Реконструкция подстанции «Гранит» 110/6 кВ с применением АСКУЭ в г. Н. Новгород

В настоящее время в мировой практике широко используется программа санации грунтовых вод на территориях трансформаторных подстанций, проект которых изначально не предусматривал поддонов для сбора протекающего масла. Программа санации содержит 3 стадии. На первой через скважины производится отбор масел с поверхности грунтовых вод (с использованием вакуумирования). На второй в грунтовые воды подается сорбент (гранулированный активированный уголь). На третьей осуществляются меры по защите грунтовых вод (например, путем обработки почв), поддоны устанавливаются на предварительной стадии. Общая продолжительность таких работ составляет не боле 4 лет.8.3 Мероприятия по совершенствованию безопасностиВ настоящее время при проектировании систем электроснабжения необходимо уделять особое внимание и стремиться реализовывать программу экологической политики в области экологической безопасности и рационального использования природных ресурсов. Основные усилия энергетиков должны быть направлены на охрану атмосферного воздуха, рациональное использование земель и водных ресурсов. В числе мероприятий - обустройство мест временного накопления маслонаполненного оборудования и лома черного металла (в соответствии с требованиями нормативного законодательства), сбор и сдача на утилизацию, переработку и вторичное использование отходов. Также должно уделяется внимание обучению (повышению квалификации) сотрудников, ответственных за проведение экологического аудита и внедрение системы экологического менеджмента. Экологическая программа должна предусматривть комплекс мер, минимизирующих воздействие электросетевых предприятий на окружающую среду. Среди них: внедрение современных и эффективных ресурсосберегающих технологий; модернизация основного оборудования, вывод из эксплуатации устаревшего с заменой его на оборудование повышенной надежности с улучшенными экологическими характеристиками; систематический контроль соблюдения требований природоохранного законодательства.Согласно СНиП II – 89 – 80 “Генпланы промышленных и сельскохозяйственных предприятий” сельскохозяйственные постройки запроектированы в виде отдельного комплекса и размещены отдельно от жилых и общественных зданий. Между зданиями внутри комплекса существуют противопожарные разрывы. Объект построен с соблюдением противопожарных требований : запроектировано необходимое число выходов из здания для эвакуации людей и животных, все двери на пунктах эвакуации открываются в сторону выхода, предусмотрена телефонная связь с комплексом.Мероприятия по совершенствованию безопасности включают в себя− обновить программу по обучению рабочих технике безопасности и охране труда;− улучшить санитарно-гигиенические условия работы в коровнике (чаще мыть окна, производить побелку помещения);− озеленить территорию ремонтной мастерской;− организовать участок по мойке транспортных средств;− приобрести порошковые огнетушители, взамен устаревших ОХП- 10;− проводить месячник по технике безопасности.8.4 Расчет выброса загрязняющих веществ от трансформаторовРасчет количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу из работающего трансформатора через осушительный патрон, произведен в соответствии со «Сборником методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами, раздел 4 и справочником «Охрана атмосферного воздуха» под редакцией Н.Ф.Тищенко, 1993 г., часть 1.Ввиду того, что в силовых трансформаторах для охлаждения используется трансформаторное масло, то расчет произведен на выделение масла минерального нефтяного в атмосферный воздух при «малом дыхании» из емкости с однокомпонентными жидкостями за счет естественной убыли (испарения) и вытеснения газов наружу, вызываемого изменением температуры газовоздушной среды. При «малом дыхании» уровень жидкости в трансформаторе изменяется очень незначительно, следовательно, объем газовоздушного пространства в аппарате остается постоянным.Давление газовоздушной смеси Рраб. в нем также остается постоянным, так как избыток ее удаляется через осушительный патрон.В процессе эксплуатации трансформаторов нагрузка на них в течение суток колеблется. Это приводит к колебанию температуры газовоздушной смеси, кроме этого, изменение температуры наружного воздуха также сказывается на изменении температуры масла, поэтому для расчета принимаем, что в течение суток температура газовоздушной смеси изменяется равномерно от t1 = +50°С до t2= +55°С. Концентрация масла также изменяется равномерно от С1 до С2.Выброс масла из трансформаторов через осушительные патроны складывается из:валовых выделений аэрозоли масла за счет естественной убыли трансформаторного масла;выделения аэрозоли масла за счет изменения нагрузки и, следовательно, температуры газовоздушной среды;выбросов загрязняющих веществ при заполнении емкостей трансформаторным маслом.Расчет выбросов за счет естественной убыли масла.Пр = 4,46 ∙V ∙ Ps ∙ Мп ∙ (К5Х + К5Т) ∙ (К1∙ К2 ∙ (1 - g)) ∙ 10-9, кг/час;где: V - объем трансформаторного масла, м3 (ГОСТ 17544-85, ГОСТ 11920-85); для трансформаторов собственных нужд объем масла равен 0, так как эти трансформаторы сухие, не содержащие масла;Ps - давление насыщенных паров жидкости при температуре 38°С, в данном случае Ps = 50;Мn - молекулярная масса паров жидкости, в данном случае Мn = 104;К1 поправочный коэффициент, зависящий от давления насыщенных паров жидкости, K1 = 1,4;К2 - поправочный коэффициент, зависящий от технической оснащенности и режима эксплуатации, К2 = 0,95;К5Х, К5т - поправочные коэффициенты, зависящие от давления насыщенных паров и температуры газового пространства соответственно в холодное и теплое время года, К5х + K5Т=l,43;g - коэффициент эффективности газоулавливающего устройства, g = 0. Результаты расчета выбросов аэрозоли масла за счет естественной убыли масла приведены в таблице 8.2.Расчет выбросов аэрозоли масла за счет изменения нагрузки и температуры газовоздушной смеси.Объем вытесняемых газов при «малом дыхании» можно найти из следующего выражения: Vr=V∙j∙(t2-t1) где: Vr - увеличение объема газа, м3;j - коэффициент объемного расширения j=l/273;(t2-t1) - разница температур; (t2-t1) =5;V - объем газа в трансформаторе над маслом, м3; V' = V∙(1-K3), м3.где: К3 - коэффициент заполнения, К3 =0,9;V - объем трансформаторного масла, для трансформаторов собств. нужд Vтрсн = 0, так как они – сухие.Масса теряемого вещества при «малом дыхании» определяется из выражения:, кг/ч;где: Сср - средняя концентрация насыщенных паров за период дыхания;C1 - концентрация насыщенных паров при t1; C1 =16 г/м3; C2- концентрация насыщенных паров при t2; С2 =24 г/м3;Концентрация насыщенных паров трансформаторного масла (C1 и С2) определяется по графику 1.7 справочника «Защита атмосферы от выбросов энергообъектов».Результаты расчета выброса аэрозоли масла при «малом дыхании» приведены в таблице 8.1.Расчет выбросов аэрозоли масла при заполнении и опорожнении трансформаторов.Расчет выбросов аэрозоли масла при заполнении (опорожнении) емкостей трансформаторным маслом производится исходя из норм естественной убыли и количества масла, заливаемого (выливаемого) в трансформатор.V=W∙Y1,2∙Кр∙10-6, т/год, где: W - количество заливаемого (выливаемого) трансформаторного масла в год, т, в соответствии со Справочной книжкой энергетика, М.Энергия 1978, норма годового расхода трансформаторного масла в трансформаторах с маслом более 30 т составляет 3,7 %, а в трансформаторах с маслом от 7 до 25 т составляет 4,2 %;W = V ∙ 0,042 т (на долив и на замену).Y1,2 - средние удельные выбросы из резервуара в осенне-зимний (Y1) и весенне-летний (Y2) периоды года, г/т. Для масел значения Y1и Y2 принимаются равными, Y1,2 = 0,2 г/т;Кр - опытный коэффициент, характеризующий эксплуатационные особенности резервуара, Кр = 0,1.Результаты расчета выброса аэрозоли масла при заполнении (опорожнении) трансформаторов маслом приведено в таблице 8.1.Валовые выбросы аэрозоли масла от трансформаторов составят:M= (Пp∙t+G)∙D∙10-3+V, т/год,где: t - время работы в сутки, t = 24 часа;D - количество дней работы в году, D = 365. Максимально-разовый выброс аэрозоли масла определяется по формуле:Результаты расчета выбросов аэрозоли масла сведены в таблицу 8.1.8.5 Расчет выброса загрязняющих веществ от элегазового оборудованияЭлектротехнический газ (элегаз) - это шестифтористая сера (SF6), которая применяется в качестве изоляционной, дугогасительной и теплоотводящей среды в коммутационных аппаратах и высоковольтных устройствах.При нормальных условиях эксплуатации это инертный газ без цвета и запаха, нетоксичный, не горит, не поддерживает горение, не взрывоопасен, химически инертен, класс опасности 4 по ГОСТ 12.1.007-76.Из-за отсутствия возможности абсолютной герметизации корпусов элегазового оборудования следует считаться с утечкой элегаза, которая оценивается в процентах от общей массы элегаза в год и составляет в настоящее время не более 1% для отечественного и импортного оборудования.Выброс элегаза в атмосферу может быть вызван коротким замыканием в оборудовании, которое относится к исключительным ситуациям.Согласно «Инструкции по эксплуатации элегазового оборудования» ВДО, 412,178 допускаемая концентрация элегаза в воздухе при кратковременном пребывании людей составляет 1% (62 г/м3).При разгерметизации наибольшей емкости полости трехполюсной шины, содержащей 32 м3 элегаза, концентрация элегаза в помещении с объемом помещения 4750 м3 (до включения аварийной вентиляции) составит 32x100/4750 = 0,67%, что меньше кратковременно допустимой концентрации.Согласно СНиП 2.04-05-86 проектом предусматривается аварийная 8-ми кратная вентиляция зала с элегазовым оборудованием. За 1 час работы аварийной вентиляции должно быть обеспечено снижение концентрации элегаза в помещении и выбрасываемом в атмосферу воздухе ниже допустимой нормы 0,08 % для длительного пребывания людей (согласно ВДО.412.178).Элегаз, попадающий в атмосферу, считается одним из самых пассивных соединений. Ввиду своей весьма незначительной водорастворимости, это соединение не представляет никакой потенциальной опасности для поверхностных и грунтовых вод, а также для почвы. Таким образом, элегаз не представляет никакой опасности для экосистемы.В вновь возводимом ОРУ 35 кВ будут установлено 7 элегазовых ячеек. Количество элегаза в одной ячейке составляет 12,5 кг.Утечка элегаза составляет 1% в год. Исходя из вышеприведенных данных, в атмосферу будет выбрасываться соответственно M=n∙m∙0,01 кг/год, где n - количество элегазовых ячеек, шт;m - количество элегаза, кг. Максимально разовый выброс рассчитывается по формуле: где: М - валовой выброс элегаза кг/год. 8.6 Расчет выброса загрязняющих веществ от аккумуляторной батареиДля питания потребителей постоянного тока на подстанции установлена аккумуляторная батарея из 104 элементов.Таблица 8.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ.ПС 35кВ ед. изм.Условное обозначениеНаименование источника выделения загрязняющих веществРасчет выброса загрязняющих веществ (углеводороды) от трансформаторовИсходные данныеКоличество: шт.n2Плотность маслакг/м3ρ840Объем маслатV41,5м349,4Объем масла на долив и замену (3,7% при V > 30т и 4.2% при 7т < V < 25т)тW3,66Время работычас/сутt24час/годD8760Расчет выбросов за счет естественной убылиДавление насыщенных паров жидкости при температуре 38°СPs50Молекулярная масса паров жидкостиМn104Поправочный коэффициент, зависящий от давления насыщенных паров жидкостиK11,4Поправочный коэффициент, зависящий от технической оснащенности и режима эксплуатацииK20,95Поправочные коэффициенты, зависящие от давления насыщенных паров и температуры газового пространства соответственно в холодной и теплое время годаК5х+К5Т1,43Коэффициент эффективности газоулавливающего устройстваg0Выброс за счет естественной убыликг/часПР0,0043584кг/сут0,1046010кг/год38,179373Расчет выбросов аэрозоли масла за счет изменения нагрузки и температуры газовоздушной смеси (при "малом дыхании")Коэффициент заполненияК30,9Объем газа в трансформаторе над масломм3V’4,94047619Коэффициент объемного расширенияj0,003663Разница температур*t2-t15Объем вытесняемых газов при "малом дыхании"м3Vr0,09048491Концентрация насыщенных паров при t1г/м3C116Концентрация насыщенных паров при t2г/м3C224Средняя концентрация насыщенных паров за период дыханияг/м3Ccp20Масса теряемого вещества при "малом дыхании"кг/часJ0,0018097кг/сут0,04343276кг/год15,8529566Расчет выбросов аэрозоли масла при заполнении и опорожнении трансформаторовСредние удельные выбросы из резервуара в осенне-зимний (Y1) и весенне-летний(Y2) периоды года (Для масел значения Y1, и Y2 принимаются равными)г/тY1,20,2Опытный коэффициент, характеризующий эксплуатационные особенности резервуараKP0,1Выброс аэрозоли масла при заполнении (опорожнении) емкостей трансформаторным масломт/годV0,000000073Валовые выбросы аэрозоли масла от трансформаторовт/годM0,03883999Максимально-разовый выброс аэрозоли маслаг/секG0,00123161Расчет выброса загрязняющих веществ (элегаза) от элегазового оборудованияВыкл. элегаз. ELK 14Количествошт.n7Количество элегазакг12,5Утечка элегаза%/год1Валовый выброс элегазакг/годM0,875т/год0,000875Максимально-разовый выброс элегазаг/секG0,000028Инженерный метод защиты от поражения электрическим токомЭлектрические установки любого напряжения должны быть укомплектованы соответствующими защитными средствами в количестве, обеспечивающем выполнение всех возможных в данной электроустановке операций, как в нормальном, так и в аварийном режимах. Кроме того, при комплектовании электроустановок защитными средствами надо исходить из того, что при некоторых обстоятельствах, например во время аварии или несчастном случае с одним из лиц обслуживающего персонала может понадобиться второй комплект защитных средств, который в обычных условиях не нужен. Это относится в первую очередь к индивидуальным средствам защиты - перчаткам, ботам, галошам, противогазам и т.п., которых в данной электроустановке должно быть не менее двух комплектов. Норма комплектации защитными средствами ПС с постоянным дежурным персоналом сведены в таблицу 8.4.Таблица 8.4 - Комплектация подстанции защитными средствамиНаименованиеНеобходимое количествоИзолирующая штанга2 шт. на каждый класс напряженияУказатель напряжения2 шт. на каждый класс напряженияИзолирующие клещи1 шт. на каждый класс напряжения, на котором имеются предохранителиДиэлектрические перчаткиНе менее 2 парДиэлектрические боты (для ОРУ)1 параПереносные заземлениеНе менее 2 шт. на каждое напряжениеВременные ограждения (щиты)Не менее 2 шт.Предупреждающие плакаты1 комплектЗащитные очки2 парыПротивогазы2 шт.8.7 Разработка инструкции по безопасности работ для электромонтера подстанцииОбщие требования безопасности: 1) Эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт электроустановок должен осуществлять специально обученный персонал, не моложе 18 лет, прошедший медицинское освидетельствование, обучение, инструктаж, знающий безопасные методы работы, правила прохода по железнодорожным путям и прошедший проверку знаний Правил, инструкций и руководящих материалов по электробезопасности в квалификационной комиссии с присвоенной группой не ниже второй, отчетливо представляющий опасность воздействия на организм электрического тока и знать приемы освобождения пострадавших от действия электрического тока и уметь практически оказать первую помощь пострадавшим.2) Лицо, вновь поступившее на работу, проходит стажировку (производственное обучение) продолжительностью от 2 до 14 рабочих смен. По окончании стажировки, обучаемый проходит проверку знаний в комиссии, утвержденной начальником дистанции, с присвоением соответствующей группы по электробезопасности. После успешной проверки знаний работник допускается к самостоятельной работе. Если работнику присваиваются права оперативно - ремонтного персонала, то ему назначается дублирование на рабочем месте продолжительностью от 2 до 12 рабочих смен под руководством опытного работника. Руководителем дублирования может быть работник, имеющий стаж работы по данной профессии не менее 3-х лет. После этого работник может быть допущен к самостоятельной работе.3) В процессе обслуживания электроустановок персонал подвергается воздействию опасных и вредных производственных факторов: высокое напряжение, высота, нахождение в пожароопасной зоне, обращение с едкими веществами (кислота, щелочь), работа с электроинструментом и выполнение специальных работ (сварка, пайка, заземление, грузоподъемные работы); воздействие климатических факторов - обморожение, переохлаждение, тепловой и солнечный удары.4) Находясь на территории подстанции необходимо соблюдать Правила по обеспечению пожарной безопасности: курить в определенных для этого местах, содержать в чистоте рабочее место, не загораживать проходы, аварийные выходы, подъезды. Знать порядок вызова пожарной команды и спецслужб. Уметь пользоваться огнетушителями, противопожарным инвентарем, знать сроки их осмотра и порядок хранения.5) Рабочие места персонала должны поддерживаться в соответствии с нормами санитарии, личной гигиены и пожарной безопасности. Персонал поддерживает установленный порядок расположения, хранения инструмента, приспособлений, деталей, материалов.Порядок оповещения о случаях производственного травматизма на подстанции.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данном дипломном проекте была проведена реконструкция ПС110/6 кВ «Гранит». При выполнении дипломного проекта был:Выполнен вычисление электрических нагрузок и токов КЗ проектируемой ПС;Осуществлен выбор силовых трансформаторов, а также выбор коммутационного оборудования подстанцииВыполнен вычисление технико-экономических показателей проекта оценка вопросов безопасности жизнидеятельности при проектировании и эксплуатации подстанции.В результате разработки электрической части дипломного проекта установлено, что для электрообеспечения нагрузок проектируемой ПС необходимо установить три трансформатора типа ТМЗ мощностью 2500 кВА каждый. При выполнении работы были сделаны все необходимые расчеты: расчет токов КЗ, расчет максимальных рабочих токов. Также в ходе выполнения проекта были произведен и обоснован выбор силового коммутационного оборудования: высоковольтных разъеденителей и выключателей, шин и кабелей, трансформаторов собственных нужд, тока и напряженияТаким образом, в данном дипломном проекте были решены все поставленные задачи проектирования подстанции 110 кВ «Гранит». Выполнены мероприятия по электробезопасности объекта (расчёт молниезащиты и заземления подстанции).СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВПравила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 января 2013 г. - М. : КНОРУС, 2013. - 854 с.Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие/. – 5-е изд. -СПб.: БХВ-Петербург, 2013.Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования : РД 153-34.0-20.527 98 / под ред. Б. Н. Неклепаева. - Введ. 1998-03-23. - М. : ЭНАС, 2002. - 152 с.Эрнст А. Д. Вычисление токов короткого замыкания в электрических системах: Учеб. пособие.—Нижневартовск: Изд-во НГГУ, 2012. —86 с.Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения: справочник / под общ. ред. В. Л. Вязигина, В. Н. Горюнова, В. К. Грунина (гл. редактор). - Омск : Редакция Ом. науч. вестника, 2006. - 268 с.Справочник по проектированию электрических сетей под редакцией Д.Л. Файбисовича, М.: Изд-во НЦ ЭНАС, издание 4-е, переработанное и дополненное. 2012Производство электроэнергиии. Учебное пособие. С.С. Петрова, О.А. Васильева. 2012Грунин, В. К. Основы электроснабжения объектов. Проектирование систем электроснабжения: конспект лекций / В. К. Грунин. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. - 68 с.Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В., «Электрооборудование электрических станций и подстанций», 5-е издание, М.: 2008.Рожковa Л.Д. Элeктрооборудовaниe стaнций и подстaнций: учeб. / Л.Д. Рожковa, В.С. Козулин - М.: Энeргоaтомиздaт, 2006. - 648с.Озерский В.М. Вычислениеы электроснабжения промышленных объектов напряжением до 1000 В: Учеб. пособие /В.М. Озерский, И.М. Хусаинов, И.И. Артюхов. Саратов: СГТУ, 2010. - 74 с.ГОСТ 14.209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки [Электронный ресурс]. - Введ. 1985-07-01. - М.: Стандартинформ, 2009. - 38 с. - Режим доступа: http://docs.nevacert.ru/files/gost/gost_14209-1985.pdf.Защитное заземление электроустановок: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2011. – 19с.Инструкция по устройству молниезащиты зданий, строений и производственных коммуникаций. СО 153-343.21.122-2003.Андреев, В. А. Релейная защита систем электроснабжения: учеб. для вузов по специальности «Электроснабжение» направления подгот. «Элек-троэнергетика» / В. А. Андреев. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк.,2006.- 639 с.