Защитными средствами в электроустановках называются приборы, аппараты, переносные приспособления и устройства, а также отдельные части приборов, приспособлений и аппаратов, служащие для защиты персонала, работающего в электроустановках, от поражения электрическим током, а также от воздействия электрической дуги и продуктов ее горения и т. п.

По своему назначению все защитные средства условно можно подразделить на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

Изолирующие защитные средства служат для изоляции человека от частей электрооборудования, находящихся под напряжением, а также для изоляции человека от земли при возможности одновременного прикосновения к земле и заземленным частям электрооборудования с одной стороны и к токоведущим частям электроустановок или к металлическим корпусам электрооборудования с поврежденной изоляцией -- с другой.

К изолирующим защитным средствам относятся изготовленные из изоляционного материала изолирующие и измерительные штанги, штанги для наложения временных переносных заземлений, клещи для снятия и установки трубчатых предохранителей, изолирующие ручки монтерского инструмента, а также диэлектрические перчатки, галоши и боты, резиновые коврики и дорожки, подставки на фарфоровых изоляторах, изолирующие резиновые колпаки для одевания их на ножи разъединителей, изолирующие накладки для ограждения неотключенных токоведущих частей на время производства работ вблизи них, изолирующие лестницы, изоляционные площадки.

Ограждающие защитные средства служат для временного ограждения токоведущих частей электроустановок, находящихся под напряжением. К ним относятся переносные ограждения в виде ширм, барьеров, щитов и клеток, ограничивающих перемещение ремонтного персонала вблизи неотключенных токоведущих частей. К ограждающим средствам можно отнести и временные переносные заземления, которые, будучи установлены на отключенных для ремонта токоведущих частях, делают невозможным появление напряжения на этом оборудовании, так как включение такой электроустановки под напряжение вызовет короткое замыкание и немедленное ее отключение максимальной токовой защитой.

Вспомогательные защитные средства служат для защиты электротехнического персонала от случайного падения с высоты (предохранительные пояса, страхующие канаты), для обеспечения безопасного подъема на высоту (когти, лестницы) и для защиты от световых, тепловых, механических или химических воздействий электрического тока (защитные очки, противогазы, резиновые рукавицы.).

Изолирующие защитные средства делятся на основные и дополнительные.

Основными называются такие изолирующие защитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение электроустановки. С помощью основных защитных средств разрешается обслуживающему персоналу касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Основные защитные средства испытываются напряжением, величина которого зависит от рабочего напряжения электроустановки, в которой они применяются.

К основным защитным изолирующим средствам в электроустановках напряжением выше 1000 В относятся оперативные и измерительные штанги; изолирующие и токоизмерительные клещи; указатели напряжения и изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ (изолирующие лестницы, изолирующие площадки, изолирующие тяги, непосредственно соприкасающиеся с проводом щитовые габаритники, захваты для переноски гирлянд изоляторов, изолирующие штанги для укрепления зажимов и для установки габаритников, изолирующие звенья телескопических вышек).

Дополнительными называются такие изолирующие защитные средства, которые сами по себе не могут при данном напряжении электроустановки обеспечить безопасность персонала от поражения током и являются лишь дополнительной мерой защиты к основным защитным средствам. Дополнительные защитные средства испытываются напряжением, не зависящим от рабочего напряжения электроустановки, в которой они должны применяться.

К дополнительным защитным средствам, применяемым в электроустановках напряжением выше 1000 В, относятся диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические резиновые коврики, изолирующие подставки на фарфоровых изоляторах. К основным изолирующим средствам, применяемым в электроустановках напряжением до 1000 В, относятся оперативные штанги и клещи, диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками и указатели напряжения,

В электроустановках напряжением до 1000 В дополнительными защитными средствами являются диэлектрические галоши, резиновые коврики.

7.2 Освещение производственных помещений

Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих.

Требования к освещению промышленных предприятий регулируются СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. В производственных помещениях со зрительной работой I--III разрядов следует устраивать совмещенное освещение.

Искусственное освещение подразделяется на: рабочее, аварийное, охранное.

Рабочее освещение создает требуемую по нормам освещенность, обеспечивая тем самым необходимые условия работы при нормальном режиме эксплуатации здания. При погасании по каким-либо причинам рабочего освещения предусматривается аварийное освещение, которое может быть двух родов: для продолжения работы и для эвакуации людей из помещения.

Аварийное освещение для продолжения работы должно устраиваться в помещениях, в которых внезапное отключение рабочего освещения может привести к тяжелым последствиям для людей и технологического оборудования.

Аварийное эвакуационное освещение необходимо для создания условий безопасного выхода людей при погасании рабочего освещения.

Охранное освещение необходимо для несения дежурства пожарной и военизированной охраны. Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Для охранного освещения могут использоваться любые источники света

Для рабочего и аварийного освещения применяются светильники с лампами накаливания и с люминесцентными лампами.

Для освещения открытого пространства предусматриваются прожекторы на осветительных мачтах

Управление внутренним освещением для производственных участков осуществляется с помощью выключателей, устанавливаемых на групповых щитках, а во вспомогательных помещениях с помощью местных выключателей. Управление наружным освещением централизованное.

7.3 Требования по чрезвычайным ситуациям и пожаробезопасности

Чрезвычайная ситуация - это состояние, при котором в результате возникновения источника ЧС на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб народному хозяйству и природной среде.

ЧС техногенного характера -- это ситуации, которые возникают в результате производственных аварий и катастроф на объектах, транспортных магистралях и продуктопроводах; пожаров, взрывов на объектах; загрязнения местности и атмосферы аварийно химически опасными веществами (АХОВ), отравляющими веществами (ОВ), биологически (бактериологически) опасными и радиоактивными веществами.

Аварии и катастрофы на объектах характеризуются внезапным обрушением зданий, сооружений, авариями на энергетических сетях авариями в коммунальном жизнеобеспечении, авариями на очистных сооружениях, технологических линиях и т. д. Аварии могут сопровождаться выбросами в окружающую среду ОВ, АХОВ, биологически вредных и радиоактивных веществ.

Наиболее характерными авариями являются взрывы, пожары, заражения местности химическими, биологическими и радиоактивными веществами.

Катастрофы - это внезапные бедствия, аварии, влекущие за собой разрушения зданий, сооружений, уничтожение материальных ценностей, сопровождаемые массовой гибелью людей и животных.

К ЧС природного характера относятся в частности гидрометеорологические (град, обледенение, стихийные пожары, сильные морозы, сильная жара,) явления.

К ЧС экологического характера относится изменения состояния почв, недр Земли, ландшафтов, состояния атмосферы, гидросферы, биосферы. Все эти ЧС происходят в результате техногенных и природных чрезвычайных ситуаций.

Одна из распространенных чрезвычайных ситуаций, возникающих на производстве, это пожар. Причинами возникновения пожаров являются нарушения правил противопожарной безопасности, грозовые разряды, самовозгорания сухой растительности и торфа, различные взрывы.

Пожары на предприятиях могут возникать в результате повреждения электропроводки и электрооборудования, находящегося под током, повреждения отопительных систем, емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями и в результате нарушений техники безопасности. На характер и масштаб пожаров существенное влияние оказывают огнестойкость зданий и сооружений, пожарная опасность объектов, плотность застройки на территории, метеорологические условия, состояние систем и средств пожарной сигнализации и пожаротушения [26].

На промышленном предприятии обязательны для исполнения требования пожарной безопасности, устанавливаемые Правилами пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ 01-03).

На предприятии должна быть установлена система пожарной безопасности, направленная на предотвращение воздействия опасных факторов пожара, удовлетворяющая требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.

На каждом объекте должны быть разработаны инструкции о мерах пожарной безопасности для каждого взрывопожароопасного и пожароопасного участка.

Все работники предприятия должны допускаться к работе только после прохождения противопожарного инструктажа, а при изменении специфики работы проходить дополнительное обучение по предупреждению и тушению возможных пожаров в порядке, установленном руководителем.

Во всех производственных, административных, складских и вспомогательных помещениях на видных местах должны быть вывешены таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны.

Распорядительным документом предприятия должен быть установлен соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим, в том числе:

- определены и оборудованы места для курения;

- определены места и допустимое количество единовременно находящихся в помещениях сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

- установлен порядок уборки горючих отходов и пыли, хранения промасленной спецодежды;

- определен порядок обесточивания электрооборудования в случае пожара и по окончании рабочего дня;

- регламентирован порядок проведения пожароопасных работ;

- регламентирован порядок осмотра помещений после окончания работы;

- регламентированы действия работников при обнаружении пожара;

- определен порядок прохождения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму, а также назначены ответственные за их проведение.

В зданиях и сооружениях при единовременном нахождении на этаже более 10 человек должны быть разработаны и на видных местах вывешены планы эвакуации людей в случае пожара, а также предусмотрена система оповещения людей о пожаре.

Работники предприятия должны:

- соблюдать требования пожарной безопасности, а также соблюдать и поддерживать противопожарный режим;

- выполнять меры предосторожности при проведении работ с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, другими опасными в пожарном отношении веществами, материалами и оборудованием;

- в случае обнаружения пожара сообщить в подразделение пожарной охраны и принять возможные меры к спасению людей, имущества и ликвидации пожара.

Дороги, проезды и подъезды к зданиям, сооружениям, открытым складам, наружным пожарным лестницам и водоисточникам, используемым для целей пожаротушения, должны быть всегда свободными для проезда пожарной техники, содержаться в исправном состоянии, а зимой быть очищенными от снега и льда.

Для всех производственных и складских помещений должна быть определена категория взрывопожарной и пожарной опасности, которые надлежит обозначать на дверях помещений. Около оборудования, имеющего повышенную пожарную опасность, следует вывешивать стандартные знаки безопасности.

Противопожарные системы и установки должны постоянно содержаться в исправном рабочем состоянии.

Не разрешается проводить работы на оборудовании, установках и станках с неисправностями, которые могут привести к пожару, а также при отключенных контрольно-измерительных приборах и технологической автоматике, обеспечивающих контроль регламентированных условиями безопасности параметров.

7.4 Охрана окружающей среды

Под охраной окружающей среды понимают совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющих свести к минимуму выбросы в биосферу материальных и энергетических загрязнений.

Согласно ПУЭ завод торгового машиностроения относится ко 2 степени загрязнения. Безопасным (степень загрязнения 1) является расстояние 500 м от завода.

Машиностроительное производство может создавать самые различные загрязнения. Это обусловлено большим разнообразием применяемых в машиностроении материалов, множеством видов технологических процессов и большим ассортиментом выпускаемой продукции.

Значительная часть отходов деревообработки не находит своего дальнейшего применения. В основном их утилизация происходит либо путем сожжения, либо сводиться к вывозу на свалки. Оба варианта ведут к загрязнению окружающей среды, а вывоз мусора требует еще и необоснованных экономических затрат.

Разнообразными, в том числе вредными для здоровья человека, загрязнениями сопровождаются процессы пайки и сварки.

Сточные воды предприятий машиностроения и металлообработки содержат механические взвеси песка, окалины, металлической стружки и т. д., а также различные минеральные масла.

Условно методы борьбы с загрязнениями окружающей среды делят на две группы: пассивные и активные. К числу пассивных относятся методы, использование которых не связано с непосредственным воздействием на источник загрязнения: рациональное размещение источников загрязнений, их локализация, очистка выбросов.

Примером рационального размещения источников загрязнений может быть расположение промышленных предприятий с подветренной стороны по отношению к жилой застройке, чтобы продукты горения, вредные газы, копоть и пыль, выделяемые даже в малых дозах, уносились ветром в сторону относительно свободного пространства. Между предприятием и жилым районом оставляют озелененную санитарно-защитную зону. Локализация источников загрязнения ограничивает распространение их вредного воздействия (например, окраска изделий распылением в специальных камерах). Широкое распространение имеют методы очистки загрязнений. Для этой цели используются различные очистные устройства и сооружения.

Сущность активных методов борьбы с загрязнениями заключается в совершенствовании существующих и разработке новых технологических процессов в целях снижения их вредного воздействия на окружающую среду. Эти методы наиболее предпочтительны, т. к. они решают проблему охраны окружающей среды радикально.



8. ВОПРОС ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПРОРАБОТКИ. МАЛАЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИКА РОССИИ

8.1 Основные понятия

Под гидроэнергетикой понимают производство электроэнергии при помощи гидротурбин разной мощности, устанавливаемых на постоянных водотоках (чаще всего -- в руслах рек). Как правило, создание гидроэлектростанции требует возведения плотины, в которой устанавливаются гидротурбины, но возможно также создание бесплотинных ГЭС.

Рассмотрим возможности производства энергии при помощи малых ГЭС и микро-ГЭС (МГЭС). В российской практике под микро-ГЭС подразумевают станции мощностью до 100 кВт, а под малыми -- общей установленной мощностью до 30 МВт с мощностью единичного гидроагрегата до 10 МВт и диаметром рабочего колеса гидротурбины до 3 м.

Как считают эксперты, подобная классификация затрудняет расчет валового энергетического потенциала малой гидроэнергетики, поскольку не позволяет определить технические параметры гидроэлектростанции.

В наиболее полной работе по оценке гидроэнергетических ресурсов СССР, опубликованной в 1967 г., к категории МГЭС относились все гидроэлектростанции, создаваемые на равнинных реках, имеющие валовой потенциал до 2 МВт и горных -- до 1.7 МВт. Эти классификационные признаки считаются оптимальными, поскольку не относятся к техническим параметрам будущих ГЭС [27].

В большинстве случаев предполагается, что МГЭС устанавливаются на малых реках и водотоках. Хотя малые реки являются одним из наиболее распространенных типов водных объектов, единого подхода к их определению в настоящее время нет. Применяются различные критерии при определении понятия малая река (малый водоток).

Прежде всего, используют количественные критерии. В соответствии с ГОСТ 17.1.1.02-77 у малой реки площадь водосбора не превышает 2000 км², а средний многолетний сток в период низкой межени не превышает 5 м³/с. В то же время, согласно другой систематике, площадь водосбора малой реки не должна превышать 200 км², а ее длина должна быть не более 100 км. Также есть примеры того, как при классификации учитывается возможность хозяйственного использования малых рек. Но общепринятого подхода к определению понятия «малая река» в России нет.

8.2 Достоинства и недостатки малой гидроэнергетики

Как и любой другой способ производства энергии, применение малых и мини-ГЭС имеет как преимущества, так и недостатки.

Среди экономических, экологических и социальных преимуществ объектов малой гидроэнергетики можно назвать следующие. Их создание повышает энергетическую безопасность региона, обеспечивает независимость от поставщиков топлива, находящихся в других регионах, экономит дефицитное органическое топливо. Сооружение подобного энергетического объекта не требует крупных капиталовложений, большого количества энергоемких строительных материалов и значительных трудозатрат, относительно быстро окупается. Кроме того, есть возможности для снижения себестоимости возведения за счет унификации и сертификации оборудования.

Отсутствует нарушение природного ландшафта и окружающей среды в процессе строительства и на этапе эксплуатации; отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она не теряет первоначальных природных свойств и может использоваться для водоснабжения населения.

В процессе выработки электроэнергии ГЭС не производит парниковых газов и не загрязняет окружающую среду продуктами горения и токсичными отходами, что соответствует требованиям Киотского протокола. Подобные объекты не являются причиной наведенной сейсмичности и сравнительно безопасны при естественном возникновении землетрясений. Они не оказывают отрицательного воздействия на образ жизни населения, на животный мир и местные микроклиматические условия.

Источниками энергии для малой гидроэнергетики могут явятся: небольшие реки, ручьи; естественные перепады высот на озерных водосбросах и на оросительных каналах ирригационных систем; технологические водотоки (промышленные и канализационные сбросы); перепады высот питьевых трубопроводов, систем водоподготовки и других трубопроводов, предназначенных для перекачки различных видов жидких продуктов.

Возможные проблемы, связанные с созданием и использованием объектов малой гидроэнергетики, менее выражены, но их также следует учитывать.

Как любой локализованный источник энергии, в случае изолированного применения, объект малой гидроэнергетики уязвим с точки зрения выхода из строя, в результате чего потребители остаются без энергоснабжения. Решением этой проблемы является создание совместных или резервных генерирующих мощностей -- ветроагрегата, когенерирующей мини-котельной на биотопливе, фотоэлектрической установки и т.д.

Наиболее распространенный вид аварий на объектах малой гидроэнергетики -- разрушение плотины и гидроагрегатов в результате перелива через гребень плотины при неожиданном подъеме уровня воды и несрабатывании запорных устройств. В некоторых случаях МГЭС способствуют заиливанию водохранилищ и оказывают влияние на руслоформирующие процессы.

Существует определенная сезонность в выработке электроэнергии (заметные спады в зимний и летний период), приводящая к тому, что в некоторых регионах малая гидроэнергетика рассматривается как резервная (дублирующая) генерирующая мощность.

Среди факторов, тормозящих развитие малой гидроэнергетики в России, называют неполную информированность потенциальных пользователей о преимуществах применения небольших гидроэнергетических объектов; недостаточную изученность гидрологического режима и объемов стока малых водотоков; низкое качество действующих методик, рекомендаций и СНиПов, что является причиной серьезных ошибок в расчетах; отсутствие хороших методик оценки и прогнозирования возможного воздействия на окружающую среду и хозяйственную деятельность; слабую производственную и ремонтную базу предприятий, производящих гидроэнергетическое оборудование для МГЭС, а массовое строительство объектов малой гидроэнергетики возможно лишь в случае серийного производства оборудования, отказа от индивидуального проектирования и качественно нового подхода к надежности и стоимости оборудования -- по сравнению со старыми объектами, выведенными из эксплуатации.

8.3 Гидропотенциал России

Согласно сделанным в начале 60-х годов XX века оценкам, СССР располагал 11.4% мировых гидроэнергетических ресурсов. Средняя годовая мощность гидроресурсов бывшего СССР оценивалась в 434 млн. кВт (3.800 млрд. кВт * ч отдачи энергии в год). Расчеты показывали, что технически возможно и экономически целесообразно получать около 1.700 млрд. кВ * ч электроэнергии, что более чем в 5 раз превышало выработку всех электростанций страны в тот период.

Основная часть этого гидропотенциала (74%) располагалась на территории Российской Федерации. Средняя годовая потенциальная мощность гидроресурсов России оценивалась в 320 млн. кВт (производство -- 2.800 млрд. кВт * ч в год), из которых выработка более 1.340 млрд. кВт * ч в то время была технически возможна.

Согласно современным оценкам, опубликованным специалистами НИИ энергетических сооружений, технически достижимый потенциал МГЭС России позволяет производить 357 млрд. кВт * ч в год.

По своему потенциалу гидроресурсы России сопоставимы с существующими объемами выработки электроэнергии всеми электростанциями страны, однако этот потенциал используется всего на 15%. В связи с ростом затрат на добычу органического топлива и соответствующим увеличением его стоимости, представляется необходимым обеспечить максимально возможное развитие гидроэнергетики, являющейся экологически чистым возобновляемым источником электроэнергии (ВИЭ).

При оптимистическом и благоприятном вариантах развития выработка электроэнергии на гидроэлектростанциях может возрасти до 215 млрд. кВт * ч в 2020 г. с дальнейшим увеличением до 350 млрд. кВт * ч за счет сооружения новых гидроэлектростанций. Предполагается, что гидроэнергетика преимущественно будет развиваться в Сибири и на Дальнем Востоке. В европейских районах строительство МГЭС получит развитие на Северном Кавказе.

8.4 История развития малой гидроэнергетики России

В настоящее время гидроэнергетический потенциал практически полностью реализуется за счет больших и гигантских ГЭС. Вместе с тем, согласно имеющимся данным, в 1913 г. число действовавших в России ГЭС составляло 78 единиц, общей мощностью 8.4МВт. Крупнейшей из них была ГЭС на р. Мургаб, мощностью 1.35 МВт. Таким образом, согласно современной классификации, все действовавшие в то время ГЭС являлись малыми.

Менее чем через 30 лет -- в 1941 г. в России работали 660 малых сельских ГЭС, общей мощностью 330 МВт. На 40-е и 50-е годы XX века пришелся пик строительства МГЭС, когда ежегодно в эксплуатацию вводились до 1000 объектов. По разным оценкам, к 1955 г. на территории Европейской части России насчитывалось от 4000 до 5000 МГЭС. А общее количество МГЭС в СССР после окончания Великой Отечественной войны составляло 6500 единиц.

Правда, уже в начале 50-х годов, в связи с переходом к строительству гигантских энергетических объектов и присоединением сельских потребителей к централизованному электроснабжению, это направление энергетики утратило государственную поддержку, что привело практически к полному разрушению и упадку созданной прежде инфраструктуры. Прекратилось проектирование, строительство, изготовление оборудования и запасных частей для малой гидроэнергетики.

В 1962 г. в СССР насчитывалось 2665 малых и микро-ГЭС. В 1980 г. их было около 100 с суммарной мощностью 25 МВт. А к моменту распада СССР в 1990 г. действовавших МГЭС оставалось всего 55. Согласно данным разных источников, в настоящее время по всей России действуют от нескольких десятков (60-70) до нескольких сотен (200-300) единиц.

Программой развития гидроэнергетики СССР до 2000 г. предусматривалось увеличение мощности действующих ГЭС почти в два раза. Предполагалось построить 93 новых гидроэлектростанции, затопить 2 млн. га плодородных земель и переселить с затопляемых территорий более 200 тыс. человек. (Малым ГЭС в этих планах места не нашлось.) Распад СССР и экономический кризис не позволили реализовать эти грандиозные планы.

В течение последних лет доля вырабатываемой на гидростанциях электроэнергии в общем энергетическом балансе России снижается. В 1995 г. она составляла 21%, в 1996 г. -- 18%, в 1997 г. -- 16%. Это связано как с устареванием и износом оборудования на гидроэнергетических гигантах прошлого, так и с увеличением в энергобалансе страны доли более удобного энергоресурса -- природного газа.

По мнению экспертов, в ближайшем будущем выработка электроэнергии на гидростанциях будет увеличиваться. Это будет происходить преимущественно в регионах с децентрализованным электроснабжением за счет ввода в действие новых малых ГЭС, которые будут замещать устаревающие и неэкономичные дизельные электростанции.

8.5 Место малой гидроэнергетики среди других ВИЭ

В производстве электроэнергии малая гидроэнергетика России делит первенство с тепловыми электростанциями на биотопливе. Согласно имеющимся данным за 2002 и 2003 гг., на МГЭС и био-ТЭС было произведено примерно равное количество электроэнергии -- по 2.4 млрд. кВт * ч (2002 г.) и по 2.5- 2.6 млрд. кВт * ч (2003 г.). То есть вклад каждого из этих ресурсов в выработку электроэнергии в России составлял менее 0.3%.

Общая установленная мощность 59 МГЭС составляла 610 МВт в 2001 г. Согласно экспертным оценкам, в настоящее время этот показатель выше. При этом средние значения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) для действующих МГЭС составляли 38-53%, а столь важный для расчета эффективности энергоустановки показатель, как расход электроэнергии на собственные нужды, не превышал 1.5%.

Принятая в 1997 г. Федеральная целевая программа «Топливо и энергетика» предусматривала ускорение создания МГЭС, но слабое бюджетное финансирование не позволило выполнить ее в полном объеме.

Несмотря на финансовые проблемы, производится строительство новых и восстановление действовавших прежде, но остановленных и частично разрушенных МГЭС. В большинстве случаев их строительство и ввод в эксплуатацию производится без участия средств федерального бюджета. Для этого привлекаются средства из местных бюджетов, средства спонсоров и инвесторов.

В новом строительстве преобладают микро-ГЭС с единичной мощностью агрегатов от 10 до 50 кВт, объединенные в системы по 2-5 единиц. Строятся малые ГЭС с единичной мощностью агрегатов от 200 до 550 кВт, объединенных в системы по 2-7 единиц.

Как правило, МГЭС создаются в удаленных районах, где существует проблема с завозом органического топлива (в большинстве случаев -- дизельного топлива, реже -- угля). В Адыгее построены 2 МГЭС мощностью 50 и 200 кВт, используемые для подачи питьевой воды. В Кабардино-Балкарии построена МГЭС мощностью 1100 кВт. В 2003 г. в Краснодарском крае установлены 7 гидроагрегатов по 350 кВт. В республике Тыва и на Алтае построены 3 МГЭС с агрегатами 10, 50 и 200 кВт, объединенные по 2-3 единицы. В Карелии и Ленинградской обл. -- 4 мини-ГЭС с агрегатами от 10 до 50 кВт. В Башкирии также 4 мини-ГЭС с агрегатами от 10 до 50 кВт. Кроме этого были построены заново или восстановлены другие МГЭС.

8.6 Ожидаемые сдвиги в энергобалансе

По мнению экспертов, основное назначение МГЭС в ближайшие годы будет заключаться в замещении завозимого в удаленные регионы России органического топлива (в первую очередь -- дизельного) с целью снижения расходов федерального бюджета и повышения эффективности и энергетической безопасности энергодефицитных регионов. Строительство МГЭС производится на охраняемых природных территориях и в местах с достаточно стабильным режимом водности малых водотоков.

Планируется создание 5 МГЭС на реках Корякского АО. Это позволит заместить в энергобалансе до 18 тыс. т дизельного топлива, что составляет 30% от общего объема, ежегодно завозимого в регион.

В Дальневосточном регионе в настоящее время действуют более 3000 дизельных электростанций (ДЭС) мощностью до 500 кВт. Электроснабжение региона полностью зависит от стабильности поставок дизельного топлива и качества оборудования для его сжигания. Стоимость как самого дизельного топлива, так и его доставки в настоящее время столь высока, что возникла срочная необходимость в его замещении другими энергоресурсами. Кроме того, износ оборудования большинства ДЭС так велик, что необходимо срочно решать вопрос стабильности электроснабжения региона.

В этих условиях организации, проектирующие МГЭС и производящие соответствующие обследования малых водотоков выявили более 200 мест для строительства МГЭС, что позволит, по приблизительным оценкам, производить до 1.5 млрд. кВт * ч электроэнергии в год. В соответствии с более поздними исследованиями, электроснабжение ряда населенных пунктов Дальнего Востока и Приморья может быть оптимизировано за счет строительства 7-8 МГЭС, расположенных вблизи потребителей и объединенных в местную энергосистему.

Реализация этих проектов поможет сократить объем завозимого в регион дизельного топлива на 28 тыс. т в год, что высвободит автотранспорт и сократит загрузку местных портов. Все это существенно увеличит энергетическую независимость Дальнего Востока и Приморья.

8.7 Возможности восстановления разрушенных МГЭС

В разных регионах России до настоящего времени встречаются руины МГЭС, которые еще в середине XX века снабжали населенные пункты и сельскохозяйственные предприятия электроэнергией. Проведенные в последние годы инженерные обследования разрушенных МГЭС показали, что на многих объектах сохранились бетонные сооружения, восстановление которых может быть экономически оправданно.

Среди преимуществ реконструкции и восстановления разрушенных МГЭС эксперты называют следующие: автономность снабжения местных потребителей электроэнергией; уменьшение расходов на создание местных линий электропередач; уменьшение нагрузки на локальные электрические сети; уменьшение расходов на дорогостоящее органическое топливо; экологическая чистота гидроэнергетики.

Начиная с 1995 г. в НИИ энергетического строительсва производят работы по созданию базы данных гидротехнических сооружений и МГЭС на малых реках Европейской части России. В настоящее время база данных содержит сведения о 200 подобных объектах на реках бассейна верхней и средней Волги, а также северо-запада России. По 100 объектам выполнено инженерное обследование сооружений. Ряд объектов имеет проектную документацию. Практически все гидротехнические объекты, включенные в базу данных, имели в составе гидроэлектрические установки. На реках строились каскады из 2- 6 МГЭС, которые формировали хозяйственную прибрежную инфраструктуру. Кроме того, каскады обеспечивали защиту от наводнений.

Специалисты НИИЭС провели обследования некоторых частично разрушенных МГЭС и выполнили технико-экономические обоснования их восстановления. Среди обследованных объектов Веселовская МГЭС (Ростовская обл.), Копылковская МГЭС (р. Великая, Псковская обл.), Петровская и Мирславльская МГЭС (р. Нерль, Ивановская обл.).

Для поиска оптимальных инженерно-технических решений по восстановлению МГЭС в 2003 г. была построена Хоробровская МГЭС (р. Нерль-Волжская, Ярославская обл.) мощностью 160 кВт, вырабатывающая 840 тыс. кВт•ч электроэнергии. Она была восстановлена как постоянно действующая опытно-экспериментальная база ОАО НИИЭС РАО «ЕЭС России» для испытания в натурных условиях новых технологий и оборудования для технического перевооружения гидроэнергетики -- в т.ч. малой. Эта МГЭС работает в полностью автоматическом режиме как в отношении выработки электроэнергии, так и при пропуске паводков. На водосливной плотине МГЭС установлены экспериментальные автоматические затворы и Гидроплюс, выполненные при участии французских специалистов.

В 2004 г. на оз. Сенеж (Московская обл.) введена в эксплуатацию восстановленная малая гидроэнергетическая установка XIX века барона Кноппа, построенная на основе гидроэнергетических сооружений середины XVIII века. Гидроэнергетическое оборудование восстановленной МГЭС представляет собой ортогональную гидротурбину, позволяющую эффективно использовать низконапорные плотины, изготовленную на предприятии «Прометей» в подмосковном Чехове. В дополнение к МГЭС, на ее плотине установлены ортогональные энергетические ветроустановки с новой конструкцией аэродинамического торможения. Сочетание работы МГЭС и ветровых машин позволит оптимизировать производство электрической мощности, поставляемой в местную электросеть.

Суммарная мощность гидро-ветрокомплекса составляет 70 кВт. Он состоит из двух ветроагрегатов по 10 кВт и двух гидроагрегатов мощностью 45 и 5 кВт. В ходе испытаний предполагается проверить способность комплексной системы работать на сеть и на локальную нагрузку, что позволит использовать подобные энергокомплексы для электроснабжения потребителей в удаленных регионах.

В целом малая гидроэнергетика в своем развитии испытывает те же проблемы, что и энерготехнологии на остальных возобновляемых источниках энергии.

8.8 Малые ГЭС Карелии

В качестве примера рассмотрим состояние малой гидроэнергетики в республике Карелия. Республика Карелия богата гидроэнергетическими ресурсами, которые используются несколькими каскадами ГЭС -- Кемским (действующие Кривопорожская, Подужемская, Путкинская, Юшкозерская ГЭС, строящаяся Белопорожская ГЭС и перспективная Морская ГЭС), Выгским (Беломорская ГЭС, Выгостровская ГЭС, Маткожненская ГЭС, Ондская ГЭС, Палокоргская ГЭС) и Сунским (Пальеозерская и Кондопожская ГЭС).

Собственник почти всех ГЭС Карелии -- ОАО «ТГК-1».

8.8.1 Действующие малые ГЭС

Действующие малые ГЭС введены в строй более 60 лет назад, их оборудование устарело, подлежит замене и модернизации.

Хямекоски ГЭС-21. Расположена на реке Янисйоки, у дер. Хямекоски Питкяранского района. Пущена в 1903 году. Мощность ГЭС -- 2,68 МВт. В здании ГЭС установлено 5 гидроагрегатов шведского производства фирмы ASEA, 1903 года выпуска. В 2006--2008 годах ГЭС проходила модернизацию, в частности, заменялось гидросиловое оборудование. 25 июля 2009 года введён в эксплуатацию после реконструкции гидроагрегат № 3 мощностью 0,9 МВт.

Харлу ГЭС-22. Расположена на реке Янисйоки, у пос. Харлу Питкяранского района. Пущена в 1936 году. Мощность ГЭС -- 3 МВт. В здании ГЭС установлено 2 гидроагрегата. Оборудование ГЭС устарело, подлежит замене и модернизации.

Ляскеля ГЭС. Расположена на реке Янисйоки, у пос. Ляскеля Питкяранского района. Пущена в 1899 году, разрушена в годы Великой Отечественной войны, затем вновь восстановлена. В 2010 году закончена реконструкция. В ходе реконструкции, произведена замена всех гидроагрегатов станции, со значительным увеличением мощности ГЭС (первоначально, ГЭС имела мощность 0,75 МВт). Мощность ГЭС -- 4,8 МВт, среднегодовая выработка -- 25,85 млн.кВт.ч. В здании ГЭС установлено шесть пропеллерных гидроагрегатов мощностью по 0,8 МВт, работающих при максимальном напоре 13,6 м. Среднемноголетний расход воды -- 39,1 мі/сек. Электроэнергия выдается в сеть при напряжении 0,4 кВ. После окончания реконструкции, станция стала полностью автоматизированной, её работа осуществляется без постоянного персонала. Пуск станции состоялся 5 сентября 2011 года. Собственник станции -- ЗАО «Норд Гидро».

Суури-йоки ГЭС-25. Расположена на реке Тулемайоки, у пос. Сууриеки. Пущена в 1920 году. Мощность ГЭС -- 1,28 МВт. В здании ГЭС установлено 2 гидроагрегата.

Пиени-йоки ГЭС-24. Расположена на реке Тулемайоки, у пос. Пиени-йоки. Пущена в 1920 году. Мощность ГЭС -- 1,28 МВт. В здании ГЭС установлено 2 гидроагрегата.

Игнойла ГЭС-26. Расположена на реке Шуя. Мощность ГЭС -- 2,7 МВт, среднегодовая выработка -- 14 млн кВт·ч. В здании ГЭС установлен один поворотно-лопастной гидроагрегат, работающий при расчетном напоре 8 м. Гидротурбина четырехлопастная, диаметр рабочего колеса 2,7 м, производства шведской фирмы KMW. Генератор производства фирмы ASEA.

ГЭС пущена в 1936 году, в то время еще на территории Финляндии. Во время Великой Отечественной войны станция была разрушена, восстановление закончено в 1946 году. Гидроагрегат ГЭС был модернизирован в 1997--2002 годах с заменой камеры рабочего колеса. Осенью 2007 года на ГЭС было закончено строительство четырехступенчатого рыбохода лестничного типа, предназначенного для пропуска лососёвых рыб к нерестилищам.

Питкякоски ГЭС-19. Расположена в Сортавальском районе. Пущена в 1947 году. Мощность ГЭС -- 1,26 МВт. В здании ГЭС установлен 1 гидроагрегат шведского производства фирмы ASEA, 1947 года выпуска.

8.8.2 Перспективные малые ГЭС

Сегозерская ГЭС. Планируемая мощность ГЭС -- 24 МВт, в здании ГЭС должны быть размещены два гидроагрегата мощностью по 12 МВт, работающих при расчетном напоре 20 м. ГЭС пристраивается к существующей плотине Сегозерского гидроузла, что существенно снижает затраты на проект и обеспечивает его быструю окупаемость. В начале 1990-х годов было проведено рабочее проектирование, однако строительство ГЭС начато не было. Строительство Сегозерской ГЭС включено в инвестиционную программу ОАО «ТГК-1» с вводом гидроагрегатов в 2013--2015 гг.

Каскад на реке Чирка-Кемь. Существуют проектные проработки (еще с советского времени) по двум малым ГЭС на реке Чирка-Кемь: Ялганьпорожской (мощность 13 МВт, напор 17,4 м) и Железнопорожской (мощность 16 МВт, напор 16,5 м). Среднегодовая выработка каскада -- 168 млн кВт·ч. В настоящее время строительство данных ГЭС не включено в инвестиционные программы каких-либо кампаний. В то же время, сооружение ГЭС предусмотрено программой развития гидроэнергетики России (ввод после 2020 года). Также сообщалось об интересе к проекту фонда «Новая энергия», контролируемого ОАО «РусГидро».

Водлинский каскад. Известно о планах строительства на реке Водла каскада из двух ГЭС -- Пудожской и Верхне-Водлинской. Согласно информации фонда «Новая энергия», проявляющего интерес к проекту, суммарная проектная мощность ГЭС каскада составляет 40,8 МВт. Согласно программе развития гидроэнергетики России, мощность каскада -- 52 МВт, среднегодовая выработка -- 245 млн кВт·ч, ввод мощности -- 2016--2020 гг.

Малые ГЭС на реке Сегежа. Озвучивались планы строительства на реке Сегежа Табойпорожской ГЭС, также встречаются упоминания о Сегежской ГЭС (неясно, имеется ли при этом в виду Табойпорожская ГЭС, либо это другая ГЭС). В сентябре 2008 года фонд «Новая энергия» сообщил о поведении предпроектного анализа ряда створов в Карелии, в том числе и на реке Сегежа

Малые ГЭС на реке Нижний Выг. Существуют проектные проработки по Шаваньской и Надвоицкой ГЭС, которые могут быть пристроены к плотинам существующих гидроузлов Беломорско-Балтийского канала. О перспективах реализации данных проектов информации нет [28].



8.9 МикроГЭС 10Пр

Рассмотрим микрогидроэлектростанцию мощностью 10 кВт - МикроГЭС 10Пр.

В таблице 53 указана комплектность поставки МикроГЭС 10Пр

Таблица 53 - Комплектность поставки МикроГЭС

Наименование	Масса, кг
Энергоблок	180
Блок балластной нагрузки ББН15	70
Устройство автоматического регулирования УАР15М/400	70
Водозаборное устройство	35

Энергоблок предназначен для выработки электроэнергии и состоит из гидравлической турбины и асинхронного двигателя, используемого в качестве генератора.

Блок балластной нагрузки предназначен для поглощения избыточной активной мощности МикроГЭС. ББН представляет собой шкаф внутри которого расположены термоэлектрические нагреватели.

Устройство автоматического регулирования предназначено для управления и защиты энергоблока. Оно обеспечивает возбуждение асинхронного генератора и автоматическое регулирование вырабатываемого им напряжения и частоты. УАР обеспечивает защиту от перегрузки, перенапряжения и короткого замыкания.

Устройство водозаборное выполнено в виде сетчатого короба, внутри которого расположен водозаборный патрубок с запорным органом. Водозаборное устройство предназначено для предотвращения попадания в энергоблок плавающего мусора.

Технические данные МикроГЭС 10Пр приведены в таблице 54.



Таблица 54 - Технические данные МикроГЭС

Наименование	Масса, кг
Напор (нетто), м	4,5-10
Расход воды, м3/с	0,095-0,2
Вырабатываемая мощность, кВт	до 10
Частота вращения, об/мин	1500
Напряжение, В	400(+25 -50)
Частота тока, Гц	50 ± 2
Диаметр рабочего колеса, мм	235
Диаметр подводящего трубопровода, мм	300

Для работы МикроГЭС обязательным условием является наличие напора (разницы уровней) воды.

Напор может быть получен за счет разницы отметок уровней воды между:

- двумя реками;

- озером и рекой;

- на одной реке, за счет спрямления излучины.

Получение напора возможно также при сооружении плотины.

Трубопровод должен обеспечивать подвод воды к энергоблоку с минимальными потерями напора. Длина трубопровода определяется местными условиями.

Перед энергоблоком на трубопроводе должен быть установлен затвор/задвижка, необходимый для пуска и останова МикроГЭС [29].



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломе рассмотрен проект системы электроснабжения завода торгового машиностроения.

На основе исходных данных были рассчитаны электрические нагрузки. По электрическим нагрузкам выбраны комплектные трансформаторные подстанции с трансформаторами.

Выбраны марка и сечение питающих кабелей для цехов завода, а также кабели для питания электроприемников в ремонтно-механическом цехе. Проводники проверены по потерям напряжения.

Рассчитаны токи короткого замыкания для сетей 35, 10 и 0,4 кВ. На основании расчета токов короткого замыкания выбрано оборудование, проверено на термическую и электродинамическую стойкость.

Произведен выбор устройств релейной защиты с использованием устройства БМРЗ для защиты цехового трансформатора, синхронного двигателя 6 кВ и секционного выключателя.

Произведен расчет заземляющего и грозозащитного устройства.

Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности.

Рассмотрен вопрос состояния малой гидроэнергетики России.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Мосталыгин Г.П. Технология машиностроения [Текст]/ Г.П. Мосталыгин и др.- М: Машиностроение, 1990.- 285 с.

2. Справочные данные с сайта «sabaros.ru» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.sabaros.ru/html/f1289658036.html - Загл. с экрана;

3. Справочные данные с сайта «Большая энциклопедия нефти и газа» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id585616p1.html - Загл. с экрана.

4. Волков В.М. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]: методические указания к курсовому и дипломному проектированию/В.М. Волков. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. - 44с.

5. Клюев С.А. Освещение производственных помещений [Текст]/ С.А. Клюев и др.- М: Энергия, 1979.- 155 с.

6. Центр комплектации «СпецТехРесурс» [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о лабораторном и электротехническом оборудовании, контрольно-измерительным приборам. - М.,[2000-]. - Режим доступа: http://www.laborant.ru/ - Загл. с экрана.

7. Справочные данные с сайта «КАТРЕЙД» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.catrade.ru/catalog.htm - Загл. с экрана.

8. Справочные данные с сайта «comsvet.ru» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://comsvet.ru/1/5.shtml - Загл. с экрана.

9. Каталог ЗАО «Технолог» [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о электротехническом оборудовании. - Москва, [2009-] - Режим доступа: http://zao-tehnolog.ru/page150183 - Загл. с экрана.

10. Волков В.М. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок [Текст]: учебное пособие и справочные материалы для курсового и дипломного проектирования/В.М. Волков. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. - 44с.

11. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [Текст] / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. - М.: Энергоатомиздат: 1989 - 608с;

12. Каталог ЗАО "ЭнергоГлавСтрой" [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о электротехническом оборудовании. - Москва, [2009-] - Режим доступа: http://egstroy.ru/load/30-1-0-733 - Загл. с экрана.

13. Справочные данные с сайта «uztt.ru» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://uztt.ru/ktp-tk - Загл. с экрана.

14. Справочные данные с сайта «jetenergy.net» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.jetenergy.net/products/controlled_mrc_04/ - Загл. с экрана.

15. Справочные данные с сайта «ООО Промышленный Союз» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://promsouz.com/bigvolt/vv/razed/rndz-35.htm - Загл. с экрана.

16. Каталог ООО «ТД «Автоматика» [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о трансформаторах, производимых отечественными и зарубежными изготовителями. - Смоленск, [2007-]. - Режим доступа: http://www.tdtransformator.ru. - Загл. с экрана.

17. Справочные данные с сайта «Инкотекс» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.incotexcom.ru/m230art.htm - Загл. с экрана.

18. Справочные данные с сайта ЧП «Западприбор» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://zapadpribor.uaprom.net/p2073868-ampermetr-e350-voltmetr.html - Загл. с экрана.

19. Справочные данные с сайта «elec.ru» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.elec.ru/articles/avk_pkt_pkn/ - Загл. с экрана.

20. Справочные данные с сайта «Разряд Трейд» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.razrad.sp.ru/opn35uhl.html - Загл. с экрана.

21. Справочные данные с сайта «Таврида электрик» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.tavrida.ru - Загл. с экрана.

22. Электронный каталог Электрощит [Электронный ресурс]: база данных электрооборудования.- Электрон. дан.- Режим доступа: http://www.electroshield.ru/catalog/- Загл. с экрана.

23. Каталог НТЦ «Механотроника»» [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о разрабатываемых и производимых устройствах релейной защиты и автоматики. - Санкт-Петербург, [1990-]. - Режим доступа: http://www.mtrele.ru . - Загл. с экрана.

24. Соловьёв И.И. Электроэнергетика: Методические указания к контрольной работе №1. - Архангельск. Издательство АГТУ, 2005.

25. Соловьев, И.И. Перенапряжения и изоляция [Текст]: методические указания к контрольной работе и расчетно-графическому заданию. - Архангельск.: Изд-во АГТУ, 2006. - 19 с.

26. Князевский Б.А.Охрана труда в электроустановках [Текст]: Учебник для вузов/ Б.А.Князевский, Т.П.Марусова, Н.А.Чекалин, Н.В Шипунов. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 336с.

27. Гидроэнергетические ресурсы. Энергетические ресурсы СССР [Текст]: М.: Наука, 1967.- 257 с.

28. Электронная энциклопедия Wikipedia [Электронный ресурс].- Электрон. дан.- Режим доступа: http://www.electroshield.ru/catalog/- Загл. с экрана.

29. Справочные данные с сайта «ИНСЭТ» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.inset.ru - Загл. с экрана.

Размещено на Allbest.ru