5.3 Визначення характеристик електробезпеки

Якщо нехтувати впливом дотику людини на струм через заземлюючий пристрій, то напругу дотику Uд і кроку Uк можна визначити по еквівалентних схемах рис. 5.1, де роль еквіпотенційних ЕРС Ед і Ек грають різниці потенціалів між точками дотиків людини (коли відсутній шунтуючий вплив опору його тіла, R_т = 1000 Ом).

а) б)

Рисунок 5.1 - Еквівалентні схеми для визначення Uд (а) і Uк (б)

Падіння напруги Uд і U_К на R_T в схемах, зображених на рис. 5.1 визначається без урахування взаємного екранування ступнею, що дає деяке завищення небезпечної дії.

Ступні замінюються круглими металевими пластинами, що знаходяться на ґрунті. Опір кожної ступні

,

де - питомий поверхневий опір ґрунту, Ом ∙ м.

Напруги дотику Uд і кроку U_К визначаються по формулах:

Зниження Ед і Ек досягається шляхом зменшення опору заземления Rзп, який визначається еквівалентним опором ґрунта і конструкцією заземлювача.

За розрахункове значення напруги дотику береться максимальна різниця потенціалів між потенціалом заземлювача і найменшим потенціалом поля заземлювача на поверхні землі:

де - коефіцієнт напруги дотику; I - розрахунковий струм однофазного короткого замикання, A; R - опір заземлючого пристрою, Ом; U - напруга на заземлювачі, В.

Допустимі значення Uд, що регламентуються Правилами улаштування електроустановок, наведено в таблиці 5.3.

Таблиця 5.3 - Допустимі значення напруги дотику

Тривалість дії t, с	До 0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	Більше 1-3
Найбільша допустима напруга дотику Uд.доп., В	500	400	200	130	100	65

Як розрахункову тривалість дії струму однофазного КЗ слід приймати час, обчислений за формулою:

де - питомий опір ґрунту, Ом∙м; t - тривалість протікання струму, с;

Звідки Uд - розрахункове значення напруги дотику, В.

З розділу 3.3 відомо що U_Д = 400 В; ρ = 420 Ом ∙ м, тоді:

.

Порівняння розрахункового часу t з вибраною уставкою струмової відсічки релейного захисту дозволяє оцінити безпеку виконання робіт в працюючих електроустановках.

При визначенні значення допустимої напруги дотику як розрахункова тривалість дії слід приймати суму часу, що отримується від складання часу дії захисту і повного часу відключення вимикача. Визначаючи допустимі значення напруг дотику у робочих місць, слід приймати час дії резервного захисту, а для решти території підстанції - основного захисту.

ВИСНОВКИ

У даній роботі виконаний проект електричної мережі 110 кВ Херсонської області.

Проведені розрахунки потокорозподілу, втрат потужності і рівнів напруги для умов максимуму і мінімуму електричних навантажень, а також характерного післяаварійного режиму при відключенні найбільш завантаженої лінії.

Розглянуто регулювання напруги в сталих режимах роботи остаточного варіанту розвитку електричної мережі. Здійснені розрахунки показників надійності елементів електричної мережі. Визначена доцільності відключення одного із двох трансформаторів ПС у режимах зниження річного навантаження.

Також у роботі були виконані розрахунки аварійних режимів для перевірки устаткування підстанцій 110/10 кВ №6 на дію струмів КЗ, результати яких показують, що струми КЗ є припустимими з погляду відключаючої здатності високовольтних вимикачів. Тому заходи щодо обмеження струмів однофазних КЗ не передбачаються. Для даної підстанції були проведені розрахунки релейного захисту. Виконано розрахунок струмової відсічки для лінії з однобічним живленням, для захисту трансформатора був обраний максимальний струмовий захист і захист від перевантажень.

Проект містить питання грозозахисту підстанції з повітряними лініями: проведено розрахунок і вибір захисту устаткування підстанції від прямого удару блискавки, визначено очікуване число відключень повітряної лінії по грозі. В якості захисту підстації від прямих ударів блискавки служать 4 молнієвідвода, встановлених на порталах трансформаторів, для грозозахисту повітряних ліній передбачений грозозахисний трос. З метою забезпечення безпеки експлуатації електроустаткування, був проведений розрахунок напруги дотику для заземлюючого пристрою.

Захист підстанції від набігаючих з ПЛ хвиль атмосферних перенапружень здійснюється за допомогою ОПН, довжина захисного підходу складає 299 м.

Як відомо з досвіду експлуатації мереж 110 кВ, прийнятним є значення 250 років безвідмовної роботи по грозі, отримане у роботі значення 320 років з надлишком задовольняє сучасним вимогам.

Також були розроблені рекомендації щодо виконання грозозахисту повітряних ліній і підстанцій.

У економічній частині проекту визначені основні техніко-економічні показники електричної мережі 110  такі, як сумарні втрати потужності і електроенергії; питомі показники капітальних вкладень для ліній, підстанцій (і мережі; прибуток, балансовий прибуток, поточний річний чистий прибуток, інтегральний ефект , рентабельність інвестицій, строк окупаємості знаходяться у діапазоні найбільш прийнятних значень.

У роботі також були розглянуті питання, що стосуються охорони праці і захисту навколишнього середовища. Вказані заходи щодо техніки безпеки при оперативному обслуговуванні, проведена перевірка характеристик електробезпеки. Вплив електричної мережі на навколишнє середовище знаходиться в допустимих межах. Електробезпека обслуговуючого персоналу відповідає всім нормам.

Таким чином, розроблений варіант розвитку електричної мережі 110 кВ задовольняє всьому комплексу технічних вимог електропостачання при дотриманні нормативів надійності і якості.

СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ

1 Нормы технологического проектирования энергетических систем и электрических сетей 35 кВ и выше. ГКД 341.004.003-94.  Киев, 1994.

2 Правила улаштуванняелектроустановок. – Харкiв: Форт, 2011.

3 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 6–750 кВ. ГКД 341.004.001-94. – Киев, 1994.

4 Определение экономической эффективности капитальных вложений в энергетику. Методика. Энергосистемы и электрические сети. ГКД 340.000.002-97. – Киев, 1997.

5 Барбашов И.В., Веприк Ю.Н., Черкашина В.В., Шутенко О.В. Основы анализа установившихся режимов электрических систем и сетей: Учебное пособие.  Харьков: НТУ «ХПИ», 2010.

6 Справочник по проектированию электроэнергетических систем/Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

7 Нормы технологического проектирования воздушных линий электропередачи 0,38750 кВ. Провода линий электропередач 35750 кВ. ГКД 341.004.002-94. – Киев, 1994.

8 Барбашов И.В. Общая характеристика современных электрических систем и сетей: Учебное пособие. ‑ Харьков: НТУ «ХПИ», 2002.

9 Пособие по проектированию городских и поселковых электрических сетей (к ВСН 97-83) / Гипрокоммунэнерго, МНИИТЭП.  М.: Стройиздат, 1987.

10 Электрические системы. Режимы работы электрических систем и сетей / Под ред. В.А. Веникова. – М.: Высш. шк., 1975.

11 Идельчик В.И. Расчеты и оптимизация режимов электрических систем; Энергоатомиздат; 1998; 288с.

12 Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.- М.,Энергия, 1987. 520 с.

13 Веприк Ю.Н. Комплекс программ для моделирования и диагностики режимов электрических систем.

14 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектировани.-М.: Энергоатомиздат,1989, -463 с.

15 Рук Указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования/ Под ред. Б.Н. Неклепаева. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС. – 152 с.

16 ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Киев. ГОССТАНДАРТ УКРАИНЫ. 1999.

17Рожкова Л.Д. Електрообладнаннястанцій і підстанцій. – М.: Энергоиздат, 1987.

18Електротехнічний довідник. /Т.3. Виробництво та розподіл електричної енергії. М.: Энергоиздат, 1988.

19 Разевіга Д.В. Техніка високихнапруг. – М., 1964.

20 Гуль В. І. Розробка рекомендацій по грозозахисту підстанцій 110/10 кВ с двомаповітряними лініями. Харків, 1998.

21 Гуль В. И. Изоляция высоковольтных элементов электрической системы. Заземление:учеб.пособ./В.И. Гуль.−Х.:НТУ «ХПИ»,2011.−176 с.

22 Гуль В.И., Нижевский В.И., Хоменко И.В., Шевченко С.Ю., Чевычелов В.А Координация изоляции и перенапряжения в электрических высоковольтных сетях:учеб.пособ./ В.И. Гуль , В.И.Нижевский, И.В.Хоменко. и др.;под редакцией проф.Гуля В.И.−Харьков:ТОВ «ЭДЕНА», 2009.−270 с.

23 ДБН Д.1.1-1-2000 «Правила визначення вартості будівництва»

24 ДБН Д.1.1-7-2000 «Правила визначення вартості проектних робіт»

25Письмо Міністерства регіонального розвитку, будівництва і житлово-комунального господарства України від 17.07.2012р. №7/15-11715

26 Сборник цен на проектные работы для строительства. Раздел 1 «Электроэнергетика»// М.-1990

27 Фабисович Д.Л., Карапетян И.Г. «Укрупненые стоимостные показатели електрических сетей 35-1150кВ//М. НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик» 2003

28Техника безопасности в электроэнергетических установках. Справочное пособие. Под ред. П.А.Долина. М., Энергоатомиздат, 1988.

29 Методические указания к квалификационной работе бакалавр электротехники. Раздел «Охрана труда и защита окружающей среды». Составил Волков В.П. Харьков, НТУ «ХПИ», 2001.

30 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ. Под ред. С.С, Рокотяна и Я.С.Самойлова. М. Энергоиздат, 1982.

31 Волков В.П., Бондаренко В.Е. Расчет и проектирование заземляющих устройств электроустановок высокого напряжения. Учебное пособие. К., УМКВО, 1990.

32 Правила безопасной эксплуатации электроустановок. Киев. Форт, 2000.