диплом. Чебунин 712 группа. 1. Характеристики потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения
 Скачать 1.12 Mb.
|
|
7.2 Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения Нормальный режим работы электроприёмника обеспечивается при нормальном напряжении сети, которое должно совпадать с номинальным напряжением приёмника в точке его присоединения. Повышение или понижение уровня напряжения сети ухудшает работу электроустановки. Повышенное напряжение на зажимах асинхронного двигателя приводит к перегреву обмотки статора и ускоряет износ изоляции . При понижении уровня напряжения уменьшается вращающий момент двигателя, падает частота вращения, нарушается режим работы электропривода, увеличивается потребляемый ток и перегревается изоляция. Отклонение напряжения от номинального в электропечах нарушает технологический процесс плавки и термообработки. Снижение напряжения на сварочных электроустановках ухудшает качество сварки. Пониженное напряжение на лампах уменьшается световой поток и снижает освещённость. Проверяем электрическую печь сопротивления на допустимую потерю напряжения: ∆Uрас   где ∆Uрас – потери напряжения, %; L – длина линии, м; r0 – активное сопротивление на 1 км. линии, Ом/км; j – удельная проводимость, мм2 /Ом∙м; Х0 – индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км; r0 =1,14 Ом/км, ∆Uрас =0,1 %, ∆Uрас Кабель выбран правильно. Аналогично рассчитываем для электродуговой печи, продольно-строгального станка, токарно-револьверного станка и кабеля от ГПП до трансформатора. Данные заносятся в таблицу 7. Таблица 7 Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения
7.3 Расчёт и выбор аппаратов защиты и линии электроснабжения В электрической сети возможны нарушения нормального режима работы: перегрузки, короткие замыкания, при которых ток в проводниках резко возрастает. Поэтому цеховые электрические сети должны быть надёжно защищены аппаратом, отключающим повреждённый элемент с наименьшими потерями времени. Защита электрических сетей КЗ должна быть предусмотрена во всех случаях [4, с. 195]. Рассчитываем и выбираем автомат защиты типа ВА Линии Т1 – ШНН, 1SF, линия без электродвигателей:  где Sт – номинальная мощность трансформатора, кВА; Uн.т. – номинальное напряжение трансформатора, кВ; Iт – номинальный ток трансформатора, А; Iт =578 А, Iна ≥ Iнр , Iнр > Iт =578 А где Iна – номинальный ток автомата, А; Iнр – номинальный ток расцепителя, А. Выбираем ВА 52-39: Uна =380 В, Iна =530 А, Iнр =630 А, Iу(н) =1,25 Iнр , Iу(кз) =10 Iнр , Iоткл =40 кА, где Iу(н) – номинальный ударный ток, А; Iу(кз) – ударный ток короткого замыкания, А; Iоткл – ток отключения, А. Линия ШНН - ШМА, 1SF, линия с группой ЭД: Iм =458,3 А, Iна ≥ Iнр , Iнр ≥1,1 Iм , Iнр =504,1 А. Выбирается ВА 52-39: Uна =380 В, Iна =630 А, Iнр =530 А, Iу(н) =1,25 Iнр , Iу(кз) =10 Iнр , Iоткл =40 кА. Определяется ток отсечки: Iо =1,25 Iпи , где Iо – ток отсечки, А; Iпи – пиковый ток, А;  К0 =1,2→К0 =3, где К0 – кратность отсечки. Линия ШМА – вентилятор, 2SF, линия с одним ЭД:  где Iд – длительный ток в линии, А; η – коэффициент полезного действия, %. Iнр =11,9 А. Выбираем ВА 51-25: Uна =380 В, Iна =25 А, Iнр =12,5 А, Iу(н) =1,35 А, Iу(кз) =7 Iнр , Iоткл =2,5 кА, I0 ≥1,2 Iп =74,1 А, Принимается К0 =7. Аналогично рассчитываются автоматы для всех электроприёмников, данные заносятся в таблицу 8. 8. Релейная защита Релейная защита называется совокупность специальных устройств, контролирующих состояние всех элементов системы электроснабжения и реагирующих на возникновения повреждения или ненормальный режим работы системы. При повреждениях релейная защита выявляет повреждённый участок и отключает его, воздействуя на коммутационные аппараты. При ненормальных режимах, не представляющих непосредственной опасности элементам системы, релейная защита работает на сигнал. Выполняя упомянутые функции, она является основным видом автоматики, обеспечивающим надежность системы электроснабжения. Рассмотрим основные требования, предъявляемые к релейной защите: Селективность Селективность или избирательность, защиты – это её способность отключать при КЗ только поврежденный участок. Быстродействие Повреждение должно быть отключено с наибольшей быстротой, что уменьшает воздействие аварийного тока на оборудование, повышает устойчивость параллельной работы генераторов электростанций и системы. Последнее условие наиболее важно, поскольку Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) установлено, что если остаточное напряжение меньше 0,6 номинального, то для сохранения устойчивости надо как можно быстрее отключить повреждение. Полное время отключения (tоткл ) слагается из времени работы защиты (tз ) и времени работы выключателя (tв ); т. е. tоткл =tз +tв . Самые распространенные выключатели обладают временем действия 0,15…0,16 с. В современных энергосистемах требуется весьма малое время отключения. В целях упрощения допускается применение простых быстродействующих защит, не обеспечивающих селективности, с последующим восстановлением схемы электроснабжения устройствами автоматики. Чувствительность Чувствительность защиты характеризует её способность реагировать на повреждения в защищаемой зоне в режиме работы системы, при котором ток повреждения минимален. Резервирование весьма важно при построении схем защиты. Если по принципу действия защита не работает за пределами первого участка, она резервируется другими защитами. Каждая защита должна реагировать на повреждения как при металлическом КЗ, так и при замыкании через дугу. Надёжность Надёжность должна быть такой, чтобы обеспечить безотказность работы при КЗ в защищаемой зоне и её бездействия при режимах, когда защита не должна работать. В настоящее время используют релейную защиту. 9. Защитное заземление 9.1 Заземлением называется преднамеренное соединение частей электроустановки с землёй с помощью заземляющего устройства, состоящего из заземлителя и заземляющих защитных проводников. Заземлителями называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в грунте, а заземляющими защитными проводниками – металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем. Различают три вида заземлений: 1. Защитное, гарантирующее безопасность обслуживания электроустановок; 2. Рабочее, обеспечивающее нормальную работу электроустановок в выбранных режимах; 3. Грозозащитное, обеспечивающее защиту сооружений от атмосферных явлений. 9.2 Расчёт заземляющего устройства С целью, повышения безопасности обслуживания электроустановок и для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции используют заземляющее устройство. Заземление какой-либо части электроустановки – преднамеренное соединение её с заземляющим устройством с целью сохранения в ней низкого потенциала и обеспечение нормальной работы системы или её элементов в выбранном режиме. Исходные данные: Климатическая зона – I; Грунт – суглинок; Зимой – (-18ºС); Летом – (+18ºС); Электроды - вертикальный, стальной уголок 50х50х5; Длина - L=2,5 м; Горизонтальный – полоса 40х4 мм. Заземляющий контур будем выполнять по периметру цеха на расстоянии 1 метр от фундамента во внешнею сторону. Электроды заземляем на 0,7 метра от поверхности земли. Зададимся расстоянием между соседними вертикальными электродами α=5 м. Определяем расчетное сопротивление одного вертикального электрода: rв =0,3 ∙ ρ ∙ Ксез. в. , где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом ∙м; Ксез. в. – коэффициент сезонности вертикального; rв =0,3∙100∙1,9=57 Ом. В соответствие с ПЭУ требуется сопротивление заземляющего устройства: Rз.у. ≤4 Ом , Определяется количество вертикальных электродов: · без учета экранирования  , где rв – расчетное сопротивление одного вертикального электрода, Ом; Rз.у – сопротивление заземляющего устройства, Ом; N/ в.р – количество электродов без учета экранирования, шт;  шт. электродов. Принимаем N/ в.р. =15;· с учетом экранирования  , где Nв.р. – количество электродов с учетом экранирования, шт; N/ в.р - количество электродов без учета экранирования, шт; ηв. – коэффициент использования электрода;  шт. электродов.Принимаем Nв.р. =22. Размещается ЗУ на плане рисунок 3 и уточняются расстояния, наносятся на план. Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1м. Определим длину полосы, соединяющей контур из вертикальных электродов: Lп =(А+2)∙2+(В+2)∙2, где Lп – длина полосы соединяющей контур из вертикальных электродов, м; А – длина объекта, м; В – ширина объекта, м; Lп =(50+2)∙2+(32+2)∙2=172 м. Определяем сопротивление горизонтального электрода:  , где Rг. – сопротивление горизонтального электрода, Ом; Lп – длина полосы, м; ρ – эквивалентное удельное сопротивление, Ом∙м; ηг. – коэффициент использования электрода; t – глубина заложения, м; b – ширина полосы, м; Ксез.г - коэффициент сезонности;  Определяем уточненное сопротивление вертикальных электродов:  где Rв - сопротивление вертикальных электродов, Ом; Nв – количество вертикальных электродов с учетом экранирования. шт; ηв. – коэффициент использования электрода; rв – расчетное сопротивление одного вертикального электрода, Ом;  Ом.Определяем фактическое сопротивление ЗУ:  где Rз.у - фактическое сопротивление ЗУ, Ом; Rв - сопротивление вертикальных электрода, Ом; Rг. – сопротивление горизонтального электрода, Ом;  Ом.Rз.у.фак. (3,5)< Rз.у Вывод: Фактическое сопротивление ЗУ меньше или равно нормируемого, следовательно, заземляющее устройство эффективно. 10. Мероприятия по технике безопасности при ремонте электрических установок Безопасная эксплуатация электроустановок включает систему мер безопасности. Предусматривается: назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ; подбор, расстановка и обучение персонала; подготовка оборудования и документации на рабочих местах; проведение инструктажа персонала перед началом работ; выдача наряда-допуска; выполнение организационно-технических мероприятий; соблюдение технологической дисциплины; надзор за выполнением работ; периодический инструктаж на рабочем месте и анализ состояния электробезопасности. Лица, которые принимаются на работу по обслуживанию электрического оборудования, подлежат медицинскому осмотру, согласно постановления Министерства здравоохранения Украины. Очередность медицинских осмотров - раз в 24 месяца. К работе допускаются лица не моложе 18 лет, которые имеют квалификационную группу соответственно выполняемой работы. Занятие по технической подготовке с персоналом проводится по специальной программе. Задачей технической подготовки является изучение персоналом теоретических основ и процессов, работы оборудования, освоение приемов и методов безопасной работы на электроустановках. Проводятся тренировки по отработке практических навыков при возникновении аварийных ситуаций. Электробезопасность работ в основном зависит от качества обучения, правильной организации рабочего места и своевременного контроля правильности ведения работ. Обучение электробезопасности работающих старше 18 лет заканчивается присвоением им квалификационной группы. По окончании обучения, при назначении на работу проверка знаний производится квалификационной комиссией в составе не менее трех человек. Согласно ГОСТ 12.1.013-78, в строительно-монтажной организации должен быть назначен инженерно-технический работник, имеющий квалификационную группу по технике безопасности не ниже IV, ответственный за безопасную эксплуатацию электрохозяйства организации. Периодическая проверка знаний ПТЭ, ПТБ, должностных лиц проводится: - 1 раз в год - для электротехнического персонала, непосредственно обслуживающего действующие электроустановки и проводящего в них наладочных и др. работ; - 1 раз в три года - для ИТР, не относящегося к группе персонала, подвергающегося проверке 1 раз в год, а также инженеров по технике безопасности, допущенных к инспектированию электроустановок. Технические меры электробезопасности К техническим мерам профилактики электротравматизма относятся: снятие напряжения; электроизоляция оборудования; применение пониженного напряжения; применение защитного заземления и зануления электрооборудования; защитное отключение, защитная блокировка; применение защитных средств. Снятия напряжения Эффективной мерой безопасности при обслуживании и ремонтных работах на электроустановках является снятие напряжения. Все работы под напряжением по степени опасности можно разделить на четыре категории: работы при полном снятии напряжения, когда на всех токоведущих частях установки снято напряжение и вход на соседнюю электроустановку, находящуюся под напряжением, закрыт на замок; работа с частичным снятием напряжения характеризуется снятием напряжением только с участков, где производится работа, или полном снятием при незакрытом на замок входе в соседнюю электроустановку, находящуюся под напряжением; работа, без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением (необходимо принимать меры, исключающие приближение людей к токоведущим частям); работа без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением В зависимости от напряжения и категории работ и в соответствии с нарядом-допуском рабочим выдаются защитные средства, организуется соответствующим образом рабочее место. Вид снятия напряжения определяется характером и объемом профилактических работ на электроустановках, а также опасностью электрического травмирования работников, не задействованных в данных работах. Там, где позволяют условия, производится полное снятие напряжения с технологической линии, цеха или участка. Частичное обесточивание предусматривает снятие напряжения с ограниченной части технологической линии и участка ведения работ. Решение о снятии напряжения принимает лицо, ответственное за электрохозяйство предприятия из числа ИТР энергослужбы с учетом требований ПТЭ, ПТБ, ПУЭ, по согласованию с администрацией предприятия. Лицо, ответственное за снятие напряжения, обязано обеспечить: - системный контроль за снятием напряжения; - организацию и своевременное проведение ППР и профилактических испытаний электрооборудования, аппаратуры и сетей; - обучение, инструктаж и выдачу наряд-допуска на ведение работ; - наличие и своевременную проверку средств защиты. Для подготовки рабочего места при работах со снятием напряжения выполняют в указанной последовательности, следующие технические мероприятия: - проводят необходимые отключения и принимают меры, исключающие ошибочное или произвольное включение; - устанавливают ограждение рабочего места и вывешивают предупредительные знаки на приводах ручного и дистанционного управления "не включай, работают люди"; - проверяют отсутствие напряжения на токоведущих частях, на которые накладывают заземление для защиты работающих от поражения электротока; - ограждают при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части; - проверяют отсутствие напряженности в электроустановках указателями напряжения, исправность которых контролируют перед применением с помощью приборов ППИ-4. Электроизоляция электроустановок и тоководов и её контроль. Электрическая изоляция — это слой покрытия диэлектрика или диэлектрик, которым покрывается поверхность токоведущих частей, тоководов, или которыми токоведущие части отделяются друг от друга. Изоляция должна обладать высокими диэлектрическими свойствами, прочностью и сопротивляемостью к изменениям температурно-влажностной среды. В электроустановках применяются следующие виды изоляции: рабочая, дополнительная, двойная и усиленная. Рабочая изоляция обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения электрическим током. Дополнительная - предусматривается как дополнение к рабочей для защиты от поражения электрическим током, в случаях ее повреждения. Двойная изоляция состоит из двух независимых одной от другой рабочей и дополнительной изоляции. Рабочую называют основной изоляцией т.к. она должна обеспечить электробезопасность работающих. Дополнительной изоляцией может быть пластмассовый корпус машины, изолирующие втулки, блоки и т.д. При двойной изоляции заземление или зануление металлических частей запрещается, так как этим шунтируется дополнительная изоляция, и ее преимущества сводится на нет. Соединение корпуса машины, имеющей двойную изоляцию с заземляющим устройством недопустимо, так как это снижает безопасность работающего. Усиленная — это улучшенная рабочая изоляция, которая обеспечивает такой же уровень защиты, как и двойная. Как правило, двойная изоляция применяется для выключателей, розеток, вилок, патронов ламп, переносных светильников, электрифицированного ручного инструмента, электроизмерительных приборов и некоторых бытовых приборов. Область применения двойной электроизоляции - электроустановки небольшой мощности. Она является действенным защитным средством. Поэтому электроизоляция подлежит систематическому осмотру и испытаниям согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) и Правилам техники безопасности (ПТБ). Защитные ограждения Важную роль в обеспечении электробезопасности работающих играет вынесение, по возможности, электрооборудования с рабочей зоны: размещение в местах, исключающих контакт, и на недостижимой высоте. При этом отдается предпочтение дистанционному управлению технологическими процессами со специально оборудованных пунктов управления. Высоту расположения проводов воздушных линий электропередачи назначают с учетом напряжения Для исключения возможного контакта или опасного приближения к неизолированным токоведущим частям предусматриваются стационарные ограждения: сплошные и сетчатые. Сплошные ограждения применяются в электроустановках до 1000В в виде крышек, кожухов и т.д. Сетчатые ограждения имеют двери, которые закрывают на замок. Часто применяют при ведении профилактических работ переносные ограждения: щиты, изолирующие колпаки, изолирующие накладки. Они также оборудуются дверьми или крышками, которые закрываются на замок или обеспечены защитной блокировкой. Под блокировкой понимают автоматическое устройство, при помощи которого предотвращается попадание людей под напряжение в результате ошибочных действий. По принципу действия различают: механическую, электромагнитную и электрическую блокировки.   |