7. ВЫБОР СХЕМЫ СЕТЕЙ ДО 1 КВ, СВЯЗЫВАЮЩИХ ТП
13.1 Меры безопасности при эксплуатации и ремонте трансформаторов 11713
13 ОХРАНА ТРУДА
13.1 Меры безопасности при эксплуатации и ремонте
обязательном порядке соблюдать. Он же показывает членам бригады ограничения по рабочему пространству и убеждается, что вся информация четко понята всеми членами бригады. После разъяснений допускающий специалист доказывает бригаде, что опасное напряжение реально убрано с места работы, например, в установках с параметрами выше 35 кВ с помощью наложения заземлений, а в установках 35 кВ и более низких параметрах, где заземления не видны с рабочего пространства,— с помощью указателя напряжения и прикасаясь самолично рукой к токоведущим частям.
После того, как был осуществлен допуск бригады производитель работ или непосредственно наблюдающий специалист осуществляют надзор за соблюдением всех правил и мер безопасности, которые требуются для проведения работ. При этом проверяющему лицу запрещено отвлекаться на любую другую работу или оставлять бригаду без присмотра даже на короткое время.
Существует несколько базовых мер, которые гарантируют безопасность при обслуживании трансформаторов. К ним относятся:
• баки в момент обслуживании трансформаторов, их эксплуатации и испытательных мероприятий должны быть заземлены;
• на крышке бака не должно быть посторонних предметов и инструментов;
• осмотр газового реле должен осуществляться со специальной стационарной лестницы;
• при осмотре работающего трансформатора запрещено находиться в области, где может произойти выброс масла из выхлопной трубы или предохранительного клапана;
• если трансформатор имеет явные признаки повреждения, то к нему запрещено приближаться, пока он находиться под высоким напряжением;
• если РПН-трансформатор находится под напряжением, то его запрещено переключать рукояткой;
• у работающего трансформатора зажимы вторичных обмоток у встроенных преобразователей тока должны быть замкнуты накоротко с использованием спецперемычек в шкафу зажимов;
• на неработающем силовом преобразователе все сварочные работы осуществляются лишь при наличии масла по уровню не менее 250 мм выше уровня сварки, чтобы не получилось воспламенения паров;
• при проведении сварочных работ следует создать вакуум, чтобы прекратилась течь масла в месте сварки;
• бак обслуживаемого трансформатора следует продуть сухим чистым воздухом, а затем обеспечить доступ естественной вентиляции. Если монтажные работы проводятся внутри бака;
• если внутри бака работают люди, то за ними необходимо осуществлять непрерывный контроль;
• когда в бак заливается или сливается оттуда масло, сам бак, как и выводы его обмоток должны быть заземлены;
• трансформаторное масло не должно попадать на кожу, в случае попадания следует максимально быстро его удалить, чтобы масло не воздействовало на кожу длительное время;
• у приводов коммутационных типов аппаратов следует отключить оперативные цепи и цепи силового типа тока;
• при наличии ручного привода на нем обязательно выставить плакат с информацией, что здесь работают люди и включать рубильник запрещено;
• в ОРУ рабочее место ограждают специальными канатами, на которые подвешивают плакаты с предупреждениями «Стой. Напряжение», обращенными внутрь ограждаемого пространства. На конструкциях, по которым разрешено подниматься, вывешивают плакат «Работать здесь», на которых нельзя — «Не влезай. Убьет!». На всех подготовленных рабочих местах после наложения заземления и ограждения рабочего места устанавливают предупреждение «Работать здесь».
При работе с наличием плакатов до окончания рабочих мероприятий запрещено передвигать или, тем более, убирать плакаты. Перед проведением работ проверяют отсутствие напряжения между всеми фазами, между фазой и землей, а также между каждой фазой и нулевым проводом.
Важно помнить, что соблюдение правил техники безопасности остаётся самым важным условием, которое требуется проконтролировать перед началом работ по обслуживанию силовых трансформаторов с самым разным уровнем напряжения. Осуществлять допуск рабочей бригады и контроль должны люди с соответствующим уровнем допуска по электробезопасности и с необходимым уровнем квалификации.
13.2 Меры безопасности при тушении загораний трансформаторов
Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объекта, при котором исключается возникновение пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.
Возможные причины пожаров:
• нарушение технологического режима;
• неисправность электрооборудования;
• плохая подготовка оборудования к ремонту;
• самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию;
• несоблюдение графика планового ремонта;
• износ и коррозия оборудования;
• неисправность запорной арматуры и отсутствие заглушек на ремонтируемых аппаратах и трубопроводах;
• искры при электро- и газосварочных работах;
• грозовые разряды;
• солнечные лучи.
Мероприятия по пожарной профилактике:
• организационные (правильная эксплуатация машин, правильное содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж рабочих, организация добровольных пожарных дружин);
• технические (соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании зданий, при устройстве электроприборов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения, правильное размещение оборудования);
• режимные (запрет курения в неустановленных местах);
• эксплуатационные (своевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического оборудования).
Чтобы во время тушения избежать поражения электрическим током, необходимо строго соблюдать безопасные расстояния до электроустановок, использовать в огнетушителях насадки из диэлектрических материалов, а также применять индивидуальные изолирующие средства (диэлектрические калоши, сапоги, перчатки).
Тушение пожаров электроустановок под напряжением водными и воздушно-пенными огнетушителями не допускается.
При тушении пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением, необходимо соблюдать следующие обязательные условия:
– не допускается приближение работников подразделений по чрезвычайным ситуациям к токоведущим частям электроустановок на допустимом расстоянии;
– маршруты движения на боевые позиции согласовываются руководителем тушения пожара (РТП) с дежурным персоналом энергообъекта и конкретно указываться каждому работнику подразделения по чрезвычайным ситуациям при инструктаже;
– работники подразделений по чрезвычайным ситуациям и водители пожарных автомобилей, обеспечивающие подачу огнетушащих веществ, работают в электрозащитных средствах (перчатках, ботах);
– подачу огнетушащих веществ необходимо производить после заземления ручных пожарных стволов и насосов пожарных автомобилей;
– тушение пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением, ручными средствами при видимости не менее 5 м;
– перестановка сил и средств, изменение боевых позиций выполняются РТП после согласования со старшим должностным лицом из числа инженерно- технического персонала энергетического объекта.
При пожаре в силовых, измерительных маслонаполненных трансформаторах, дугогасящих и шунтирующих реакторах необходимо немедленно отключить их коммутационными аппаратами от шин распределительных устройств; если они не отключились устройствами релейной защиты, отключить соответствующие выключатели и разъединители, заземлить ошиновку присоединений, отключить системы воздушного и масляного охлаждения вышеуказанного оборудования. При необходимости отключить и заземлить близко расположенные токоведущие части других присоединений.
При угрозе распространения пламени и продуктов горения на расположенные рядом силовые трансформаторы и другое энергетическое (электрическое) оборудование (разъединители, изоляторы) необходимо принять меры по их отключению от источника питания (сборных шин) и охлаждению распыленной струей воды и при необходимости обваловать очаг пожара.
В распределительных устройствах напряжением до 110 кВ включительно тушение пожаров проводится со снятием напряжения с токоведущих частей.
После снятия напряжения с трансформатора необходимо приступить к тушению пожара на нем с использованием воды, углекислотных, воздушно-
пенных или порошковых огнетушителей. Тушение разлившегося трансформаторного масла необходимо проводить тонкораспыленной водой, песком, воздушно-механической пеной или порошковыми составами.
При внутреннем повреждении трансформатора с выбросом масла через выхлопную трубу или через разъемы (срез болтов и деформация фланца разъема) и возникновением пожара внутри трансформатора следует вводить средства тушения пожара внутрь трансформатора через верхние люки и при возможности через деформированный разъем. Решение о сливе масла принимает руководитель тушения пожара.
При отказе работы автоматической стационарной системы тушения пожара водой и орошения силовых трансформаторов (на автотрансформаторах 330 кВ и выше, мощностью 200 МВА и более) необходимо включить ее вручную. В случае неуспешного ручного включения эта система должна быть отключена коммутационными аппаратами, а тушение осуществлено водяными струями от пожарной техники с соблюдением требований правил техники безопасности и минимально допустимых расстояний до токоведущих частей.
При пожаре на трансформаторе, установленном в закрытом помещении (камере) и закрытом распределительном устройстве (ЗРУ), должны быть приняты меры по предупреждению распространения пожара через проемы, каналы, вентиляционные каналы и другие. При тушении пожара следует применять те же средства тушения пожара, как и для трансформаторов наружной установки.
14 Назначение, конструктивное исполнение, принцип действия и условия выбора устройства защитного отключения
Само название УЗО говорит о его назначении — устройство защитного отключения. Косвенное прикосновение — это электрический контакт человека с токопроводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции например замыкание фазного провода на корпус электроплиты. Другими словами — даже в случае прикосновения к оголенному проводу, находящемуся под опасным потенциалом — УЗО спасет нам жизнь.
УЗО для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части. Дело в том, что мощности электрической дуги всего в 40-50 ватт уже бывает достаточно для возгорания некоторых строительных материалов. И возникает такая дуга именно при ухудшении изоляции проводов и кабелей электропроводки зданий, когда, если говорить простым языком —
«электрический ток идет не туда куда надо». То есть не только по замкнутой электрической цепи от источника — к нагрузке, но еще и «ответвляется» в сторону на корпуса электроприборов или заземленные части. В этом случае УЗО — единственное эффективное средство способное почувствовать утечку тока и как следствие — появление пожароопасной электродуги и обесточить опасный участок.
УЗО изобрели еще в прошлом веке, а именно – 8 апреля 1928 года был получен патент за номером 552 678 на первое в мире устройство защиты от поражения человека электрическим током. Патент выдан германской фирме
«RWE». С тех пор УЗО получило широкое распространение в европейских странах и Америке, у нас же такие устройства стали применяться значительно позже. Принцип работы УЗО кардинальным образом отличается от работы автоматического выключателя и заключается в реагировании на появление разностного тока. Для сравнения возьмем однофазный однополюсный автоматический выключатель и однофазное УЗО.
Для этого потребуется обязательно оба провода питания — и фазный и нулевой рабочий. При этом УЗО сравнивает, что бы по фазному проводу на
нагрузку ушло электроэнергии столько же, сколько вернется обратно по нулевому рабочему проводу. Если происходит утечка электрического тока, появляется разностный ток, УЗО сразу реагирует и отключает нагрузку.
Есть и трехфазные УЗО, но принцип работы у них точно такой же, отличаются они от однофазных только количеством полюсов (четыре полюса) и тем, что сквозь ТТНП-трансформаторы тока нулевой последовательности проходит не два проводника, а четыре — три фазы и рабочий ноль.
14.1 Трехфазное УЗО
Рассмотрим устройство и принцип работы УЗО более подробно.
Устройство защитного отключения состоит из:
Рисунок 14.1 – Схема подключения УЗО для защиты трех однофазных схем.
Дифференциального трансформатора тока, который в свою очередь состоит из тороидального магнитопровода, первичной и вторичной обмоток.
1. Пусковой орган (электромеханическое реле или электронная схема у электронных УЗО).
2. Исполнительный механизм, состоящий из механизма привода, спускового механизма и силовых контактов.
3. Цепь тестирования — кнопка, резистор, защитный контакт.
Эта цепь необходима для проверки работоспособности УЗО в процессе эксплуатации. При нажатии на кнопку «Тест» через резистор искусственно создается отключающий дифференциальный ток и УЗО должно отключиться — разомкнуть силовые контакты.
Основной элемент УЗО — это реагирующий на разностный ток дифференциальный трансформатор тока или еще его называют трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП). У электромеханических УЗО трансформаторы тока нулевой последовательности представляет из себя тороидальный магнитопровод с намотанной вторичной обмоткой. В качестве первичной обмотки выступают фазные и нулевые провода, подключенные на нагрузку и проходящие обязательно сквозь магнитопровод.
14.2 Принцип работы УЗО
В магнитопроводе от каждого проходящего сквозь него проводника (фазного и нулевого) наводится свой магнитный поток Ф1 и Ф2 (см.рисунок 14.2,).
Рисунок 14.2 – Принцип работы УЗО
Наводящиеся магнитные потоки Ф1 и Ф2 направлены навстречу друг другу и взаимно компенсируются, общий магнитный поток Фобщ. равен нулю, поэтому во вторичной обмотке в итоге электрический ток не наводится и срабатывания УЗО не происходит. Как только появляется ток утечки — например, из-за повреждения изоляции, значение электрического тока по одному из проходящих через УЗО проводов становится больше, магнитный поток от этого провода так же увеличивается и между двумя магнитными потоками появляется некоторая разность, то есть потоки уже не компенсируются друг другом, и этой разности хватает, что бы во вторичной обмотке ТТНП за счет взаимоиндукции навёлся электрический ток Iдиф.
определенного значения. И когда значение этого вторичного тока Iдиф.
достигнет определенных пределов — происходит срабатывание электромеханического реле Р прямого действия и УЗО с помощью механизма привода – размыкает силовые контакты. У электронных УЗО процесс работы аналогичен с той лишь разницей, что вторичная обмотка дифференциального
трансформатора подключена к электронной схеме и уже сама электроника управляет механизмом привода. Тут следует отметить большой недостаток электронных УЗО — для их работы требуется напряжение питания (для электронной схемы).
14.3 Классификация УЗО
Различные типы УЗО делятся по следующим основным техническим параметрам:
1. Номинальному отключающему дифференциальному току IDN : 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА.
2. По назначению: а) обычное УЗО — выключатель дифференциального тока (ВДТ) б) комбинированное УЗО — автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ), по сути это УЗО и автоматический выключатель в одном корпусе, то есть АВДТ так же защищает нагрузку от токов перегрузки и короткого замыкания и имеет в своем устройстве тепловой и электромагнитный расцепитель. В свою очередь АВДТ подразделяются, так же как и автоматические выключатели, по характеристике расцепителя — В, С и D NT.Y.
3. Электромеханические и электронные. Самые надежные УЗО
— электромеханического типа, это уже подтверждено многолетней практикой применения.
4. Стационарные и мобильные. Стационарные устанавливаются в различных щитах и сборках, а мобильные — применяются для переносных электроустройств для шнурового соединения.
5. По определению формы волны электрического тока, на который реагирует УЗО:
Рисунок 14.3 – Реагирует УЗО
o АС — УЗО реагирует только на переменный синусоидальный разностный ток, медленно нарастающий или возникающий толчком.
o А — реагирует как на синусоидальный, так и на пульсирующий постоянный (выпрямленный) разностный ток.
o В — реагирует на синусоидальный, пульсирующий постоянный, пульсирующий постоянный с наложенной сглаженной пульсацией постоянного тока от 6мА, медленно нарастающие или возникающие толчком. УЗО этого типа очень чувствительны к току утечки широкого спектра частот в диапазоне от практически нуля до 1МГц. Применяются такие УЗО в схемах с инверторами, частотными преобразователями и источниками бесперебойного питания.
6. По выдержке времени на отключение: обычные — без выдержки времени и селективные – тип S или G с выдержкой времени срабатывания.
Более подробно с параметрами, типами и требованиями к УЗО можно ознакомиться в ГОСТ Р 50807-95, ГОСТ Р 51326.1-99 и ГОСТ Р 51327.1-99
14.3 Выбор УЗО
Отметим самые важные условия выбора УЗО. Технические
характеристики УЗО должны соответствовать параметрам электрической сети и нагрузке, к которой подключается УЗО.
В зависимости от нагрузки УЗО выбирается по номинальному току силовых контактов.
Следующее условие выбора УЗО — по дифференциальному отключающему току. Здесь выбирается требуемый параметр – 10, 30 мА или выше. Следует учитывать важную деталь: в целях электробезопасности применяют УЗО до 30 мА. В целях пожарной безопасности – с диф. током от 100мА и выше.
Расчет утечки в электроустановке Ток утечки электроприемники:
IΔэп=0,4 Iрасч.
Ток утечки электросети:
IΔсети=0,01 L провода.
Ток утечки электоустановки:
IΔ=IΔэп+IΔсети=0,4 IΔрасч+0,01, где IΔэп-ток утечки электроприемника, мА;
IΔсети-ток утечки сети, мА;
Iрасч-расчетный ток нагрузки в цепи, А;
L провода-длина фазного проводника, м.
Для того чтобы выбрать подходящий УЗО противопожарной защиты для больших разветвлённых сетей, для начала нужно узнать суммарный потребляемый ток IΣ всеми устройствами. В случае расчета по мощности, вычислить IΣ можно исходя из формулы:
IΣ=PΣ/Un, где PΣ – суммарная мощность.
Выбор по времени срабатывания (селективности) — нужен например, если последовательно установлены несколько УЗО. Например — вводное УЗО и после него идут групповые УЗО. Если все УЗО на 30мА то при утечке тока может отключиться вводное УЗО и полностью обесточить объект. Что бы этого
не произошло, устанавливают на вводе селективное УЗО с буквой (S или G) и тогда сначала отключаются групповые УЗО, а неповрежденные участки электросети остаются включенными.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результатом выполнения данного дипломного проекта является разработка системы электроснабжения завода холодильных агрегатов.
В дипломном проекте были выполнены расчеты по определению электрических нагрузок предприятия, результаты расчета которых представлены в соответствующих таблицах и на втором листе графической части. Выбор цеховых трансформаторов показал, что для надежной эксплуатации предприятию необходимо 5 ТП с 6 установленными на них трансформаторами суммарной мощностью 6,13 МВ∙А. При расчете компенсации реактивной мощности было принято решение установить БНК общей мощностью 1445 квар, а значение реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы, составило 56,25 квар. Было разработано два варианта схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1 кВ и произведено их технико-экономическое сравнение. Оба варианта оказались экономически равноценными, поэтому предпочтение было отдано наиболее надёжному и имеющему более высокие эксплуатационные показатели. По результатам расчета токов короткого замыкания были выбраны сечения токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ. В проекте также освещены вопросы охраны труда, релейной защиты, и рассчитаны технико-экономические показатели выбранного варианта схемы. Годовое потребление электроэнергии на предприятии составило 12979,015 тыс. кВт·ч, а приведенные затраты выбранного варианта схемы – 180,065 тыс. руб.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Радкевич, В.Н. Электроснабжение промышленных предприятий : учеб.
пособие / В.Н. Радкевич, В.Б. Козловская , И.В. Колосова. – Минск : ИВЦ Минфина, 2015. - 589 с.
2. Козловская, В.Б. Электрическое освещение : учебник / В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. – Минск :Техноперспектива, 2011. – 543 с.
3. Правила устройства электроустановок. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.
:Энергоатомиздат, 1985. - 640 с.
4. Радкевич, В.Н. Выбор электрооборудования систем электроснабжения промышленных предприятий : пособие для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)» / В.Н. Радкевич, В.Б. Козловская , И.В. Колосова. – Минск :БНТУ, 2017. - 172 с.
5. Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций : справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б.Н.
Неклепаев, И.П. Крючков. − М.:Энергоатомиздат., 1989. - 608 с.
6. Нагорнов, В.Н. Методическое пособие по выполнению экономической части дипломных проектов для студентов специальности 1-43 01 03
«Электроснабжение» / В.Н. Нагорнов, Л.Р. Чердынцева, А.М.
Добринесвская. – Минск: БНТУ, 2010. - 42 с.
7. Электроустановки напряжением до 750 кВ ТКП 339-2022 (02230). – Минск : Минэнерго, 2022. - 619 с.
8. Электроснабжение промышленных предприятий. Правила проектирования ТКП-4.04-297-2014 (02250) – Минск : Мин-во архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2014. – 29 с
9. Пожарная безопасность. Электропроводка и аппарат защиты внутри зданий. Правила устройства и монтажа ТКП 121-2008 (02300) – Минск : МЧС, 2011. – 14 с.
10. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей ТКП 181-2009 (02230) / М-во энергетикиРесп. Беларусь. – Минск :Энергопресс, 2016. – 534 с.
11. Шабад, М.А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей / Шабад М.А. – Л. :Энергоатомиздат, 1985. - 121 с.
12. Лазаренков, А.М. Охрана труда в энергетической отрасли : учебник / А.М.
Лазаренков, Л.П. Филянович, В.П.Бубнов. – Минск : ИВЦ Минфина, 2010 – 655 с.