Безопасность эксплуатации оборудования блока генератор-трансформатор мощностью 250 мВт

Недоступность токоведущих частей

Недоступность токоведущих частей обеспечивается установкой генератора в машзале главного корпуса с закрытыми дверьми. Токоведущие части располагаются под генератором. Токопровод пофазно экранирован и изолирован. Блочные трансформаторы находятся вне машзала на открытом воздухе и огорожены сетчатым ограждением, имеющим двери, запирающиеся на замок. Токоведущие части блочных трансформаторов, к которым крепятся воздушные линии электрической связи с ОРУ-330 кВ, расположены на высоте 9,5 м от земли, что обеспечивает их недоступность.

Блокировки безопасности

Блокировки безопасности - это устройства, предотвращающие поражение персонала электротоком при ошибочных действиях. Подразделяются на:

- электрические (осуществляют разрыв цепи специальными контактами, которые устанавливают на дверях ограждений, крышках и дверцах кожухов);

- механические (применяются в электрических аппаратах – рубильниках, пускателях, автоматических выключателях и т.д.).

В рассматриваемом блоке генератор-трансформтор предусмотрены механические блокировки безопасности на блочных разъединителях QS1 и QS2 для избежания ошибочных включений заземляющих ножей при замкнутых разъединителях.

Методы ориентации

Методы ориентации позволяют ориентироваться персоналу при выполнении работ и предостерегают от ошибочных действий. Методами ориентации служат:

1. Маркировка частей электрооборудования, служит для распознавания принадлежности и назначения оборудования. Выполняется с помощью условных обозначений (буквенных, цифровых).

2. Предупредительные сигналы, подписи, таблички.

3. Знаки безопасности, наносятся на корпуса оборудования, на входах и опорах. Фон желтый (или фон интерьера), стрелка черная или красная.

4. Соответствующее расположение и раскраска токоведущих частей.

При переменном токе:

- фаза «А» располагается верхней левой (желтый цвет);

- фаза «В» - средняя (зеленый цвет);

- фаза «С» - нижняя правая (красный цвет).

- нулевые шины: при изолированной нейтрали - голубые; при заземленной - продольные полосы желтого и зеленого цвета.

Защитное заземление

При аварийном режиме работы блока генератор-трансформатор безопасность его эксплуатации обеспечивается защитным заземлением. Конструктивно, защитное заземление представляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Исходные данные для расчета:

1) Напряжение установки 20кВ

2) Ток однофазного замыкания на землю IЗ = 9,92кА

3) Расчетное удельное сопротивление верхнего и нижнего слоев земли

r1=100 Ом×м, r2 = 70 Ом×м, соответственно, толщина верхнего слоя грунта h = 2м.

Заземлитель предполагается изготовить из горизонтальных полосовых электродов сечением 4х40 мм и вертикальных стержневых электродов длиной l = 5м,

5м  l  20м l = 5м Условие выполняется диаметром d =12 мм; глубина заложения электродов в землю Н = 0,6 м.(ПУЭ, п.1.7.51.).

Изобразим план (а) и горизонтальный разрез (б) заземления (Рис. 5.2.). По контуру заземления по его ширине проложены 8 и по длине 5 горизонтальных полос.

1. Определяем суммарную длину горизонтального заземлителя:

L = 7×90 + 10×60 = 1230 м, где 7 полос по 90 м и 10 полос по 60 м.

Принимаем среднее расстояние между горизонтальными и вертикальными электродами аср = 2×5 = 10 м.

0,5  аСР / l  40 аСР / l = 10 / 5 = 2 Условие выполняется

Вертикальные стержневые электроды расположены по контуру площади заземления. Количество электродов n =30. Площадь заземляющего контура: S = 90×60 = 5400м2

S = 40010000м2 S = 5400м2

Условие выполняется

Для расчета применяем метод наведенных потенциалов, который учитывает двухслойную структуру грунта.

Так как m = r1/r2 = 100/70 = 1,429 < 2, то обобщенный параметр Т:

0,5  Т1  40 T1 = 8,369

Условие выполняется

Проверим справедливость примененного метода расчета заземления. Метод справедлив при следующих ограничениях:

0,5  Т1  40 T1 = 8,369

5м  l  20м l = 5м

0,5  аСР / l  40 аСР / l = 10 / 5 = 2

L /= 440 L /= 16,738

h = 15м h = 2м

H = 0,4м H = 0,6м

S = 40010000м2 S = 5400м2

Метод выбран верно.

2. Определяем значения промежуточных обобщенных параметров из табл.8.4 [2];

СВ = 0,52; ЕВ = 0,239 + 0,0693×h = 0,239 + 0,0693×2 = 0,3776

Сb = 0,149; Еb = 0,338 + 0,0425×h = 0,338 + 0,0425×2 = 0,423

3. Определяем значения параметров В и b:

В = СВ×(r1 / r2)ЕВ = 0,52×(100 / 70)0,3776 = 0,595

b = Сb×(r1 / r2)Еb = 0,149×(100 / 70)0,423 = 0,171

7. Сопротивление заземления:

Сравниваем полученные значения сопротивления с допустимыми:

RЗ = 0,394 Ом < RДОП = 0,5 Ом. Условие выполняется

Сопротивление заземления меньше нормы.

Произведем проверку заземления:

Определяем напряжение на заземлителе при стекании по нему тока замыкания на землю:

UЗ = IЗ×RЗ = 9920×0,394 = 3908,48 В < 10000 В

Условие выполняется

Определяем напряжение прикосновения:

UПР = IЗ×RЗ×a1 = 9920×0,394×0,03 = 117,25 В

где: a1-коэффициент напряжения прикосновения:

a1= МТ1-m = 0,526×(8,369)-1,429 = 0,03

Параметр М = f(m) определяем из таблицы 10.8 [2]: m = 1,429, М = 0,526.

Сравниваем Uпр = 117,25 В < Uпр.доп = 400 В для времени t = 0,2с.

Условие выполняется

Проверяем термическую стойкость заземлителя:

где: r1=100 Ом м – удельное сопротивление верхнего слоя грунта;

t = 0,1 с – длительность замыкания во время срабатывания защиты, которое складывается из собственного времени отключения выключателя 0,09 с, [2], и времени действия максимальной токовой защиты 0,01 с, [2].

Суммарная поверхностная площадь S заземления складывается из поверхности вертикальных стержней и поверхности горизонтальных полос:

где: l = 5 м – длина вертикальных электродов;

d = 0,012 м – диаметр вертикальных электродов;

nв = число вертикальных электродов;

рг = 88×10-3 м – периметр поперечного сечения (4х40), мм2, горизонтальной полосы;

L = 1230 м – суммарная длина горизонтальных полос.