Введение
1.Безопасность и бесперебойность электроснабжения
1.1Защита от вредного и опасного воздействия электричества
1.2Применение защит
1.3Выбор расцепителей
2.Методы исследования
2.1Выбор типа координации для защиты электроустановок
2.2Определение значений токов короткого замыкания на
исследуемых линиях
2.2.1Расчетный метод
2.2.2Эмпирический метод
2.3Селективность и резервная защита
3.Описание исследования
3.1Выбор аппаратов защиты и сечения проводников для практического применения на объекте исследования
3.1.1Выбор аппарата защиты по отключающей способности
3.1.2Выбор уставок расцепителя
3.1.3Выбор уставок расцепителя АВ по току нагрузки
3.1.4Выбор сечения проводников
3.2Программа промышленного аудита в части электробезопасности
3.2.1Структура электроснабжения
3.2.2Результаты обследования
3.2.3Программа аудита
Заключение
Список используемых источников
Приложение А Протокол измерения полного сопротивления петли фаза-нуль
Приложение Б Однолинейные схемы исследуемых электрических сетей
Приложение В Тип ВА, отключающая способность ВА, значения уставок расцепителя ВА, сечение проводников
Приложение Г Выбор автоматических выключателей по допустимому длительному току (сечению проводника) и измеренному току однофазного короткого замыкания для действующих (существующих) кабелей
Приложение Д Выписка из протокола совещания филиала ООО «САФ НЕВА»
Приложение Е Заявка по разработке рекомендаций
Электробезопасность играет значительную роль в системе промышленной безопасности и регламентируются правовыми [55]-[58], нормативными [4]-[23] и техническими [50]-[54] документами.
Электрическая безопасность включает в себя правовые, социальноэкономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Своевременно проведение организационных мероприятий и применение технических средств, предотвращающих вредное и опасное воздействие электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества на работающих. Безаварийное электроснабжение обеспечивает непрерывное и надежное функционирование производства и снижает риски на опасных производственных объектах. Описание требований к аппаратам защиты рассмотрено в работах советских и российских авторов [1], [2], [24]-[39], [49], [59]-[64], также учитывалась информация, опубликованная в иностранной научной литературе [65]-[73].
Целью настоящей работы является разработка программы аудита по обеспечению безопасной эксплуатации существующей системы питающих, распределительных и групповых сетей электроснабжения производственных участков филиала ООО «САФ НЕВА» в г. Кургане с выдачей заключения о работоспособности и рекомендаций по улучшению защиты электрических линий от сверхтоков в связи с модернизацией производства и изменением потребляемой мощности электроустановки.
Неотъемлемой частью электробезопасности систем электроснабжения являются автоматические выключатели, которые работают как в номинальных режимах, оперативных коммутаций, так и в аварийных режимах, при перегрузках и коротких замыканиях [40]-[48] . С усложнением схем и увеличением потребляемой мощности, связанными с реконструкциями технологических процессов и установкой более энергоёмкого оборудования, встал вопрос о перегруженности питающих электролиний. При увеличении нагрузки аппараты защиты в начале этих линий перестают выполнять свои функций по обеспечению безопасности, такие как время отключения защиты от токов перегрузки и коротких замыканий, поэтому значения уставок расцепителей автоматических выключателей, подобранные под конкретные нагрузки, нужно менять под новые условия работы. При использовании автоматов с нерегулируемыми уставками необходимо заменять автоматический выключатель. При этом замена автоматического выключателя возможна, если выполняется требования к сечению жил кабеля при новых условиях работы. В противном случае потребуется замена используемого кабеля на новый, с большим сечением.
Номинал автоматического выключателя (In) выбирают по току нагрузки токоприёмника, сечению и материалу проводника. Большинство применяемых на предприятии автоматических выключателей имеют тепловые и электромагнитные расцепители с нерегулируемыми уставками и составляют: для теплового - 1 In, для электромагнитного - 10 In. При заниженном значении In автоматического выключателя происходит ложное срабатывание защиты от номинальной нагрузки. Это относится к автоматическим выключателям расположенным как в начале, так в конце линии. Кроме того, усложняется обеспечение принципа селективности. Селективность защиты обеспечивает рабочий режим возможно большей части неповрежденной сети и отключение поврежденного её участка.
Одним из решений этой проблемы является установка автоматических выключателей с электронными расцепителями, с возможностью регулировки уставок расцепителя в широком диапазоне и по нагрузке, и по току короткого замыкания, от перегрузки - 0,4-1 In , от короткого замыкания - 1-12 In. Есть функция по защите от короткого замыкания с задержкой срабатывания по времени для настройки селективности.
После проведенного анализа применяемых на предприятии автоматических выключателей и кабельных линий и соответствие их характеристик требованиям обеспечения защиты сетей электроснабжения было предложено применить автоматические выключатели с электронными расцепителями, работа которых обеспечит гарантированную защиту от токов перегрузки и токов короткого замыкания, с возможностью настройки расцепителей для дальнейшей эксплуатации существующих кабельных линий без нарушений требований по электробезопасности. Кроме того, использование предложенной схемы обеспечит резервную защиту по предельной наибольшей отключающей способности автоматов. Электронный расцепитель из-за мгновенной скорости срабатывания идеально подходит для силовых электросетей. Автоматические выключатели в литом корпусе с электронными расцепителями отличают компактные размеры и исполнение в корпусе из термореактивной пластмассы, их очень удобно монтировать на DIN-рейку. Отсутствие подвижных механических элементов значительно повышают надежность расцепителя. Кроме того электронный расцепитель обладает широким диапазоном настроек, позволяя выбирать параметры автоматического выключателя под конкретные требования защиты электрической цепи.
В процессе исследований были рассчитаны номинальные токи автоматических выключателей, численные значения уставок электронных расцепителей, сечения жил кабелей. После этого было проведено сравнение полученных данных с результатами измерений, как по токовым нагрузкам, так и по току однофазного короткого замыкания. Инструментальные замеры параметров электрической цепи проводились для сравнения значений сопротивления кабельных линий, полученных методом расчетов, учитывая переходные контактные соединения. Полученные данные по выбору автоматического выключателя и значению уставок расцепителя, после сравнения методов, отображены в приложении В.
Разработан алгоритм расчетов безопасной работы линий при сверхтоках с учетом селективности и резервной защиты.
Разработана программа аудита. Рекомендуемые значения параметров автоматических выключателей и кабелей занесены в таблицы.
При изменений мощности электроустановки, связанных с увеличением количества потребляемой электроэнергии, при условии резерва по сечению кабеля, необходимые параметры автоматического выключателя для обеспечения безопасности настраиваются по скорректированным значениям уставок регулируемого электронного расцепителя и не потребует замены дорогостоящих аппаратов и кабелей.
Работы были проведены по решению руководства предприятия (Приложение Д) и заявке (Приложение Е).
Работа оформлена в соответствии с требованиями методических указаний по выполнению и оформлению выпускных квалификационных работ [3], [24], [26].
1.Абрамов М.Б. Алиев И.И. Электрические аппараты: Справочник - М.: РадиоСофт, 2004
2.Бунич Я. М., Глазков А. Н., Кастовский К. А. Электрооборудование промышленных предприятий - М., Стройиздат, 1981
3.Выполнение и оформление выпускных квалификационных работ, научно-исследовательских работ, курсовых работ магистров и отчетов по практикам [Электронный ресурс] : методические указания / М. Б. Быкова, Ж. А. Гореева, Н. С. Козлова, Д. А. Подгорный. - Электрон. текстовые данные. - М. : Издательский Дом МИСиС, 2017. - 76 с. - 2227-8397. -
http: //www.iprbookshop .ru/72577.html
4.ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность Общие требования
5.ГОСТ Р 12.1.009-2009 "Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения"
6.ГОСТ Р 12.1.019-2009. Национальный стандарт Российской Федерации. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
7.ГОСТ Р 50030.1-2007 (МЭК 60947-1:2004) Аппаратура
распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие требования
8.ГОСТ Р 50030.2-2007 (МЭК 60947-1:2004) Аппаратура
распределения и управления низковольтная. Часть 2. Автоматические выключатели
9.ГОСТ Р 50030.3-99 (МЭК 60947-3-99) Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 3. Выключатели, разъединители, выключатели-разъединители и комбинации их с предохранителями
10.ГОСТ Р 50030.4.1-2002 (МЭК 60947-4-1-2000) Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 4-1. Контакторы и пускатели. Электромеханические контакторы и пускатели
11.ГОСТ Р 50030.5.1-2005 (МЭК 60947-5-1:2003) Аппаратура
распределения и управления низковольтная. Часть 5. Аппараты и коммутационные элементы цепей управления. Глава 1.
Электромеханические аппараты для цепей управления
12.ГОСТ Р 50031-2012 (МЭК 60934-98) Автоматические выключатели для оборудования (АВО)
13.ГОСТ Р 50571.3-94 / МЭК 364-4-41-92) Электроустановки зданий. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током - Москва : Издательство стандартов, 1995 - 22 с.
14.ГОСТ Р 50571.8-94 / МЭК 364-4-47-81 Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Общие требования по применению мер защиты для обеспечения безопасности. Требования по применению мер защиты от поражения электрическим током - Москва : Издательство стандартов, 1995 - 4 с.
15.ГОСТ Р 50571.5.53—2013 / МЭК 60364-5-53:2002
Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Коммутационная аппаратура и аппаратура управления : национальный стандарт Российской Федерации / Москва : Стандартинформ , 2015 - 26 с.