Энергоснабжение нового района "Альфа" в г.Кишинев

В правилах проектирования, для производственных и вспомогательных зданий, рекомендовано выполнять проводку - открыто, защищенными проводами или кабелями, не поддерживающих горения, проложенных по негорючим лоткам или трубам.

В проекте в качестве основного проводника выбран кабель ВВГнг, с медной жилой и с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой.

2. АСПЕКТЫ ЭКОНОМИКИ И МЕНЕДЖМЕНТА

2.1 Энергетический менеджмент

Энергетический менеджмент - это система управления, основанная на проведении типовых измерений и проверок, обеспечивающая такую работу предприятия, при которой потребляется только совершенно необходимое для производства количество энергии.

В то же время энергетический менеджмент - это инструмент управления предприятием, который обеспечивает постоянное исследование, позволяющее обладать знанием о распределении и уровнях потребления энергоресурсов на предприятии, а также об оптимальном использовании энергоресурсов, как для производства, так и для непроизводственных нужд, например для освещения зданий и сооружений.

Путем внедрения энергетического менеджмента можно получить более подробную картину потребления энергии и провести сравнение уровней потребления данного предприятия или хозяйства с потреблением энергии на аналогичных других предприятиях, а так же выполнить более точную оценку энергосберегающих мероприятий или проектов по экономии энергии, планируемых для внедрения на данном предприятии.

Энергетический менеджмент начинается с назначения руководством предприятия в должности лица, ответственного за проведение этой работы на предприятии - энергетического менеджера.

Основные обязанности энергетического менеджера заключаются в следующем:

участие в составлении карты потребления энергии на предприятии в сотрудничестве с энергетическим аудитором;

сбор данных по потреблению топливно-энергетических ресурсов;

составление плана установки дополнительных счетчиков и контрольно-измерительной аппаратуры;

расчет ключевых данных по повышению эффективности использования в целом и по отдельным производствам;

локализация, оценка и определение приоритетности мер по экономии энергии;

составление схемы аварийной остановки оборудования и вариантов энергоснабжения для случаев аварийного прекращения подачи энергии;

внедрение новых технологий для повышения энергоэффективности производства;

информирование персонала предприятия о деятельности по энергетическому менеджменту.

Вся текущая деятельность предприятия по энергосбережению планируется менеджером с обязательной оценкой необходимых энергетических затрат. Им проводится сбор данных по объему производства и использованию сырья, расчет удельных показателей по потреблению энергии на единицу производимой продукции, по предприятию в целом и для отдельных энергетических установок и систем.

Ежедневно или еженедельно энергетический менеджер может пользоваться расчетными данными в качестве "индикаторов" для быстрого реагирования в случае внезапного роста потребления энергии. Для этой цели может быть разработана математическая модель потребления энергии на данном предприятии. Используя данную модель можно довольно просто произвести сравнение расчетного и действительного уровней потребления. Собранные данные могут быть использованы для составления бюджета по энергосбережению на последующие годы.

После проведения первоначального аудита и создания карты потребления энергии, должны быть проконтролированы основные показатели потребления энергии предприятием и на основе их анализа запланированы первоочередные меры по повышению их эффективности. Далее, после внедрения первоочередных мер, основные показатели (т.е. достигнутые результаты) опять проверяются, анализируются и планируются следующие мероприятия, внедряются и так далее постоянно.

Задача энергетического менеджера заключается в организации производственного процесса таким образом, чтобы показанный цикл повторялся непрерывно. В этом случае изменение условий работы предприятия, внедрение новых технологий, запуск в производство новых видов продукции не будут выводить предприятие из энергетически эффективного режима.

Таким образом, энергетический менеджмент - это очень простая и эффективная система, построенная в соответствии с циклическим принципом.

Аналогичные системы энергетического аудита и менеджмента успешно работают на большинстве предприятий в зарубежных странах, выпускающих конкурентоспособную продукцию и обеспечивающих их эффективность при минимальных энергетических затратах.

Повышение экономической эффективности любого производства требует от руководства предприятий или хозяйства в первую очередь принятия ответственных решений по рациональному использованию потребляемых топливно-энергетических ресурсов.

Однако прежде чем приступить к практическим действиям по увеличению энергетической эффективности отдельных предприятий, необходимо провести их тщательное обследование специально приглашенными на предприятие независимыми специалистами - энергетическими аудиторами.

Процесс проведения энергетического аудита должен включать в себя следующие этапы:

первоначальный обзор потоков энергии на основных технологических процессах и установках предприятия;

создание карты потребления энергии на предприятии; на этом этапе определяется общее потребление энергии и потребление отдельных цехов, участков и технологических установок;

анализ баланса энергопотребления и сравнение его с аналогом или данными других подобных технологических процессов;

после осмотра и анализа выявляются возможности для экономии энергии на данном предприятии и определяются приоритеты в исполнении тех или иных рекомендаций аудитора в зависимости от предполагаемого потенциала экономии энергии;

выявление предложений с наименьшими капитальными вложениями и наибольшим экономическим эффектом для первоочередного внедрения;

подготовка энергетическим аудитором отчета о проделанной работе, принятие решения руководством предприятия о порядке внедрения предлагаемых энергосберегающих мероприятий.

Предлагаемая структура энергоаудита:

1. Ознакомление с предприятием. Изучение предыдущей деятельности на предприятии по вопросам энергосбережения и рассмотрение планов на будущее:

1.1. Рассмотрение энергоэффективности используемых технологических процессов;

1.2. Организация сбора предложений и замечаний структурных подразделений по вопросам энергосбережения;

1.3. Анализ поступивших предложений; предварительное формирование ключевых показателей энергоэффективности предприятия.

2. Обзор энергоносителей и потоков энергии на предприятии.

2.1.Выявление потерь энергоносителей; анализ причин прямых и косвенных потерь энергоносителей;

2.2. Обзор суточного и годового графика электрической нагрузки;

2.3. Анализ возможностей предприятия по участию в регулировании нагрузки в энергосистеме;

2.4.Предварительное рассмотрение возможностей снижения энергопотребления на предприятии;

использование возобновляемых источников энергии;

использование вторичных энергоресурсов;

экономия топлива на теплонагревательные цели;

экономия электроэнергии методами компенсации реактивной мощности и повышением коэффициента мощности энергопотребителей;

экономия электроэнергии в осветительных установках;

оптимизация режимов использования оборудования в технологических процессах.

3. Создание карты потребления энергии предприятием по различным энергоносителям.

3.1. Определение путем измерений и вычислений потребления энергии по отдельным производствам и технологическим процессам;

3.2. Сбор данных по потокам сырья и готовой продукции;

3.3. Сбор данных по стоимостным показателям потребления энергоресурсов отдельными производствами;

3.4. Обзор потоков энергии в сопоставлении с потоками сырья и продукции

4. Анализ баланса энергопотребления.

5. Определение приоритетных направлений производств и технологических процессов с целью формирования последовательности дальнейшей работы по энергосбережению.

6. Разработка конкретной программы проведения работ по повышению энергоэффективности производств и утверждение ее руководством предприятия.

7. Запуск системы энергетического менеджмента на предприятии.

8. Сопоставление отчета по энергетическому аудиту предприятия.

9. Содействие повышению энергетической эффективности предприятия.

разработка инвестиционных проектов;

разработка научно-технической документации по реализации энергосберегающих технологий;

участие в реализации программ энергосбережения;

оценка возможностей экономии энергии;

10. Методическая помощь при внедрении системы энергетического менеджмента;

обучение персонала предприятия использованию энергосберегающих технологий;

оценка эффективности коммерческих приборов учета энергоносителей;

оказание помощи в организации закупок энергетически эффективного оборудования.

Таким образом, энергетический аудит - это техническое инспектирование предприятий с точки зрения их энергопотребления с целью определения возможности экономии энергии и помощи предприятию в осуществлении экономии на практике путем внедрения механизмов энергетической эффективности, а также с целью внедрения на предприятии системы менеджмента.

Экономия электроэнергии на предприятиях зависит, прежде всего, от ее эффективного использования при работе отдельных промышленных систем и технологических установок. Такими стандартными системами и установками любых технологических процессов являются системы сжатого воздуха, вентиляции, освещения, оборудования холодильных станций, электродвигатели технологического оборудования, электронагревательные установки и др.

Прежде всего, экономия электрической энергии непосредственно связана с ответами на следующие вопросы:

оправдана ли нагрузка и установленная мощность данной установки;

можно ли снизить электрическую нагрузку потребителей;

существуют ли неучтенные потери в электрических сетях и электрооборудовании;

насколько хорошо обслуживается данная система или установка.

Тщательный анализ ответов на эти вопросы и комплексный подход к возможностям их решения для каждой системы позволяют добиться успешных результатов по экономии электроэнергии в целом на любом предприятии.

При этом для экономии энергии совершенно неприемлем такой способ как принудительное отключение и остановка производственных процессов. Каждая система должна работать с максимально возможной энергетической эффективностью. Этого можно добиться при следующих условиях:

максимально высокий объем производства;

правильный выбор технологии для основных энергоемких производств;

низкий уровень потерь в системах распределения и потребления энергии.

Достаточно большая часть от общего потребления электроэнергии на предприятии приходится на вентиляционные системы, которые являются средством обеспечения в производственных помещениях необходимых санитарно-гигиенических условий.

Потребление энергии работающими вентиляционными системами необходимо оценить исходя из времени работы вентиляторов с учетом нагрева воздушного потока в холодные дни. В первую очередь необходимо выяснить реальную потребность в работе существующих вентиляционных систем, затем сравнить расчетные и реальные параметры вентиляционной нагрузки: тепловую мощность потока, влажность и температуру воздушной среды и т.п. Необходимо также выяснить распределение этих параметров во времени на протяжении дня, недели, месяца, года.

Часто системы вентиляции работают с избыточной производительностью и увеличенным расходом электрической и тепловой энергии.

К основным мероприятиям по экономии электрической энергии в вентиляционных системах можно отнести:

уменьшение тепловой нагрузки, расхода воздуха и соответственно установочной мощности вентиляционного оборудования;

поддержание постоянного соответствия производительности вентиляционной системы с ее нагрузкой;

снижение тепловых потерь на нагрев инфильтрационного наружного воздуха;

автоматическое отключение вентиляторов в нерабочее время;

устранение утечек воздуха при транспортировке его по воздуховодам;

улучшения конструктивных элементов системы;

систематическое и технически грамотное обслуживание.

Вентиляционные системы должны быть включены в общую систему энергетического менеджмента предприятия.

Однако основным поставщиком механической энергии на промышленном предприятии, а соответственно и основным потребителем электрической энергии, является электропривод технологического оборудования. Если двигатели перегружены, то они быстро выходят из строя, если они недогружены - то двигатель работает неэффективно, снижается его КПД.

Капитальные затраты на установку двигателя меньшей мощности окупаются исключительно за счет экономии электроэнергии.

Двигатель целесообразно заменять при загрузке его менее 45%. При загрузке его на 45..70%, для замены требуются серьезные экономические оценки. При загрузке двигателя более чем на 70%, его замена не целесообразна. При этом двигатели должны быть правильно подобраны по мощности с учетом особенностей их конструктивного исполнения. Так как стоимость работы электродвигателя на протяжении года часто составляет величину, более чем в 10 раз превышающую стоимость самого мотора, то проблема его энергетической эффективности - это ключевой вопрос при выборе нового оборудования.

Таким образом, основными рекомендациями по энергосбережению для электроприводов любых технологических установок, могут быть следующими:

тщательный подбор двигателей по мощности в соответствии с потребляемой нагрузкой;

двигатели, которые работают без необходимости, должны легко выключаться, желательно в автоматическом режиме;

должна быть рассмотрена возможность установки привода с переменной скоростью при различных режимах работы;

использование энергетически эффективных моторов;

категорический отказ от эксплуатации неисправных или плохо отремонтированных двигателей.

По оценкам специалистов, до 10% промышленного потребления электроэнергии уходит на освещение помещений. С применением прогрессивных систем освещения и технологий можно значительно снизить затраты на системы освещения. При этом в ходе разработки систем освещения предприятий необходимо максимально использовать преимущества естественного освещения.

Для повышения энергетической эффективности при работе систем освещения, прежде всего, следует обращать внимание на эффективность конструкции, осветительных устройств, приборов и применение новых технологий.

В качестве новых технологических решений в этой области можно рекомендовать:

применение современных систем управления освещением;

применение современной осветительной арматуры;

применение арматуры для оперативного зонального отключения светильников, которые могут быть отключены без ущерба для производства;

применение эффективных электротехнических компонентов, например, балластных сопротивлений с низким уровнем потерь и высокочастотные балласты.

Наиболее эффективный способ экономии затрат на освещение - это его отключение при отсутствии необходимости в нем. Современные системы управления позволяют автоматически отключать или уменьшать уровень освещенности с помощью одного или нескольких элементов управления. Специалистами рекомендуется:

отключение в зависимости от времени суток, наличия работников в помещении, расположения естественной освещенности;

уменьшение уровня освещенности по изменению естественной освещенности с помощью регулятора напряжения и частоты.

Обычно модернизированные осветительные системы позволяют экономить от 20 до 30% электроэнергии без ухудшения комфортности.

В современных системах освещения необходимо использовать осветительную аппаратуру с высокой степенью эффективности, например, малогабаритные криптоновые лампы вместо обычных ламп. С помощью таких ламп можно достигнуть экономии до 8% при этом же уровне освещенности.

Кроме того, используемые в коридорах, приемных, лестницах, туалетах, лампы накаливания желательно заменить на малогабаритные люминесцентные лампы с интегральным встроенным устройством управления.

Таким образом, путем внесения изменений в существующие системы освещения можно получить значительную экономию и в то же время добиться улучшения уровня освещенности.

Мероприятия по экономии электроэнергии при работе электротермических установок, должны производиться в следующих направлениях:

повышение производительности оборудования;

уменьшение тепловых потерь;

уменьшение потерь за счет аккумуляции тепла;

автоматизацию управления температурными и технологическими режимами.

Составной частью комплекса организационно-технических мероприятий по регулированию режимов электропотребления и ограничению максимумов нагрузки на промышленных предприятиях является компенсация реактивной мощности.

Потребность в реактивной мощности обычно превышает возможность ее покрытия генераторами на электростанциях, поэтому практически все показатели качества электроэнергии по напряжению зависят от объемов потребления реактивной мощности промышленными нагрузками.

Сущность любых мероприятий по снижению потребляемой реактивной мощности заключается в ограничении влияния электроприемника на питающую сеть посредством воздействия на сам электроприемник.

К таким мероприятиям можно отнести:

1. Повышение загрузки технологических агрегатов по мощности, а именно:

увеличение загрузки асинхронных двигателей;

переключение обмоток нагруженных асинхронных двигателей (переход от треугольника к звезде снижает мощность двигателя в 3 раза, что целесообразно делать при загрузке до 40%);

выбор мощности трансформатора близкой к требуемой нагрузке.

2. Повышение загрузки технологических агрегатов по времени, в том числе применение ограничителей холостого хода асинхронных электродвигателей и сварочных агрегатов.

3. Замена асинхронных двигателей синхронными двигателями.

4. Замена или исключение малозагруженных технологических агрегатов при обосновании технико-экономическим расчетом и без ухудшения технических показателей всей системы.

5. Применение преобразователей с большим числом фаз выпрямления, искусственной коммутацией вентилей и ограниченным содержанием высших гармоник в потребляемом токе.

Выбору технических средств компенсации реактивной мощности должен предшествовать, прежде всего, тщательный технико-экономический анализ в связи с их высокой стоимостью и сложностью. При разработке мероприятий по снижению реактивной мощности, сначала необходимо, насколько это возможно, снизить реактивность собственно потребителей, а только затем рассматривать технические способы ее компенсации.

Таким образом, только комплексное рассмотрение всех энергетических систем и установок, а также тщательный анализ их совместной работы позволит добиться максимальной энергетической эффективности их работы и соответственно экономии энергетических ресурсов на предприятии.

2.2 Оценка энергосбережения при замене ламп накаливания компактными люминесцентными лампами

энергоснабжение квартал электрическая сеть

Создание искусственных источников света продлило человеку световой день - время, когда человек может продолжать активно работать или отдыхать. Теперь же отказаться от использования освещения и бытовых электроприборов в современном мире невозможно.

История электрического освещения началась в 1870 году с изобретения лампы накаливания, которая является нашим спутником до сегодняшних дней.

Эти лампы относительно дешевые, но имеют плохую световую отдачу: 10-15 лм/Вт, (только около 5% от используемой энергии преобразуется в свет) и небольшой средний срок службы: около 1.000 рабочих часов.

Относительно недавно, появились компактные люминесцентные энергосберегающие лампы, которые вырабатывают свет по такому же принципу, как и обычные люминесцентные лампы: электрическое поле между электродами заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение. Нанесенный на внутренние стенки люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая определенный вид люминофора, можно изменять цветность света лампы. Изогнув колбу обычной люминесцентной лампы и разделив ее на несколько меньших по размеру отдельных колб, разработчикам удалось создать компактную люминесцентную энергосберегающие лампу, которая по своим размерам идентична стандартной лампе накаливания.

Спектральный состав видимого излучения люминесцентных энергосберегающих ламп зависит от состава люминофора (цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина): 2700К - теплый свет; 4000К - дневной свет. 6400К - холодный дневной свет.

Самым важным преимуществом является то, что эта лампа именно энергосберегающая.

Важной характеристикой всякого источника света является световая отдача, которая выражается отношением создаваемого светового потока к электрической мощности, Лм/Вт.

Люминесцентная энергосберегающая лампа имеет светоотдачу порядка 50-70 Лм/Вт, что в 5 раз больше и соответственно ярче ламп накаливания той же мощности.

Некоторые люминесцентные энергосберегающие лампы оборудованы системой плавного запуска, позволяющего лампе загораться постепенно в течение 1-2 секунд, что значительно увеличивает срок службы, (8000 - 15000 ч) а лампы необорудованные системой плавного запуска, служат не более 6000 часов, что и будет принято в расчете данного раздела.

Электронное пускорегулирующее устройство позволяет лампам работать как при пониженном, так и при повышенном напряжении сети (от 170 до 250 В).

Помимо пониженного потребления электроэнергии, энергосберегающие лампы при работе практически не нагреваются. Температура работающей люминесцентной энергосберегающей лампы ниже, чем у ламп накаливания. Они могут работать в постоянном режиме в местах, где требуется освещение на протяжении всех суток (коридоры производственных помещений, аварийное, дежурное освещение и т.д.)

Все энергосберегающие лампы выпускаются со стандартными цоколями E14 или E27 (обычный цоколь ламп накаливания), что позволяет использовать их везде, где используются лампы накаливания.

Рассмотрим вариант массового перехода освещения с ламп накаливания на компактные люминесцентные энергосберегающие лампы, в 9-ти этажном жилом доме «3», данного проекта, с 162-мя квартирами.

Исходные данные:

Средняя продолжительность работы лампы в жилом доме ;

Тариф на электроэнергию , информация получена 19.05.2009 и действительна с 31.08.2008, для физических лиц;

Стоимость лампы накаливания (ЛН) мощностью - ;

Среднее число ламп в квартире - ;

Средний срок службы ЛН - ;

Срок службы КЛЛ фирмы «Osram», типа «Due Lux Value», не оборудованных системой плавного пуска - , мощностью , эквивалентных по световому потоку лампе накаливания мощностью , стоимостью ;

Срок службы КЛЛ фирмы «Osram», типа «Long Lights», оборудованных системой плавного пуска - , мощностью , эквивалентных по световому потоку лампе накаливания мощностью , стоимостью .

· Расчет для ламп накаливания.

При 5-ти лампах в квартире суммарная потребляемая мощность будет равна:

. (2.1)

Средняя продолжительность работы лампы за год:

; (2.2)

где - количество суток в году;

- средняя продолжительность работы лампы в жилом доме.

Таким образом, расход энергии за год составит:

. (2.3)

Затраты на электроэнергию за год:

. (2.4)

Затраты на закупку ламп за год:

; (2.5)

где - количество ламп используемых за год;

. (2.6)

Суммарные затраты на электроэнергию и закупку ламп за год:

(2.7)

Расчет для компактных люминесцентных ламп типа «Due Lux Value».

При 5-ти лампах в квартире суммарная потребляемая мощность будет равна, по (2.1):

.

Средняя продолжительность работы лампы за год, (2.2):

;

где - количество суток в году;

- средняя продолжительность работы лампы в жилом доме.

Расход энергии за год составит, (2.3):

.

Затраты на электроэнергию за год, (2.4):

.

Затраты на закупку ламп за год, (2.5):

;

где - количество ламп используемых за год;

.

Суммарные затраты на электроэнергию и закупку ламп за год, (2.7):

.

Таким образом, экономия за год, при использовании типа «Due Lux Value», составит:

. (2.8)

Инвестиции на замену ламп составят:

; (2.9)

где - затраты на покупку КЛЛ; (2.10)

- затраты на покупку ЛН. (2.11)

Таким образом, оценка эффективности применения энергосберегающих проектов в простейшем случае проводится по сроку окупаемости инвестиций, необходимых для реализации этих проектов:

, (220 дней). (2.12)

где - суммарные инвестиции на реализацию энергосберегающего проекта;

- годовой экономический эффект от применения энергосберегающего проекта.

· Расчет для компактных люминесцентных ламп типа «Long Lights».

При 5-ти лампах в квартире суммарная потребляемая мощность будет равна, (2.1):

.

Средняя продолжительность работы лампы за год, (2.2):

;

где - количество суток в году;

- средняя продолжительность работы лампы в жилом доме.

Расход энергии за год составит, (2.3):

.

Затраты на электроэнергию за год, (2.4):

.

Затраты на закупку ламп за год, (2.5):

;

где - количество ламп используемых за год;

.

Суммарные затраты на электроэнергию и закупку ламп за год, (2.7):

Экономия за год, при использовании типа «Long Lights», по (2.8) составит:

.

Инвестиции на замену ламп составят, (2.9):

;

где - затраты на покупку КЛЛ;

- затраты на покупку ЛН.

Таким образом, срок окупаемости инвестиций, необходимых для реализации этих проектов, (2.12):

, (558 дней).

где - суммарные инвестиции на реализацию энергосберегающего проекта;

- годовой экономический эффект от применения энергосберегающего проекта.

· Рассчитаем параметры картограммы жилого дома «3», при переходе

освещения с ламп накаливания на компактные люминесцентные энергосберегающие лампы.

Для жилого дома «3» доля освещения составляет 22 % от общей расчетной нагрузки дома, таким образом, имеем:

; (2.13)

где - расчетная нагрузка освещения при установленных лампах накаливания;

- расчетная общедомовая нагрузка при установленных лампах накаливания.

Учитывая высокую светоотдачу компактных люминесцентных ламп, потребляемая ими мощность меньше в 5 раз, соответственно:

; (2.14)

где - расчетная нагрузка освещения при установленных компактных люминесцентных лампах.

Расчеты общедомовых нагрузок при установленных компактных люминесцентных лампах, для остальных жилых домов, выполнены аналогично и приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Сравнение расчетных мощностей при замене ЛН на КЛЛ

N/N	Номер на генплане	кВт.	кВт.
1	Перспектива	312	257
2	9 А	81	67
3	9 Б, В, Г	156	129
4	6 А, Б	110	91
5	8 А, Б	120	99
6	8 В	79	65
7	2 А, Б	107	88
8	3 А	73	60
9	3 Б, В	83	69
10	4 А, Б, В	154	127
11	7 А, Б, В	176	145
12	5 А, Б	125	103
13	10 А, Б, В	165	136

Сравним картограммы нагрузок, из (1.7).

;

где - радиус окружности, площадь которой в выбранном масштабе соответствует суммарной расчетной нагрузке ;

- масштаб, кВт/мм².

Осветительная нагрузка показывается сектором с углом:

;

где - доля осветительной нагрузки в общей расчетной нагрузке.

Таким образом, при массовом переходе с ЛН на КЛЛ, можно добиться снижения необходимой расчетной мощности, соответственно получим возможность присоединения к ТП дополнительной нагрузки, уменьшить сечения питающих кабелей и как результат уменьшить затраты на их покупку.

3. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

3.1 Воздействие электрического тока на организм человека

Электротравматизм на производстве и в быту представляет серьезную опасность для здоровья людей. По статистике на долю электрических травм приходится более 3% общего числа производственных травм, при этом 12-13% из них являются смертельными. Бытовые электротравмы составляют примерно 40% всех несчастных случаев, которые привели к смерти пострадавших.

Основными причинами поражения людей электрическим током являются:

прикосновение к неизолированным токоведущим частям электропотребителей или распределительных устройств при эксплуатации или техническом обслуживании под напряжением (случайное прикосновение из-за невнимательности, усталости, нарушении правил техники безопасности; использование для работы инструмента с токопроводящими рукоятками и др.);

ошибочная подача напряжения на оборудование или электроприборы при тех. обслуживании и ремонте по халатности, невнимательности, технической неграмотности или из-за отсутствия на включающем устройстве предупреждающих знаков и плакатов безопасности;

прикосновение к находящимся под напряжением электрическим проводам с нарушенной изоляцией;

прикосновение к металлическим частям оборудования, электроприемников, а также сооружений, случайно оказавшимся под напряжением в результате пробоя изоляции или соприкосновения с проводами линии электропередачи, оголенными жилами сети (кабеля) электропитания;

воздействие шагового напряжения при передвижении человека в непосредственной близости от упавшего на землю и находящегося под напряжением провода линии электропередачи или контактного провода электротранспорта.

Электротравма - результат воздействия на человека электрического тока и электрической дуги. Электрический ток, проходя через тело человека, производит термическое, биохимическое и биологическое воздействие, а электрическая дуга - термическое, световое и ультрафиолетовое воздействие.

3.2 Технические способы и средства электробезопасности

В соответствии с государственными стандартами по электробезопасности и Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) номенклатура видов защиты от поражения электрическим током включает в себя следующие способы и средства.

При прямых прикосновениях необходимо:

применение защитных оболочек и ограждений;

расположение токоведущих неизолированных частей вне зоны досягаемости;

применение изоляции (рабочей, дополнительной, усиленной) токоведущих частей;

использование малого напряжения;

защитное отключение;

блокировка опасных зон (пространств);

применение предупредительной сигнализации, знаков безопасности;

использование во время работ на сетях или электрооборудовании под напряжением средств индивидуальной защиты;

контроль изоляции.

При косвенных прикосновениях необходимо:

зануление с использованием защитных проводников;

заземление;

уравнивание потенциалов;

защитное отключение;

применение двойной изоляции;

использование малого напряжения;

контроль изоляции;

электрическое разделение сети.

Технические способы и средства защиты применяются раздельно или в комплексе, так чтобы получилась оптимальная защита.

Для предотвращения случайного соприкосновения человека с неизолированными токоведущими частями или приближения к ним на опасное расстояние они должны располагаться в недоступном месте (в нише, внутренних полостях строительных конструкций и т.п.) или на недосягаемой высоте (выше уровня рабочей зоны). В том случае, если это не удается сделать, токоведущие части закрываются ограждениями или заключаются в оболочки.

Ограждения выполняются различными по виду конструктивного исполнения и способу установки. Они обычно закрывают токоведущие части не со всех сторон, поэтому обеспечивают только частичную защиту от прикосновения. Оболочки представляют собой замкнутые пространства и обеспечивают различную степень защиты, вплоть до полной защиты, от прикосновения с токоведущими частями, попадания внутрь твердых токопроводящих предметов и воды. При использовании этих способов и средств должны быть обеспечены установленные нормативные изоляционные расстояния от токоведущих частей до ограждений, оболочек, а также до находящегося вблизи человека с учетом его рабочих поз, возможных движений, применяемого инструмента и приспособлений.

Различают изоляцию рабочего места и изоляцию в электроустановках. Изоляция рабочего места как способ защиты используется при невозможности выполнения заземления, зануления и защитного отключения. На рабочем месте изолируется от земли пол, настил, площадка и т.п., а также все металлические детали, потенциал которых отличается от потенциала токоведущих частей и прикосновение, к которым является предусмотренным или возможным. Предусмотренное рабочее место изолируется таким образом, чтобы работник ни при каких условиях не смог одновременно прикоснутся к обслуживаемому электрооборудованию и каким-либо заземленным элементам здания или другого оборудования.

В электроустановках применяются следующие виды изоляции:

рабочая изоляция - электрическая изоляция токоведущих частей (проводов, шин и т.п.), обеспечивающая предотвращение коротких замыканий в электроустановке и защиту человека от поражения электрическим током;

дополнительная изоляция - электрическая изоляция нетоковедущих в нормальном состоянии частей электроустановки, предусмотренная дополнительно к рабочей изоляции токоведущих частей, для защиты человека в случае повреждения (пробоя) рабочей изоляции;

двойная изоляция - электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции;

усиленная изоляция - улучшенная рабочая изоляция с такой же степенью защиты от поражения электрическим током, как и у двойной изоляции.

В настоящее время промышленность выпускает электропотребители различных классов защиты от поражения электрическим током.

Для электроустановок, имеющих только рабочую изоляцию, установлен 0-й класс. В производственных условиях эти установки должны в обязательном порядке иметь зануление или заземление, а также другие виды защиты. Бытовые электроприборы этого класса не имеют дополнительные электрические защиты, поэтому их использование допускается только в помещениях без повышенной опасности.

Электроустановкам, имеющим двойную изоляцию, присвоен II - класс. Все электроинструменты с движущимся рабочим органом, ручные светильники, а также большинство электроприемников имеют II-й класс защиты от поражения электрическим током. Корпусные части таких инструментов защищают от поражения электрическим током не только при пробое изоляции внутри корпуса, но и при случайном прикосновении рабочего органа к токоведущим частям обрабатываемого изделия. Они без дополнительных средств защиты могут применяться в помещениях любых категорий опасности. Электроустановки, имеющие двойную изоляцию и металлический корпус, запрещается занулять или заземлять. На паспортной табличке таких изделий помещается специальный знак - квадрат внутри квадрата.

Усиленная изоляция используется только в случаях, когда двойную изоляцию затруднительно применять по конструктивным причинам, например в выключателях, щеткодержателях и др.

Малое напряжение - напряжение не более 42В переменного и не более 100В постоянного тока, применяемое для уменьшения опасности поражения электрическим током. Малое напряжение используется для питания ручного электрифицированного инструмента, переносных светильников для помещений с повышенной и особой опасностью, местного освещения на станках, светильников общего освещения при высоте их подвеса менее 2,5м. Изделиям, рассчитанным на малое напряжение, присвоен III-й класс защиты от поражения электрическим током.

Источниками малого напряжения являются гальванические элементы, аккумуляторы, понижающие трансформаторы, выпрямители и преобразователи. Корпуса электроприемников малого напряжения не требуется занулять или заземлять, кроме электросварочных устройств и установок, работающих во взрывоопасных помещениях, а также при работах в особо опасных условиях.

Защитное отключение - это быстродействующее автоматическое отключение всех фаз участка сети, обеспечивающее безопасное для человека сочетания тока и времени его прохождения при замыкании на корпус (или человека), а также снижения уровня изоляции ниже определенного предела. Функция устройств защитного отключения (УЗО), которые имеют быстродействие от 0,03 до 0,2 сек., заключается в ограничении не величины тока, проходящего через тело человека, а времени его протекания.

Основаны УЗО на различных принципах действия. Наиболее совершенным являются УЗО, реагирующие на ток утечки. Такие устройства защищают человека от поражения электрическим током не только в случае прикосновения к металлическим корпусам, оказавшимся под напряжением из-за повреждения изоляции, но и при прямом прикосновении к токоведущим частям. Кроме того, УЗО защищают электроустановки от возгораний, первопричиной которых являются точки утечки, вызванные ухудшением изоляции.

Устанавливаться УЗО могут на вводе в здание, на групповых линиях или на линии питания отдельной электроустановки.

Блокировка опасных зон исключает доступ к токоведущим частям, пока с них не снято напряжение, либо обеспечивает автоматическое снятие напряжения при появлении возможности прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям. Часто блокировки применяют совместно со звуковыми или световыми сигнальными устройствами. Блокировочные устройства основаны на различных принципах действия и разнообразны по конструктивному принципу действия и разнообразны по конструктивному устройству. Наиболее распространенны механические, электрические и фотоэлектрические блокировки.

Сигнализация и знаки безопасности применяются в дополнение к другим средствам защиты. Чаще всего они используются для предупреждения о наличии напряжения на электроустановке или недопустимом приближении к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Средства индивидуальной электрозащиты (СИЭЗ) предназначены для защиты человека, который ими пользуется, от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. Они подразделяются на основные средства защиты и дополнительные.

К основным относятся средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. В группу основных СИЭЗ входят: в электроустановках напряжением выше 1000В - диэлектрические перчатки толщиной 0,7мм, инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения; в электроустановках напряжением выше 1 кВ - изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, резиновые перчатки толщиной 1,2мм.



Рис. 3.1. Средства индивидуальной защиты:

1 - клещи для вставки предохранителей; 8 - токоизмерительные клещи;2 - гаечный ключ; 10, 11 - галоши и боты диэлектрические;3 - отвертка; 12 - сапоги диэлектрические;4, 6, 9 - указатель напряжения; 13 - туфли антистатические;5 - пассатижи; 14 - резиновый коврик и дорожка;7 - перчатки резиновые диэлектрические; 15 - изолирующая подставка.

К дополнительным средствам защиты относятся такие средства защиты, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения, а применяются совместно с основными средствами.

В группу дополнительных СИЭЗ входят:

в электроустановках напряжением до 1 кВ диэлектрические сапоги, галоши, коврики и изолирующие подставки;

в электроустановках напряжением выше 1 кВ - диэлектрические боты, коврики и изолирующие подставки.

Поддержание сопротивления изоляции токоведущих частей на высоком уровне уменьшает вероятность короткого замыкания, замыкания на землю или на корпус электропотребителя, поражения человека электрическим током.

Контроль изоляции должен осуществляться при приемо-сдаточных испытаниях новых или отремонтированных электроустановок и в процессе их эксплуатации. В сетях с глухозаземленной нейтралью контроль изоляции должен проводиться периодически:

в помещениях без повышенной опасности - не реже одного раза в год;

в повышениях с повышенной опасности и особо опасных - не реже одного раза в 6 мес.

Согласно ПУЭ сопротивление изоляции в установках напряжением до 1 кВ должно быть не менее 0,5 МЩ на фазу. Контроль изоляции проводится на специальных стендах или с помощью переносных приборов - мегаомметров. При контроле изоляции сеть или электроустановка должны быть обесточены. Измерения сопротивления изоляции проводятся между фазами и каждой фазы относительно земли. В настоящее время разработаны приборы и методы непрерывного контроля изоляции электрических сетей без снятия напряжения, которые являются более удобными и повышают уровень безопасности.

Зануление - это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Зануление применяется в электроустановках, питающихся от сетей напряжением до 1кВ с глухозаземленной нейтралью видов TN - C, TN - C - S, TN - S.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;

система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении, рис. 3.2.;

система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении, рис. 3.3.;

система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания, рис. 3.4.;

система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены, рис. 3.5.;

система ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника, рис. 3.6.

Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:

Т - заземленная нейтраль;

I - изолированная нейтраль.

Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:

Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;

N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;

С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);

Рис. 3.2. Система TN-C. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике.

Рис. 3.3. Система TN-S. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены.



Рис. 3.4. Система TN-C-S. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике в части системы.

Рис. 3.5. Система IT. Открытые проводящие части электроустановки заземлены. Нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление.

Рис. 3.6. Система ТТ. Открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали.

Для обеспечения безопасных условий работы обслуживающего персонала от поражения напряжением прикосновения и шаговым напряжением необходимо все части электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под таковым при повреждении изоляции, надежно заземлять.

3.3 Расчет искусственного заземления ТП 10/0,4 кВ

Устанавливаем необходимое по 1.7.101 [4], сопротивление . Определяем расчетные удельные сопротивления грунта с учетом повышающих коэффициентов, которые учитывают высыхание почвы летом и промерзание ее зимой.

Удельное сопротивление грунта в Кишиневе .

Расчетное сопротивление грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание зимой:

; (3.1)

K - повышающий коэффициент для вертикальных и горизонтальных заземлителей.

- при применении стержневых электродов длиной 2 - 3 м и при глубине заложения их вершины на 0,5 - 0,8 м.

- при применении протяженных электродов и при глубине заложения 0,5 - 0,8 м, таблица 8-2 [3].

Определяем расчетное сопротивление грунта, по (3.1):

;

;

Определяем сопротивление растекания одного вертикального электрода, из круглой стали, верхний конец которого ниже уровня земли. Возьмем стержень диаметром 16 мм по таблице наименьших размеров заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле 1.7.4 [4], длина стержня 3 м:

 - учитывая что , таблица 8-3 [3];(3.2)

где - длина прутка, м;

- диаметр прутка, м;

- расстояние от поверхности земли до середины электрода, м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.7. Принятое расположение вертикальных электродов.

Откуда, по (3.2):

.

Определяем примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования , без учета влияния горизонтальных электродов связи, таблица 8-5 [3]:

. (3.3)

Вертикальные электроды располагаем по контуру ТП. Определяем сопротивление растекания горизонтальных электродов из стали 25х4 мм по таблице наименьших размеров заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле 1.7.4 [4], приваренных к верхним концам вертикальных электродов.

Периметр контура - 40 м.

- при удовлетворении условия , таблица 8-3 [3];

где - коэффициент использования соединительной полосы в контуре, по таблице 8-7 [3];

- длина полосы, м;

- ширина полосы, м;

- глубина заложения, м.

. (3.4)

Уточненное необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов:

. (3.5)

Уточненное число вертикальных электродов с учетом коэффициентов использования:

. (3.6)

Проверка сопротивления заземления:

- что соответствует . (3.7)

3.4 Пожарная безопасность при эксплуатации РУ-10 кВ

Горючими веществами и материалами в электроустановках являются в основном органические материалы - бумага, пряжа, ткани, резина, пластмассы, минеральные масла и др. Горение их обычно сопровождается значительным выделением дыма и газообразных продуктов разложения, часто имеет вид тления. Минеральное масло (трансформаторное) и кабельные мастики горят коптящим пламенем со значительным выделением окиси углерода СО, являющейся отравляющим газом.

Если горящая электроустановка почему-либо не отключена и находится под напряжением, то тушение ее представляет дополнительную опасность поражения персонала электрическим током.

Поэтому, как правило, приступать к тушению пожара электроустановки можно только после снятия с нее напряжения. Если почему-либо напряжение снять быстро невозможно, а пожар быстро развивается, то допускается тушение пожара электрооборудования, находящегося под напряжением, но с соблюдением особых мер электробезопасности.

Для тушения пожара электрооборудования РУ-10 кВ (маслонаполненных трансформаторов, электрических машин, кабельных линий, проложенных в туннелях, и др.) можно использовать воду (распыленную или компактной струей), воздушно-механическую пену, инертный газ, порошки и другие огнегасительные средства (закрывание очага горения кошмой, сухим песком и т. п.).

В случае необходимости тушения пожара неотключенного электрооборудования водой из ствола пожарного водопровода во избежание поражения электрическим током через струю воды необходимо соблюдать следующие правила:

руководителем тушения пожара в электроустановке до прибытия первого пожарного подразделения, вызванного по тревоге, является старший из числа дежурного электротехнического персонажа или ответственный за электрохозяйство (главный энергетик, начальник электроцеха);

по прибытии пожарного подразделения старший командир принимает на себя руководство тушением пожара;

отключение присоединений, на которых горит оборудование, производится дежурным электротехническим персоналом без предварительного получения разрешения вышестоящего лица, осуществляющего оперативное руководство по эксплуатации электроустановки, но с последующим уведомлением его по окончании операций отключения;

тушение пожаров компактными и распыленными водяными струями без снятия напряжения с электроустановки допускается только в открытых для обзора ствольщика электроустановках, в том числе горящих кабелей при номинальном напряжении до 10 кВ. При этом ствол должен быть заземлен, а ствольщик должен работать в диэлектрических ботах и перчатках и находиться от очага пожара на расстоянии не менее 3,5 м при диаметре спрыска 13 мм при напряжении до 1 кВ включительно и 4,5 м при напряжении до 10 кВ. При диаметре спрыска 19 мм эти расстояния увеличиваются соответственно до 4 и 8 м;

не разрешается для тушения электрооборудования, находящегося под напряжением, применять морскую и сильно загрязненную воду.

Тушение пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением, всеми видами пен с помощью ручных огнетушителей запрещается, поскольку пена и раствор пенообразователя в воде обладают повышенной электропроводностью. В исключительных условиях, при надежном заземлении генератора высокократной пены и насосов пожарных машин разрешается тушение пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением до 10 кВ, воздушно-механической пеной;

при пожаре силовой трансформатор должен быть отключен со стороны обеих обмоток, после чего немедленно следует приступить к его тушению любыми средствами (распыленной водой, воздушно-механической пеной, огнетушителями). Горящее минеральное масло не следует тушить компактной струей во избежание увеличения площади пожара. При тушении пожара трансформаторов, установленных в камерах, необходимо принять меры к предупреждению распространения огня через вентиляционные и другие каналы. Вентиляция помещения в это время может включаться только по требованию пожарного подразделения;

при загорании кабелей, расположенных в туннелях, каналах и других помещениях, необходимо при наличии стационарной системы-пожаротушения включить ее в работу. Во время тушения горящих кабелей напряжением выше 1 кВ в кабельном туннеле работающий с пожарным стволом должен направлять струю воды через дверной проем или люк, не заходя в отсек с горящими кабелями. Одновременно с тушением кабелей необходимо принять меры к скорейшему снятию с них напряжения. Щиты управления электрических станций и подстанций напряжением до 0,4 кВ являются очень ответственной частью электроустановки, поэтому наибольшее внимание при тушении пожара должно уделяться сохранению установленной на них аппаратуры.

Тушение пожара электроустановок, не находящихся под напряжением, допускается любыми гасящими средствами, включая воду.

3.5 Пожарная сигнализация

Электрическая пожарная сигнализация служит для быстрого извещения службы пожарной охраны о возникшем пожаре в каком-либо помещении или сооружении предприятия. В системы автоматического пожаротушения включается также и пожарная сигнализация. При необходимости пожарная сигнализация может быть совмещена с охранной сигнализацией.

Согласно отраслевым нормативным перечням ряд производств и объектов народного хозяйства, не подлежащих пожарной защите при помощи автоматического пожаротушения, но представляющих повышенную пожарную опасность, подлежит оборудованию автоматической пожарной сигнализацией.

Система автоматической пожарной сигнализации состоит из извещателей-датчиков, устанавливаемых в защищаемых от пожара помещениях, приемной станции (расположенной в помещении пожарной команды), источников электропитания и электрической сети, связывающей извещатели с приемной станцией.