Разработка и внедрение лаборатории по курсу «Электромагнитная обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях». Проектирование, монтаж, наладка и методическое обеспечение лабораторной
работы «Определение напряжения прикосновения на подстанциях напряжением 110 кВ и выше
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Общие технические и проектные решения по разработке и внедрению лаборатории по курсу «Электромагнитная обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях» 6
1.1 Актуальность разработки лаборатории по курсу «Электромагнитная
обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях» 6
1.2 Описание лаборатории по курсу «Электромагнитная обстановка и
электромагнитная совместимость на подстанциях» 11
1.3 Схема электроснабжения и приборный парк лаборатории 36
1.4 Вывод по первой главе 38
Глава 2 Теоретическое обоснование и моделирование работы стенда в
компьютерное среде 39
2.1 Общие понятия и основные закономерности напряжения прикосновения .. 39
2.1.2 Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе 40
2.1.3 Напряжение прикосновения при групповом заземлителе 41
2.1.4 Напряжение прикосновения с учетом падения напряжения в
сопротивлении основания на котором стоит человек 46
2.1.5 Метод «амперметра-вольтметра» для определения напряжения
прикосновения 48
2.1.6 Основные выводы по разделу 2.1 50
2.2 Общие понятия и основные закономерности металлосвязи 50
2.2.1 Металлосвязь 50
2.2.2 Основные закономерности и метод измерения металлосвязи 50
2.2.3 Основные выводы по разделу 2.2 52
2.3 Компьютерное моделирование металлосвязи и напряжения прикосновения 53
2.3.1 Результат моделирования сопротивления металлосвязи 54
2.3.2 Результаты моделирования с использованием шины уравнивания
потенциалов 56
2.3.3 Результаты моделирования напряжения прикосновения 56
2.3 Выводы по второй главе 58
Глава 3 Разработка конструкции стенда, монтаж, наладка и апробация работы стенда 59
3.1 Разработка дизайна и конструкции стенда 59
3.2 Выбор рабочего напряжения и автоматического выключателя 62
3.3 Разработка принципиальной электрической и монтажной схемы стенда .... 63
3.4 Измерительные приборы и оборудование 35
3.4 Апробация реальной схемы стенда 38
3.4.1 Апробация второй лабораторной работы «Определение напряжения
прикосновения» 38
3.5 Выводы по третьему разделу 40
Глава 4 Разработка методического обеспечения по выполнению лабораторной работы «Определение напряжения прикосновения на подстанциях 110 кВт и выше» 41
4.1.1 Введение 43
4.1.2 Техника безопасности при работах в лаборатории 43
4.1.3 Общие указания по оформлению отчетов 44
4.1.4 Общие положения 45
4.1.5 Термины и определения 51
4.1.6 Теоретические основы измерения сопротивления металлосвязи и
напряжения прикосновения 53
4.1.7 Лабораторная работа 58
4.2 Возможные варианты выполнения лабораторной работы с исходными данными и полученными результатами 62
Глава 5 Выполнение условий безопасности жизнедеятельности при монтаже и наладке лабораторного стенда 65
5.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 65
5.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда 65
5.3 Мероприятия по производственной санитарии 67
5.4 Мероприятия по пожарной и взрывной безопасности 68
Глава 6 Разработка сетевого графика 69
Заключение 73
Список используемой литературы 74
Широкое использование микропроцессорной техники устройств на подстанции напряжением 110кВт и выше требуется комплексное решение электромагнитной совместимости с оборудования подстанций и режимами её работ. К работам относятся: нормальный режим эксплуатации и аварийный режим обусловленный КЗ и разряд молнии в молнии приемник в подстанции.
Существенную роль в электромагнитной совместимости играет состояние и эффективность заземляющего устройства. Исходя из этого, электромагнитная совместимость включает в себя 3 основных раздела: диагностика заземляющего устройства, анализ эффективности молнии зашиты на подстанции, анализ электромагнитной обстановки.
Диагностика заземляющего устройства решает следующие задачи: -измерение и анализ сопротивления металлосвязи; определение схемы заземляющего устройства; определение удельного сопротивления грунта; измерения сопротивления заземляющего устройства; определения напряжения на заземляющем устройстве; определения напряжения прикосновения; определение распределением потенциалов установившихся токов КЗ; определение температурной устойчивости заземлителя, и экранов кабеля; определения распределения импульсов напряжения при КЗ на землю и ударов в молниеотвод; протекание токов через ограниченное напряжение; определения коррозийной устойчивости заземляющих проводников и заземлителя. [1]
Опыт эксперимента показывает, что одними из основных факторов заземляющих устройств является сопротивления металлосвязи и напряжения прикосновения.
Качество сопротивления металлосвязи эффективно ограничивает токи в экранах контрольных кабелей и обеспечивает надежное заземления оборудование подстанций, что оказывает положительное влияние на работоспособность микропроцессорных устройств, эксплуатируемых на подстанции.
Напряжение прикосновения обеспечивает безопасную работу персонала в аварийных режимах и тем самым сводят к минимуму человеческий фактор неправильный на работоспособность МПУ.
Целью настоящей дипломной работы является: создание лабораторий по курсу «Электромагнитная обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях». Разработка, монтаж, наладка и апробация работы стенда по изучению методов измерения сопротивления металлосвязи и напряжения прикосновения, а подстанции напряжением 110 кВ и выше. Для решения поставленной цели необходимо рассмотреть следующие задачи:
-выбор помещения для лабораторий;
-разработка системы электроснабжения лаборатории;
-выбор и компоновка лабораторных стендов;
-разработка, монтаж, наладка и апробация работы стенда по изучению методов измерения металлосвязи и напряжения прикосновения;
-разработка методического обеспечения по выполнению лабораторных работ «Измерение сопротивления металлосвязи» и «Измерение напряжения прикосновения»;
-разработка условий и рекомендаций для безопасного выполнения лабораторных работ;
-составление сетевого графика обеспечивающего своевременность выполнения дипломной работы.
Основные результаты работы изложены в следующих выводах:
1. Разработанная лаборатория, включающая в себя шесть стендов позволяет выполнить двенадцать лабораторных работ по курсу «Электромагнитная обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях»
2. Каждый стенд позволяет выполнять лабораторную работу в количестве вариантов от трёх до десяти. Варианты выполнения работ выдает преподаватель.
3. Компьютерное моделирование позволило разработать принципиальную схему стенда, на которой наглядно демонстрируются метод «амперметра-вольтметра» для оценки металлосвязи и напряжения прикосновения.
4. Компьютерное моделирование позволило оценить эффективность использование ШУП для снижения сопротивления и подсыпки для ограничения напряжение прикосновения.
5. Электрическая схема стенда полностью соответствует виртуальной схеме, полученной при моделировании, и позволяет выполнять по 5 вариантов для лабораторной работы по оценки сопротивления металлосвязи и напряжение прикосновения.
6. Апробация работы стенда позволяет разработать последовательность выполнения лабораторной работы, связанной как с измерениями, так и с расчетами сопротивлений металлосвязи и напряжений прикосновения.
7. В методическом обеспечении имеется введения, термины и определения теоретические основы, связанные с оценкой сопротивления мелаллосвязи и напряжение прикосновения, контрольные вопросы а так-же сводная таблица контрольных данных и полученных вариантов по выполнению каждого варианта лабораторных работ, что позволяет преподавателю оперативно оценивать качество полученных результатов студентами.
8. Разработанный стенд и методическое обеспечение полностью соответствует цели дипломной работы.
9. В лаборатории предусмотрено все условия для безопасного выполнения лабораторных работ с позиции безопасности жизнедеятельности человека.
10. Разработанный сетевой график позволил рассчитать время и силы для полноценного и качественного выполнения дипломной работы
ы 1. Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.130.15.105-2011. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок.
2.Основы техники безопасности в электроустановках П.А Долин, Москва «Энергоатомиздат 1984»
3. РД 34.45.51-300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. Москва «Издательство НЦ ЭНАС» Под общ. ред. Б.А. Алексеева, Ф.Л. Когана, Л. Г. Мамиконянца