Дипломная (вкр): Проектирование тяговой подстанции №90 (рассмотрение вопросов по месторасположению подстанции, компоновки силового оборудования)

Работники тяговых подстанции постоянно находятся под действием шумов от работающих силовых и тяговых трансформаторов, от работающих электродвигателей принудительного охлаждения выпрямителей, переменных электромагнитных полей, ионизации воздуха и других факторов.

Анализ опасных и вредных производственных факторов на тяговой подстанции приведен в таблице 14.

Таблица 14 - Опасные и вредные производственные факторы влияющие на работников тяговой подстанции

7.2 Требования безопасности, предъявляемые к электротехническому персоналу

Безопасность работающего на подстанции персонала и предупреждение несчастных случаев обеспечиваются строгим соблюдением "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, Минэнерго РФ, 2003 г." и, "Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок Минтруда РФ, 2014 г.", а также "Правил по охране труда при работе на линейных сооружениях кабельных линий передачи, Минсвязи РФ, 2003 г. ПОТ Р О-45-009-2003".

Правилами предусматривается определенный порядок производства операций, регламентируются условия проведения ремонтных работ, обусловливается порядок применения защитных средств.

В отношении мер безопасности все выполняемые в электроустановках работы подразделяются на три категории:

-    со снятием напряжения;

-    без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи их;

-    без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Работы в электроустановках и на оборудовании, какие-либо части которого находятся под напряжением выше 1 кВ, допускаются при наличии наряда или распоряжения (переданного непосредственно или с помощью средств связи с последующей записью в оперативном журнале), лица, имеющего на это право по распоряжению, ответственного за электрохозяйство предприятия.

В электроустановках напряжением до 1000 В работы, выполняемые дежурным и оперативно-ремонтным персоналом по плану или графику в порядке текущей эксплуатации, могут производиться без специального разрешения.

При подготовке рабочего места для безопасного выполнения работ с частичным или полным снятием напряжения выполняют необходимые отключения, снимают предохранители, ставят механические запоры на коммутационные аппараты для предупреждения их самопроизвольного или ошибочного включения; проверяют отсутствие напряжения на отключенной электроустановке и накладывают при отсутствии на электроустановке разъединителей с заземляющими ножами на ее токоведущие шины со стороны возможных источников появления напряжения переносные заземления ("закоротки"), устанавливают временные ограждения и вывешивают плакаты безопасности "Не включать. работают люди", "Работать здесь", "Заземлено". При выполнении работ без снятия напряжения вблизи токоведущих частей расстояние от людей и применяемых ими инструментов и приспособлений и от временных ограждений до токоведущих частей, к которым при выполнении работ возможно случайное прикосновение, должно быть не менее 0,6 м. При необходимости это расстояние в электроустановках напряжением 6-15 кВ может быть уменьшено до 0,35 м.

Квалификация обслуживающего персонала по технике безопасности разделяется на пять групп. К первой группе относятся лица неэлектротехнической специальности, которые могут работать в помещениях подстанций только под непрерывным наблюдением квалифицированного персонала; работники этой группы проходят периодический инструктаж один раз в год.

Ко второй группе относятся уборщицы распределительных устройств, начинающие электромонтеры и электрослесари со стажем работы не менее 1 месяца, а также практиканты институтов и техникумов (стаж практикантов не нормируется). Персонал, отнесенный к этой группе, не имеет права участвовать в оперативных переключениях в РУ напряжением выше 1 кВ.

Третью группу составляют младшие дежурные, ремонтные электромонтеры и электрослесари с общим стажем работы от 3 до 6 месяцев в зависимости от наличия специального обучения. Лица этой группы могут производить переключения в распределительных устройствах до 1 кВ и быть наблюдающими в распределительных устройствах напряжением выше 1 кВ.

В четвертую группу входят старшие дежурные, опытные электромонтеры и электрослесари со стажем работы на тяговых подстанциях от 3 месяцев до 1 года в зависимости от образования, специального обучения.

В пятую группу входит персонал, руководящий эксплуатацией тяговых подстанций (мастера, инженеры).

Выполнение правил безопасности обязательно для всего персонала подстанций. По знанию правил техники безопасности он проходит периодическую аттестацию.

Все работники подстанций, начиная со второй группы, имеют специальное удостоверение, в которое заносятся сведения о периодической проверке их знаний по технике безопасности.

Конструктивные мероприятия, обеспечивающие безопасные условия эксплуатации подстанций, включают в себя:

ограждение токоведущих частей, к которым возможно случайное прикосновение персонала;

блокировку дверей ограждающих устройств, препятствующую открыванию дверей без снятия напряжения с токоведущих частей оборудования;

блокировку разъединителей с масляными выключателями, препятствующую отключению разъединителя при включенном выключателе;

заземление каркасов и оснований всех аппаратов РУ 600 В, 6 или 10 кВ.

На подстанции, помимо защитных средств, плакатов безопасности, необходимого инструмента, должны быть в соответствии с Правилами пожарной безопасности ящик с песком, пожарные багор, ведро и углекислотные огнетушители.

При возникновении на подстанции пожара горящее оборудование должно быть немедленно отключено, после чего необходимо сразу же, не дожидаясь приезда пожарных команд, приступить к тушению пожара. При невозможности отключения горящего электрооборудования пожар тушат без снятия напряжения (только углекислотным огнетушителем).

Все электромонтажные работы, обслуживание электроустановок, периодичность и методы испытаний защитных средств должны выполняться с соблюдением "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, Минэнерго РФ, 2003 г." и "Правил по охране труда при работе на линейных сооружениях кабельных линий передачи, Минсвязи РФ, 2003 г. ПОТ Р О-45-009-2003", а также "Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок Минтруда РФ, 2014".

Монтажно-наладочные работы должны выполняться в соответствии с РД 78.145-93 МВД России "Правила производства и приемки работ. Системы и комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации".

.3 Молниезащита здания тяговой подстанции

тяговый подстанция трамвай троллейбус

В соответствии с РД 34.21.122-87 "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений" Минэнерго РФ и СО-153-34.21.122-2003 "Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций" предусматривается укладка молниеприемной сетки на крыше тяговой подстанции.

Молниеприемная сетка укладывается непосредственно на крышу или под несгораемый утеплитель из круглой стали ø = 8 мм с шагом ячеек не менее 6×6 м, которая посредством опусков присоединяется к заземлителю в четырех местах. Заземлитель выполнен из электродов заземления (уголок 63×63×6 длиной 3 м - забить в землю, верх на глубине 0,7 м от уровня земли), соединенных между собой посредством сварки полосой заземления (сталь полосовая размером 6×40 мм), проложенной по периметру здания в земляной траншее на глубине 0,7 м от уровня планировки земли, на 1 м от фундамента здания.

Все выступающие металлические элементы на крышах зданий присоединяются к молниеприемной сетке.

Схема устройства молниезащиты на тяговой подстанции №90 показана на рисунке 25.

Рисунок 25 - Схема устройства молниезащиты на тяговой подстанции №90

.4 Расчет заземляющего устройства пункта питания и контура заземления тяговой подстанции

Заземляющие устройства в электроустановках подразделяются на рабочие и защитные.

Рабочее заземление предназначено для защиты оборудования подстанции в нормальных и аварийных условиях и выполняется в виде непосредственного соединения элементов устройств с землей, либо осуществляется через пробивные предохранители и разрядники. Кроме того, к рабочему заземлению можно отнести также заземление технологического характера, например, соединение отрицательных шин тяговых подстанций с трамвайными рельсами.

Защитное заземление предназначено для защиты обслуживающего персонала от появления опасного напряжения на частях оборудования, нормально не находящихся под напряжением.

Опасность поражения персонала тяговых подстанций электрическим током может быть обусловлена непосредственным прикосновением к токоведущим частям или прикосновением к металлическим конструкциям, оказавшимся под напряжением в результате повреждения электрической изоляции. В первом случае защита персонала осуществляется ограждением токоведущих частей или поднятием их на недоступную для прикосновения высоту, во втором - заземлением всех металлических конструкций, к которым возможно прикосновение.

Согласно требованиям ПУЭ заземлению подлежат все металлические корпуса электрооборудования, металлические конструкции, на которых устанавливается оборудование, металлические сплошные и сетчатые ограждения, трубы электропроводок, металлические оболочки кабелей и т. п.

Расчет заземляющего устройства пункта питания, представленного на рисунке 26,выполнен по методике, предложенной в "Справочнике по проектированию электрических сетей и электрооборудования" 1991 г., Москва, "Энергоатомиздат", п. 7.4.

По результатам геологических изысканий грунты на данном участке представляют собой: песок со строительным мусором, пески пылеватые.

Удельное сопротивление песчаного грунта составляет от 400 до 1000 Ом, что не способствует получению нужного сопротивления для электроустановок до 1000 В.

В соответствии с ПУЭ (седьмое издание переработанное и дополненное с изменениями) от 01.01.2003г., п. 1.7.106, в качестве расчетного принято удельное сопротивление грунта суглинки ρ = 150 Ом×м.

Для устройства контура заземления пункта питания принят заземлитель вертикальный - 14 электродов из угловой стали 63×63×5 длиной 3,0 м; заземлитель горизонтальный - сталь полосовая 50×5 мм длиной 25 м и сталь круглая d = 10 ммдля соединения. Глубина заложения контура заземления от поверхности земли составляет 0,9 м.

Сопротивление вертикального электрода из угловой стали, Ом:

 (26)

где ρ - удельное сопротивление грунта, Ом×м; l_в - длина вертикального электрода, м; b_в-ширина стороны угловой стали вертикального электрода, м; t_в - расстояние от поверхности земли до середины вертикального электрода, м.

Суммарное сопротивление вертикальных электродов, Ом:

 (27)

где ɳ - коэффициент использования электродов.

Сопротивление горизонтального электрода из полосовой стали, Ом:

 (28)

где l_г - длина горизонтального электрода, м; b_г - ширина стороны полосовой стали горизонтального электрода, м;t_г - глубина заложения горизонтального электрода, м.

Суммарное сопротивление горизонтальных электродов, Ом:

 (29)

Полное сопротивление растеканию заземлителя, Ом:

 (30)

где  - суммарное сопротивление вертикальных электродов, Ом;  - суммарное сопротивление горизонтальных электродов, Ом.

Сопротивление вертикального электрода из угловой стали по формуле (26):

Суммарное сопротивление вертикальных электродов по формуле(27):

Сопротивление горизонтального электрода из полосовой стали, по формуле(28):

Суммарное сопротивление горизонтальных электродов по формуле(29):

Полное сопротивление растеканию заземлителя по формуле (30):

Величина сопротивления единичного заземляющего устройства не превышает 4 Ом (СНиП 2.05.09-90, п.4.8).

Рисунок 26 - Заземление питающего шкафа троллейбуса

Расчет контура заземления тяговой подстанции. Конструктивно принимаем контур заземления, состоящий из 20 уголков 63×63×6 длиной l = 3 м, соединенных стальной полосой 6×40 длиной l = 70 м. Уголки устанавливаем на расстоянии 3,0 м друг от друга по контуру.

По результатам геологических изысканийгрунты на участке строительства тяговой подстанции - песок со строительным мусором, пески пылеватые.

Удельное сопротивление песчаного грунта составляет 400-700 Ом×м.

Согласно ПУЭ п. 1.7.106 пункт 3 для таких случаев рекомендуется следующее мероприятие: укладка в траншее влажного глинистого грунта с удельным сопротивлением 100 Ом×м, при котором сопротивление заземляющего устройства менее 4 Ом.