Курсова робота Тех серіс Скудря
.pdfНАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ
ННІ ЕНЕРГЕТИКИ, АВТОМАТИКИ І ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
Спеціальність 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» Кафедра Електротехніки, електромеханіки, та електротехнологій
К У Р С О В И Й ПРОЕКТ
з дисципліни:
Технічний сервіс енергообладнання
(Варіант № 16 )
Оцінка _________________
Виконав студент 4-го курсу, групи ЕЕЕ-20001б, ОС "Бакалавр"
Скудря Микита Олександрович
Перевірив:
доцент Васюк В.В.
___________________
КИЇВ – 2023
Вступ
У сучасних умовах виробничого середовища важливе значення надається питанням безпеки та надійності електрообладнання. Один із важливих аспектів цієї проблематики - заземлення, яке відіграє ключову роль у забезпеченні ефективного захисту від електричних неполадок. Курсова робота присвячена розрахунку заземлювального пристрою повторного заземлення захисного проводу на вводі до виробничого об’єкту.
В умовах індустріального виробництва заземлення є важливим елементом електробезпеки та відповідає за нейтралізацію струмів у разі виникнення несприятливих ситуацій. Проектування та розрахунок заземлювальних пристроїв набувають особливого значення, оскільки вони повинні враховувати специфіку електротехнічного обладнання та забезпечувати його безперебійну роботу.
Ця курсова робота спрямована на вивчення процесу розрахунку заземлювальних пристроїв для захисного проводу, який подає електроенергію на виробничий об’єкт. Аналізуючи вимоги стандартів та технічних характеристик, ми спробуємо розробити оптимальне технічне рішення для забезпечення ефективного заземлення в умовах конкретного виробничого середовища. Особлива увага буде приділена аспектам ефективності, надійності та електробезпеки заземлювального пристрою повторного заземлення.
Мета даної курсової роботи - розглянути та розрахувати оптимальний заземлювальний пристрій для захисного проводу, забезпечуючи високий рівень безпеки та функціональності електрообладнання на виробничому об’єкті.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ РОЗДІЛУ З ДИСЦИПЛІНИ «ТЕХНІЧНИЙ СЕРВІС»
1.Розробити комплекс організаційно-технічних заходів щодо усунення небезпечних та шкідливих виробничих чинників на підприємстві
Розробка комплексу організаційно-технічних заходів щодо усунення небезпечних та шкідливих виробничих чинників на підприємстві є важливим етапом в забезпеченні безпеки праці та здоров'я працівників. Для досягнення цієї мети, слід враховувати конкретні особливості виробничого процесу та виділені ризики. Пропоную вам огляд та формулювання можливих заходів.
1.Аналіз робочого середовища:
•Проведення комплексного аналізу робочого середовища для визначення основних небезпечних та шкідливих чинників.
•Використання вимірювального обладнання та моніторингу для об'єктивного визначення рівнів шкідливих речовин та параметрів навколишнього середовища.
2.Впровадження системи управління безпекою:
•Визначення відповідальних осіб за здійснення заходів з охорони праці та безпеки на виробництві.
•Впровадження інтегрованої системи управління, яка передбачає навчання персоналу, відслідковування і аналіз інцидентів, а також систематичний аудит безпеки.
3.Інженерні заходи:
•Модернізація технічного обладнання та впровадження сучасних технологій з метою зменшення виділення небезпечних речовин.
•Встановлення систем вентиляції та очищення повітря для забезпечення здоров'я працівників.
4.Організаційні заходи:
•Введення графіків роботи, які мінімізують вплив небезпечних факторів на працівників.
•Проведення регулярних інструктажів та навчань з питань безпеки праці.
5.Медичний контроль та забезпечення:
•Організація регулярних медичних оглядів працівників, які піддаються впливу небезпечних чинників.
•Забезпечення персоналу необхідними засобами індивідуального захисту.
6.Ефективний моніторинг та аналіз:
•Постійний моніторинг захворюваності працівників та аналіз інцидентів для своєчасного виявлення та усунення проблем.
2. Виконати розрахунок заземлювального пристрою повторного заземлення захисного проводу на вводі до виробничого об’єкту (типу «гребінка»).
Відповідно до вимог п. 1.7.94 ПУЕ-2006 на вводі до електроустановки будівлі від повітряної лінії рекомендується влаштовувати повторне заземлення захисного РЕ(РЕN)-провідника, якщо в будівлі за відсутності комунікацій водопостачання, газопостачання, металевих і залізобетонних конструкцій не може бути здійснено основну систему зрівнювання
потенціалів. У |
цьому разі опір Rз заземлювача повторного заземлення |
|
|
≤ |
|
захисного РЕ(РЕN)-провідника на вводі в будівлю повинен бути не більше за |
||
30 Ом, тобто Rз |
|
30 Ом. |
Заземлювач повторного заземлення захисного РЕ(РЕN)-провідника передбачається виконати типу «гребінка», що містить вертикальні електроди, розташовані вздовж відрізку прямої і об`єднані одним горизонтальним електродом.
В якості вертикальних електродів рекомендується використовувати круглі металеві стержні довжиною l (l=2-5 м, вибирається самостійно) і діаметром −d (d=10-20 мм, вибирається самостійно), а горизонтального електроду металеву штабу з поперечним перерізом b×с (наприклад, 40×4 мм).
Розрахунок опору заземлювача здійснюється методом коефіцієнта використання. Суть цього методу полягає в розрахунку опорів елементів складного заземлювача із урахуванням їх взаємного впливу на результуючий опір Rз або на провідність Gз одним безрозмірним параметром η, який називається коефіцієнтом використання. Чисельно коефіцієнт використання дорівнює відношенню провідності розтікання струму замикання в землю складного заземлювача Gз до суми провідностей gi його окремих елементів:
Виконавши елементарні перетворення, отримаємо формулу для розрахунку опору Rз складного заземлювача
(2)
де n – кількість вертикальних електродів; g в – провідність вертикального електроду; g г – провідність горизонтальних електродів.
Опір вертикальних і горизонтальних елементів складного заземлювача, розміщеного в землі з неоднорідною електричною структурою, розраховують з використанням еквівалентного питомого опору ґрунту.
Еквівалентний питомий опір ρекв двошарового ґрунту для вертикальних електродів приймають таким, що дорівнює ρ1 або ρ2, якщо електрод розміщенийповністю відповідно у верхньому або нижньому шарі ґрунту. Коли вертикальний електрод перетинає межу розділу між шарами ґрунту, то ρекв розраховують за такою формулою:
(3)
де ρ1 питомий опір верхнього шару ґрунту, Ом м; ρ2 питомий опір
нижнього шару ґрунту, Ом м; h1 – глибина верхнього шару ґрунту, м; t – глибина
закладання електрода, м (приймаємо за 0.8); l – довжина вертикального електрода, м (питомі опори верхнього і нижнього шару ґрунту та глибина верхнього шару ґрунту для різних областей України наведено у додатку В).
Якщо еквівалентний питомий опір ґрунту більше за 100 Ом м, то
допустимий опір Rдз повторного заземлювача захисного РЕ(РЕN)- провідника допускається збільшувати≤у 0,01ρекв рази, але не більше ніж в 10 разів (п. 1.7.96 ПВЕ-2006), тобто: Rдз 30×0,01ρекв , Ом.
Опір вертикального заземлювача Rв розраховують за формулою
(4)
де kc коефіцієнт сезонності, що враховує зміну питомого опору ґрунту залежно від пори року та кліматичної зони (значення коефіцієнту сезонності для різних кліматичних зон України наведено у додатку Б (приймаємо за 1.5)); d – діаметр стержня з круглим поперечним перерізом,∙ м; h – відстань від поверхні землі до середини стержня, м ( h = t + 0,5 l).
h=0.8+0.5*5=3,3
Якщо вертикальний заземлювач виконано з кутикової сталі, то d = 0,95b, де b
– ширина полиці кутика (0.15).
d=0.950.15=0.14
Провідність gв вертикального стержня визначається gв = 1/ Rв , 1/Ом. gв=1/2.5=0.4
Далі визначається попередня кількість вертикальних стержнів n без урахування їх взаємного впливу на допустимий опір Rдз повторного заземлювача за формулою
|
|
n = Rв / Rдз |
|
|
|
|
|
n = 10.5 / 1.58=6.6=7 |
|
|
(5) |
Отримане значення n округлюють до більшого цілого числа. |
|
|
|||
|
Вертикальні стержні розміщують вздовж відрізку прямої і з`єднують |
||||
між собою горизонтальним заземлювачем, довжина якого lг визначається |
за |
||||
формулою |
|
|
|
|
|
Опір− |
|
lг = 1.05×а×n, |
≥ |
|
(6) |
|
lг = 1.05×1×7=7.4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
де а відстань між вертикальними електродами (зазвичай а |
|
l). |
|
||
горизонтального заземлювача Rг розраховують за формулою |
|
||||
Якщо горизонтальний заземлювач виконано зі штаби, |
то d = b/2, |
де b |
|||
– ширина штаби. |
|
|
|
|
|
Значення еквівалентного питомого опору ρeг для горизонтального заземлювача визначають за даними таблиці (додаток Д) методом лінійної інтерполяції (додаток Е).
Провідність gг , 1/Ом горизонтального стержня визначається за формулою
gг = 1/ Rг ,
gг = 1/ 0.42=2.4г
Розрахунок коефіцієнта використання заземлювача типу «гребінка» виконують за формулою
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
B2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
β2=0.242 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Формули |
|
для визначення параметрів |
2 |
і |
2 |
справедливі за таких |
|||||||||||||||
|
20 15 |
|
|
|
|
|
В |
|
|
||||||||||||
2) |
≤ |
|
≤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
обмежень: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1) |
2 |
|
n |
|
|
|
14; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0,5 |
|
|
а |
/l) |
2; |
0,9; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3) |
0,55≤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
(t≤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4) |
0,1 |
|
≤(h1/l)≤ 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
≤ |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5) |
0,5 |
|
( |
|
|
1 / |
|
≤) |
10 |
10. |
параметрів В2 і 2 будуть такими ж, як і у |
||||||||||
При |
|
1 |
/ |
2 |
) > |
значення |
|||||||||||||||
(≤ |
|
|
≤ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
разі, коли ( 1 / 2) = 10.
Для полегшення розрахунків значення параметрів В2 і 2 наведені в табл. 1. Таблиця 1 - Значення параметрів В2 і 2
1 / 2 |
В1 |
1 |
1 / 2 |
В1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,841 |
0,256 |
3 |
0,995 |
0,221 |
|
|
|
|
|
|
0,6 |
0,851 |
0,252 |
4 |
0,962 |
0,216 |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
0,860 |
0,249 |
5 |
0,976 |
0,212 |
|
|
|
|
|
|
0,8 |
0,867 |
0,296 |
6 |
0,988 |
0,209 |
|
|
|
|
|
|
0,9 |
0,874 |
0,244 |
7 |
0,998 |
0,206 |
|
|
|
|
|
|
1 |
0,880 |
0,242 |
8 |
1,006 |
0,204 |
|
|
|
|
|
|
2 |
0,920 |
0,228 |
9 |
10,14 |
0,202 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1,021 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
Тепер за формулою 2 визначається опір Rз заземлювача повторного заземлення захисного РЕ(РЕN)-провідника. Він має відповідати вимогам ПУЕ2006, тобто бути не більшим за допустимий опір Rдз, визначений
вище |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Rз |
|
Rдз |
(10) |
|
|
|
|
0.36≤1.58 |
|
||
Якщо умова 10 не виконується, то |
необхідно збільшити кількість вертикальних |
||||||
|
≤ |
|
|
||||
стержнів у формулі 2 до такого значення, щоб умова 10 виконувалася. |
|||||||
Завершити розрахунок слід таким висновком: |
|
||||||
Повторний заземлювач захисного РЕ(РЕN)-провідника складається із |
|||||||
вертикальних |
стержнів довжиною 10.5 м і діаметром 0.14 м, |
розміщених |
|||||
на відстані |
|
|
м один від одного і з’єднаних між собою і спуском по опорі від |
||||
зазисного РЕ(РЕN)-провідника металевою штабою перерізом 40×4 мм довжиною
м методом зварювання.
3. Розробити комплекс заходів від можливого удару блискавки у виробничий об’єкт.
Розробка комплексу заходів від можливого удару блискавки у виробничий об’єкт є важливим етапом в системі забезпечення безпеки на робочому місці.
Урахування потенційної небезпеки блискавкового удару вимагає систематичного підходу та впровадження спеціалізованих заходів. Нижче подано комплекс організаційно-технічних заходів для захисту виробничого об’єкту від можливого удару блискавки:
1.Проведення аналізу ризиків:
•Оцінка території виробничого об'єкту на предмет ймовірності удару блискавки.
•Визначення основних елементів інфраструктури, які потребують захисту.
2.Встановлення географічних систем блискавкового захисту:
•Встановлення блискавковідводів та грозозахистних мачт на вищих точках об'єкту.
•Заземлення геодезичної мережі для відводу струмів у землю.
3.Захист важливих систем і обладнання:
•Використання блискавковідводів для захисту антен, важливих електронних систем та обладнання.
•Встановлення екранів для захисту важливих інформаційних систем.
4.Організація заземлення:
•Забезпечення надійного електричного заземлення для споруд та обладнання.
•Регулярна перевірка якості заземлення та вчасна його модернізація.
5.Впровадження систем моніторингу:
•Встановлення систем моніторингу блискавки для вчасного виявлення грозових умов.
•Систематичний моніторинг та аналіз інформації про блискавкові розряди в реальному часі.
6.Планування евакуації:
•Розробка планів евакуації та тренування персоналу для вчасної реакції на надзвичайні ситуації, пов'язані з блискавкою.
7.Освіта та інструктажі:
•Проведення навчань для персоналу з правил поведінки та безпеки під час грози та блискавкового удару.
•Регулярні інструктажі щодо застосування засобів індивідуального захисту.
Цей комплекс заходів спрямований на створення надійної системи захисту від блискавки на виробничому об'єкті, максимізацію безпеки працівників та збереження функціональності технічного обладнання.