5. РАСЧЁТ И ВЫБОР ТИПА КОМПЕНСИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

5.1 Расчёт компенсирующего устройства

В  цехах  промышленных  предприятий  в  качестве  компенсирующего устройства обычно применяется батарея статистических конденсаторов. Расчёт компенсирующего устройства производится следующим образом.Необходимая трансформаторная мощность до установки конденсаторов определяется по формуле  

,       (5.1)

где =824,33 кВт – активная расчётная мощность приёмников электроэнергии цеха.

По таблице 5.  Необходимая предприятию реактивная мощность определяется по формуле

кВар         (5.3)      

Необходимая мощность конденсаторной батареи определяется по формуле  

       (5.4)

где=361,1 кВар – расчетное значение реактивной мощности конденсаторной батареи.

5.2 Выбор типа комплектной конденсаторной установки

По таблице 5.2 (методические указания к выполнению курсового проекта) выбираются комплектные конденсаторные установки по ближайшей номинальной мощности кВар. Выбирается конденсаторная установка марки УК – 0,38 - 450.

Некомпенсированная реактивная мощность определяется по формуле

,                              (5.5)

Необходимая трансформаторная мощность определяется по формуле

                              (5.6)

Трансформаторы для подстанции выбираются исходя из расчёта компенсирующего устройства и расчётной максимальной потребляемой мощности по таблице 5.1 [методические указания к выполнению курсового проекта]. В соответствие с данными условиями выбираются два трансформатора марки ТМ – 1000/10 с номинальной мощностью 1000 кВА.

Трансформатор – это электромагнитное устройство состоящее из двух электрически не связанных между собой обмоток и магнитопровода по которому замыкается магнитный поток. Работа трансформатора основано на законе электромагнитной индукции. Трансформатор преобразует только энергию переменного тока.

Если трансформатор включить в сеть постоянного тока работать он не будет, т.к при неизменном магнитном потоке ЭДС в обмотках наводится не будут, ток первичной обмотки станет слишком велик что может привести повреждению трансформатора.

Трансформаторы классифицируются по следующим признакам:

1.                По назначению – силовые (преобразует только значение напряжения и тока), трансформаторы для преобразования числа фаз, для преобразования частоты тока, сварочные, пик трансформаторы, автотрансформаторы.

2.                По виду охлаждения – (воздушные и масляные)

3.                По числу фаз – однофазные, трехфазные и многофазные

4.                По числу обмоток – двухобмоточные, трехобмоточные и многообмоточные .

5.                По конструкции – броневые, стержневые и бронестержневые.

Трансформаторы могут выполнятся с воздушным или массовым охлаждением. Воздушное охлаждение может быть естественным или искусственным с помощью вентиляторов.

Сердечник трансформатора образует замкнутый для магнитного потока контур и изготавливается из электротехнической стали толщиной 0,5 и 0,35 мм, марки Э4 – 2. Отдельные листы стали для изоляции их друг от друга покрывают слоем лака после чего стягивают болтами, пропущенными в изолирующих втулках.

Обмотка трансформатора выполняется из круглой или прямоугольной изолированной меди. На стержень магнитопровода предварительно надевают изолирующий цилиндр, на котором помещают обмотку низшего напряжения. На наложенную обмотку низшего напряжения надевают другой изолирующий цилиндр, на который помещают обмотку высшего напряжения. Концы обмоток высшего и низшего напряжения выводятся через проходные изоляторы.

Сердечник с обмоткой обычно опускают в бак прямоугольной или овальной формы изготовленным из стали. В бак заливается специальное трансформаторное масло, обладающее большой теплопроводностью.

Чтобы дать возможность маслу расширятся на крышке трансформатора устанавливают дополнительный бочок называемый расширителем. Этот бочок соединяют трубкой с баком, для расширителя устанавливают масломерную стеклянную трубку для наблюдением за уровнем масла.     

6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1 Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок

При эксплуатации электроустановок существует опасность для жизни людей, из-за чего необходимо соблюдать правила техники безопасности. Одним из основных положений, обеспечивающих безопасность работы во вновь монтируемых и действующих электроустановках, является состояние здоровья монтажного и эксплуатационного персонала. В связи с этим согласно правилам безопасности все лица, допускаемые к работам, проходят специальный медицинский осмотр.

О состоянии здоровья проверяемого поликлиникой даётся специальное заключение, в котором должна быть также указана возможность работать на высоте и в действующих электроустановках. Медицинские осмотры персонала, допущенного к работе в электроустановках, проводятся систематически не реже одного раза в два года. Перед тем как быть допущенным к работе в электроустановке, вновь принимаемый электромонтёр должен пройти вводный инструктаж. Задача вводного инструктажа заключается в том, чтобы ознакомить поступающего работника с общими правилами безопасности при производстве электромонтажных работ или при обслуживании действующей электроустановки. В ходе вводного инструктажа особое внимание инструктируемого обращается на необходимость неукоснительного выполнения правил во избежание несчастных случаев при работе.

Вводный инструктаж проводит лицо, ведающее техникой безопасности на данном предприятии. Допуск к работам без вводного инструктажа категорически запрещается. На проведение вводного инструктажа отводится примерно два учебных часа. Инструктаж должен представлять собой популярную беседу, которая сопровождается демонстрацией плакатов и защитных средств по технике безопасности. В ходе беседы должны быть разобраны основные причины травматизма, вызываемого неправильными приёмами работы, несогласованными действиями при одновременной работе нескольких лиц, применением неисправных инструментов и механизмов и др.

Помимо вводного инструктажа каждый электромонтёр должен пройти инструктаж о технике безопасности непосредственно на рабочем месте, или так называемый производственный инструктаж. Его проводит производитель работ или мастер объекта. Без производственного инструктажа электромонтёр не может быть допущен к выполнению работ. Количество времени, затрачиваемое на производственный инструктаж, не ограничивается. Он проводится до тех пор, пока инструктируемый твёрдо не усвоит все меры безопасности, характерные для выполнения работ на данном рабочем месте. Степень усвоения определяется путём опроса инструктируемого лицом, проводящим инструктаж.

Кроме инструктажей, для вновь принятых на работу электромонтёров организуется обязательное обучение их безопасным методам производства работ, которое проводится не позднее трёх месяцев с момента поступления на работу. Обучение ведётся по специальной программе. Занятия проводит инженер по технике безопасности или другое лицо по назначению руководства данной организации. По окончании обучения проводится экзамен, после которого каждому из обучавшихся присваивается соответствующая квалификационная группа по технике безопасности с выдачей удостоверения на право участия в электромонтажных работах или в работах по обслуживанию электроустановок.

Чаще всего несчастные случаи происходят в результате прикосновения человека к токоведущим частям установки и удар происходит в месте нарушения изоляции. Опасность поражения электрическим током усугубляется ещё и тем, что в токоведущих частях оборудования нет каких-либо внешних признаков угрозы, предупреждающих человека. Тяжесть поражения человека электрическим током зависит от ряда факторов: сила тока и длительности его воздействия; пути прохождения тока в теле человека; состояния окружающей среды; электрического сопротивления тела человека; частоты тока и другие.

Сила тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит тяжесть поражения. Человек ощущает протекающий через него ток промышленной частоты, 50Гц начиная со значений 0,6…1,5мА. Ток выше 0,6…1,5мА может оказаться смертельным для человека.

Продолжительность протекания тока через тело человека также влияет на тяжесть поражения, так как с течением времени сопротивление кожи человека падает. При уменьшении продолжительности воздействия токов их поражающее действие снижается. Предельно допустимые токи, проходящие через тело человека при продолжительности воздействия до 1сек.

Существенно влияет на тяжесть поражения путь прохождения тока через тело человека. Наиболее опасными являются случаи, когда ток проходит через голову, а также через грудную клетку.

Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлениями наружных слоёв кожи и внутренних органов. Кожа в сухом и не поврежденном виде обладает значительным сопротивлением, а сопротивление внутренних органов обычно составляет до 500Ом. При увлажнении и загрязнении кожи её сопротивление снижается. В расчетах электрическое сопротивление тела человека принимают равным 1000Ом.

Ток , проходящий через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения  (напряжение прикосновения) и электрического сопротивления тела человека

Окружающая среда усиливает или ослабляет опасность поражения током. На электрический ток, проходящий через тело человека, оказывают влияние: состояние поверхности контакта человека с токоведущими частями оборудования; наличие заземлённых металлических полов и конструкций, токопроводящей пыли; повышенная влажность помещений.

Для безопасности необходимо использовать заземляющие устройства. Они предназначены для создания надёжных малоомных заземлений определенных частей электрических машин, аппаратов, токопроводов и молниеотводов с целью обеспечения требуемых режимов работы электроустановок, защиты персонала от поражения электрическим током, грозозащиты и защиты от перенапряжений.

В соответствии с этим заземления подразделяют на рабочие, защитные и грозозащитные.

Рабочие заземления обеспечивают требуемый режим работы установки в нормальной эксплуатации. К ним относят заземления нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, реакторов поперечной компенсации на длинных ЛЭП, измерительных трансформаторов напряжения, систем с использованием земли в качестве рабочего провода (электрифицированный транспорт) и другие.

Защитным заземлением называют преднамеренное соединение с землёй металлических частей электрической установки, не находящейся под напряжением, благодаря чему ток через тело человека при прикосновении к корпусу с повреждённой изоляцией снижается до такого значения, которое не угрожает жизни и здоровью.

Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной грозозащиты электроустановок. К грозозащитным заземлениям относят заземления стержневых и тросовых молниеотводов металлических крыш зданий и сооружений, металлических и железобетонных опор ЛЭП, разрядников.

Как правило, для выполнения заземления всех типов используют одно заземляющее устройство.

Согласно ПУЭ, запрещается применение заземления корпусов электрооборудования без металлической связи с глухозаземлённой нейтралью, а также использование в одной и той же сети средств заземления с глухозаземлённой и изолированной нейтралью.

Напряжением прикосновения называют напряжение, возникающее между точками в цепи тока заземления, которых может одновременно коснуться человек.

Шаговое напряжение представляет собой разность потенциалов, под которой могут оказаться ноги человека, находящиеся одна от другой на расстоянии шага на поверхности с разными потенциалами.

Такое явление может произойти на поверхности, прилегающей к опорам высоковольтных ЛЭП, ТП или иных установок в случае порчи средств защиты.

Электрозащитные средства классифицируют на основные и дополнительные.

Основными называют такие защитные средства, изоляция которых надёжно выдерживает рабочее напряжение установки. С их помощью можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Дополнительные защитные средства сами по себе не могут при определённом напряжении предохранять от поражения током. Они усиливают действие основного защитного средства и обеспечивают защиту от напряжений прикосновения и шагового, а также от ожогов электрической дугой. Основные защитные средства применяют совместно с дополнительными.

К основным защитным средствам, используемым при обслуживании электроустановок напряжением выше 1000В относят: оперативные измерительные штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ (изолирующие лестницы, площадки, тяги, непосредственно соприкасающиеся с проводом щитовые габаритники, захваты для переноски гирлянд, изолирующие штанги для укрепления зажимов и установки габаритников, изолирующие звенья телескопических вышек).

Основные защитные средства изготовляют из изоляционных материалов с достаточно устойчивыми диэлектрическими характеристиками (фарфор, бакелит, эбонит, гетинакс, древеснослоистые пластики, пластические материалы). В качестве изоляционного материала можно применять древесину, проваренную в льняном или других высыхающих маслах. Использование парафина и других аналогичных веществ для пропитки древесины запрещается.

К дополнительным защитным средствам, применяемым при обслуживании электроустановок напряжением выше 1000В, относят: диэлектрические перчатки, боты, резиновые коврики, изолирующие подставки, переносные заземления, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.

К основным защитным средствам, используемым при обслуживании электроустановок напряжением до 1000В, относят: диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными рукоятками, изолирующие клещи, указатели напряжения, изолирующие штанги.

Для проверки наличия напряжения в сети или электроустановках применяют специальные указатели напряжения, работающие по принципу протекания активного тока. Например, для электроустановок напряжение до 500В переменного тока используют указатели напряжения ТИ-2, УИН-10, ИН-92 . Многие части электроустановок, не находящиеся под напряжением (корпуса электрических машин, кожухи трансформаторов, осветительная арматура, приводы и кожухи электрических аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, каркасы распределительных шкафов, щитов управления) могут во время аварии оказаться под напряжением, что обуславливает опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала. Обеспечить безопасность прикосновения к таким частям позволяет защитное заземление.

Способы выполнения защитного заземления зависят от системы электроснабжающей сети и напряжения электроустановки. В электроустановках напряжением до 1000В с глухозаземлённой нейтралью трансформаторов (или генераторов) защитное заземление выполняют присоединением заземляемых частей установки к заземлённому нейтральному проводу электросети.

6.2 Расчёт и выбор заземляющего устройства

Сопротивление растекания одиночного заземлителя определяется по формуле

             (6.1)

где  = - удельное сопротивление грунта чернозём.

коэффициент для климатической зоны. Принимается .

 = 610 - число заземлителей. Принимается

По таблице 11.5  при заданном числе заземлителей находятся коэффициенты  и . Принимается =0,55, =0,34. В этом случае сопротивление всех заземлителей растеканию будет равно [1, с.271]

            (6.2)

Определяется сопротивление растеканию горизонтальных соединений, в качестве которых принимаются стальные круглые прутки диаметром 8 мм. При намеченном числе вертикальных заземлителей и принятых расстояниях между ними длина горизонтальных соединений  (с учётом ответвлений от контура до опоры) составит от 50 до 60 метров. Глубина заложения горизонтальных соединений .

Сопротивление горизонтальных соединений без учёта экранирующего влияния вертикальных заземлителей определяется по формуле

        (6.3)

где - ширина полосового заземлителя.

Действительное значение сопротивления растекания горизонтальных заземлителей определяется по формуле

        (6.4)

Сопротивление всего заземляющего устройства определяется по формуле

         (6.5)

 Ом

Расчёты показали, что сопротивление всего заземляющего устройства не превышает нормативного значения сопротивления заземлителя, значит число стержневых заземлителей выбрано верно.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.          Назарбаев Н.А. Программа «Казахстан 2030»

2.          Послание Президента «Новое десятилетие – новый экономический подъём новые возможности Казахстана» 29.01.2010 г.

3.          Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий.- М.: Академа, 2006 г.- 357с.

4.            Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий.- М.: Высшая школа,1986 г.- 399с.

5.          Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981 г.- 373с.

6.          Фёдоров А.А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий.- М.: Энергия, 1973 г.- 519с.

7.          Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий и цехов.- М.: Энергия, 1971 г.- 373с.

8.          Герасимов В.Г. Электротехнический справочник. Том 2.- М.: Энергоатомиздат, 1986 г.- 711с.

9.          Герасимов В.Г. Электротехнический справочник. Том 3.- М.: Энергоатомиздат, 1986 г.- 879с.

10.     Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю., Яшков В.А. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 2001 г.- 335с.

11.     Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Энергоатомиздат, 1989 г.- 524с.

 http://www..ru/

Страницы: 1, 2