Блок 3. Получение напряжения и тока сети.

Блок 4. Подача напряжения сети на все генераторы и потребители.

Блок 5. Определение токов в ветвях, исходя из мощности генераторов и сети.

Блок 6. Определение необходимого тока потребителям. Алгоритмический блок, в котором рассчитывается требуемая величина тока потребителям и соответственно в ветвях по известному напряжению сети и сопротивлениям потребителей.

Блок 7. Корректировка мощности генераторов и сети исходя из мощности потребителей. Алгоритмический блок, в котором производится корректировка мощности генераторов и сети согласно требуемой мощности потребителей.

1.8 Вывод по разделу 1

Изучив общие концепции моделирования сетей Smart Grid, и рассмотрев существующие комплексы моделирования можно сделать вывод, что комплекс полунатурного моделирования локальной активно-адаптивной сети соответствует всем требованиям, предъявляемым к подобным системам. Это означает, что комплекс может быть применен для моделирования процессов генерации, распределения, потребления и учета электроэнергии подобно процессам в сетях Smart Grid.

2. Инструкция по запуску аппаратного комплекса полунатурного моделирования локальной активно-адаптивной сети (МиниЭЭС)

Запуск комплекса необходимо проводить в той последовательности, которая прописана ниже.

2.1 Запуск сервера диспетчеризации

1. Включить сервер диспетчеризации. Верхняя стойка монитора и сервер RMC-8354.

2. Имя пользователя MGMCS, пароль - mgmcs.

3. Запустить проект системы диспетчеризации MicroGrid.

Порядок запуска проекта системы диспетчеризации MicroGrid следующий:

1. На рабочем столе открыть папку проекта HIL_MicroGrid 1633. Далее проследовать по пути _Software\MCS.

Рисунок 2.1. Папка MCS с проектом

2. Запустить MCS.lvproj - проект

3. Открыть Main.VI через менеджер проектов, выбрав путь VIs\Main\Main.vi -> открыть VI нажав на пиктограмму.



Рисунок 2.2. Окно проекта MCS.lvproj

4. Запустить Main.vi, кликнув по кнопке RUN или с помощью комбинации горячих клавиш Crtl+R.

Рисунок 2.3. Лицевая панель Main.vi

2.2 Запуск сервера системы имитации MicroGrid

Порядок запуска сервера следующий:

1. Включить сервер системы имитации MicroGrid. Нижняя стойка монитора и шасси PXI-1045.

2. Имя пользователя NES, пароль - nes.

2.2.1 Запуск проекта системы имитации MicroGrid

Порядок запуска проекта системы имитации MicroGrid следующий:

1. На рабочем столе открыть папку проекта HIL_MicroGrid. Далее проследовать по пути _Software\ESs\NES.

Рисунок 2.4. Папка NES с проектом

2. Запустить NES.lvproj - проект

3. Открыть Main.VI через менеджер проектов, выбрав путь VIs\_Main\Main.vi -> открыть VI нажав на пиктограмму.



Рисунок 2.5. Окно проекта NES.lvproj

4. Запустить Main.vi, кликнув по кнопке RUN или с помощью комбинации горячих клавиш Crtl+R.

Рисунок 2.6. Лицевая панель Main.vi

2.3 Запуск контроллеров ААС

Для запуска контроллеров необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. Подать питание на шкаф контроллера активно-адаптивной сети.

2. На блоке переключателей, обозначенном цифрой 1 на рисунке 2.7, установить переключатель «NO APP» в левое положение (ON). Удостовериться что все остальные переключатели в правом положении (OFF).

3. Нажать кнопку «Reset» - цифра 2 на рисунке 2.7.

4. Перевести переключатель «NO APP» обратно в правое положение.

Рисунок 2.7. Лицевая панель контроллера CompactRIO-9024

5. Включить все шасси PXI-1042Q.

6. Имя пользователя CES, пароль - ces.

7. Открыть проект RTU.

8. В дереве проектов раскрыть «RTU1»-«Build Specifications» - «RTU». Правой кнопкой по «RTU» - «Run as startup».

Рисунок 2.8. Дерево проекта RTU.

9. Выполнить перезагрузку контроллера, нажав «ОК»

2.4 Запуск проекта системы имитации генераторов и потребителей MicroGrid

Порядок запуска проекта системы имитации генераторов и потребителей следующий:

1. На рабочем столе открыть папку проекта HIL_Microgrid. Далее проследовать по пути _Software\ESs\CES

Рисунок 2.9. Папка CES с проектом.

3. Запустить CES.lvproj - проект.

4.

Рисунок 2.10. Окно проекта NES.lvproj

3. Открыть Login.VI через менеджер проектов, выбрав путь Vis\Login\Login.vi ->открыть VI нажав на пиктограмму.

4. Запустить Login.vi, кликнув по кнопке RUN или с помощью комбинации горячих клавиш Crtl+R.

5. Ввести Логин - administrator, пароль - admin.

Рисунок 2.11. Окно Login.vi

2.5 Запуск автоматизированных рабочих мест MicroGrid

Порядок запуска автоматизированных рабочих мест (АРМ) следующий:

1. Включить АРМ1 и АРМ2.

2. Имя пользователя АРМ1 - MGOWS1, пароль - MGOWS1. Имя пользователя АРМ2 - MGOWS2, пароль - MGOWS2.

3. Включить четыре монитора нажав на кнопки включения.

4. Включить четыре ЖК-панели наведя пульт на каждую панель по очереди и нажав на кнопку включения.

2.5.1 Запуск проекта системы диспетчеризации MicroGrid

Порядок запуска проекта модели системы имитации генераторов и потребителей следующий:

1. На рабочем столе открыть папку проекта HIL_MicroGrid. Далее проследовать по пути _Software/ OWSs/ OWS.

Рисунок 2.12. Папка OWS с проектом

2. Открыть OWS.lvproj - проект

3. Открыть LogIn.VI через менеджер проектов, выбрав путь Host\Login\LogIn.vi -> открыть VI нажав на пиктограмму.

Рисунок 2.13 - Окно проекта OWS.lvproj

4. Запустить Login.vi, кликнув по кнопке RUN или с помощью комбинации горячих клавиш Crtl+R.

Рисунок 2.14. Окно LogIn.vi

5. Ввести Логин - administrator, пароль - admin

6. После этого проект откроется в четырех окнах на двух мониторах и двух ЖК- панелях.

7. Открываемые окна можно настроить. Для этого нужно выйти на страницу настройки (с любой страницы), далее перейти на глобальные настройки, затем выбрать необходимые для отображения экраны и нажать кнопку «сохранить».

2.6 Возможные проблемы и их решения

Запускать систему необходимо в той последовательности, в которой написаны операции в данной инструкции. Если был нарушен порядок, то сервер может не увидеть системы моделирования генераторов и потребителей. Для устранения этого необходимо выполнить следующее:

Открыть окно проекта CES.lvproj.

Выполнить Tools - Security - Login…

Рисунок 2.15. Открытие настроек авторизации

В появившемся окне выбрать NI domain - HIL_MicroGrid(MGMCS-Server) и Username - administrator, как показано на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16. Окно настроек авторизации на сервере.

Если в поле NI domain отсутствует сервер, то необходимо перезапустить контроллер PXI.

2.7 Вывод по разделу 2

Разработанная методика позволит правильно запустить лабораторный комплекс моделирования локальной ААС и справиться с возможными проблемами при запуске. Была разработана ещё одна методика, в которой описана установка программного обеспечения комплекса. Методика находится в приложении Б.

3. Моделирование МиниЭЭС

Рассматривая комплекс моделирования локальной активно-адаптивной сети можно прийти к выводу, что он соответствует общим концепциям создания аналогичных систем моделирования. Попробуем рассмотреть, как происходит моделирование системы.

3.1 Запуск моделей

На первом контроллере PXI-1042Q, или CES1, включим генератор G1: турбогенератор и установим следующие параметры: Вращающий момент 1650 Н*м, КПД = 55 %. Результат можно увидеть на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1. Окно управления генератором

Теперь включим потребители С1 - это бытовая техника. На вкладке Телевизор нажмем кнопку «ВКЛ». На вкладке Стиральная машина выберем режим стирки - хлопок. Примеры показаны на рисунках 3.2 и 3.3

Потребитель С2 будет включен только один - это холодильник. Пример на рисунке 3.4.

Рисунок 3.2. Окно управления потребителем С1. Телевизор

Рисунок 3.3. Окно управления потребителем С1. Стиральная машина

Рисунок 3.4. Окно управления потребителем С2. Холодильник

3.2 Просмотр состояния сети на АРМ

На АРМ несколько экранов. Мы можем наблюдать состояние моделируемой сети в целом или состояние отдельных её элементов. Указав на ветвь 1, перейдем в окно её параметров. Здесь мы можем наблюдать какая мощность генерируется и потребляется элементами сети. На рисунке 3.5 показана первая ветвь.

Мониторинг в реальном времени имеет несколько вкладок для просмотра:

· осциллограммы тока и напряжения;

· базовый анализ;

· анализ мощности;

· гармонический анализ;

· векторная диаграмма.

Анализ мощности, например, показывает графики мощностей: активной, реактивной и полной. На рисунке 3.6 показаны графики мощностей.

Рисунок 3.5. Первая ветвь моделируемой сети МиниЭЭС



Рисунок 3.6. Первая ветвь моделируемой сети МиниЭЭС

3.3 Вывод по разделу 3

В результате проведенных манипуляций можно увидеть, что моделирование процессов генерации, передачи и потребления электроэнергии, а также измерение параметров электроэнергии происходит аналогично процессам в реальных активно-адаптивных сетях.

4. Технико-экономическое обоснование проекта

Основной задачей технико-экономического обоснования является определение величины экономического эффекта от использования в общественном производстве основных и сопутствующих результатов, получаемых при решении поставленной технической задачи. Оценка эффективности принятого научно-технического решения должна быть комплексной и учитывать все аспекты данного решения.

В данной части дипломного проекта содержится расчет затрат, которые подразделяются на капитальные (единовременные) и эксплуатационные (за год работы). Их расчет произведен по статьям калькуляции. Произведен расчет срока окупаемости проекта.

Доходная часть проекта будет осуществлена за счёт ведения курсов повышения квалификации для сотрудников ПНИПУ и производственников, работа которых связана с соответствующей дисциплиной.

4.1 Ожидаемые эффекты от разработки данного проекта

При разработке данного проекта ожидаются следующие эффекты:

· Повышение конкурентоспособности ПНИПУ на рынке образовательных услуг

· Повышение организационно-технического уровня учебного процесса.

Студенты специальности 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» по Федеральному Государственному Образовательному Стандарту Высшего Профессионального Образования (ФГОС ВПО) могут овладеть профессиональными компетенциями (ПК) при изучении следующих дисциплин:

Ш Автоматизация и управление электро-энергетическими комплексами:

· способностью использовать методы анализа и моделирования линейных и нелинейных электрических цепей постоянного и переменного тока (ПК-11);

· способностью рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок различного назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы электроэнергетических объектов (ПК-16).

Ш Электроэнергетические системы и сети:

· готовностью использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);

· способностью рассчитывать схемы и элементы основного оборудования, вторичных цепей, устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов (ПК-15) [11].

4.2 Расчёт капитальных затрат на создание данного проекта

Калькуляция капитальных затрат включает в себя:

- стоимость электроэнергии.

- заработная плата лаборанта на разработку методического обеспечения

Статья 1. Расходы на электроэнергию за период разработки методического обеспечения.

Разработка методического обеспечения проводилась в течение двух месяцев. Стенд моделирования включен круглосуточно. В среднем работа за включенным стендом проходила в течение пяти часов в день. Итого t, суммарное время пользования стендом, составило 1440 часов. Освещением - 250 часов.

Мощности, потребляемые отдельными компонентами лаборатории:

- средняя потребляемая мощность блоков стенда составляет 2 кВт;

- потребляемая мощность компьютеров составляет 2,5 кВт;

- потребляемая мощность системы освещения составляет 1 кВт.

Суммарная мощность W_ЭЛ, необходимая для работы со стендом составила: 4,5 кВт.

Для ПНИПУ тариф за использование электроэнергии C_Э=2,64 руб/кВт•ч.

Таким образом, расход на электроэнергию, используемую стендом:

С_СТ=W_{ЭЛ_СТ}•t_СТ•C_Э=4,5•1440•2,64=17107,2 руб.

Расход на электроэнергию для освещения во время разработки:

С_ОСВ=W_{ЭЛ_ОСВ}•t_ОСВ•C_Э=1•250•2,64=660 руб.

Общие затраты на электроэнергию:

С_ЭЛ =С_ОСВ + С_СТ = 17107,2+660 =17767,2 руб.

Статья 2. Заработная плата лаборанта.

Фонд заработной платы лаборанта определяется следующим образом:

ФЗП=ЗП_ТАР•(Р_К•К_ОСС) •Т_Р,

где ЗП_ТАР - тарифная заработная плата за месяц по месячному окладу лаборанта, руб.;

Р_К - районный коэффициент (для Урала он составляет 15%);

К_ОСС - обязательное социальное страхование 30%;

Т_Р - время работы лаборанта, мес.

Тогда общий фонд заработной платы составит:

ФЗП=6000·1,15·1,3*3=26910 руб.

Затраты на заработную плату составляют 26910 руб.

Итого капитальных затрат:

К=С_ЭЛ+С_ЗП=17767,2 +26910=44677,2 руб.

4.3 Расчет эксплуатационных затрат

Эксплуатационные затраты составляют затраты на электроэнергию, т.к. стенд постоянно находится во включенном состоянии. За квартал расходы составят:

С_ЭЛ=W_{ЭЛ_СТ}•t_СТ•C_Э=4,2•30•24•4•2,64=31933,44 руб.

4.4 Расчет доходной части за год пользования комплексом

Доходная часть состоит из прибыли от курсов по повышению квалификации.

Курсы повышения квалификации проводятся 4 раза в год длительностью 72 часа. Каждый раз набирается группа в составе пяти - семи человек. Стоимость курса составляет 10000 руб.

Доход за год от курсов повышения квалификации составляет: 4·5·10000=200000 руб.

Итого доход от курсов за первый год составляет: 200000 рублей, а за один квартал 50000 рублей.

4.5 Расчет срока окупаемости проекта

Эффективность инвестиционных проектов можно охарактеризовать системой показателей:

- чистый дисконтированный доход (ЧДД);

- индекс доходности (ИД);

- срок окупаемости (Ток).

1. Чистый дисконтированный доход позволяет получить наиболее обобщенную характеристику результата инвестирования, т.е. его конечный эффект в абсолютной сумме. Под чистым приведенным доходом понимается разница между, приведенной к настоящей стоимости, суммой чистого денежного потока за период эксплуатации инвестиционного проекта и суммой инвестиционных затрат на его реализацию.

Расчет этого показателя осуществляется по формуле (4.1).

ЧДД (4.1)

где R_t- результаты (доход), достигаемые на t-м шаге расчета;

3_t - текущие затраты, осуществляемые на том же шаге;

Е -- норма дисконта, которая рассчитывается по формуле (4.2).

t- номер шага расчета (t = 1, 2, ..., Т).

(4.2)

где r - ставка рефинансирования, объявленная ЦБ РФ на данный период равна 8,25%; j- темп инфляции, объявленный Правительством РФ на данный период равен 6%; p - поправка на предпринимательский риск (в данном проекте вклад идёт в исследования, поэтому поправка принимается равной 20%).

Рассчитаем норму дисконта по формуле (4.3).

 (4.3)

Далее был произведен расчет чистого дисконтированного дохода за каждый квартал. Все результаты приведены в таблице 4.1.

Коэффициент дисконтирования рассчитывается по формуле (4.4)

(4.4)

Характеризуя показатель «чистый дисконтированный доход» следует отметить, что он может быть использован не только для сравнительной оценки эффективности реальных инвестиционных проектов, но и как критерий целесообразности их реализации. Инвестиционный проект, по которому показатель чистого приведенного дохода является отрицательной величиной или равен нулю, должен быть отвергнут, так как он не принесет предприятию дополнительный доход на вложенный капитал. Инвестиционные проекты с положительным значением показателя чистого приведенного дохода позволяют увеличить капитал предприятия и его рыночную стоимость.

2. Индекс (коэффициент) доходности.

Показатель «индекс доходности» также может быть использован не только для сравнительной оценки, но и в качестве критериального при принятии инвестиционного решения о возможностях реализации проекта. Если значение индекса доходности меньше единицы или равно ей, денежный проект должен быть отвергнут в связи с тем, что он не принесет дополнительный доход на инвестированные средства. Иными словами, для реализации могут быть приняты реальные инвестиционные проекты только со значением показателя индекса доходности выше единицы. Индекс доходности рассчитывается по формуле (4.5).

(4.5)

Чистый дисконтированный доход за расчетный промежуток времени составил 89488,72 руб. Индекс доходности согласно формуле составит:

Правило: если ЧДД > 0, а ИД > 1, то проект эффективен.

3. Внутренняя норма доходности является наиболее сложным показателем оценки эффективности реальных инвестиционных проектов. Она характеризует уровень доходности конкретного инвестиционного проекта, выражаемый дисконтной ставкой, по которой будущая стоимость чистого денежного потока приводится к настоящей стоимости инвестиционных затрат.

При этом ВНД может быть определена графическим методом, как это показано на рисунке 4.1.

Получаем, что графическим методом значение ВНД = 86%.

4. Срок окупаемости является одним из наиболее распространенных и понятных показателей оценки эффективности инвестиционного проекта. Срок окупаемости проекта (СО) - время, за которое поступления от производственной деятельности предприятия покроют затраты на инвестиции. Измеряется СО в годах, месяцах или кварталах. Показатель «срока окупаемости» используется обычно для сравнительной оценки эффективности проектов, но может быть принят и как критериальный (в этом случае инвестиционные проекты с более высоким периодом окупаемости будут предприятием отвергаться). Основным недостатком этого показателя является то, что он не учитывает те объемы чистого денежного потока, которые формируются после периода окупаемости инвестиционных затрат. Так, по инвестиционным проектам с длительным сроком эксплуатации после периода их окупаемости может быть получена большая сумма чистого денежного потока, чем по инвестиционным проектам с коротким сроком эксплуатации (при аналогичном и даже более быстром периоде окупаемости последних).

Срок окупаемости определим графически, с помощью рисунка 4.2. Срок окупаемости проекта с учетом дисконтирования 2,7 квартала.

Таблица 4.1

Сводная таблица расчетов

Квартал	Платежи по инвестициям, руб.	Эксплуатационные затраты	Доход, руб.	Коэффициент дисконтирования, при Е=0,221%	ТДД, руб.	ЧДД, руб.
0	44677,0		0	1,00	-44677,0	-44677,0
1	0	31933,4	50000,0	0,95	17120,7	-27556,3
2	0	31933,4	50000,0	0,90	16224,3	-11332,0
3	0	31933,4	50000,0	0,85	15374,8	4042,8
4	0	31933,4	50000,0	0,81	14569,8	18612,7
5	0	31933,4	50000,0	0,76	13807,0	32419,7
6	0	31933,4	50000,0	0,72	13084,1	45503,8
7	0	31933,4	50000,0	0,69	12399,1	57902,8
8	0	31933,4	50000,0	0,65	11749,9	69652,7
Итого			400000,0		69652,7	144569,1



Рисунок 4.1. График для расчета ВНД

Рисунок 4.2. График, отражающий окупаемость проекта

4.6 Вывод по разделу 4

В главе была рассмотрена экономическая эффективность проекта. Результаты показывают, что проект окупиться за 2,7 квартала.

По индексу доходности можно судить о рентабельности проекта. Проект рентабелен, т.к. он получился больше единицы.

5. Обеспечение безопасности при работе со стендом моделирования

Темой дипломного проекта является разработка методического обеспечения по обслуживанию и использованию лабораторного комплекса полунатурного моделирования локальной активно-адаптивной сети. Основной аудиторией являются студенты, для которых это часть учебного процесса. К тому же комплекс будет использован для проведения различных экспериментов и курсов повышения квалификации.

Ввиду вышесказанного необходимо проанализировать и при необходимости улучшить условия труда, и разработать инструкцию по охране труда, ознакомление с которой должно быть обязательным перед началом работы с комплексом.

5.1 Анализ опасных и вредных факторов

По ГОСТ 12.0.003 - 74 опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: физические, биологические, химические и психологические.

В нашем случае на человека могут воздействовать только физические и психологические факторы.

5.1.1 Характеристика помещения

Площадь помещения составляет 49 м², высота помещения - 3,2 м.

Стены помещения окрашены светлой краской с коэффициентом отражения 0,6. Потолок подвесной, выполнен с использованием декоративной полимерной плитки с коэффициентом отражения 0,8. Имеются в наличии санитарно-эпидемиологические заключения о пригодности к использованию декоративной полимерной плитки. Пол покрыт нескользкой керамической плиткой.

Помещение имеет искусственное освещение. Система искусственного освещения - общее равномерное. В аудитории спроектировано нужное количество светильников серии OPL/R 418 с четырьмя люминесцентными лампами мощностью 18 Вт. Габариты светильника - 595 x 595 х 72 мм.

Помещение оснащено централизованной системой отопления, вытяжной вентиляцией. Такая планировка помещения обеспечивает температуру воздуха в помещении на уровне от +22 до +24 ⁰C и относительная влажность воздуха от 50 до 60 %. Скорость движения воздуха при этом не превышает 0,1 м/с. Однако в период летних жарких дней, температура в помещении может доходить до +26 +28 ⁰С.

Электрическая сеть рассчитана на напряжение 220 В. Кабели локальной сети расположены в специальных коробах и содержат крепления.

Тип системы электроснабжения TN-C-S.

Имеется огнетушитель ОУ-2. В аудитории установлена пожарная сигнализация представляющая собой пожарный извещатель и оповещатель.

В результате анализа характеристик помещения можно выделить следующее согласно общим требованиям охраны труда:

- отделка помещения, мебель, оргтехника и оборудование соответствуют эргономическим требованиям, что благоприятным образом сказывается на эмоциональном состоянии сотрудников;

- хорошее качество монтажа сетевого оборудования;

- помещение оборудовано системами освещения, вентиляции и отопления, однако нет системы кондиционирования воздуха;

- присутствуют средства пожаротушения.

Контроль над состоянием электрической проводки и всех электроприборов ведет ответственный за пожаробезопасность - заведующий лабораториями. Учебная аудитория по взрывопожарной и пожарной опасности относится к категории В4, как пожароопасная, так как имеются твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть [12].

5.1.2 Характеристика рабочего места

Рабочее место лаборантов состоит из специализированных лабораторных столов в количестве двух штук, и на каждом столе стоят компьютеры, оснащенные ЖК-мониторами. На стене расположены 60-дюймовые ЖК-панели. На рабочем месте также находятся шкафы автоматики, запираемые на ключ. Напряжение питания шкафа 220 В.

Системные блоки, собраны на основе высококачественных комплектующих, что снижает уровень шума, издаваемый при работе. Клавиатура имеет подставку, что позволяет регулировать ее положение. Мышки оптические, имеют специализированные коврики. Приобретённые для учебной аудитории ПЭВМ соответствуют требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.

Длина рабочего стола составляет 1200 мм, ширина 900 мм. Поверхность стола горизонтальная.

Стул специализированный компьютерный. Высота поверхности сидения регулируется в диапазоне 430-570 мм, имеется механизм качания спинки с фиксацией в нескольких положениях.

Таким образом, при анализе рабочего места не выявлено существенных недостатков, затрудняющих выполнение заданий или приводящих к нарушению безопасности условий труда.

5.1.3 Анализ параметров микроклимата и шумового воздействия.

Одним из недостатков рабочего помещения является то, что рабочее помещение плохо приспособлено к тому, чтобы создать людям, находящимся в помещении, оптимальную температуру. В период летних жарких дней, температура в помещении может доходить до +26 +28 ⁰С. Столь высокая температура способствует быстрому утомлению и может привести к перегреву организма, став причиной теплового удара. При попытке проветривания помещения путем, открытия окон и входной двери, возникают сквозняки, которые наоборот способствуют переохлаждению организма, что становится причиной простудных заболеваний. В качестве оптимального микроклимата для персонала, с учетом требований, предъявляемых к оборудованию рабочего помещения, установлен микроклимат, отвечающий характеристикам: температура: +22 +24 ⁰С, относительная влажность от 40 до 60%, подвижность воздуха не более 0,1 м/с.

Согласно Санитарным правилам и нормам (СанПиН) 2.2.4.548--96 работы, выполняемые на данном стенде соответствуют категории Ia -- работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п.).

В зимнее время температура воздуха в комнате составляет 19-25 ⁰С, что соответствует норме. Это связано с тем, что окна оборудованы стеклопакетами, и имеется централизованное отопление.

Что касается шумового загрязнения, то его источниками являются системный блок, серверный шкаф и блоки питания стенда. Шум выражается в нарушениях деятельности нервной системы. Так как шумовые явления обладают свойством кумуляции, то есть, накапливаясь в организме, шум все больше и больше угнетает нервную систему. Из других последствий повышенного уровня шума можно выделить: преждевременное утомление, ослабление внимания и памяти.

В течение всего рабочего дня персонал подвергается шумовому воздействию работы компьютера, сервера и блока питания стенда. И хотя шум невелик, его монотонность отрицательно сказывается на пользователях ПЭВМ.

В ходе проведения аттестации рабочих мест сотрудников отдела эксплуатации, на соответствие требованиям безопасности, в рабочем помещении провели замеры показателей уровня шума, которые показали, что показатели шума полностью соответствуют нормам ГОСТ 12.1.003-83 (шум). Уровень шума не превышает 50 дБА. Это объясняется главным образом тем, что вся установленная электронно-вычислительная техника является новой и соответствует всем необходимым стандартам.

Проанализировав микроклиматические факторы и шумовое воздействие, выяснили, что нарушений нет.

5.1.4 Анализ электрической системы стенда

Электрический ток представляет собой скрытый тип опасности, т.к. его трудно определить в токо- и нетоковедущих частях оборудования, которые являются хорошими проводниками электричества. Смертельно опасным для жизни человека в электроустановках до 1 кВ считают ток, величина которого превышает 0,05А. При работе со стендом нет опасности получить удар током, т.к. ток, передаваемый по проводам составляет миллиамперы, а открытые токопроводящие части закрыты в шкафу на ключ [13].

Питающее напряжение блоков стенда - переменное 220В. Данные величины тока и напряжения опасны для человека, поэтому, несмотря на то, что электроустановка имеет необходимые средства защиты (защитное заземление выполненное по системе TN-C-S, в качестве аппаратов защиты предусмотрены автоматические выключатели двухполюсные и однополюсные), с целью предупреждения поражений электрическим током к работе должны допускаться только лица, изучившие инструкцию по охране труда и прошедшие инструктаж по эксплуатации данного стенда.

5.1.5 Анализ воздействия электромагнитных полей на организм человека

Источниками переменных электрических и магнитных полей в ПЭВМ являются узлы, в которых присутствует переменное высокое напряжение, и узлы, работающие с большими токами.

По частотному спектру электромагнитные поля разделяются на две группы:

- поля в диапазоне частот от 50 Гц до 2 кГц, источниками которых являются блок сетевого питания и блок питания контроллера;

- поля в диапазоне частот от 15 кГц до 80 кГц, источниками которых являются и блок сетевого питания ПЭВМ (в случае, если он импульсный).

Поля, порожденные посторонними источниками, определяются физическими особенностями этих источников, положением их по отношению к рабочему месту. Часто фоновые поля имеют общий источник - сеть электропитания, дающую существенный вклад на частоте 50 Гц и ее гармониках.

По результатам проведенного анализа, выяснили, что грубых нарушений в учебной аудитории нет т.к. соблюдаются все правила обращения с ПЭВМ.

5.2 Мероприятия по обеспечению безопасности при проведении лабораторных работ

Главной мерой по обеспечению безопасности является работа с персоналом. В лабораторию, должен быть назначен, в соответствии с приказом, ответственный за пожарную безопасность. В обязанности ответственного лица входит обеспечение мер пожарной безопасности: проверка исправности огнетушителей, контроль подводящих кабелей, инструктаж студентов и ознакомление их с путями эвакуации.

5.2.1 Мероприятия по созданию оптимального микроклимата.

Неудовлетворительные параметры микроклимата были определены как один из негативных факторов, влияющих на безопасность работы. Было установлено, что температурный режим рабочего помещения не соответствует ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.4 548-96.

Нормализация микроклимата помещения достигается следующими мероприятиями:

- улучшением вентиляции помещения за счет вытяжных вентиляторов и нормального функционирования встроенной вентиляции здания;

- приведение параметров отопления к нормам ГОСТ.

Однако в рассматриваемом помещении лаборатории имеются системы вентиляции и отопления, которые соответствуют нормам охраны труда, но отсутствует система кондиционирования воздуха, поэтому для приведения параметров микроклимата к требуемым нормам, в рабочем помещении должна быть произведена установка устройства кондиционирования воздуха. Основным критерием при выборе устройства кондиционирования должно быть обеспечение параметров микроклимата в рабочем помещении, приведенных в таблице 5.1 [14].

Таблица 5.1

Параметры микроклимата для помещений с ПЭВМ

Период года	Параметр микроклимата	Величина
Холодный	температура воздуха в помещении относительная влажность скорость движения воздуха	22…24°С 40…60% до 0,1м/с
Теплый	температура воздуха в помещении относительная влажность скорость движения воздуха	23…25°С 40…60% 0,1 м/с

5.2.2 Мероприятия по обеспечению требований к освещению.

Помещения для эксплуатации ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение. Эксплуатация ПЭВМ в помещениях без естественного освещения допускается только при соответствующем обосновании и наличии положительного санитарно-эпидемиологического заключения, выданного в установленном порядке.

Естественное и искусственное освещение должно соответствовать требованиям действующей нормативной документации. Окна в помещениях, где эксплуатируется вычислительная техника, преимущественно должны быть ориентированы на север и северо-восток.

Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы дисплеи были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.

Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, следует применять системы комбинированного освещения.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк. Такого соотношения освещенности на рабочем месте и на экране монитора можно достичь благодаря подбору необходимых светильников и ламп; а так же регулированием яркости и контраста самого монитора.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м².

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

В качестве источников света при искусственном освещении следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы.

Для освещения помещений с ПЭВМ следует применять светильники с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пуско-регулирующими аппаратами. Допускается использование многоламповых светильников с электромагнитными пуско-регулирующими аппаратами, состоящими из равного числа опережающих и отстающих ветвей. Коэффициент запаса (Кз) для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1,4. Коэффициент пульсации не должен превышать 5%.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп [15].

5.2.3 Мероприятия по обеспечению требований электро- и пожарной безопасности

В соответствии с правилами электробезопасности в помещении лаборатории должен осуществляться постоянный контроль состояния электропроводки, предохранительных щитов, шнуров, с помощью которых включаются в электросеть компьютеры, осветительные приборы, другие электроприборы. Электрические установки, к которым относится стенд и практически все оборудование ПЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.

Для обеспечения безопасности на случай возникновения пожара в лаборатории установлен огнетушитель ОУ-2, предназначенный для тушения электроустановок с напряжением до 1000 В. Огнетушащее вещество - двуокись углерода.

Особое внимание необходимо уделять эвакуации людей из помещения. Эвакуация проводится по заранее спланированным путям, которые стараются сделать минимальными для прохождения людьми до безопасного места. Схемы эвакуации расположены в доступных для взгляда человека местах. Все люди находящиеся в здании должны строго соблюдать эти разработанные инструкции для того, чтобы во время экстренной ситуации не произошло давки, травм, повреждений или других нелицеприятных вещей.

Для обеспечения электробезопасности и пожарной безопасности пользователь ПЭВМ должен руководствоваться инструкциями по безопасности. Всё рабочее оборудование должно проходить периодический, надлежащий осмотр. Помещение должно соответствовать правилам пожарной безопасности [16].

5.2.4 Инструкция по охране труда

1) Перед началом работ со стендом обязательно должен быть проведен инструктаж по охране труда.

2) Все операции с приборами и элементами (регулировка, включение тумблеров и тому подобное), должны производиться одним человеком и только одной рукой. Вторая рука должна быть свободной и не касаться аппаратуры стенда.

3) При обнаружении каких либо повреждений или неисправностей, а также при появлении дыма, искрения или запаха перегретой изоляции необходимо обесточить лабораторный стенд и сообщить об этом преподавателю или заведующему лабораторией.

4) В случае поражения человека электрическим током необходимо немедленно выключить питание стенда. Если отключение напряжения не может быть произведено быстро, нужно принять меры к изоляции пострадавшего от элементов, находящихся под напряжением. Для этого необходимо использовать резиновые перчатки, резиновый коврик или такие подручные средства, как сухая одежда, сухие деревянные элементы и другие изоляторы. При потере пострадавшим сознания и дыхания необходимо делать ему искусственное дыхание до прибытия врача.

5.2.5 Инструкция по противопожарной безопасности

Курить в лаборатории запрещается.

Аудитория должна содержаться в чистоте.

Запрещается:

· загромождать проходы к электрощитам;

· загромождать эвакуационные пути и выходы;

· эксплуатировать электропровода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией;

· пользоваться поврежденными розетками, рубильниками и другими электроустановками;

После окончания работы осмотреть помещение, выключить электрооборудование и свет, сдать под охрану.

5.2.6 Действия в случае возникновения пожара

Действия в случае возникновения пожара:

1. Сообщить в пожарную охрану по телефону 01 (с сотового телефона - 010), назвать адрес г. Пермь, ул. Поздеева 7, фамилию звонящего, одновременно сообщить ответственному за пожарную безопасность в лаборатории.

2. Принять меры к эвакуации людей и материальных ценностей.

3. Отключить электроэнергию с помощью автоматического выключателя.

4. Прекратить все работы, кроме работ, связанных с мероприятиями по ликвидации пожара.

5. Принять меры к тушению пожара с помощью огнетушителя ОУ-2. Огнетушитель ОУ-2 приводится в действие: сорвать пломбу, выдернуть чеку, нажать на рычаг и направить струю на пламя.

6. Принять меры к встрече пребывающих подразделений пожарной охраны.

5.3 Расчет освещения

Расчет освещения проводился с помощью специального программного обеспечения DIALux v 4.10. На рисунке 5.1 отражены размеры помещения и расположение светильников на потолке. В программу были введены необходимые параметры для расчета: материал бетона, цвет обоев, материал потолка и в базе был выбран установленный светильник (OPL/R 418 фирмы «Световые технологии») в количестве 18 штук.

Рисунок 5.1. Размещение светильников в помещении

Результаты расчётов программы отражены на рисунке 5.2. Таким образом, получаем, что на рабочей поверхности существующая система освещения дает освещенность 300-400 лк, что удовлетворяет необходимым требованиям по СНиП 52.13330-2011 «Естественное и искусственное освещение».

Рисунок 5.2. Изолинии на рабочей плоскости (закрашено - место установки стенда)

5.4 Вывод по разделу 5

Безопасность жизнедеятельности при выполнении лабораторных работ целиком и полностью зависит от принятия вышеуказанных мер для ограничения воздействия опасных и вредных факторов. Произведенный расчет освещенности, создаваемой существующей системой освещения, соответствует нормальным показателям освещенности.

Необходимым также является инструктаж обслуживающего персонала на тему оказания первой медицинской помощи в случае поражения электрическим током.

Заключение

В результате выполнения выпускной квалификационной работы было изучено аппаратное и программное обеспечение комплекса полунатурного моделирования локальной активно-адаптивной сети, разработаны методики установки, использования и расширения возможностей комплекса.

Проведено технико-экономическое обоснование рентабельности проекта, содержащееся в соответствующем разделе. По всем показателям проект получился выгодный со сроком окупаемости 2,7 квартала.

В разделе безопасности жизнедеятельности рассмотрены необходимые мероприятия для обеспечения безопасности во время работы с комплексом, составлен инструктаж по охране труда и произведен расчет существующей системы освещения, подтвердивший, что используемые светильники дают достаточную освещенность в рабочей зоне, укладывающуюся в пределы нормы.

Список использованных источников:

1. Дорофеев В.В., Макаров А.А. Активно-адаптивная сеть - новое качество ЕЭС России. // Энергоэксперт - 2009. - №4. - С. 28-34.

2. Мировой и российский рынок технологий SMART GRID / Информационно-аналитическое агентство Cleandex. [Электронный ресурс] - URL: http://www.cleandex.ru/articles/2010/04/13/smart_grid_market (дата обращения 15.05.2013).

2. Ледин С.С., Интеллектуальные сети Smart Grid -- будущее российской энергетики. // Автоматизация & IT в энергетике - 2010. №11. - С. 4-8.

4. Ю.С. Боровиков, А.С. Гусев, Концепция и средства гибридного моделирования в электро и теплоэнергетике. / Томский политехнический университет ЭНИН, ЭСС. 2011.

5. Программно-технический комплекс RTDS / АБС ВНИИР. [Электронный ресурс] - URL: http://www.vniir.ru/RTDS/about/ (дата обращения 15.05.2013).

6. КАСКАД-НТ 2.0 / Конструктор человеко - машинных интерфейсов без программирования [Электронный ресурс] - URL: http://www.cascade-nt.narod.ru/ (дата обращения 16.05.2013).

7. TCP/IP / Википедия - свободная энциклопедия. [Электронный ресурс] - URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/TCP/IP (дата обращения 15.05.2013).

8. Аппаратный комплекс полунатурного моделирования локальной активно-адаптивной сети. Методическое пособие - ООО «Битлис-МЭН», Армения - 2012. 35 с.

9. KEPServerEX v5 OPC and Communications Server Features / Kepware Technologies - OPC Servers [Электронный ресурс] - URL: http://www.kepware.com/Products/kepserverex_features.asp (дата обращения 16.05.2013).

10. Logging Data with National Instruments Citadel / National Instruments [Электронный ресурс] - URL: http://www.ni.com/white-paper/6579/en (дата обращения 16.04.2013).

11. Федеральный Государственный Стандарт Высшего Профессионального Образования от 25.10.2012 по направлению подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» (классификация (степень) бакалавр).

12. НПБ 105-95. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

13. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ Р М-016-2001. РД 153-34.0-03.150-00

13. Правила устройства электроустановок. Издание 7.

14. СанПиН 2.2.4 598-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

15. СанПиН 2.2.1/2.2.1.1278-03 «Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещённому освещению жилых и общественных зданий».

16. ГОСТ12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования».

Размещено на Allbest.ru

...