Электроснабжение комбината стройиндустрии

Это возможно благодаря тому, что тепловизор фиксирует информацию о предмете, считывая температурные показатели с поверхности предмета. Вследствие этого можно получить полную информацию об объекте, в том числе и его внутренних процессах через анализ температурных аномалий. Это позволяет не только выявлять причину выхода из строя техники, но и проводить ремонт оборудования по фактическому состоянию. Тепловизор позволяет преобразовывать полученную информацию в тепловом (инфракрасном) излучении в картинку, на которой ясно видны «проблемные участки».

Инфракрасная диагностика крайне удобна, очень эффективна и экономична, она позволяет не затрачивать средства для детальной проверки оборудования, мгновенно указывая места, нуждающиеся во вмешательстве. Потом, нет необходимости отправлять оборудование на профилактический осмотр.

Применение приборов ИК-техники для контроля состояния контактных присоеденений аппаратных зажимов, токосъемных устройств, соеденений модулей, контактов дугогасительных камер выключателей позволяет выявлять местороложение дефекта и оценивать характер его развития.

Объем получаемой при ИК-контроле информамции приведен в таблице 5.1

Внешние контакты и контактные соединения выключателей, если они доступны визуальному осмотру и находятся на воздухе, при прохождении ИК-диагностики оцениваются по повышению температуры.

Следует отметить, что диагностика масляных выключателей требует измерения большего числа параметров и трудозатрат ввиду их конструктивных особенностей. Среди многочисленных технических параметров выключателей особое значение для их функционального назначения имеют временные параметры контактной системы и скоростные характеристики подвижных частей.

Качество работы контактной системы выключателей определяет в первую очередь совокупность следующих основных временных параметров: время включения и отключения, разновременность включения фаз, длительность и характер дребезга контактов. Эти параметры должны строго контролироваться в условиях эксплуатации на соответствие допустимым (нормируемым) значениям. Заметим, что работа выключателя зависит от состояния его механических частей, правильности регулировок, настроек, степени износа, наличия развивающихся дефектов, точности изготовления деталей и качества сборки на заводе-изготовителе.

Таблица 5.1 Информация, получаемая при ИК-контроле

Контролируемый узел при ИК-контроле	Применяе-мые приборы	Объем полученной информации
Маломасляные выключатели 6-10 кВ: шина - токоведущий вывод вывод - гибкая связь гибкая связь - свеча дугогасительная камера шина - нижний контакт бака	Тепловизоры или пиромет- ры	Измерение температуры узла контактной системы МВ
Маломасляные выключатели 110 кВ и выше: шина - токоведущий вывод токопровод неподвижного контакта к фланцу роликовый токосъем подвижные и неподвижный контакты опорная крышка	Тепловизоры	Измерение температуры узла контактной системы выключателя Снятие термограммы для места и вида дефекта
Баковые масляные выключатели: шина - токоведущий вывод дугогасительная камера	То же	То же
Воздушные выключатели: шина - токоведущий вывод токоведущее соединение модулей ВВ дугогасительная камера емкостной двигатель напряжения изоляционные воздуховоды фарфоровые крышки	-	-
Вакуумные и элегазовые выключатели: шина - токоведущий вывод контактная система выключателя	-	-

Говоря о инфракрасной диагностике в электроэнергетике, можно утверждать, что это -- очень перспективное направление. Диагностика тепловизором безопасна и прекрасно дополняет уже существующие методы диагностики. Возможности инфракрасной диагностики поистине безграничны. Её проведение позволяет не вмешиваться в работу обследуемых объектов и совершенно безопасно для людей. Быстро, эффективно, экономично -- вот то, что хочется сказать о инфракрасной диагностике -- самом перспективном методе исследования. Диапазон применения инфракрасной диагностики может ограничиваться лишь несоответствием квалификации лиц, проводящих исследования.

Контакты дугогасительных камер масляных баковых выключателей 35 -- 220 кВ размещены в изоляционных конструкциях и отделены от баков выключателей слоем масла и внутрибаковой изоляцией.

Внешние контакты и контактные соединения (КС) выключателей, если они доступны визуальному осмотру и находятся на воздухе, при проведении ИК-диагностики оцениваются по превышению температуры.



Рисунок 5.2 Тепловая модель токоведущего контакта в масле:

1 -- бак; 2 -- масло; 3 -- металлическая пластина; 4 -- изоляция; 5 -- распределение температуры по высоте поверхности бака.

Процесс теплопередачи от контактов дугогасительной камеры к корпусу выключателя носит сложный характер, который можно рассмотреть на примере тепловой модели (рисунок 5.2). Модель состоит из бака 1, наполненного маслом 2, в который помещена металлическая пластина 3 в изоляции 4, имитирующей стенки дугогасительной камеры. Корпус ДК выполнен из бумажной или тканевой изоляции, пропитанной смолой и разделенной слоями масла.

Движение масла в основном определяется температурным напором. При малых значениях tT преобладает ламинарный, при больших значениях -- турбулентный режим движения.

Нагрев контакта дугогасительной камеры носит локальный характер и при значительном тепловыделении должен проявляться в виде теплового пятна на поверхности бака выключателя.

Значение температуры пятна, его конфигурация и размеры будут зависеть от температуры окружающего воздуха и масла, а также вида и местоположения дефекта в дугогасительной камере. Результаты тепловизионного обследования и визуального контроля представлен на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 Результаты тепловизионного обследования и визуального контроля

Так, при ИК-контроле выключателя МВ-110 на поверхности его бака было обнаружено небольшое тепловое пятно с температурой 20,8 °С (при температуре воздуха 10 °С), расположенное в зоне нагретого масла дугогасительной камеры. Ревизия выключателя выявила характер дефекта в дугогасительной камере: нарушение контакта гибкой связи в нижней части камеры.

При нарушении верхнего подвижного контакта ДК конфигурация и размеры теплового пятна носят более ярко выраженный характер. При использовании для проверки выключателей методики инфракрасного контроля необходимо учитывать следующие факторы:

1. Контроль желательно проводить ранним утром, до восхода солнца, с тем чтобы исключить влияние солнечной радиации;

2. Перед проведением контроля необходимо оценить состояние поверхностей бака выключателя (равномерность окраски, отсутствие ржавчины, подтека масла и т.п.); это может отразиться на значениях коэффициента излучения;

3. При проведении контроля рекомендуется вести запись на видеомагнитофон или на дискету с последующей обработкой данных на ЭВМ;

4. При контроле в зимнее время года необходимо обращать внимание на возможность наличия дополнительного источника тепла от включенного устройства подогрева;

5. Должны фиксироваться: нагрузка, температура окружающего воздуха, климатические факторы;

6. Контроль желательно проводить с использованием объектива 7°; осмотр поверхности баков выключателя необходимо вести для каждой фазы в отдельности с двух -- трех сторон, с обязательной записью изображения участка поверхности бака, расположенного вблизи дугогасительной камеры, для последующего анализа на компьютере;

7. При выявлении локального участка нагрева рекомендуется повторить через 12 - 24 ч ИК-контроль с записью изобВ общем случае при оценке состояния контактов дугогасительной камеры при проведении тепловизионного контроля можно исходить из следующих соображений.
При нормальном состоянии токоведущей контактной системы выключателя, сопротивление которой находится в пределах нескольких сотен микроом, тепловыделения в зонах контактных соединений и контактов дугогасительной камеры сравнительно невелико и распределяется по объему масла выключателя равномерно. Если не учитывать небольшое рассеивание тепла при переходе с контакта в масло, то можно с приемлемой для тепловизионного контроля точностью считать одинаковыми температуру масла в баке и температуру поверхности бака (фарфоровой покрышки) выключателя.

По мере ухудшения состояния контактов дугогасительной камеры тепловыделение увеличивается, температура масла за счет конвекции повышается. На ранней стадии развития дефекта или при увлажненном состоянии масла тепловыделение будет способствовать постепенному нагреву масла в баке выключателя и поэтому поверхность бака будет выглядеть светлее (при черно-белом дисплее тепловизора), нежели поверхности баков остальных фаз.

Аварийные перегревы контактов дугогасительной камеры связаны с турбулентным перемещением масла в небольшом пространстве бака, что вызывает появление на поверхности бака MB локальных очагов нагрева.

При получении неудовлетворительных результатов тепловизионного контроля контактов дугогасительных камер рекомендуется произвести внеочередное измерение переходного сопротивления всей токоведущей цепи каждого полюса выключателя и в зависимости от его значения произвести ревизию камер или установить учащенную периодичность тепловизионного контроля.ражения при иной (большей или меньшей) нагрузке.



6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Анализ условий труда в цехе металлоконструкций

Основным видом деятельности металлоконструкционного цеха является проектирование, производство и монтаж металлоконструкций.

Одним из важнейших требований, предъявляемым государством к современным организациям является анализ условий труда. Анализ условий труда поможет определить, какие мероприятия необходимо провести для доведения условий труда до нормативных, соответствующих закону о безопасности.

Условия труда - совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника.

Производственная среда характеризуется санитарно-гигиеническими условиями труда (температура, шум, освещенность, запыленность, загазованность, вибрация и т.д.), безопасностью трудовой деятельности, режимом труда и отдыха. Исходя из характеристик производственного процесса и производственной среды могут устанавливаться компенсации, позволяющие нейтрализовать неблагоприятные воздействия производственных факторов на организм работающих.

Формирование производственной среды осуществляется с учетом особенностей технологии и различий сотрудников предприятия по полу, возрасту, состоянию здоровья, квалификации, психологическим и социальным характеристикам.

Условиями труда является совокупность различных факторов, влияющих на работоспособность и здоровье сотрудника организации, а так же на отношение данного сотрудника к труду и степень удовлетворенности им. Охрана и безопасность труда сотрудников является залогом стабильности компании, поэтому аттестация рабочих мест, представляющая собой комплексный анализ условий труда, который проводится периодически - каждые пять лет с момента проведения последних измерений. За проведение аттестации рабочих мест отвечает непосредственно руководитель организации, и за невыполнение ее он же несет административную ответственность, также административный штраф.

Анализ условий труда на предприятии проводится с целью составления и разработки определенных оздоровительных мероприятий, что позволяет сократить несчастные случаи на производстве. При проведении анализа условий труда проводится оценка показателей напряженности и тяжести трудового процесса. С целью получения наиболее полного анализа условий труда проводятся инструментальные измерения уровня производственных факторов с оформлением протоколов. Формы протоколов устанавливаются нормативными документами, определяющими порядок проведения измерений, уровней показателей того или иного фактора. Таким образом, своевременное проведение анализа условий труда поможет организации соблюдать требования административных органов власти, а также заботиться о состоянии здоровья сотрудников на рабочем месте.

Рассмотрим факторы, оказывающие определенное влияние на рабочий персонал.

Освещение в электроремонтного цехе имеет место, локализованное освещение которое предусмотрено при выполнении на участках цеха различных по характеру работ или при наличии затеняющего оборудования.

Во время работы в цехе применяются светильники общего освещения с лампами накаливания на напряжение до 36В. На ремонтных площадках располагают светильники на высоте не менее 2,5 м над рабочими местами.

Микроклимат на рабочих электроремонтного цеха оказывают влияние следующие параметры: температура воздуха в помещении, С; относительная влажность воздуха, %; подвижность воздуха, м/с; тепловое излучение, Вт/м2. Эти параметры отдельно и в комплексе влияют на организм человека, определяя его самочувствие.

Меры защиты от теплового излучения, которые имеют особое значение в цехе, можно разделить на следующий четыре группы: устраняющие источник тепловыделений; защищающие от теплового излучения; облегчающие теплоотдачу тела человека и меры индивидуальной защиты.

Борьба с неблагоприятным влиянием производственного микроклимата осуществляется с использованием технологических (замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, автоматизация, дистанционное управление), санитарно-технических (средства локализации тепловыделений и теплоизоляции) и медико-профилактических мероприятий.

Эффективными средствами снижения тепловыделений являются: покрытие нагревающихся поверхностей теплоизоляционными материалами; герметизация оборудования; применение отражательных, теплопоглотительных и теплоотводящих экранов; устройство вентиляционных систем; использование индивидуальных средств защиты.

Вредные вещества в воздухе рабочей зоны-защита от вредных веществ осуществляется мероприятиями, которые в ряде случаев следует применять комплексно. Основные из них: автоматизация и механизация процессов, сопровождающихся выделением вредных веществ; совершенствование технологических процессов и их рационализация (замена вредных веществ безвредными, отказ от применения пылящих материалов, переход с твердого топлива на газообразное и пр.); совершенствование конструкций оборудования, при которых исключаются или резко уменьшаются вредные выделения в окружающую среду, что возможно, например, при герметизации; применение газопылеулавливающего оборудования.

В дополнения к общим защитным средствам применяются индивидуальные средства защиты. При работе с ядовитыми и загрязненными веществами пользуются спецодеждой - комбинезонами, халатами, фартуками и пр; для защиты от щелочей и кислот - резиновой обувью и перчатками. Для защиты кожи рук, лица, шеи применяют защитные пасты: антитоксические, маслоустойчивые, водоустойчивые. Глаза от возможных ожогов и раздражений защищают очками с герметичной оправой, масками и шлемами. Дыхательные органы защищают фильтрующими и изолирующими приборами (респираторы, противогазы).

Производственный шум ухудшает условия труда, оказывая вредное воздействие на организм человека. При длительном воздействии шума на организм человека происходят нежелательные явления: снижается острота зрения, слуха, повышается кровяное давление, понижается внимание. Сильный продолжительный шум может быть причиной функциональных изменений сердечно-сосудистой и нервной систем.

Основные мероприятия по борьбе с шумом - это технические мероприятия, которые проводятся по трем главным направлениям: устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике; ослабление шума на путях передачи; непосредственная защита работающих в цехе.

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные. Однако этот метод борьбы с шумом в котельном цехе не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение его в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическим свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.

Создаваемые технологическим оборудованием шумы могут возникают при различных процессах: механических (соударения, вибрации, трение), аэродинамических (нестационарные процессы в газах, при истечении сжатого воздуха или газа, при горении жидкого или распыленного топлива в форсунках и др.), гидродинамических (истечение жидкости) и электромагнитных (переменные магнитные поля в электрооборудовании).

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня значительно улучшает условия труда.

Учитывая, что с помощью технических средств не всегда возможно решить проблему снижения уровня шума в цехе, большое внимание уделяется применению средств индивидуальной защиты (наушники, вкладыши).

6.2 Обеспечение оптимальных параметров микроклимата на рабочих местах на производстве

В производственных помещениях микроклимат характеризуется температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и давлением. Для того чтобы физиологические процессы в организме человека протекали нормально, окружающая атмосфера должна воспринимать тепло, вырабатываемое организмом. Соотношение между вырабатываемым человеком теплом и охлаждающей способностью среды, обеспечивающей сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения терморегуляции и создающей предпосылки для нормальной работоспособности, характеризует комфортные метеорологические условия.

Основными путями отвода тепла из организма являются: конвекция воздуха у поверхности тела, теплопроводность через одежду, излучение и массообмен в виде испарения влаги, выделяемой потовыми железами и при дыхании. Регулирование тепловыделения для поддержания постоянной температуры (терморегуляция) в организме человека осуществляется биохимически, изменением интенсивности кровообращения и потовыделением. При перегревании организма человека кровеносные сосуды кожи расширяются и к ней притекает большое количество крови, что увеличивает отдачу тепла наружу. При переохлаждении происходит сужение кровеносных сосудов, уменьшение притока крови к коже и сокращение теплоотдачи. При потовыделении поверхность кожи теряет тепло вследствие испарения, интенсивность которого зависит от скорости движения воздуха.

При нарушении терморегуляции и теплового равновесия в организме может произойти накопление тепла, т. е. перегрев, или чрезмерный отвод тепла, т. е. переохлаждение организма. Все это снижает работоспособность человека, может явиться причиной несчастных случаев и заболеваний (тепловой удар, обморожение и др.). Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» (табл. 1.2).

Этим же стандартом установлены допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости воздуха в рабочей зоне для помещений с избытком явного тепла в теплый и холодный периоды года.

По количеству выделяющихся избытков явного тепла различают помещения с незначительными избытками (до 23, 26 Вт/м3/ч и менее) и со значительными. Различают теплый период года со среднесуточной температурой наружного воздуха + 10єС и выше, холодный и переходные периоды - ниже + 10єС.

По тяжести выполняемые работы разделены на следующие:

Категория 1 (легкая физическая) - работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей при энергозатратах организма до 140 Вт.

Категория IIa (физическая средней тяжести) - работы, Связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, НО не требующие перемещения тяжестей, с энергозатратами организма от 140 до 175 Вт.

Категория IIб - работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 1О кг) тяжестей, с энергозатратами организма от 175 до 290 Вт.

Категория III (тяжелая физическая) - работы, связанные с систематическим физическим напряжением, с постоянной переноской значительных (свыше 10кг) тяжестей, с энергозатратами организма более 290 Вт.

Абсолютную влажность воздуха в мм рт. ст. вычисляют по формуле

A=Fb-a(tc-tb)·B (6.1)

используя психрометр Ассмана, где Fb - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра, мм рт. ст.; а -психрометрический коэфициент, который при определении влажности наружного воздуха принимается равным 0,00074, а воздуха в помещении - 0,0011; tc, tb - показания сухого и влажного термометров соответственно, єC; В - барометрическое давление в момент измерения, мм рт. ст.

Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Относительная влажность воздуха определяется психрометрами. Наиболее широкое распространение получили психрометры Августа и Ассмана. Относительная влажность воздуха в мм.рт.ст. определяется по формуле

R=A/Fc·100(6.2)

где А - абсолютная влажность, мм рт. ст.; Fc - максимальное напряжение водяных паров при температуре сухого термометра , мм рт. ст.

Барометрическое давление определяют при помощи барометра-анероида. При измерении давления необходимо учесть поправки шкалы, температуры и инерционную поправку, которые указываются в паспорте барометра.

По измеренным данным температуры, влажности и скорости по номограмме, определяется зона комфорта.

6.3 Инженерно-технические мероприятия по обеспечению электробезопасности

Расчет зануления электрооборудования электроремонтного цеха.

Основной мерой защиты от поражения электрическим током в сетях напряжением до 1000 В является зануление, для того чтобы обеспечить безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период. Цель зануления - быстро отключить электроустановку от сети при замыкании одной (или двух) фазы на корпус.

В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой защитный проводник возникал ток короткого замыкания превышающий не менее чем в три раза номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя, а для автоматического выключателя с номинальным током более 100А - не менее1,25.

Принципиальная схема зануления приведена на рисунке 1. На схеме видно что ток короткого замыкания Iкз в фазном проводе зависит от фазного напряжения сети Uф и полное сопротивление цепи, складывающегося из полных сопротивлений обмотки трансформатора Zт/3, фазного проводника Zф, нулевого защитного проводника Zн, внешнего индуктивного сопротивления петли фаза - ноль Xп, и заземления нейтрали трансформатора R0 .

Принципиальная схема сети переменного тока показана на рисунке 1 с занулением А - аппарат защиты (предохранитель или автоматический выключатель); Rо - заземление нейтрали.

Рисунок 2 Полная расчетная схема соединения зануления

Рисунок 1 Принципиальная схема зануления

Поскольку R0 и Rп, как правило, велики по сравнению с другими элементами цепи, параллельная ветвь, образованная ими создает незначительное увеличение тока короткого замыкания, что позволяет пренебречь им. В то же время такое допущение ужесточает требования к занулению и значительно упрощает расчетную схему.



Рисунок 3 Упрощенная схема зануления

В этом случае выражение короткого замыкания Iкз (А) в комплексной форме будет:

Iкз = Uф / ( Zм / 3 + Zф + Zн +jХn) (6.3)

где Uф - фазное напряжение сети, В

Zт - комплекс полного сопротивления обмоток трехфазного источника тока (трансформатора), Ом

Zф = Rф + jХn-комплекс полного сопротивления фазного провода, Ом

Zн = Rн + jХn - комплекс полного сопротивления нулевого защитного проводника, Ом

Rф и Rн - активное сопротивление фазного и нулевого защитного проводников, Ом

Xф и Хн - внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом

Хп - внешнее индуктивное сопротивление контура (петли) фазный проводник- нулевой защитный проводник (петля - фаза - нуль), Ом

Zп =Zф +Zн + jХn - комплекс полного сопротивления петли фаза - нуль, Ом

С учетом последнего:

Iкз = Uф / ( Zм / 3 + Zn )(6.4)

При расчете зануления принято применять допущения, при котором для вычисления действительного значения (модуля) тока короткого замыкания Iкз модули сопротивления обмоток трансформатора и петли фаза - нуль Zт / 3 и Zп складываются арифметически. Это допущение также ужесточает требования безопасности и поэтому считается допустимым, хотя и вносит некоторую неточность (5%).

Полное сопротивление петли фаза - нуль в действительной форме определяется из выражения:

Zn =, Ом(6.5)

Формула для проверочного расчета определяется из и с учетом коэффициента кратности К тока короткого замыкания определяемого требованиями к занулению:

К Iн Uф /( Zт/3 +)(6.6)

Значение коэффициента К принимается равным К 3 в случае если электроустановка защищается предохранителями и автоматическими выключателями имеющими обратнозависимую характеристику от тока. В случае если электроустановка защищается автоматическим выключателем имеющим только электромагнитный расцепитель (отсечку) , то для автоматов с Iн до 100 А , К = 1,4 , а для автоматов с Iн > 100 А, К = 1,25.

Значение полного сопротивления масляного трансформатора во многом определяется его мощностью, напряжением первичной обмотки, конструкцией трансформатора.



6.1.3 Расчет зануления

Электропитание помещения осуществляется от силового трансформатора мощностью Sн = 1000 кВА, напряжением 0,38 кВ. Нейтраль низковольтной стороны глухо заземлена. Электрическая сеть от ТП2 до вводов лесопильного цеха выполнена трехжильным кабелем ААШв с алюминиевыми жилами сечением 3х70 мм2, длина кабеля равна 35 м. От щитка до электроприемника проложен провод АПВ сечением 3х50 мм2 , длина провода составляет 45 м. Мощность наиболее удаленного электроприемника Р=55 кВт, cos =0,65, ток нагрузки ЩРВ Iн=144,4А

Определение токов нагрузки и выбор аппаратов защиты:

Номинальный ток станка:

Определение активных и индуктивных сопротивлений элементов цепи:

а) сопротивление фазных (Rф) и нулевого защитного проводника (Rн1) определяется по формуле:

Rф=. l /S,

где с - удельное сопротивление проводника (для меди с = 0,018 Оммм2/м, для алюминия с = 0,028 Оммм2/м);

l - длина проводника, м;

S - сечение, мм2.

Выбираем кабель от ТП2 до вводов металлоконструционного цеха ААШв 3х70мм2, длина кабеля l1=45м , т.к. номинальный ток протекаемый от вводного автомата до ЩРВ Iн=144,4 А. От щитка до электроприемника проложен провод АПВ сечением 3х50 мм2 , длина провода составляет l2=35м. Определим по формуле сопротивление фазного и нулевого проводников на участках линий l1 и l2.

Rф1= Rн1=0,028. 45/50=0,252 Ом;

Rф2= Rн2=0,028. 45/4=0,315 Ом;

Для алюминиевых проводников внутреннее индуктивное и активное сопротивление стальной полосы сечением 50х4=200 мм

Iк/=3. Iнавт.=3. 10=30А; S=50х4=200 мм2

Плотность тока j= Iк//S=30/200=0,15А/мм2;

Zп1=0,133, Ом

Zп2=1,65, Ом

Определение Iкз производится как:

Iкз1 ==1549,3 А

Iкз2 ==132,6 А

Определение кратности тока:

условие IкзIном. К, где Кавт=1,25; выполняется (4,5>1,25; 10,3>1,25)

Определение времени срабатывания аппарата защиты: автомата- принимается из справочника. В данном случае при токе КЗ 132,6 А время отключения аппарата защиты равно 0,14 секунд.

Потенциал корпуса поврежденного оборудования:

Uк1 = Iкз1 . Zн1 = 1549,3. 0,056 = 86,76 В,

где Zн1 - сопротивление нулевой жилы кабеля,

Zн1 = Rн1, так как величина внутреннего индуктивного сопротивления Хн1 алюминиевого проводника сравнительно мала (около 0,0156 Ом/км).

Uк2 = Iкз2 . Zн2=132,6. 0,7=92,82 В

Ток, проходящий через тело человека, равен:

Такие величины тока являются допустимыми при времени воздействия соответственно 36мА и t=1 с, т.е. время срабатывания автоматического выключателя не превышает допустимых величин.

7. Экономическая часть

7.1.1 Цель экономической части

Целью является строительство подстанции 110/35 кВ с установленной мощностью 2х4 и прилегающих к ней сетей 110 и 35 кВ в городе Алматы.

Строящаяся подстанция предназначена для реализации электроэнергии промышленной базе со стороны 110 и 35 кВ.

Проектируемую подстанцию и прилегающие к ней сети предполагается разместить среди населенных пунктов. Сооружение ЛЭП 110 кВ предполагается с использованием железобетонных опор.

Задачей расчёта являются определение экономической эффективности и проведения расчетов инвестиционной приемлемости проекта, а также срока окупаемости.

7.1.2 Анализ рынка сбыта

Строительство ПС позволит РЭК реализовать дополнительную электроэнергию потребителям.

Расчетный период включает в себя время строительства подстанции, период временной эксплуатации и годы с режимом нормальной эксплуатации до окончательного физического срока службы основного энергетического оборудования ПС.

Стоимостные показатели в расчетах, приняты в тенге. Объектом экономического анализа является деятельность АО “ Анжэла ”.

7.1.3 Тарифы на электроэнергию

Оценка результатов производственной деятельности АО “Анжэла” осуществляется от продажи купленной электроэнергии в торговой системе.

Для оценки результата используются действующие цены и тарифы.

Действующий тариф в рассматриваемом регионе - 14 тенге/кВт•ч



7.1.4 План производства

Срок строительства ПС принят в соответствии со строительными нормами.

Поступление энергии в сеть составляет 20,224 млн.кВт.час, рост нагрузки в ближайшие 5 лет не прогнозируется

7.1.5 Организационно - юридический план

Ремонт части оборудования выполняется силами персонала подстанции. Особо сложные ремонтные работы выполняются с привлечением персонала специализированных ремонтных организаций.

АО «Анжэла» может получить прибыль по двум составляющим:

1) основной вид деятельности (т.е. АО выступает в виде гарантированного поставщика электроэнергии предприятию);

2) услуга за передачу электроэнергии, купленной в торговой системе.

Строительство и эксплуатация рассматриваемых энергообъектов осуществляется за счет привлечения собственных средств организации и заемного капитала потенциальных инвесторов.

Схема выплаты процентов за кредит принимаем из расчета 10 % годовых, начиная с первого года эксплуатации. Кредит на строительство ПС берется в «Народный банк Казахстана».

7.1.6 Экологическая информация

Экологическая ситуация в районе размещения электросети находится в пределах установленных санитарных нормах. Строительство ПС на экологическую ситуацию в регионе не повлияет.

7.2 Расчет технико-экономических показателей подстанции

7.2.1 Определение капитальных вложений в строительство

Подстанции

Капиталовложения в подстанцию определяются по приведенным в справочнике укрупненным показателям стоимости суммированием следующих составляющих:

РУ всех напряжений;

трансформаторы (автотрансформаторы (AT));

компенсирующие устройства и реакторы;

постоянная часть затрат.

Капитальные затраты на сооружение подстанции определяются составом оборудования:

КП/СТ = (?Кi · ni + Кпост) · бр,(7.1)

Базовые показатели стоимости ПС соответствуют средним условиам строительства, учитывают все затраты производственного назначения для наиболее распространенных типов подстанций.

Показатели стоимости ОРУ 35 - 1150 кВ учитывают установленное оборудование (выключатель, разъединитель, отделитель, трансформаторы тока и напряжения, разрядники); панели управления, РЗА, установленные в общеподстанционном пункте управления (ОПУ), относящиеся к ОРУ или ячейке; кабельное хозяйство в пределах ячейки и до панелей в ОПУ и др., а также строительные и монтажные работы.

Суммарные капитальные вложения на оборудование подстанции 110/35 кВ определяются по укрупненным показателям и составляют 237,104 млн. тенге.

Коб =237,104 млн. тенге

Общие затраты на реконструкцию ПС складываются из ее составляющих:

К= Коб+ Кстр.раб.+ Кмонт+ Кпрочие, (7.2)



где Коб - стоимость оборудования;

Кстр.раб. - стоимость строительных работ;

Кмонт - стоимость монтажных работ;

Кпрочие - прочие затраты.

Значения стоимости строительных и монтажных работ, оборудования и прочих затрат, а также общих затрат на реконструкцию подстанции приведены в таблице 7.2.1

Таблица 7.2.1 - Определение суммарных затрат на реконструкцию ПС

Составляющая затрат	% от сум-марных затрат	млн. тенге
Коб	53	237,104
Кстр.раб.	30	134,210
Кмонт	11	49,210
Кпрочие	6	26,843
К	100	447,367

Капитальные вложения приведены с учетом инфляции.

7.2.2 Определение капитальных вложений в строительство прилегающих сетей

Стоимость сооружения ЛЭП определяется основными ее параметрами: напряжением, типом опор, маркой проводов и конструкцией фазы, районом строительства, характеристикой трассы и климатическими условиями и рассчитывается по выражению:

КЛЭП = kуд · L · бнв · бр + ДКр.пр. + ДКд.гр. + nр.б. · Кр.б. + Ксв. (7.3)

где Куд.i - удельные показатели стоимости 1 км линии, соответствующие уровню напряжения и количеству цепей, а также учитывающий определенные условия прохождения трассы (по равнине, лес - не более 10% от длины трассы, доставка грузов до трассы - не более 20 км и развозка оборудования по трассе - не более 10 км). Для двухцепной линии напряжением 110 кВ на ж/б опорах составляет 5847 тыс. тенге;

L - длина линии - 5,5 км;

бнв - поправочный коэффициент, учитывающий скоростной напор ветра-1;

ар - коэффициент, учитывающий район прохождения трассы - 1;

ДКр.пр - затраты, учитывающие рубку просеки в лесу, если лес составляет более 10% длины трассы;

ДКДТр. - затраты, учитывающие доставку грузов к линии, если условия доставки отличаются от вышеуказанных;

nр.б. - количество ремонтных баз вдоль линии;

Кр.б. - затраты на создание и оснащение одной ремонтной базы;

Ксв. - затраты на создание линий связи вдоль ЛЭП.

Значения стоимости строительных работ, оборудования и прочих затрат, а также общих затрат на реконструкцию ЛЭП приведены в таблице 7.1.2

Таблица 7.1.2 - Определение суммарных затрат на реконструкцию ЛЭП

Составляющая затрат	% от сум-марных затрат	млн. тенге
Коб	5	0,614
Кстр.раб.	86	10,577
Кмонт	-	-
Кпрочие	9	0,136
К	100	12,298

Капитальные вложения приведены с учетом инфляции.

В расчете затраты на создание и оснащение ремонтных баз, а также на создание линий связи принимаются в размере 10%.

КЛЭП = (12298000 · 5,5 · 1 ·1) · 1,1 = 74,402 млн. тенге

Суммарные капитальные вложения в оборудование:

Коб=237,104+0,614=237,718 млн. тенге

Общие капитальные вложения в строительство энергообъекта составят:

КЭС = КП/СТ + КЛЭП. (7.4)

КЭС = 447,367+ 74,402 = 521,769 млн. Тенге

7.2.3 Определение ежегодных издержек производства

Издержки производства п/ст и прилегающих сетей связаны с затратами на содержание подстанции, распределительных устройств и линий электропередач.

Кроме того, передача и распределение электроэнергии связаны с частичной потерей ее при транспортировке по линиям электропередач и трансформации. Поскольку такие потери связаны с процессом передачи, то их стоимость включается в состав ежегодных издержек:

Иперед = Иэкс + Ипот. (7.5)

где Иэкс - суммарные затраты электросетевых хозяйств энергосистемы на ремонтно-эксплуатационное обслуживание сетей, тенге./год;

Ипот - суммарная стоимость потерь в сетях системы, тенге./год.

7.2.4 Расчет затрат электросетевых хозяйств на ремонтно-эксплуа-тационное обслуживание сетей определяется по укрупненным показателям

Иэкс = Иам + Иоб/рем. (7.6)

где Иам - ежегодные издержки на амортизацию (реновацию), тенге/год:

(7.7)

где аам - нормы отчислений на амортизацию, %/год (4%/год);

Иоб/рем - издержки на обслуживание и ремонты (капитальный и текущие), тенге/год:

(7.8)

где боб/рем - нормы отчислений на обслуживание электрических сетей и ремонты, %/год.

Издержки на амортизацию и капитальный ремонт:

Издержки на амортизацию и капитальный ремонт составляют в среднем 20% от общей величины издержек, тогда суммарные издержки составят:

7.2.5 Определение издержек, связанных с потерями энергии

Издержки на потерю энергии рассчитываются по выражению:

Ипот=Э•Цпот.•Кцен..(7.9)

где Э - величина потерь энергии;

Цпот. - стоимость 1 кВт-ч потерянной энергии.

Годовые потери энергии в ЛЭП:

Э=Ркор•8760 + Рmах•ф.(7.10)

где Ркор - среднегодовые потери мощности на корону;

Рmах - потери мощности при максимальной нагрузке;

ф - годовое время максимальных потерь.

Потери мощности на корону определяются по выражению:

Ркор = руд.кор.•L.(7.11)

где руд.кор.- = 0,3 кВт/км потери мощности на корону на 1 км длины ЛЭП 35 кВ,

L км - длина ЛЭП.

Потери мощности при максимальной нагрузке определяются по выражению:

'(7.12)

где Smax- мощность, передаваемая по ЛЭП 110 кВ при максимальной нагрузке;

U- напряжение линии;

с- удельное активное сопротивление линии 110 кВ;

б = 1 - коэффициент, учитывающий изменение сопротивления линии при температуре, отличной от 20 С°;

L- длина линии.

При двухсменном режиме работы число часов включения ТВКЛ = 4000 ч и число часов использования максимума активной нагрузки ТМ = 4000 ч.

7.2.6 Переменные потери энергии и издержки, связанные с ними

Переменные потери определяются переменными потерями в автотрансформаторах и реакторах подстанции и потерями в активном сопротивлении проводов и кабелей линий.

Значения переменных потерь в трансформаторах и автотрансформаторах находятся по формулам:

(7.13)

где - потери короткого замыкания;

- коэффициент загрузки трансформатора.

7.2.7 Постоянные потери энергии и издержки, связанные с ними

Значения постоянных потерь в трансформаторах находятся по формулам:

(7.14)

где n - количество трансформаторов или автотрансформаторов,

- потери на холостой ход в трансформаторе или автотрансформаторе.

7.2.8 Себестоимость

Полная себестоимость передачи электроэнергии по сетям энергосистемы определяется суммарными издержками, связанными с передачей и распределением электроэнергии, и количеством энергии отпущенной потребителю (определяется из графика нагрузки ВН)

Себестоимость передачи электроэнергии по сетям АО “Анжэла о”:

где Эгод - полный объем передаваемой за год электроэнергии при оказании услуг по передаче.

Эгод=n•Кз•Sном.тр.•cosц• (7.15)

где n - количество трансформаторов;

cosц - коэффициент мощности, принимается равным 0,8;

Sном.тр - номинальная мощность одного трансформатора.

Эгод=2•0,75•16000•0,8•4000=76.8 млн. кВт•ч,

тогда себестоимость оказания услуг по передаче 1 кВт•ч электроэнергии через подстанцию равна:

Полная себестоимость передачи электроэнергии по сетям энергосистемы складывается из стоимости энергии энергопроизводящей организации (5 тенге), тарифа на передачу по сетям НЭС (1,5 тенге), тарифа районной электросетевой компании (4,2 тенге) и себестоимости передачи энергии по сетям АО “Анжэла”

Тариф на электроэнергию АО “ Анжэла ” для промышленной базы:

Средний тариф на электроэнергию в г. Алматы составляет 14 тенге/кВт·ч. Тариф на электроэнергию АО “ Анжэла ” принимаем равным 13,4 тенге/кВт·ч. Тогда разница составит 13,4 - 11,45 = 1,95 тенге/кВт·ч.

Чистая прибыль АО “ Анжэла ” за вычетом налогов (20%) составит:

,



7.2.9 Объем реализации

Объем реализации (стоимость реализованной электроэнергии) возрастает ежегодно в соответствии с освоением нагрузки и определяется как:

Оp.t = Цээ • (•Эt - Эпот.t).(7.16)

где Цээ - цена на электроэнергию;

- коэффициент долевого участия;

Эt - объем переданной ЭЭ, в зависимости от освоения нагрузки и имеет зависимость:

Эt = kосв.t • Э;

где Эпот.t - потери ЭЭ в рассматриваемой сети, в зависимости от освоения нагрузки имеет зависимость:

Эпот.t = Эпост + k2осв.t • Эперем (7.17)

Поступление электроэнергии с ПС на пятый год расчетного периода составит соответственно 20,22 млн. кВтч/год.

7.3 Показатели финансово-экономической эффективности инвестиций

Показатель чистого приведенного дохода (Net Present Value, NPV) позволяет сопоставить величину капитальных вложений (Invested Сapital, IC) с общей суммой чистых денежных поступлений, генерируемых ими в течение прогнозного периода, и характеризует современную величину эффекта от будущей реализации инвестиционного проекта. Поскольку приток денежных средств распределен во времени, он дисконтируется с помощью коэффициента r. Коэффициент r устанавливается, как правило, исходя из цены инвестированного капитала.

NPV, или чистая приведенная стоимость проекта является важнейшим критерием, по которому судят о целесообразности инвестирования в данный проект. Для определения NPV необходимо спрогнозировать величину финансовых потоков в каждый год проекта, а затем привести их к общему знаменателю для возможности сравнения во времени. Чистая приведенная стоимость определяется по формуле:

(7.18)

где - инвестиции в данный проект, млн. тг.,

К=120,3 млн. тг - капитальные затраты;

= 88.13млн.тг - поток наличности, млн. тг.,

r - ставка дисконтирования,

t - время реализации проекта, год.

Таблица 7.3.1 - Расчет NPV

Год	CF,млн тг	r1=10%	PV1,млн тг	NPV1,млн тг	r2=15%	PV2	NPV2
0,00	-521,77	1,00	-521,77	0,00	1,00	-521,77	0,00
1,00	88,13	0,91	80,12	-441,65	0,87	76,64	-445,13
2,00	88,13	0,83	72,84	-368,81	0,76	66,64	-378,49
3,00	88,13	0,75	66,22	-302,59	0,66	57,95	-320,54
4,00	88,13	0,68	60,20	-242,40	0,57	50,39	-270,15
5,00	88,13	0,62	54,72	-187,67	0,50	43,82	-226,33
6,00	88,13	0,56	49,75	-137,92	0,43	38,10	-188,23
7,00	88,13	0,51	45,23	-92,70	0,38	33,13	-155,10
8,00	88,13	0,47	41,12	-51,58	0,33	28,81	-126,28
9,00	88,13	0,42	37,38	-14,20	0,28	25,05	-101,23
10,00	88,13	0,39	33,98	19,78	0,25	21,79	-79,45
11,00	88,13	0,35	30,89	119,02	0,21	18,94	107,08

Расчет ведется до первого положительного значения NPV, т.е. до 15-го года. NPV больше нуля, следовательно, при данной ставке дисконтирования проект является выгодным для предприятия.Срок окупаемости проекта по данному методу расчета 15 лет. При ставке 15% не имеет смысла вкладывать инвестиции в этот проект.

Под внутренней нормой прибыли инвестиционного проекта (Internal Rate of Return, IRR) понимают значение коэффициента дисконтирования r, при котором NPV проекта равен нулю:

при IRR = r

Экономический смысл критерия IRR заключается в следующем: IRR показывает максимально допустимый относительный уровень расходов по проекту. В то же время предприятие может реализовывать любые инвестиционные проекты, уровень рентабельности которых не ниже текущего значения показателя цены капитала.

Рассчитаем IRR для r = 10 % банковского процента и методом интерполяции при помощи r = 15 % определим IRR по формуле:

(7.20)

где - банковский процент в размере 10 %,

- банковский процент в размере 15%,

- NPV при банковском проценте 10 %,

- NPV при банковском проценте 15 %.

.

IRR служит индикатором риска. В нашем случае IRR превышает нашу процентную ставку на 0,6%.

Определяем срок окупаемости. Метод состоит в определении того срока окупаемости, который необходим для возмещения суммы первоначальных инвестиций.

(7.21)

Рассчитаем срок окупаемости PP:

CF? = 88,13 млн. тг,

I0= 521,77 млн. тг

Из этих данных рассчитаем срок окупаемости инвестиций в проект.

РР =

Из приведенных расчетов видно, что срок окупаемости инвестиций составил 5 лет и 9 месяцев.

Таким образом, анализ приведённых финансово-экономических показателей свидетельствует об эффективности инвестиций в рассматриваемый проект.



Заключение

В данном дипломном проекте мы спроектировали электроснабжение машиностроительного завода. Мы рассчитали электрические нагрузки для завода по методу коэффициентов использования и максимума. Провели технико-экономический расчет вариантов электроснабжения машиностроительного завода. Так как отклонение приведенных суммарных затрат между тремя вариантами электроснабжения не превышало 12% то мы выбрали I вариант с U=110кВ, взамен другим схемам по условию дешевизны и надежности. А так же провели расчет токов короткого замыкания и выбрали защитную и измерительную аппаратуру на напряжение выше 1кВ.

В результате выполненного дипломного проекта были решены поставленные цели и задачи.



Список использованной литературы

1 В.Н. Князевский. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для ВУЗов. - М.: Энергия, 1986. - 408с.

2 Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы. - М.: Энергия, 1986. - 465с.

3 Ю.Г. Барыбин, Л.Е. Федоров. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 465с.

4 Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для студентов высших учебных заведений/ Б. И. Кудрин.-М.: Интермет Инжиниринг,2005.-672с.

5 Киреева Э.А. Справочные материалы по электрооборудованию(цеховые электрические сети, электрические сети жилых и общественных зданий),2004.

6 Ю.Б.Айззенберг. Современные проблемы энергоэффективного освещения. «Энергосбережение», №1,2009.

7 Князевский Б. А. Охрана труда. /2-е изд., перераб. и доп./ - М.: Высш. шк., 2007. - 311 с.

8. Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках. Учебное пособие для вузов, М: Энергия, 2006. - 452 с.

9 Долин П. А. Справочник по технике безопасности. /6-е изд., перераб. и доп./ - М.: Энергоатомиздат, 2005. - 834 с.

10 Неклепаев Б.И., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 608с.

11 Справочная книга для проектирования электрического освещения /Под ред. Г.М. Кнорринга. Л., «Энергия», 1976. - 384 с.

12 Н.И. Навидский Организация производства на предприятиях; -М: финансы и статистика, 2006. - 392с.

13 Правила устройства электроустановок. /Минэнерго СССР. 7-е издание, переработанное и дополненное; М: Энергоатомиздат, 2008 - 640с.

14 СНиП (23.05.2010 «Естественное и искусственное освещение» (23.05.2010

15 Экономика отрасли: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. 080502 "Экономика и управление на предприятии" (по отраслям), УМО вузов России по .-М.: ИНФРА-М, 2009. - 309 с..-(Высшее образование).-Библиогр.: с. 305

16 Экономика отрасли : Учебное пособие для студентов вузов, обуч. по спец. "Экономика и управление на предприятии (по отраслям)";Российская экономическая академия им. Г.В. Плеханова, УМО по образованию ; Российская экономическая академия им. Г.В. Плеханова.-М.: Инфра-М, 2008. - 309 с..-Библиогр.: с. 305

17 http://www.allspektr.ru/schiti-din-schrn-schrv.php

18 http://www.thermoview.ru/pdf/baganov.pdf

19http://forca.ru/stati/podstancii/diagnostika-vysokovoltnyh-vyklyuchateley.html

20 Технический каталог. Alageum electric. 2012г.

Размещено на Allbest.ru

...