Проектирование цеховой трансформаторной подстанции 10/0, 4 кВ промышленного назначения

• Введение
• 1 Расчетно-пояснительная часть
• 1.1 Характеристика объекта
• 1.2. Определение категорий надёжности и выбор схемы электроснабжения
• 1.3 Расчёт электрических нагрузок и выбор компенсирующих устройств
• 1.4 Выбор числа и расчёт мощности силовых трансформаторов на подстанции
• 1.5 Выбор точек и расчёт токов короткого замыкания
• 1.6. Выбор основного оборудования на подстанции и аппаратов защиты
• 1.7. Выбор шин и изоляторов
• 1.8. Выбор питающих и распределительных линий
• 1.9. Расчёт заземляющего устройства
• 2 Мероприятия по безопасности труда при ремонте потолочного светильника в цехе
• Список рекомендуемых источников
• Введение
• Современные предприятия строятся с высокой степенью автоматизации, что требует, для исключения возможности срыва технологического процесса, обеспечения высокой надежности и качества электроснабжения. Перевод промышленного производства на автоматизированную основу и появление в связи с этим в промышленности потребителей 1 категории надежности вызывает необходимость дальнейшего повышения надежности электроснабжения промышленных потребителей.
• В настоящее время разработаны и серийно выпускаются достаточно большой перечень оборудования, устройств и приборов для технического перевооружения электрических сетей и их автоматизации. Это позволяет энергосистемам широко внедрять мероприятия по решению вопроса надежности электроснабжения с использованием коммутационной секционирующей аппаратуры, обеспечивающей резервирование линий от независимых источников питания и являющихся основой для автоматизации управления электрическими сетями. Энергоснабжающие организации постоянно проводят технические мероприятия по повышению надежности работы оборудования и уменьшению аварийности в направлении улучшения технического состояния электрических сетей и совершенствования схем электроснабжения, сокращения протяженности линий распределительных сетей 10 и 0,4 кВ, строительства ВЛ и КЛ для резервирования подстанций.
• Разработка курсового проекта выполняется с целью проектирования цеховой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ промышленного назначения, разработки надёжной, гибкой, безопасной и удобной в эксплуатации схемы электроснабжения. Выбор современного устойчивого к любым режимам оборудования позволит создать безопасные и комфортные условия труда для обслуживающего персонала, повысят качество передачи и распределения электроэнергии.

1. Расчетно-пояснительная часть

1.1 Характеристика объекта

Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывающих из строя. Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр. РМЦ получает ЭСН от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП — 0,9 км, а от энергосистемы (ЭСН) до ГПП — 14 км. Напряжение на ГПП — 6 и 10 кВ. Количество рабочих смен — 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Грунт в районе PMLI; — чернозем с температурой +20⁰ С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый. Размеры цеха А х В х Н = 48 х 28 х 9 м, Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м. Перечень оборудования РМЦ дан в таблице 1. Мощность электропотребления указана для одного электроприемника. Расположение основного оборудования показано на плане (рисунок 1).

Таблица 1. Перечень ЭО ремонтно-механического цеха

Рисунок 1. План расположения электрооборудования ремонтно-механического цеха.

1.2 Определение категорий надёжности и выбор схемы электроснабжения

В соответствии с заданием, РМЦ по надёжности электроснабжения является потребителем П категории. Ко П категории относятся электроприёмники, перерыв в электроснабжении которых при внезапном исчезновении электроэнергии может повлечь за собой массовые простои рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Такими электроприёмниками в РМЦ являются электромеханические, кузнечно-штамповочные автоматы, кран-балки.

В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр. РМЦ получает ЭСН от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП — 0,9 км, а от энергосистемы (ЭСН) до ГПП — 14 км. Напряжение на ГПП — 6 и 10 кВ. Количество рабочих смен — 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН. подстанция электроснабжение замыкание светильник

Аналогично, по количеству питающих линий выбираем число силовых трансформаторов на ТП — два. Режим работы линий и трансформаторов — раздельный. При выходе из строя какого-либо элемента цепи, оставшийся в работе должен обеспечить работу хотя бы электроприёмников П категории в пределах допускаемых перегрузок. Подключение питающих КЛ к силовым трансформаторам будет осуществляться посредством разъединителей, которые необходимы для отключения трансформатора в режиме холостого хода и создания надёжного видимого разрыва при производстве ремонтных работ, Необходимости в устройстве резервной перемычки 10 кВ нет.

В РУ-0,4 кВ применим сборные шины, секционированные по числу трансформаторов. Каждый трансформатор работает на свою секцию шин, к которой подключена соответствующая группа электроприёмников. В качестве коммутационных и защитных аппаратов на вводах, межсекционный и на отходящих линиях в РУ-0,4 кВ применим автоматические выключатели, с помощью которых возможна коммутация цепей в режиме холостого хода и под нагрузкой, а также автоматическое отключение цепей в анормальных режимах.

Для распределения электроэнергии напряжением 0,4 кВ внутри участка применим распределительные пункты, щитки освещения, шинопровод. Подключение электроприёмников будет осуществляться по смешанной схеме электроснабжения с помощью кабельных линий, проложенных в металлических коробах, трубах. Выбранная схема электроснабжения КПУ приведена на рисунке 3, план прокладки внутрицеховых электрических сетей — на рисунке 2.

Рисунок 2. План прокладки внутрицеховых электрических сетей.

1.3 Расчёт электрических нагрузок и выбор компенсирующих устройств

Расчёт силовых нагрузок будем производить методом коэффициента максимума, в основе которого положен метод упорядоченных диаграмм, позволяющий по номинальной мощности электроприёмников определить расчётный максимум нагрузки [1,2]. В соответствии с выбранной схемой электроснабжения (рисунок 2) группируем электроприёмники по отходящим линиям. Внутри каждой группы разбиваем электроприёмники на однородные по режиму работы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности. Для электроприёмников, работающих в повторнократковременном режиме, приводим их номинальную мощность к длительному режиму: для кранов

для сварочных аппаратов:

Определив общее количество потребителей в группах, произведен расчет мощностей в группах. Дальше рассчитывается модуль силовой сборки и активная и реактивная мощность за смену:

На основании произведенных расчетов, определено эффективное число ЭП и коэффициент max по табличным данным и максимальную расчётную мощность:

Максимальный расчётный ток определен посредством следующего выражения:

Все необходимые данные систематизированы и занесены в расчётную таблицу 2.

В результате расчётов получили общий коэффициент мощности равный 0,79, что является невысоким значением, приводящим к непроизводительной загрузке реактивной мощностью электрических сетей и большим потерям активной мощности. Для повышения оэффициента мощности до оптимального значения 0,95 необходимо применить компенсацию реактивной мощности. Величина реактивной мощности, подлежащая компенсации Таблица 2 — расчетные нагрузки

1.4 Выбор числа и расчёт мощности силовых трансформаторов на подстанции

Силовые трансформаторы, являясь основными элементами системы электроснабжения, предназначены для понижения питающего напряжения 10 кВ до уровня рабочего напряжения электроприёмников 0,4 кВ и распределения электроэнергии на этом уровне по КПУ. Поэтому примем к установке трансформаторы с первичным напряжением U = 10 кВ и вторичным Uz = 0,4 кВ. Исходя из надёжности электроснабжения объекта, наличия большого процента электроприёмников второй категорий выбираем число трансформаторов на подстанции — два. Мощность трансформаторов будем рассчитывать с таким условием, чтобы в нормальном режиме (раздельная работа обоих трансформаторов на соответствующую секцию шин 0,4 кВ) они обеспечили электроэнергией все электроприёмники. При этом их загрузка должна быть оптимальной с наименьшими потерями. В аварийном режиме (при выходе одного из трансформаторов из строя) оставшийся в работе трансформатор обеспечил работу электроприёмников второй категории с допустимой перегрузкой. Исходными данными для расчёта мощности трансформаторов являются: полная расчётная мощность нагрузок 0,4 кВ Sp = 358 кВА (разд. 2); категории электроприёмников по надёжности электроснабжения II — 92%, III — 8%; полная расчётная мощность электроприёмников П категории S = 0,92Sp = 0,92×358 = 330 кВА; Кзт — коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме, находящийся в пределах 0,6−0,75 [2]; Кар — коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном режиме не превышающий значения 1,4 при этом с максимальной перегрузкой допускается работа трансформатора не более 6 часов в сутки в течение не более 5 суток подряд. Предварительно рассчитаем ориентировочную мощность трансформаторов, удовлетворяющую указанным выше условиям:

Для определения оптимальной величины мощности трансформатора рассмотрим следующие стандартные значения мощности трансформаторов меньшие и большие ориентировочной.

Вариант 1 Два трансформатора мощностью Sт = 160 кВА каждый.

Кзт = Sp/2 Sт = 358/2/160 = 1,12

— уже в нормальном режиме трансформаторы будут перегружены, поэтому дальнейшую проверку не проводим и к установке 1-й вариант не принимаем.

Вариант 2. Два трансформатора мощностью Sт = 250 кВА каждый.

Кзт = Sp/2 Sт = 358/2/250 = 0,71

— что приемлемо для условия нормальной эксплуатации;

1,4 Sт > Sкат= 1,4×250 < 330 = 350 < 330 кВт

— по условию аварийной перегрузки трансформатор не подходит, поэтому к установке не принимается и в дальнейшем не рассматривается.

Вариант 3. Два трансформатора мощностью Sт = 400 кВА каждый.

Кзт = Sp/2 Sт = 358/2/400 = 0,44

мощность трансформатора удовлетворяет условию нормальной эксплуатации;

1,4 Sт > Sкат = 1,4×400 > 360 = 560 > 360 кВА

условие аварийной перегрузки трансформатора также удовлетворяется, поэтому трансформатор мощностью Sт = 400 кВА к установке принимается.

Вариант 4. Два трансформатора мощностью Sт = 630 кВА каждый.

Кзт = Sp/2 Ят = 391/2/630 = 0,31

довольно низкий коэффициент загрузки трансформатора, который показывает, что даже в часы максимальных нагрузок нормального режима трансформаторы будут работать с большой недогрузкой, т. е. в неэкономичном режиме, что приведёт к большим потерям электроэнергии и необоснованно завышенным капитальным затратам и эксплуатационным расходам. Поэтому 4-й вариант к установке не принимается и в дальнейшем не рассматривается. Окончательно, поскольку приемлемым к установке является только один 3-й вариант, то принимаем к установке два трансформатора мощностью по 400 кВА каждый марки ТМ с естественным масляным охлаждением. Каталожные данные трансформатора приведены в таблице 3.

Рисунок 3 Схема электроснабжения ремонтно-механического цеха

Таблица 3 — Каталожные данные силового трансформатора.

1.5 Выбор точек и расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания (токов КЗ) необходим для последующего выбора устойчивого к действиям токов КЗ оборудования и проводящих частей, а также для расчёта уставок релейной защиты и защитных аппаратов. Мощность короткого замыкания на шинах 10 кВ питающей подстанции принимаем равной отключающей мощности выключателя на питающей линии Sк = Sоткл = 216 МBА. Остальными данными для расчёта будут являться параметры элементов электрической цепи. Расчёт произведём в именованных единицах (Ом, мОм), который заключается в определении активных и индуктивных сопротивлений цепи КЗ (так как в состав цепи входят установки среднего и низкого напряжений), приведённых к базисной ступени напряжения, при нормальном режиме электроустановки [1,3]. Для расчёта токов трёхфазного КЗ составляем расчётную схему (рис. 4.1), в которой учитываем источник питания и все элементы схемы, которые влияют на значения токов КЗ, с указанием их параметров. Сечения проводников и коммутационные аппараты предварительно выбраны по номинальному току. По расчётной схеме составляем схему замещения (рис. 4.2). В ней указываем сопротивления всех элементов и намечаем точки для расчёта токов КЗ. Рассчитаем сопротивления элементов цепи КЗ, приняв за основную (расчётную) ступень U~ = 400 B. Сопротивление системы:

Хс=U²б/Sк=400²/216=0,74мОм.

Сопротивление питающей кабельной линии Лl:

R_лl = Rо L (Uб/ Uср)² = 1,24×0,9 (0,4/10)² = 1,782 мОм;

Х_л1 = Хо L (Uб/ Uср)² = 0,099 х 0,9 (0,4/10)² = 0,142 мОм,

Где Rо, Хо — активное и индуктивное удельные сопротивления линии, Ом/км. Результирующее сопротивление цепи КЗ в точке Кl:

Rкl = Rл1 = 1,782 мОм,

Хкl = Хс + Хлl = 0,74 + 0,142 = 0,882 мОм,

Zк1 = /R кl + Х кl = 2,182 + 0,914 = 2,366 мОм.

Сопротивление силового трансформатора ТМ-400/10:

R*т = ДРк/Sт = 5,7/400 = 0,1 425,

R*_T, Х*т — активное и индуктивное относительные сопротивления трансформатора,

U²к, ДРк — напряжение и потери короткого замыкания (табл. 4).

Переходное сопротивление контактов автоматического выключателя Bl:

Rpl = 0,15мОм, самого выключателя: Rвl = 0,1 мОм, Х вl = 0,1 мОм.

Переходное сопротивление контактных соединений алюминиевых шин 0,4 кВ

Rпш =15 мОм.

Удельные сопротивления шин при Dcp = 300 мм ro = 0,142 мОм/м и хр = 0,2 мОм/м.

Тогда полные сопротивления шин при их длине

L = 5 м — Rш = 0,71 мОм, Хш = 1,0мОм.

Результирующее сопротивление цепи К3 в точке К2:

Rк2 = Rкl + Rт + Rп1 + Rв1 + Rлш + Rш

= 2,182 + 5,7 + 0,15 + 0,1 + 15 + 0,71 = 23,842мОм,

Хк2 = Хкl + Хт+ Х вl + Хш = 0,914+ 17,08 + 0,1 + 1,0 = 19,1 мОм,

Zк2 = 30,55 мОм.

Переходное сопротивление контактов автоматического выключателя В5: Rn5 = 0,25мОм, самого выключателя: Rв5 = 0,12 мОм, Хв5 = 0,13 мОм.

Сопротивление кабеля, питающего шинопровод ШП-1:

R.каб5 = RоL = 0,122×0,05 = 0,0061 мОм,

Хкаб5 = ХоL = 0,0602×0,05 = 0,301 мОм.

Тогда сопротивление двухкабельной линии Л5:

Rл5 = 0,0061/2 = 0,305 мОм,

Хл5 = 0,301/2 = 0,151 мОм.

Сопротивление шинопровода ШП-1 при его удельных сопротивлениях

= ro = 0,034 мОм/м, xo = 0,016 мОм/м и общей длине l = 20 м

Rшп1 = ro1 = 0,034 х 20 = 0,68 мОм,

Хшп l = xol = 0,016×20 = 0,32 мОм.

Результирующее сопротивление цепи К3 в точке КЗ:

RкЗ = Rк2+ Rп5 + Rв5 + Rл5 + Rшпl

= 23,842 + 0,25 + 0,12+ 0,305 + 0,68 = 24,9 мОм,

ХкЗ = Хк2+ Х в5 + Хл5 + Хшпl = 19,1 + 0,13 + 0,151 + 0,32 = 19 55 мОм,

ZкЗ = 31,658 мОм.

Определяем действующее Iк, ударное iy значения тока К3, а также мощность короткого замыкания Sк в намеченных точках.

Точка К1:

Iкl = = 97,61 кА, IK1 = 3,9 кА, iy1 = 7,61 кА, SK1 = 67,55 МВА.

Точка К2:

Iк2 = 7,56 кА, iy2 = 12,83 кА, SK2 = 5,24 МВА

Точка К3

IкЗ = 7,29 кА, iyз = 10,62 кА, SКЗ = 5,05 МВА.

где Iк — ток К3 в точке Kl, приведённый к расчётной ступени при 0,4 кВ;

ky — ударный коэффициент, учитывающий соотношение между активным и индуктивным сопротивлениями цепи К3, что определяется местом КЗ;

Ucрh среднее номинальное напряжение ступени, на которой рассчитывается ток КЗ. Результаты расчётов токов короткого замыкания сводим в таблицу 4.

Таблица 4 — Расчётные токи КЗ

Рисунок 4.1 — Рсчетная схема.

Рисунок 4.2 — Схема замещения.

1.6 Выбор основного оборудования на подстанции и аппаратов защиты

Оборудование, принимаемое к установке на подстанции, выбирается в соответствие со схемой электроснабжения (рис. 2, гл. 2). Выбор производим по условию, что расчётные величины элемента электрической цепи в месте установки выбираемого аппарата не должны превышать каталожных (паспортных) номинальных значений данного аппарата с последующей проверкой на устойчивость токов короткого замыкания. Выбранное оборудование сводим в таблицу 5, в которой приведены также его расчётные и номинальные величины.

Таблица 5 Оборудование подстанции

Выбранное оборудование в РУ-0,4 кВ подстанции комплектуется в панелях распределительных щитов типа ЩО70−3УЗ

1.7 Выбор шин и изоляторов

В РУ-0,4 кВ выбираем алюминиевые шины с размером полосы 50×5 мм, сечением 250 2 мм, с Iдоп = 665 А. Полоса установлена на ребро, расстояние между опорными изоляторами (пролёт) принимаем 1 = 1000 мм, расстояние между фазами, а = 350 мм. Установка шин на изоляторы представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 — Расположение полос на изоляторах.

Проверяем шины на динамическую устойчивость к действию токов КЗ.

Усилие, действующее между фазами при трёхфазном КЗ

Fpасч (1 76 Iуд 1/а) х 0/1 = (1,76×1 2,83×1/0,35) х 0/1 = 83 Н.

Механическое напряжение в шинах

у расч = F 1/ 10W = 83×1 / 10×0,21 = 39,5 МПа, где

W = b h/6 = 0,5 х 5 / 6 = 0,21 см — момент сопротивления шин.

Выбранные шины сечением 50×5 см удовлетворяют условию динамической устойчивости, т. к. у расч = 39,5 МПа < у доп 80 МПа.

Проверяем шины на термическую устойчивость при протекании по ним тока К3. Для этого определим минимальное сечение алюминиевых шин, при котором будет выдержан ток КЗ, равный 7,56 кА в течение 1 сек.

sмин= 1кvtпрС = 7560 х v1/88 = 85,9 мм, где

С = 88 — коэффициент для алюминиевых шин.

Выбранные шины условию термической устойчивости удовлетворяют, т. к. sмин = 85,9 мм < sш=250мм²

Изоляторы выбираются на номинальные напряжение и ток, и проверяются на механическую нагрузку при К3 с условием, что полученное значение Fрасч не должно превышать 60% от разрушающей нагрузки для данного типа изолятора.

Принимаем к установке опорные изоляторы типа И0−0,66−375−2УЗ с параметрами Uн = 0,66 кВ, Fpaзр = 3750 Н.

В этом случае 0,6 Fpaзр > Fpac2250 > 83 Н, т. е. условие удовлетворяется.

1.8 Выбор питающих и распределительных линий

Выбор питающей кабельной линии производится по экономической плотности тока в нормальном режиме, по длительно допустимому току нагрузки в аварийном режиме (при повреждении одного из кабелей), с последующей проверкой на термическую устойчивость токам КЗ и на падение напряжения.

Принимаем к прокладке по эстакаде кабель с алюминиевыми жилами марки АСБГ.

Определим сечение кабеля по экономической плотности тока при Тм = 4100 час [9]

Sэк= Iм/2jэк= 24/2 1,4 = 8,6 мм²,

гдe Iм — максимальный расчётный ток при напряжении 10 кВ,

jэк экономическая плотность тока.

Принимаем кабель марки АСБГ-10-Зх25 с Iдоп = 65 А.

Условию нагрева длительным током кабель данного сечения удовлетворяет, т. к,

Iдоп= 65 А > Iм =24 А.

Проверим выбранный кабель на термическую устойчивость тока К3 по минимально-допустимому сечению

s_min = I_k(tпр/С)^½ = 3900 х (0,22/85) ^½ = 22 мм², где

С = 85 — коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами.

Данному условию выбранный кабель также удовлетворяет, т.к. 25 мм² > 22 мм².

Проверим выбранный кабель на потерю напряжения при номинальной нагрузке. Согласно для силовых сетей отклонение напряжения от номинального составляет не более ±5,0%. Определим потерю напряжения

ДU = (3^½ Ip L / Uн) х (Ro cos (ц) + Хо sin (ц) х 100 =

(3^½ х 12×1,1 / 10 000) х (1,24×0,93 + 0,099×0,37) х 100 = 0,27%,

Где Ко, Хо — активное и индуктивное сопротивление 1 км кабеля, Ом/км.

Потеря напряжения находится в норме, т.к. 0,27% < 5%.

Т.о. окончательно выбираем для устройства питающей линии кабель

АСБГ-10−3*25мм²

Распределительные силовые линии напряжением 0,4 кВ устраиваем распределительным шинопроводом и кабелем с алюминиевыми жилами марки АВВГ, с выбором их сечений ввиду небольшой протяжённости по длительно-допустимому току с проверкой на соответствие аппарату защиты и на термическую устойчивость тока КЗ. Выбранные кабели сведены в таблицу 6. Минимально-допустимомое сечение кабелей на термическую устойчивость тока КЗ:

s_min = Iк (t_пр/С)^½ = 7290 х (0,065/75)^½ = 75 мм².

Таблица 6 — Распределительные линии 0,4 кВ

В качестве осветительной проводки применим провод с медными жилами марки ВВГ. Выбранные осветительные проводники также сведены в таблицу 6.

1.9 Расчёт заземляющего устройства

Заземляющее устройство необходимо для присоединения к нему всех проводящих частей электрооборудования, в нормальном режиме не находящихся под напряжением, с целью защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Поскольку электроустановки напряжением до и выше 1000 В территориально размещены в одном здании участка, то выполняем общее защитное заземление.

Основой для расчёта заземляющего устройства являются: удельное сопротивление грунта в районе подстанции и сопротивление заземляющего устройства которое зависит от рабочего напряжения электроустановки и режима её нейтрали.

В строительном отношении подстанция является встроенной в здание КПУ, поэтому заземлители в виде вертикальных прутковых электродов расположим вдоль стены здания. Грунт в месте сооружения подстанции — глина с удельным сопротивлением ргр = 40 Ом*м. Расчётное сопротивление грунта с учётом коэффициента повышения сопротивления

р = ргр*ш = 40 1,36 = 54,4 Ом*м = 0,544 *10⁴ Ом см.

Сопротивление заземляющего устройства для сети 10 кВ с изолированной нейтралью при общем заземлении определяется [14]

Rз10 = Uз/Iз = 50/1,1 = 45,45 Ом,

где Uз — напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; Iз — полный ток замыкания на землю, определяемый как:

Iз = Uн (35Lк+ Lв)/350 = 10(35 * 1,1+ 0)/350 = 1,1 А,

где Lк и Lв — длины электрически связанных кабельных и воздушных линий, км.

Согласно сопротивление заземляющего электроустановок напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью не должно превышать 10 Ом, поэтому принимаем Rз10 = 10 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 кВ с глухозаземлённой нейтралью в соответствии с должно быть не более 4 Ом.

Соответственно принимаем наименьшее сопротивление заземляющего устройства при общем заземлении Rз <4 Ом.

Естественным заземлителем является фундамент здания, измеренное сопротивление которого составляет Re = 9,7 Ом. Т.к. значение сопротивления естественного заземлителя, равное 9,7 Ом, больше допустимого по нормам, следует применить дополнительные искусственные заземлители, сопротивление которых

Ru = Rе*Rз/(Rе-Rз) = 9,7 4/(9,7−4) = 6,81 Ом.

Для искусственных заземлителей принимаем прутковые электроды диаметром d=12 мм и длиной 1=5 м. Сопротивление одиночного электрода с учётом сопротивления грунта [1]

Rпр = 0,227 р = 0,227.0,544 10⁴ = 12,35 Ом.

Определяем число заземлителей

n = Rпр/(зRи) = 12,35/(0,68 6,81) = 2,67 = 3 шт.,

где з = 0,68 — коэффициент экранирования трубчатых заземлителей.

Принимаем число заземлителей равное 3. Тогда сопротивление растеканию искусственных заземлителей составит:

Rи = Rпр/зn = 12,35/0,68 3 = 6,05 Ом,

Общее сопротивление заземляющего устройства составит

Rз = RеRи/(Rе+Rи) = 9,7 6,05/(9,7+6,05) = 3,73 Ом,

что удовлетворяет нормированному значению.

Вертикальные прутковые электроды закапываются в землю на глубину 0,7 м от поверхности земли. Соединяются между собой стальной лентой 40×4 мм с помощью электросварки. Сопротивление горизонтальной полосы не учитываем, т.к. она находится в замерзающем слое грунта и существенного значения в общее заземление не вносит. Этой же полосой (заземляющим проводником) осуществляется ввод в двух местах в подстанцию и присоединение к главной заземляющей шине (ГЗШ). Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.

2. Мероприятия по безопасности труда при ремонте потолочного светильника в цехе

Работы в электроустановках проводятся в плановом порядке в соответствие с графиком ППР, при этом выполняются техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты электрооборудования, Также могут выполняться непреднамеренные работы, связанные с технологическими нарушениями при эксплуатации электрооборудования и предписаниями и замечаниями инспекционных и контролирующих органов. Главными условиями для проведения работ являются: подготовленный и допущенный в установленном порядке к самостоятельной работе электротехнический персонал, наличие необходимых запасных частей и материалов, инструмента и средств индивидуальной и электрозащиты.

Работы в действующих электроустановках должны проводиться по наряду-допуску, по распоряжению, по перечню работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации. Не допускается самовольное проведение работ, а также расширение рабочих мест и объема задания, определенных нарядом или распоряжением или утвержденным перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации.

Выполнение работ в зоне действия другого наряда должно согласовываться с работником, выдавшим первый наряд (ответственным руководителем или производителем работ). В электроустановках для обеспечения безопасности проведения работ выполняются организационные и технические мероприятия.

К организационным мероприятиям относятся: оформление работ нарядом-допуском, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; допуск к работе; надзор во время работы; оформление перерывов во время работы; перевод на другое рабочее место; окончание работы.

Поскольку высота подвеса светильников общего освещения участка равна 6 м, то их ремонт относится к верхолазным работам, проводимым на высоте с лестницы, выполняется бригадой электромонтёров и для производства таких работ необходимо оформление наряда-допуска.

Технические мероприятия выполняются при подготовке рабочего места в указанном порядке: производятся необходимые отключения и принимаются меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры; на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационной аппаратуры вывешиваются запрещающие плакаты; проверяется отсутствие напряжения на токоведущих частях, на которых должно быть: наложено заземление для защиты людей от поражения людей электрическим током; накладывается заземление (включаются заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, устанавливаются переносные заземления); вывешиваются предупреждающие и предписывающие плакаты, ограждаются при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части. Отключение верхового освещения участка осуществляется с помощью автоматических выключателей щитков освещения ЩО-1, ЩО-2 и ЩАО-1. Дверца ЩО закрывается на замок и на её рукоятке вывешивается запрещающий плакат «Не включать! Работают люди». На клемнике распределительной коробки осветительной сети проверяется отсутствие напряжения и накладывается переносное заземление на фазные проводники и заземлённые металлические конструкции здания участка. При работе с лестницы обеспечить устойчивость: надежно прикрепить или привязать ее, убедиться осмотром и опробованием в полной ее исправности и в том, что она не сможет соскользнуть с места. При использовании лестниц на гладких поверхностях (паркете, металле, плитке, бетоне) нижние концы лестниц должны иметь башмаки из резины или другого нескользящего материала. Работать с приставной лестницы, стоя на ступеньке, находящейся на расстоянии менее 1 м от верхнего ее конца, запрещается. При невозможности закрепить лестницу при работе на гладких плиточных полах у основания лестницы должен находиться рабочий в каске для поддерживания ее в устойчивом положении.

При работах на высоте более 1,3 метра с приставных лестниц необходимо привязываться предохранительным поясом к конструкции цеха.

Не работать с лестниц около вращающихся валов, движущихся ремней, а также над ними. Не подбрасывать каких-либо предметов работающему наверху человеку. Подавать предметы с помощью прочной веревки. Детали весом более 30 кг поднимать с помощью троса, блоков. Не стоять под лестницей, с которой производится работа.

Рабочие места при работе на высоте ограждать временными ограждениями. Инструмент и детали при работах на высоте укладывать таким образом, чтобы исключить падение их на пол, следить, чтобы инструмент и неиспользованные детали не оставались на высоте после окончания работ.

Огневые и сварочные работы на высоте производить по специальному разрешению на проведение огневых работ.

Запрещается работать на переносных лестницах и стремянках около и над вращающимися механизмами, работающими машинами, транспортерами и т. д.;

* с использованием электрического и пневматического инструмента, строительно-монтажных пистолетов;

* выполнять газо и электросварочные работы;

Для выполнения таких работ следует применять леса или стремянки с верхними площадками, огражденными перилами.

Работать с двух верхних ступенек стремянок, не имеющих перил или упоров, запрещается.

Находиться на ступеньках приставной лестницы или стремянки более чем одному человеку запрещается.

По окончании работ электромонтер должен:

* Навести порядок на рабочем месте и закрепленной территории. Убрать инструмент и

защитные средства в отведенные для этой цели места.

* Использованный обтир убрать в специальный короб.

* Убрать спецодежду в шкаф в раздевалке. Принять душ.

— * Обо всех замеченных неисправностях и мерах, принятых по их устранению, доложить мастеру и передать сменщику.

Список рекомендуемых источников

1. Б. Ю. Липкин. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. — М, ВШ, 1990.

2. Л. Л. Коновалова, Л. Д. Рожкова. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. — М, Энергоатомиздат, 1989.

3. Е. А. Конюхова. Электроснабжение объектов. — М, Мастерство, 2002.

4. А. А. Фёдоров, В. В. Каменева. Основы электроснабжения промышленных предприятий. — М, Энергоатомиздат, 1984.

5. И. Е. Цигельман. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий. — М, ВШ, 1977.

6. С. Л. Кужеков, С. В. Гончаров. Городские электрические сети. — Р-н-Д, МарТ, 2001.

7. В. Б. Атабеков, В. И. Крюков. Городские электрические сети (Справочник). — М, Стройиздат, 1987.

8. Б. Н. Неклепаев. Электрическая часть электростанций и подстанций. — М, Энергоатомиздат, 1986.

9. В. В. Попов. Электрические измерения. — М, Энергия, 1974.

10. Пособие к курсовому и дипломному проектированию. Под ред. Блок В. М. — М, ВШ, 1990.

11. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий. СП 31−110−2003. — Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.

12. Справочник по проектированию электрических сетей и оборудования. Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. — М, Энергоатомиздат, 1991.

13. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под ред. А. А. Фёдорова.— М, Энергоатомиздат, 1987.

14. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. — С.-Пб., ДЕАН.

15. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. — Екб., УЮИ, 2003.

16. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. — Р-н-Д, МарТ, 2003.

17. Межотраслевые правила по охране труда (технике безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ РМ-016−2001. — С-Пб, ДЕАН, 2003.

18. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. — Екб, УЮИ, 2004.

19. Межотраслевая инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве. — М, НЦ ЭНАС, 2001.