Дипломная работа: Проектирование системы электроснабжения авиационного завода

12.2 Расчет молниезащиты ГПП

12.2.1 Общие сведения

Открытые подстанции 20-500 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии. Защита выполняется стержневыми или тросовыми молниеотводами. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, воспринимающее прямой удар молнии и отводящее токи молнии в землю.

Стержневые молниеотводы могут быть отдельно стоящими или располагаться на конструкциях. Следует использовать также защитное действие высоких объектов, которые являются молниеприёмниками (например, прожекторных мачт, радиомачт).

Согласно ПУЭ на конструкциях ОРУ 110 кВ молниеотводы устанавливаются при удельном сопротивлении земли в грозовой сезон: до 1000 Омм - независимо от площади заземляющего контура подстанции; более 1000 и до 2000 Омм - при площади заземляющего контура подстанции 10000 м2 и более. От стоек конструкций ОРУ 110 кВ с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух-трёх направлениях. Кроме того, должны быть установлены один-два вертикальных электрода длиной 3-5 м на расстоянии не менее длины электрода от стойки, на которой установлен молниеотвод.

Если установка молниеотводов на конструкциях ОРУ не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, защиту следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами. Они должны иметь обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом. Заземлители отдельно стоящих молниеотводов могут быть присоединены к заземляющему устройству подстанции при соблюдений указанных выше условий установки молниеотводов на конструкциях ОРУ. Место присоединения заземлителя отдельно стоящего молниеотвода к заземляющему устройству должно быть удалено по магистралям заземления на расстояние не менее 15 м от места присоединения к нему трансформатора. В месте присоединения отдельно стоящего молниеотвода к заземляющему устройству должно быть выполнено два-три направления по магистралям заземления.

Если молниеотводы установлены на прожекторных мачтах, то, кроме общих требований присоединения заземлителей, должны выполняться следующие требования:

1. На расстоянии 5 м от молниеотвода следует устанавливать три-четыре вертикальных электрода длиной 3-5 м.

2. Если расстояние по магистралям заземления от места присоединения заземлителя молниеотвода к заземляющему устройству до места присоединения к нему трансформатора менее 40 м, то вблизи выводов обмоток 10 кВ трансформатора должны быть установлены вентильные разрядники.

12.2.2 Расчёт молниезащиты

Предварительно принимаем два молниеотвода, устанавливаем их на прожекторных мачтах. Высота молниеотвода с учётом высоты мачты равна 25 м.

На ГПП наиболее высокими объектами являются трансформаторы. Высота трансформаторов ТДН - 16000/110 равна 5,57 м .

Определяем радиус защиты:

, (12.7)

где h - высота молниеотвода;

hx- наиболее высокого объекта.

Верхняя граница зоны защиты представляет собой дугу окружности, соединяющую вершины молниеотводов и точку, расположенную на перпендикуляре, восстановленном из середины расстояния между молниеотводами на высоте hо . Эта высота равна:

, (12.8)

где = 45 м - расстояние между молниеотводами.

Находим ширину защищаемой зоны:

План молниезащиты ГПП приведён на рисунке 12.2. Как видно из рисунка, наиболее высокий объект будет защищён.

Окончательно принимаем два молниеотвода высотой 25 м.

Рисунок 12.2 - План молниезащиты ГПП

13 Вопросы экологичности и безопасности проекта

В данном разделе рассмотрены вопросы безопасности и экологичности на подстанции 110/10 кВ. Распределительное устройство на 110 кВ выполнено открытым. Устройство 10 кВ - закрытое. На подстанции работают два трансформатора мощностью 16000 кВА.

13.1 Анализ опасных и вредных факторов

Данная подстанция имеет классы напряжения 110/10 кВ.

Сети 110 кВ работают в режиме эффективно заземленной нейтрали, что обусловлено большими токами замыкания на землю. Сети 10 кВ работают в режиме изолированной нейтрали.

В процессе строительства на подстанции сооружаются ОРУ - 110 кВ, основными элементами которых являются:

- ошиновка ВН, выполненная проводом марки АС-70/11;

- разъединители РГН?110/1000;

- трансформаторы тока ТФЗМ-110-600/5;

- ограничители перенапряжения марки ОПН-110УХЛ1;

- отделители ОДЗ-110/1000 УХЛ1;

- короткозамыкатели КЗ-110 УХЛ1;

На подстанции установлены два силовых трансформатора марки ТДН - 16000/110 и два трансформатора собственных нужд ТМ - 160/10, содержащие масло 27,06 тонн.

РУ 10 кВ выполнено закрытым ячейками К-104М. ЗРУ 10 кВ включает следующее оборудование:

- вакуумный выключатель ВБКЭ?10?1600?20 и ВБКЭ?10?1000?20;

- трансформаторы тока ТОЛ -10;

- трансформаторы напряжения НОЛ08?10;

- ограничители перенапряжения марки ОПН-10У1.

Питание трансформатора собственных нужд осуществляется от ячеек К-104М кабелем марки ААШв.

На территории подстанции расположен общеподстанционный пункт управления (ОПУ).

Питание потребителей на напряжении 10 кВ осуществляется по кабельным линиям марки ААШв, проложенным в земле.

При эксплуатации электрооборудования возможны опасные вредные факторы (по ССБТ ГОСТ 12.0.003 74 «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»), воздействующие на работающего:

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенный уровень вибрации;

- повышенная или пониженная влажность воздуха;

- повышенная или пониженная подвижность воздуха;

- повышенный уровень статического электричества;

- повышенный уровень электромагнитных излучений;

- отсутствие или недостаток естественного света;

- недостаточная освещённость рабочей зоны;

- повышенная напряженность электрического поля;

- повышенная напряженность магнитного поля;

- повышенное значение напряжения в электрической цепи и замыкания, которые могут произойти через тело человека;

- повышенная напряжённость электрического поля;

- ожоги от электродуги;

- физические и нервно-психические перегрузки;

13.2 Микроклимат

Оптимальные и допустимые параметры воздуха рабочей зоны в помещениях определяли по СанПиН 2.2.4.548-96 «Санитарно-гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Микроклимат в помещении характеризуется:

- температурой воздуха t, °C;

- относительной влажностью , %;

- скоростью движения воздуха V, м/с;

- температурой поверхностей tп, °C;

- интенсивностью теплового излучения, Вт/м2.

Эти параметры нормируются в зависимости от периода года и категории работ (лёгкая, средней тяжести, тяжёлая). В помещении ОПУ расположены: помещения панелей РЗА и ПА, щит управления, за которым находится дежурный по подстанции. В связи с этим в помещении ОПУ категория работ лёгкая Iб. Обслуживающий персонал - IIа. Выбранные нормируемые параметры микроклимата приведены в виде таблицы 13.1.

Таблица 13.1 - Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Для обеспечения заданных параметров микроклимата в производственных помещениях необходимо выбрать вид отопления, вентиляции или кондиционирования воздуха, согласно СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Для обеспечения необходимого воздухообмена и параметров микроклимата применяется естественная или механическая вентиляция (приточная, вытяжная, приточно-вытяжная, местная).

Выбранные системы отопления и вентиляции в помещениях сведены в таблице 13.2.

Таблица 13.2 - Системы отопления и вентиляции

13.3 Производственное освещение

Рациональное освещение рабочих мест способствует снижению травматизма и утомляемости, так же повышению производительности труда.

Во всех производственных помещениях принимают соответствующий вид освещения (естественное или искусственное) и систему освещения (общее или комбинированное).

Необходимую освещённость определяют по СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от характеристики зрительной работы (наименьшего размера объекта различения), фона, контраста, вида и системы освещения.

Искусственное освещение подстанции подразделяется на рабочее, аварийное и охранное.

Рабочее освещение на подстанции является основным видом освещения и предусматривается во всех помещениях подстанции, а также на открытых участках территории, где в тёмное время суток может производиться работа или происходить движение транспорта или людей. Рабочее освещение включает в себя:

- общее стационарное освещение напряжением 220В;

- переносное (ремонтное) освещение, осуществляемое переносными лампами 12В;

- местное освещение (на станках и верстаках) напряжением 36В;

- охранное освещение, выполняемое вдоль ограды территории подстанции.

Аварийное освещение выполняется в помещениях щита управления релейных панелей и силовых панелей собственных нужд общеподстанционного пункта управления, аккумуляторной батареи и предусматривается для избежания действий людей в темноте (исчезновение питания собственных нужд), которые могут привести пожару, массовому травматизму или длительному нарушению технологического процесса.

В таблице 13.3 приведены значения оптимальной освещённости помещений.

Наружное освещение подстанции осуществляется прожекторами «Сириус», устанавливаемыми на прожекторных мачтах. Охранное освещение выполняется светильниками типа РКУ 01-200 и включается вручную с наступлением темноты.

Таблица 13.3 - Оптимальные значения освещённости рабочих мест и типы ламп

13.4 Защита от шума и вибрации

Нормирование шума производится по ГОСТ 12.1.003-83* ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» или СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Санитарными нормами установлены допустимые уровни звукового давления (дБ) на постоянных рабочих местах (таблица 13.4).

Таблица 13.4 - Предельно допустимые уровни звукового давления, дБ

Шум на подстанции главным образом исходит от силовых трансформаторов. Источниками шума являются система охлаждения и трансформатор.