Система оперативного тока на подстанциях служит для питания:

цепей электромагнитов включения выключателей;

цепей управления, защиты, сигнализации, блокировки;

приборов измерения и контроля изоляции.

Система должна обеспечивать надежное питание при любых КЗ, как удаленных трехфазных и любых несимметричных, так и при близких трехфазных.

11. Самозапуск электродвигателей

Самозапуск заключается в том, что при восстановлении электроснабжения после его кратковременного нарушения электродвигатели автоматически восстанавливают свой нормальный режим работы. Отличительные особенности самозапуска по сравнению с обычным пуском:

Одновременно пускается группа электродвигателей;

В момент восстановления электроснабжения и начала самозапуска часть, или все электродвигатели вращаются с некоторой скоростью;

Самозапуск обычно происходит под нагрузкой.

При кратковременном нарушении электроснабжения самозапуск допустим как для самих механизмов, так и для электродвигателей.

Если невозможно обеспечить самозапуск двигателей, то в первую очередь необходимо обеспечить самозапуск для ответственных механизмов, отключение которых необходимо.

Расчет самозапуска синхронных двигателей:

В цехе №14 установлены 4х1600 СД. Из справочника выбираем двигатель СТД-1600 - 23УХП-4.

Таб.18.

Cosφ=0.9; n=3000 об/мин.; электромеханическая постоянная времени механизма и двигателя определяется:

;

где no - синхронное число оборотов в минуту.

Рн - номинальная мощность двигателя, кВт.

Выбор определяется по формуле:

где tн - время нарушения электроснабжения, с., mc - момент сопротивления механизма. Цех питается от трансформатора ППЭ. За базисную мощность принимаем мощность двигателя. Индуктивное сопротивление источника питания.

;

Расчетная пусковая мощность, индуктивное сопротивление двигателя и напряжения при самозапуске в начале самозапуска К’=6.

кВа

; 

При скольжении 0,1; К’=3

 кВа;

;

Входной момент при глухом подключении:

,

где? М=0,3 определено по номограмме на рис.2.217 [2]

Входной момент при глухом подключении недостаточен для обеспечения самозапуска.

Проверим достаточность момента при разрядном сопротивлении.

Критическое скольжение:

;

Так как это условие выполняется, двигатель дойдет до критического скольжения.

Избыточный момент:

В начале самозапуска

При скольжении 0,05:

Время самозапуска

с.

Дополнительный нагрев

.

Из расчета следует, что самозапуск возможен как по условию необходимого избыточного момента, так и по условию допустимого дополнительного нагрева.

12. Молниезащита и заземление

Защита от прямых ударов молнии установок, зданий и сооружений независимо от их высоты должна быть выполнена отдельно стоящими тросовыми или стержневыми молниеотводами.

Открытые распределительные устройства (ОРУ) подстанций 20-500 кВ защищают от прямых ударов молнии стержневыми молниеотводами. Защиту ОРУ 110 кВ можно выполнить на конструкциях независимо от площади заземляющего контура подстанции. При этом от стоек конструкции ОРУ 110 кВ нужно обеспечить растекание тока не менее, чем в двух - трех направлениях и установить один - два вертикальных электрода длиной 3-5 метров на расстоянии не менее длины электрода. Для экономии металла молниеотводы необходимо установить на конструкциях (порталах, опорах линии, прожекторных мачтах и т.п.) и на закрытых распределительных устройствах (ЗРУ). Сами здания, имеющие железобетонные несущие конструкции кровли защищать молниеотводами не требуется.

Защитное действие стержневого молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Во время лидерной стадии развития молнии на вершине молниеотвода скапливаются заряды, создающие на ней очень большие напряженности электрического поля. К этой области и направляется канал молнии. Зоной защиты молниеотвода называется пространство вокруг него, в котором объект защищен от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Защищаемый объект не поражается молнией, если он целиком входит в зону защиты молниеотвода. Защита ППЭ от прямых ударов молнии производится с помощью стержневых молниеотводов. Два молниеотвода устанавливаются на порталах ОРУ 110 кВ, два других - на ЗРУ.

Условие защищенности всей площади ППЭ выражается соотношением:

где D - диаметр окружности, м; P - коэффициент для разных высот молниеотводов (до 30 м Р=1); ha - активная высота молниеотвода, м; Минимальная активная высота молниеотвода:

.

Принимаем ha =5м. Молниеотводы характеризуются высотой h:

h=ha+hx

где hx - высота защищаемого объекта (hx=12м.)

h=5+12=17м.

Зона защиты молниеотвода представляет собой конус, с криволинейной образующей. Радиус зоны защиты определяется по формуле:

, м.

Наименьшая ширина зоны защиты bx в середине между молниеотводами (на горизонтальном сечении) на высоте hx определяется по формуле:

где а - расстояние между молниеотводами, м.

Граница зоны защиты между молниеотводами (в вертикальном сечении) определяется окружностью с радиусом R, проходящей через вершины молниеотводов и точку А, расположенную посередине между молниеотводами на высоте h0, м.

Самые высокие объекты входят в зону защиты молниеотводов.

Условия защищенности всей площади выполняется:

 (3840ì.)

Воздушные линии на железобетонных опорах защищаются тросовыми молниеотводами на подходе к подстанции. Длина подхода 2 км. Защитный угол тросового молниеотвода равен 25 градусов.

На подстанции необходимы три вида заземления: рабочее, защитное и молниезащитное.

Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала при обслуживании электроустановок. К защитному заземлению относятся заземления металлических нетоковедущих частей установки (корпусов электрических машин, трансформаторов, каркасов, шкафов, распределительных щитов и т.д.), нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции. Заземление позволяет снизить напряжение прикосновения до безопасного уровня.

Рабочее заземление предназначено для создания нормальных условий работы электроустановок. К рабочему заземлению относятся заземления нейтралей трансформаторов, генераторов, дугогасительных катушек.

Молниезащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной защиты электроустановок от грозовых перенапряжений, к нему относятся: заземления молниеотводов, разрядников, опор линий, тросов.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя, находящегося в непосредственном соприкосновении с землей и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. Для рабочего и защитного заземления всегда используется общий заземлитель. Молниеотводы также можно присоединить к общему заземлению, если они устанавливаются на конструкциях. Но при этом дополнительно от стоек ОРУ 110 кВ нужно обеспечить растекание тока молнии по магистралям заземления в двух - трех направлениях и установить один - два электрода длиной 3-5 метров на расстоянии от стойки не менее длины электрода. Заземлители делятся на естественные и искусственные. В качестве естественных заземлителей используются трубы водопровода, трубопроводов (за исключением нефтепроводов и газопроводов), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, подъездные пути железной дороги, заземлители системы трос - опоры, свинцовые оболочки кабелей (использование алюминиевых оболочек не допускается) и т.п.

Искусственные заземлители - это металлические электроды, углубленные в землю специально для устройства заземления. На подстанциях обычно выполняются контурные заземлители, они состоят из вертикальных, связанных между собой горизонтальным электродом, уложенным на глубину 0,50-0,70 м по контуру подстанции. В качестве вертикальных электродов используются прутки, а также уголки и отбракованные трубы. Применение прутков приводит к экономии металла. Они наиболее устойчивы к коррозии и долговечны. В качестве горизонтального электрода применяют прутки с минимальным диаметром 6 мм или полосовую сталь сечение не менее 4х12мм.

Для расчета заземляющего устройства используется метод коэффициентов использования.

Производится расчет заземляющего устройства для ППЭ:

рабочее напряжение 110 кВ;

климатическая зона 2;

грунт - глина;

удельное сопротивление грунта Р=50 Ом·м.

Расчет производится в следующем порядке:

Сопротивление растеканию заземляющего устройства подстанции

Ом. [1].

Определяется необходимое сопротивление искусственного заземлителя Rи

Rи=, где

Re=, где

где Rо - наибольшее сопротивление одной опоры;

R - активное сопротивление троса на длине одного пролета;

n - число тросов на опоре.

Rе=14,35 Ом.

Rи=0,51 Ом.

Выбирается форма и размеры электродов, из которых будет сооружаться групповой заземлитель. В качестве вертикальных электродов выбирается: пруток d=14мм; l=5м; в качестве горизонтального электрода выбирается полосовая сталь l=10 м; 4х40 мм.

Принимается предварительно число вертикальных электродов nв=50.

Периметр подстанции Р=255 м.

Определяется отношение а/l:

,

По таблице для a/l=1 и nв=50 коэффициент использования kи. в. =0,403.

Определяется расчетное сопротивление грунта:

где kс - коэффициент сезонности.

Для вертикальных электродов: kс=1,3

 Ом·м.

Для горизонтального электрода: kс=3,0

 Ом·м.

Определяется сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода:

;

где l - длина вертикального электрода, м;

d - диаметр электрода, м;

t - расстояние от поверхности грунта до середины электрода, м;

d=0.014м; l=5м; t=0.7+5/2=3.2м.

 Ом.

Определяется примерное число вертикальных электродов nв при предварительно принятом kи. в. =0,403:

Принимается nв=69 электрода.

Определяется сопротивление растеканию тока горизонтального электрода:

;

где l-длина горизонтального электрода, м; t - глубина его заложения, м;

d - диаметр электрода, ì; d=0,02 м; l=192 мм; t=0.7 м.

 Ом.

Уточняются коэффициенты использования вертикальных и горизонтальных электродов: kи. в=0,383 kи. г=0, 198

Определяется сопротивление растеканию тока группового заземлителя:

 Ом.

Расчетное сопротивление группового заземлителя Rгр сравнивается с требуемым сопротивлением искусственного заземлителя Rи: 0.05<0.5

Следовательно заземление рассчитано верно.

Первоначальное число вертикальных электродов было 69,3.

Уточненное число электродов 67,5. Принимаем к установке 68 электрода.

Первоначальное число вертикальных электродов отличается от уточненного числа на 2,74%. (должно быть не более 10%).

13. Охрана труда

13.1 Мероприятия по обеспечению безопасного производства в спекальном цехе

Как показывает опыт, размещение в одном здании значительного числа спекальных машин сильно затрудняет организацию эффективной естественной вентиляции. Поэтому в одном блоке нежелательно устанавливать более трёх машин. При принятой в настоящее время компоновке спекального отделения с междуэтажными перекрытиями значительно затрудняется аэрация этажей, которые не имеют вытяжных фонарей. При сооружении новых агломерационных фабрик желательно принять одноэтажную компоновку оборудования, что даст возможность обеспечить достаточный воздухообмен на всех участках спекального отделения.

Зажигательные горны машин являются источником значительных тепловыделений, поэтому их следует теплоизолировать и оборудовать ёмкими вытяжными зонтами с трубами большого сечения, выведенными выше крыши наиболее высокой части здания.

Подводы газа к зажигательным горнам и все газовые устройства должны быть выполнены и эксплуатироваться в соответствии с требованиями правил техники безопасности в газовом хозяйстве металлургических заводов.

Для защиты от теплоизлучения сбоку горнов нужно устанавливать сетчатые экраны с водяной завесой. Такие же экраны следует устанавливать и сбоку спекальных лент по всей длине раскалённого участка шихты, если укрытие спекальных машин не доводится вплотную к зажигательным органам.

Механизмы привода спекальных машин следует надёжно ограждать, а для безопасного доступа к механизмам питателей и другим устройствам необходимо устраивать площадки с лестницами и перилами. Смазка механизмов агломерационных машин должна быть централизованной. Для оповещения работающих в спекальном отделении, в разгрузочной части и в помещении холостой ветви спекальных тележек о предстоящем пуске машины в ход надо устраивать звуковую сигнализацию.

Спекальные машины необходимо оборудовать укрытием, так как при этом значительно уменьшается запылённость и загрязнённость воздуха в помещениях газами, снижается температура воздуха и степень воздействия теплового излучения на работающих. Укрытие спекальных машин должно быть полным - от зажигательного горна и до разгрузки агломерата, включая холостую ветвь машин.

Прогоревшие колосники паллет разрешается заменять при остановке спекальных машин.

С целью механизации работ по уборке осыпи под холостой ветвью спекальных лент устраиваются улавливающие бункера с течками, отводящими осыпь на уборочные транспортёры, или улавливающие желоба со скребками, имеющими механический привод.

При аварийной остановке эксгаустеров из спекаемой шихты выделяется большое количество вредных газов, что создаёт опасность отравления людей, находящихся в спекальном отделении. Для предупреждения газовыделений необходимо сохранять вакуум в газоотводящей системе подключением к соседним работающим машинам или включением в действие специального резервного дымососа.

Спекальное отделение необходимо обеспечить эффективной аэрацией устройством аэрационных фонарей незадуваемого типа и приточных отверстий с управляемыми фрамугами. От разгрузочной площадки спекальное отделение должно быть отделено сплошной стеной с плотно закрывающимися дверями.

Большое значение для доступа свежего воздуха к отдельным спекальным машинам имеет устройство приточных отверстий значительных размеров в торцовой стене спекального отделения, со стороны загрузочной части машин. Особое значение приобретает подвод воздуха с этой стороны здания при наличии на действующих фабриках значительного количества спекальных машин. К сожалению, на многих фабриках торцовая стена загромождена щитами контрольно-измерительной аппаратуры, что препятствует доступу свежего воздуха к головной части машин. Учитывая необходимость подвода воздуха со стороны загрузки спекальных машин, при всех условиях необходимо организовать доступ свежего воздуха через приточные отверстия в торце здания уменьшением размеров щитов с аппаратурой, поворотом их на 900 и т.п.

В рабочие зоны спекального отделения с длительным пребыванием работающих необходимо подавать свежий воздух искусственной вентиляцией с охлаждением воздуха в летнее время.

Для предупреждения распространения пыли разгрузочные устройства спекальных машин нужно заключить в сплошной кожух, служащий продолжением укрытия машин, благодаря чему разгрузочная часть будет находиться в зоне разрежения, создаваемого эксгаустерами.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7