Методические указания по проведению лабораторных работ по изучению устройств АВР

     Аннотация

     Настоящий дипломный проект выполнен на основании  задания на проектирование от   13 марта 2006 г. на тему: Оптимизация электроснабжения потребителей Нер-Заводского района электрических сетей в зоне действия подстанции 110/35/6 кВ «Благодатка» ЮВПЭС ОАО «Читаэнерго».

     Дипломный проект представлен пояснительной  запиской на      страницах, содержащей 12 рисунков и 27 таблиц, графической частью, включающей 10 листов. Проект выполнен в соответствии с требованиями методических и руководящих материалов по проектированию электроснабжения сельского хозяйства, разработанных институтом “Сельэнергопроект”, требований правил ПУЭ, ПТБ,ПТЭ в электроустановках, другой справочной, нормативной и методической литературой.

     Дипломный проект выполнен в следующем объёме:

В главе 1 сделан анализ хозяйственной деятельности Нер-Заводского РЭС

В главе 2 определены фактические нагрузки потребительских ТП, воздушных линий и опорных подстанций, приведена оценка издержек

Произведена оценка издержек на потери электроэнергии по элементам электрической сети, кроме того, разработаны и экономически оценены мероприятия по снижению потерь электроэнергии.

Глава 3 посвящена специальному разделу, в котором приведено описание лабораторного стенда для изучения устройств АВР и общая классификация устройств АВР.

В главе  4 рассматривается экологичность  проекта, мероприятия по снижению выброса  загрязняющих веществ в окружающую среду.

 Глава 5

составлены  расчётные схемы сетей 10 – 35 кВ;

• произведены расчёты электрических сетей 10 – 35 кВ по выбору сечений провода, потери напряжения для нормального и аварийного режимов;
• рассчитаны токи короткого замыкания;
• выбран оптимальный вариант электроснабжения района;
• выбраны схемы соединения и оборудование трансформаторных подстанций 35/10 кВ;
• разработана релейная защита силовых трансформаторов от аварийных режимов;
• разработаны мероприятия по охране труда;

     Результаты  расчётов сведены в таблицы и  указаны на расчётных схемах.

     Дана  оценка принятых проектных решений.

   Первичный и вводный инструктажи проводятся со всеми вновь принятыми на работу, регистрация инструктажей производится в журнале №3 «Журнал регистрации вводных и первичных инструктажей на рабочем месте». На рабочих местах проводится целевой инструктаж, который регистрируется в наряде – допуске. При выполнении работ по распоряжению проведение целевого инструктажа фиксируется в журнале №5 «Журнал учета работ по распоряжению».

   Требования  безопасности при выполнении работ  устанавливаются инструкциями по охране труда, которые в Нер – Заводском РЭС  составлены отдельно по каждой профессии, имеющимся в штате РЭС, таких как: водители автомобилей, машинисты бурильно-крановых машин, электромонтеры. Кроме того, для инженерно-технических работников РЭС требования безопасности при выполнении работ регламентируются должностными инструкциями. [ Приложение 3]

   Испытание средств индивидуальной защиты проводится в электротехнической лаборатории  ЮВПЭС согласно графику проведения испытаний.

   Контроль  и надзор по охране труда осуществляется на уровне РЭС инженером по охране труда ЮВПЭС, на уровне предприятия электрических сетей инспектором Госэнергонадзора. 

   Анализ  производственного травматизма в Нер-Заводском РЭС и подстанции 110/35/6 кВ «Благодатка» приведен в таблицах 5.1-5.5

   Таблица 5.1.

   Производственный  травматизм

   На  основе анализа таблицы 5.1. можно  сделать вывод, что за последние три года в Нер-Заводском РЭС и на подстанции произошел один несчастный случай средней степени тяжести, и значение показателя частоты травматизма говорит о том, что по статистике происходит 27 несчастных случаев на тысячу.

   В таблице 5.2. приведены основные причины  производственного травматизма, взятые за период 25 лет (1980-2005 гг.) 
 
 

   Таблица 5.2.

   Основные  причины производственного травматизма

   На  основе анализа таблицы 5.2. можно сделать вывод, что основная причина травматизма в Нер – Заводском РЭС ОАО «Читаэнерго» это прочие причины, то есть нарушение персоналом правил технической эксплуатации электрооборудования и нарушение трудовой дисциплины. Кроме того, за рассматриваемый период имели место такие причины как неисправность машин, приспособлений и инструмента, неприменение средств индивидуальной защиты и отсутствие или недостаточная механизация тяжелых и опасных процессов, причем последняя причина имела место в 1982 году. На данное время в качестве основной причины производственного травматизма необходимо рассматривать лишь нарушение правил технической эксплуатации и трудовой дисциплины.

   Распределение производственного травматизма по возрасту пострадавших взятое за период  25 лет (1980 -2005гг.) приведено в таблице 5.3. 
 
 

   Таблица 5.3.

   Распределение производственного травматизма  по возрасту пострадавших

   На  основе анализа таблицы 5.3.  делаем вывод , что  в Нер-Заводском РЭС за период 25 лет производственному травматизму подвергались в основном работники в возрасте 35…40 лет (4 случая), в меньшей степени травматизму подвергались работники в возрасте 30..35 лет и 40…45 лет( по 1 случаю). Такое распределение по возрасту связано с тем, что работники этого возраста имеют достаточно большой профессиональный стаж, что притупляет чувство опасности.

   Распределение травматизма по профессии приведено  в таблице 5.4.(За период 1.01.1981-1.01.2006)

   Таблица 5.4.

   Распределение травматизма по профессии

   На  основе анализа таблицы 5.4. делаем вывод, что наибольшая доля травматизма среди электромонтеров. Это связано со спецификой работы, так как электромонтеры обслуживают и ремонтируют воздушные линии электропередач и комплектные трансформаторные подстанции, а эти работы в большинстве случаев производятся с подъемом на высоту, когда нарушение трудовой дисциплины и правил техники безопасности неизбежно ведет к травматизму. Травматизм водителей и машинистов БКГМ связан с неисправностью машин, приспособлений и инструмента, а также недостаточной механизацией тяжелых работ при ремонте техники. Травматизм электрогазосварщиков связан с неприменением спецодежды и спецобуви.

   Распределение травматизма по времени года (за период 1.01.1981-1.01.2006) приведено в таблице 5.5.

   Таблица 5.5.

   Распределение травматизма по времени года

   В результате анализа таблицы 5.5. можно  сделать вывод, что пик травматизма  приходится на весенне-летний период. Это объясняется тем, что ремонт электрооборудования подстанций и воздушных линий  производится в теплое время года, как правило, в мае- июле.

   5.2. Производственная санитария

   На  основе анализа ситуации  в Нер-Заводском  РЭС и подстанции 110/35/6 кВ «Благодатка» можно сделать вывод, что санитарно-гигиеническое  состояние центральной базы РЭС и производственного помещения подстанции «Благодатка»  соответствует действующим санитарно-гигиеническим нормам, а именно согласно замерам, проведенным специалистами ЮВПЭС 26 июня 2005 года и 23 декабря 2005 года микроклимат рабочей зоны вышеуказанных помещений имеет следующие параметры (таблица 5.6.)

   Таблица 5.6.

   Значения  параметров микроклимата в производственных помещениях

   Обеспечение персонала РЭС спецодеждой и спецобувью производится согласно плану- графику и выдача  производится с периодичностью: 

   Сапоги  кирзовые – 1 раз в год.

   Костюм  х/б – 1 раз в полгода.

   Куртка  ватная – 1 раз в 2 года.

   Валенки – 1 раз в 2 года.

   Рукавицы  брезентовые – 1 раз в месяц.

   Костюм  сварщика – 1 раз в 2 года.

   На  подстанции «Благодатка» для отдыха оперативного персонала имеется  комната отдыха, оборудованная согласно санитарно-гигиеническим нормам, для проведения личной гигиены имеется душевая кабинка. Кроме того, на подстанции «Благодатка» расположена гостиница для проживания лиц, командированных в Нер-Заводский РЭС.

   5.3. Техника безопасности

     В Нер-Заводском РЭС все профилактические осмотры и ремонты электрооборудования производятся согласно графикам профилактических осмотров и планово-предупредительных ремонтов электрооборудования. Графики осмотров и ремонтов составляются отдельно по видам электрооборудования, то есть отдельно составлены планы осмотров и ремонтов ВЛ-10 кВ, графики ремонтов и технического обслуживания трансформаторных пунктов 10/0,4 кВ, графики инженерных осмотров ВЛ-35 кВ. Графики осмотров и ремонтов электрооборудования ежегодно составляются техником РЭС и утверждаются начальником РЭС. Плановый ремонт электрооборудования подстанции 110/35/6 кВ «Благодатка» и подстанций 35/10 кВ «Нер-Завод», «Ишага», «Мотогорск» производится ремонтным персоналом Калганской группы подстанций согласно плану профилактических ремонтов, которые разрабатываются и  утверждаются электротехнической службой ЮВПЭС ОАО «Читаэнерго».

   Освидетельствование и испытание грузоподъемных механизмов производится  1 раз в год на центральной базе РЭС выездной бригадой специалистов службы механизации  и  транспорта ЮВПЭС. Ответственным за безопасную эксплуатацию грузоподъемных механизмов согласно приказу по ЮВПЭС №279 является начальник Нер-Заводского РЭС Новичков А.В. [Годовые отчеты о работе подразделений ЮВПЭС за 2004 год].

   Так как в Нер-Заводском РЭС все  работы производятся в действующих  электроустановках, технике безопасности уделяется особое внимание. Все работы, проводимые в РЭС, производятся по наряду-допуску или распоряжению. Все ремонтные работы на ВЛ и ТП производятся со снятием напряжения, работы на подстанциях по оперативному обслуживанию электрооборудования производятся без снятия напряжения с применением изолирующих приспособлений.

   В Нер-Заводском РЭС производится на ВЛ одновременно несколько видов  работ, каждый вид работ на ВЛ производятся с оформлением работ отдельным нарядом-допуском или распоряжением. Все необходимые меры безопасности указываются в наряде-допуске, а также в зависимости от вида работ и в технологической карте по которой производится данный вид работ.

   Контроль  за соблюдением правил техники безопасности на месте работ оперативно-выездной бригады производится начальником РЭС или инженером по охране труда ЮВПЭС с помощью внезапных проверок объектов работ.

5.4. Пожарная профилактика.

   В Нер-Заводском РЭС ответственным  за пожарную безопасность приказом №286 по Нер-Заводскому РЭС назначен мастер РЭС Баранов В.Л. [ Годовые отчеты о работе подразделений ЮВПЭС за 2005 год].

   На  территории базы расположены здания различной степени огнестойкости  и категорий пожарной опасности,  а также зоны различных классов  пожаро - и взрывоопасности.

   Здание  центральной базы  РЭС по степени  огнестойкости относится к зданиям II степени, здание гаража – III степени , склад ГСМ – IV степени; по пожарной опасности здание РЭС – категория Д, здание гаража – категория В, склад ГСМ – категория А. Пожароопасными зонами класса П – III в зоне обслуживания Нер-Заводского РЭС являются ОРУ подстанций 110/35/6 кВ «Благодатка», 35/10 кВ «Нер-Завод», 35/10 кВ «Ишага», 35/10 кВ «Мотогорск».

   Все помещения в РЭС и подстанции оборудованы первичными  средствами пожаротушения: внутренними пожарными  кранами, емкостями с водой, а также пожарными щитами с необходимым набором оборудования. Во всех помещениях имеются утвержденные инспекцией Госпожнадзора планы эвакуации людей и ценного имущества.

   На  основе анализа состояния пожарной профилактики в Нер-Заводском РЭС  можно сделать вывод , что обстановка с пожарной профилактикой в целом удовлетворительная. 
 

   5.5. Молниезащита подстанций

   Тип грозозащиты системы электроснабжения выбирается в зависимости от рабочего напряжения, мощности подстанции, её схемы. Существенную роль в грозозащите играет удельное сопротивление грунта в районе сооружения системы электроснабжения, материал опор линии электропередач и конструктивных элементов подстанции.

   При выборе грозозащитных аппаратов (вентильных и трубчатых разрядников, искровых промежутков) важными параметрами являются максимальные и минимальные значения сопровождающих токов короткого замыкания, возникающих при перекрытии изоляции волнами грозовых перенапряжений. Принципиальная схема грозозащиты выбирается по справочникам в зависимости от рабочего напряжения подстанции, её мощности и схемы питания.

   На  подстанциях 110/35/6 кВ со стороны напряжения 110 кВ вблизи трансформаторов устанавливают два комплекта вентильных разрядников РВС – 110. Они устанавливаются на бетонном фундаменте с надежным ограждением. Все вентильные разрядники заземляются и подключаются к фазным проводам. Со стороны напряжения 35 кВ подстанцию защищают, устанавливая комплекты вентильных разрядников РВС – 35. Их соединяют с фазными проводами отходящих линий напряжением 35 кВ и заземляют. Со стороны напряжения 6 кВ подстанцию защищают, устанавливая комплекты трубчатых разрядников РТФ – 6. Их соединяют с проводами линии через наружные искровые промежутки. У подстанции комплект трубчатых разрядников соединяется с её заземлением, а на линии с заземлением не более 10 – 15 Ом.

      Открытые подстанции от прямых ударов молнии защищают стержневыми молниеотводами, которые устанавливаются на конструкциях ОРУ 110 кВ. Подходы к подстанции защищаются грозозащитными тросами с заземлением их на каждой опоре. Длина защищенных тросом подходов ВЛ – 35 кВ равна 1-2 км, ВЛ – 110 – 1-3 км.

   Защитные  свойства стержневого молниеотвода характеризуют зоной защиты, под которой понимается пространство вкруг молниеотвода, где поражение защищаемого объекта атмосферным разрядом мало вероятно. Для защиты двухтрансформаторной подстанции 110/35/6 кВ применяются четыре  стержневых молниеотвода, схема защитной зоны такого молниеотвода изображена схематически на рис.5.1.

 а/7

  h r_х

      h₀ h_x  

      в_х 
 
 
 

а

  Рис.5.1. Схема защитной зоны четырех стержневых молниеотводов. 
 
 

   Защитное  действие молниеотвода характеризуется  коэффициентом защиты К_х.

   Принимается для расчета четыре стержневых молниеотвода высотой М1,2 – 27м и М3,4 – 32м стоящих друг от друга на расстоянии 54м.

   Для молниеотвода высотой меньше 30м  радиус защиты определяется по формуле:

                              r_x = 1,6 × h × (h – h_x) / (h + h_x) ,               (5.1.)

   где h – полная высота молниеотвода, м; 

          h_x – высота защищаемого объекта, м. 

                              r_x = 1,6 × 27 (27 – 6)/(27 + 6) = 27,69м » 28м.

   Определяется  коэффициент защиты:

   К_х =tga =

   Где h_a = активная высота молниеотвода, h_a = h – h_x, м.

   К_х =

   Для молниеотводов высотой меньше 30м  К_aпред = 1,6   К_х < К_aпред 

   1,33 < 1,6

   Для молниеотвода высотой больше 30м  радиус защиты определяется по формуле:

                r_x = 8,8 ( h – h_x)/ (h + h_x) ,            (5.3.)

   r_x = 8,8 × × (32 – 6)/(32 + 6) =34,1м.

   Коэффициент защиты определяется:

                      К_х = 8,8 / ,                                (5.4.)

   К_х = 8,8 / = 1,31

   Расчетная ширина внутренней зоны защиты в_х на высоте h_x находится по кривым рис.8.6.[10]. Для = 2,6 и h_x = 0,2h  = 1,33. Следовательно в_х = 2 × 21 × 1,33 = 55м.

   Наименьшая высота зоны защиты составляет:

                 h₀ = h – a/7.                                             (5.5.)

   h₀ = 32 - = 24,3м.

   Произведённые расчеты подтверждают правильность использования четырехстержневого молниеотвода, который обеспечивает необходимую степень защиты трансформаторной подстанции 110 /35/6 кВ.

   5.6. Расчет заземления подстанции 110/35/6 кВ.

   В зависимости от назначения, различают  рабочее, защитное и грозозащитное  заземления. Рабочее заземление необходимо для создания определенного режима работы электроустановки в нормальных и аварийных условиях, например заземление нейтрали силовых и измерительных трансформаторов. Защитное заземление используют для защиты людей и сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током при замыкании электрического провода на нетоковедущие металлические части электроустановки при пробое изоляции. Грозозащитное заземление для эффективной защиты от перенапряжений, предусматривает заземление стержневых и тросовых молниеотводов, порталов распределительных устройств, разрядников.