции, исправность освещения и сети заземления, наличие средств защиты, состояние контактов, состояние рубильников щита низкого напряжения, целость пломб у счетчиков, состояние изоляции (запыленность, наличие трещин, наличие разрядов), работу системы сигнализации.

Все замеченные неисправности заносятся в журнал дефектов и неполадок и устраняются в кратчайшие сроки.

Осмотр электрооборудования, находящегося под напряжением, сопряжен с опасностью поражения электрическим током, которая возникает при случайном прикосновении к неизолированным токоведущим частям или приближении к ним.

Во избежание поражения электрическим током во время осмотра действующих электроустановок напряжением выше 1000 В одним лицом не разрешается проникать за ограждения и входить в камеры РУ. Осмотры электрооборудования проводятся с порога камеры или стоя перед барьером.

При обнаружении во время осмотра закрытых РУ случайного замыкания какой-либо токоведущей части электроустановки на землю запрещается до отключения поврежденного участка приближаться к месту такого замыкания на расстояние менее четырех метров. При необходимости приближения к месту замыкания на землю, например для оказания помощи пострадавшему или для выполнения операций с коммутационной аппаратурой, применяются средства защиты (диэлектрические боты, галоши), согласно ТКП 427-2012.

Смена сгоревших плавких вставок предохранителей выполняется при снятом напряжении. Смену плавких вставок закрытых (пробочных, трубчатых) предохранителей допускается производить под напряжением, но при отключенной нагрузке. Эта работа выполняется в электроустановках напряжением выше 1 кВ в диэлектрических перчатках и предохранительных очках при помощи изолирующих клещей.

Оперативные переключения в РУ подстанций промышленных предприятий производятся дежурным или оперативно-ремонтным персоналом по распоряжению или с ведома вышестоящего дежурного электротехнического персонала в соответствии с установленным на предприятии режимом работы. Распоряжение о переключениях может быть передано устно или по телефону с записью его в оперативном журнале. В случаях, не терпящих отлагательства (авария, пожар, несчастный случай, предупреждение аварии и т. п.), переключения производятся без ведома вышестоящего оперативного персонала, но с последующим его уведомлением и записью выполненных операций в оперативном журнале. Список лиц, имеющих право производить оперативные переключения, утверждается главным энергетиком предприятия.

В РУ напряжением выше 1000 В сложные оперативные переключения, производимые более чем на одном присоединении, выполняются двумя лицами, причем старший из них по должности контролирует и руководит действиями младшего, который непосредственно управляет коммутационными аппаратами. Этим обеспечивается правильная последовательность операций с выключателями и разъединителями, а следовательно, и безопасность операторов.

Техническая эксплуатация электроустановок предусматривает ремонты установленного электрооборудования, электрические испытания изоляции, наладку электроприводов, систем автоматики и релейной защиты и др.

Текущие ремонты трансформаторов цеховых трансформаторных пунктов с их отключением производятся по мере необходимости, но не реже 1 раза в 4 года. Капитальные ремонты - по результатам их испытаний и состоянию.

До начала ремонтных или наладочных работ выполняются технические и организационные мероприятия по обеспечению электробезопасности работающих.

Техническими мероприятиями по обеспечению безопасности работ в электроустановках являются: отключение ремонтируемого электрооборудования и принятие мер против ошибочного его обратного включения или самовключения; установка временных ограждений неотключенных токоведущих частей и вывешивание запрещающих плакатов «Не включать - работают люди» или «Не включать - работа на линии»; присоединение переносного заземления-закоротки к заземляющей шине стационарного заземляющего устройства и проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, которые для безопасности производства работ подлежат замыканию накоротко и заземлению; наложение переносных заземлений на отключенные токоведущие части электроустановки сразу после проверки отсутствия напряжения или включение специальных заземляющих ножей разъединителей, имеющихся в РУ; ограждение рабочего места и вывешивание на нем разрешающего плаката «Работать здесь». Эти технические мероприятия выполняет допускающий к работе по разрешению лица, отдающего распоряжение на производство работ.

Ремонтируемое электрооборудование отключают со всех сторон, откуда на него может быть подано напряжение. Это отключение выполняется с видимым разрывом электрической цепи, для чего помимо выключателя отключают еще и разъединители, выключатели нагрузки или снимают вставки плавких предохранителей.

Во избежание опасности обратной трансформации напряжения силовыми и измерительными трансформаторами их отключают как со стороны первичных обмоток высшего напряжения, так и низшего напряжения.

Чтобы предотвратить случайное включение отключенных аппаратов, их приводы запирают механическим запором, например, при помощи чеки, вдвигаемой в проушину рычага разъединителя. У электромагнитных приводов с дистанционным управлением снимают плавкие вставки предохранителей в цепи оперативного тока.

Токоведущие части, которые остаются под напряжением, ограждают временными переносными ограждениями.

14. Спецвопрос. тепловой износ изоляции трансформатора

В основе расчета нагрузочной способности лежит тепловой износ изоляции трансформатора. Под воздействием температуры и ряда других факторов физико-химические свойства твердой изоляции с течением времени претерпевают изменения, при этом изоляция становится хрупкой. Хотя электрическая прочность ее практически не снижается, она больше не способна выдерживать механические нагрузки от вибраций или коротких замыканий. Этот необратимый процесс называется старением. Скорость старения изоляции зависит от температуры, а достигнутая степень старения - от температуры и времени ее воздействия. На скорость и достигнутую степень старения изоляции влияют также влага, кислород воздуха и другие факторы, однако при существующем уровне знаний строгий учет этих факторов не может быть выполнен.

В процессе, эксплуатации твердая изоляция трансформаторов претерпевает тепловой износ, ведущий к снижению механической прочности волокон, изоляция увлажняется и в ней возникают местные повреждения от импульсных воздействий и других причин. Оседание грязи, влаги и шлама на изоляционных поверхностях создает пути повышенной проводимости. Масло трансформаторов увлажняется, стареет, загрязняется пылью, волокнами, продуктами старения и его электрическая прочность снижается, a tgϕ растет.

Интенсивность старения изоляции трансформатора зависит от тем-пературы и времени ее воздействия. Из-за сложности учета воздействия многих факторов как правило используется упрощенная математическая модель определения состояния трансформатора. Принимается, что при изменении температуры наиболее нагретой точки (ТННТ) на 6˚С скорость износа изоляции изменяется вдвое, а за единицу «нормального износа» берется износ изоляции в текущем цикле расчета при неизменной ТННТ обмотки, равной 98˚С.

В качестве расчетного времени контроля рекомендуется брать текущий интервал времени Δt = 5…10 мин. Для оценивания суммарного износа изоляции за продолжительное время контроля необходимо использовать информацию о фактической температуре окружающей среды,

окружающего воздуха, температуре наиболее нагретой точки. Перечисленные значения необходимо учесть в алгоритме решения задачи.

Тепловые процессы в трансформаторе обычно моделируют двух-элементной моделью, где учитывают малую постоянную времени нагрева обмоток  = 6…8 мин. и большую постоянную времени нагрева всего