Контрольная работа
БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИОБОРУДОВАНИЯ БЛОКА ГЕНЕРАТОР–ТРАНСФОРМАТОР МОЩНОСТЬЮ 250МВт
Содержание
1. Опасность попадания человека под напряжение приэксплуатации блока генератор-трансформатор
2. ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ПРИ НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ
2.1 Изоляция токоведущих частей. Нормы контроля изоляциитоковедущих частей
2.2 Недоступность токоведущих частей
2.3 Блокировки безопасности
2.4 Методы ориентации
3. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ
4. ЭЛЕКТРОЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА
5. Пожарная безопасность
6. Меры обеспечения пожаробезопасности
1. Опасность попадания человека поднапряжение при эксплуатации блока генератор-трансформатор
При обслуживании блока ипри ремонтных работах возможно попадание человека под напряжение.
Рассмотрим различныевозможные случаи попадания человека под напряжение и оценим их опасность,принимая во внимание, что обмотка статора генератора изолирована от земли исоединена по схеме «звезда». /> />
При однофазном прикосновении ктоковедущим частям генераторного напряжения (рис. 1.а.) при нормальном режимеработы ток,
протекающий через телочеловека, определяется по следующей формуле:/>
/>
где: фазное напряжениегенератора;
r = 2МОм – сопротивлениетоковедущих частей генераторного напряжения относительно земли;. RЧ =2×103 Ом — сопротивлениецепи человека. При двухфазном прикосновении к токоведущим частям генераторногонапряжения (рис. 1.в.) при нормальном режиме работы ток, протекающий через телочеловека, определяется по формуле:
/>
где: UЛ =20×103, В — линейноенапряжение сети;
R”Ч = 1000 Ом- сопротивление цепи человека;
RД = 1000 Ом — сопротивление электрической дуги. При однофазном прикосновении к токоведущимчастям генераторного напряжения (рис. 1.б.) в аварийном режиме ток, протекающий через тело человека,определяется:
/>
где: UЛ = 20×103, В — линейноенапряжение генератора;
RЧ = 2×103 Ом — сопротивлениецепи человека.
RК = 100 Ом — сопротивление контакта в месте замыкания на землю.
При прикосновении кзаземленным нетоковедущим частям
/>
электроустановки,оказавшимся под напряжением в аварийном режиме, ток, протекающий через телочеловека, определяется по формуле:
где: IЗ = 9920А — ток однофазного замыкания на землю
a1 = 0,2 — коэффициент напряженияприкосновения учитывающий место положения человека и характер потенциальнойкривой ;
RЗ = 0,5 Ом — сопротивление заземлителя; ( согласно ПУЭ )
RЧ = 2000 Ом — сопротивление цепи человека. /> />
При попадании человека подшаговое напряжение (рис. 1д.)ток,
протекающий черезчеловека, определяется по формуле:
где: IЗ = 9920А — ток однофазного замыкания на землю;
RЗ = 0,5 Ом — сопротивление заземлителя; (согласно ПУЭ)
b1 = 0,15 – коэффициент, учитывающийформу потенциальной кривой;
R“Ч = 3×103 Ом — сопротивлениецепи человека.
При прикосновении кфазному проводу сети напряжением 330 кВ со стороны блочного трансформатора(рис. 5.е.) ток через человека определяется по формуле:
/>
где: /> – фазное напряжение сети;
RД = 3000 Ом — сопротивление электрической дуги;/> />
RЗ = 0,5 Ом — сопротивление заземлителя; (согласно ПУЭ)
RЧ = 2×103 Ом — сопротивлениецепи человека
На основании анализапроизведенных расчетов можно сделать вывод, что величины расчетных токовпревышают допустимые значения по ГОСТ 12.01.038-88*. Следовательно, приэксплуатации и ремонте блока генератор — трансформатор главной задачей являетсязащита обслуживающего персонала от поражения электрическим током иэлектрической дугой.
электрозащитабезопасность генератор трансформатор
2. ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ПРИ НОРМАЛЬНОМРЕЖИМЕ
2.1 Изоляция токоведущих частей. Нормыконтроля изоляции токоведущих частей
Нормальная работагенератора значительной мерой зависит от состояния изоляции обмоток.
Согласно ПУЭ иСНИП-3-33-76* сопротивление изоляции должно быть не ниже значений,приведенных в таблице 1.1.Таблица 1.1Испытуемый объект Напряжение мегаомметра кВ Сопротивление изоляции Генератор ТВВ-320-2ЕУ3 Обмотка статора 2,5 Не менее указанных величин t1° 75 70 60 50 40 30 20 10
Rиз,
МОм 3 3,5 5,5 8 12 16,5 25 32 Обмотка ротора 1 (допускается 0,5) Не менее 0,5 МОм при температуре 10-30оС. допускается ввод в эксплуатацию неявнополюсных роторов, имеющих сопротивление изоляции не ниже 2 кОм при температуре +75 оС или 20 кОм при +20 оС Подшипники генератора и сопряженного с ним возбудителя 1 Сопротивление изоляции, измеренные относительно фундаментной плиты при полностью собранных маслопроводах, должно быть не менее 1 МОм для турбогенераторов. Водородное уплотнение вала 1 Не менее 1 МОм Щиты вентиляторов для ТГ типа ТВВ 1
Сопротивление изоляции, измеренное между частями диффузоров, должно быть не менее
0.5 МОм Допустимые изолированные стяжные болты стали статора 1 Не менее 1 МОм
Термоиндикаторы генераторов
с непосредственным охлаждением обмотки статора 0,5 Не менее 0,5 МОм Цепи возбуждения генератора и возбудителя (без обмоток ротора и электромашинного возбудителя 1 (допускается 0.5)
Сопротивление изоляции, измеренное с сопротивлением всей присоединенной аппаратуры должно быть не
менее 1 МОм Силовой трансформатор блока ТДЦ-400000/330 1. Измерение характеристик изоляции Для трансформаторов определение условий включения, измерения характеристик изоляции следует проводить в соответствии с инструкцией «Трансформаторы силовые. Транспортирование, разгрузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию». 2. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты а) изоляция обмоток вместе с вводами Испытательное напряжение по отношению к корпусу и другим обмоткам напряжением 20 кВ – 49,5 кВ; 300 кВ – 414 кВ. Продолжительность приложения испытательного напряжения 1 мин. б) изоляция доступных стяжных шпилек, прессующих колец и ярмовых балок
Испытательное напряжение 1-2 кВ.
Продолжительность испытания 1 мин Воздушный выключатель Измерение сопротивления изоляции опорных изоляторов, изоляторов гасительных камер и отделителей и изолирующих тяг выключателей.
Производится мегаомметром на напряжении 2,5 кВ или от источника напряжения постоянного тока.
В случае необходимости измерение сопротивления изоляции опорных изоляторов гасительных камер и отделителей следует производить с установкой охранных колец на внешней поверхности.
Сопротивление изоляции должно быть не ниже значений, приведенных в таблице: Испытуемый объект Сопротивление изоляции Rиз, МОм, при Uном = 20 кВ.
Опорный изолятор воздухопровод и тяга (каждое в отдельности), изготовленные из фарфора.
Тяга, изготовленная из органических материалов.
5000
3000 Разъединители Измерение сопротивления изоляции поводков и тяг, вы полненных из органических материалов Производится мегаомметром на напряжении 2,5 кВ. Сопротивление изоляции должно быть не ниже значений, приведенных в таблице Номинальное напряжение разъединителя, кВ 220 – 500 Сопротивление изоляции 5000 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
2.2 Недоступность токоведущих частей
Недоступностьтоковедущих частей обеспечивается установкой генератора в машзале главногокорпуса с закрытыми дверьми. Токоведущие части располагаются под генератором.Токопровод пофазно экранирован и изолирован. Блочные трансформаторы находятсявне машзала на открытом воздухе и огорожены сетчатым ограждением, имеющимдвери, запирающиеся на замок. Токоведущие части блочных трансформаторов, ккоторым крепятся воздушные линии электрической связи с ОРУ-330 кВ, расположенына высоте 9,5 м от земли, что обеспечивает их недоступность.
2.3 Блокировки безопасности
Блокировки безопасности — это устройства, предотвращающиепоражение персонала электротоком при ошибочных действиях. Подразделяются на:
– электрические (осуществляют разрывцепи специальными контактами, которые устанавливают на дверях ограждений,крышках и дверцах кожухов);
– механические (применяются вэлектрических аппаратах – рубильниках, пускателях, автоматических выключателяхи т.д.).
В рассматриваемом блоке генератор-трансформтор предусмотренымеханические блокировки безопасности на блочных разъединителях QS1 и QS2 дляизбежания ошибочных включений заземляющих ножей при замкнутых разъединителях.
2.4 Методы ориентации
Методы ориентациипозволяют ориентироваться персоналу при выполнении работ и предостерегают отошибочных действий. Методами ориентации служат:
1. Маркировка частей электрооборудования, служит дляраспознавания принадлежности и назначения оборудования. Выполняется с помощьюусловных обозначений (буквенных, цифровых).
2. Предупредительныесигналы, подписи, таблички.
3. Знаки безопасности,наносятся на корпуса оборудования, на входах и опорах. Фон желтый (или фонинтерьера), стрелка черная или красная.
4. Соответствующеерасположение и раскраска токоведущих частей.
При переменном токе:
— фаза «А» располагаетсяверхней левой (желтый цвет);
— фаза «В» — средняя(зеленый цвет);
– фаза «С» — нижняя правая (красныйцвет).
– нулевые шины: при изолированной нейтрали- голубые; при заземленной — продольные полосы желтого и зеленого цвета.
3. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ
При аварийномрежиме работы блока генератор-трансформатор безопасность его эксплуатацииобеспечивается защитным заземлением. Конструктивно, защитное заземлениепредставляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Исходные данные длярасчета:
1) Напряжение установки 20кВ
2) Ток однофазного замыкания на землю IЗ = 9,92кА
3) Расчетное удельное сопротивление верхнего и нижнегослоев земли
r1=100 Ом×м, r2 = 70 Ом×м, соответственно, толщина верхнегослоя грунта h = 2м.
Заземлительпредполагается изготовить из горизонтальных полосовых электродов сечением 4х40мм и вертикальных стержневых электродов длиной l = 5м,
5м l 20м l = 5м Условие выполняется диаметром d =12 мм; глубина заложенияэлектродов в землю Н = 0,6 м.(ПУЭ, п.1.7.51.).
Изобразимплан (а) и горизонтальный разрез (б) заземления (Рис. 5.2.). По контурузаземления по его ширине проложены 8 и по длине 5 горизонтальных полос.
1. Определяем суммарнуюдлину горизонтального заземлителя:
L = 7×90 + 10×60 = 1230 м, где 7 полос по 90 м и 10полос по 60 м.
Принимаем среднеерасстояние между горизонтальными и вертикальными электродами аср = 2×5 = 10 м.
0,5 аСР/ l 40 аСР / l = 10 / 5 = 2 Условие выполняется
Вертикальные стержневыеэлектроды расположены по контуру площади заземления. Количество электродов n=30. Площадь заземляющего контура: S = 90×60 =5400м2
S = 40010000м2 S = 5400м2
Условие выполняется
Для расчета применяемметод наведенных потенциалов, который учитывает двухслойную структуру грунта.
Так как m = r1/r2 = 100/70 =1,429
/>
0,5 Т1 40 T1 = 8,369
Условие выполняется
Проверим справедливостьпримененного метода расчета заземления. Метод справедлив при следующихограничениях:
0,5 Т1 40 T1 = 8,369
5м l 20м l = 5м
0,5 аСР/ l 40 аСР / l = 10 / 5 = 2
L //>=440L //>=16,738
h = 15м h = 2м
H = 0,4м H = 0,6м
S = 40010000м2 S = 5400м2
Метод выбран верно.
2. Определяем значенияпромежуточных 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. Определяемзначения 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 полученныезначения сопротивления с допустимыми:
RЗ = 0,394 Ом
Сопротивление заземленияменьше нормы.
Произведемпроверку заземления:
Определяем напряжение назаземлителе при стекании по нему тока замыкания на землю:
UЗ = IЗ×RЗ = 9920×0,394 = 3908,48 В
Условие выполняется
Определяем напряжениеприкосновения:
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
Условие выполняется
Проверяем термическуюстойкость заземлителя:
/>
где: r1=100 Ом м – удельное сопротивление верхнего слоягрунта;
t = 0,1 с – длительностьзамыкания во время срабатывания защиты, которое складывается из собственноговремени отключения выключателя 0,09 с, [2], и времени действия максимальнойтоковой защиты 0,01 с, [2].
Суммарная поверхностнаяплощадь S заземления складывается из поверхности вертикальных стержней иповерхности горизонтальных полос:
/>
где: l = 5 м – длинавертикальных электродов;
d = 0,012 м – диаметрвертикальных электродов;
nв = числовертикальных электродов;
рг = 88×10-3 м – периметрпоперечного сечения (4х40), мм2, горизонтальной полосы;
L = 1230 м – суммарнаядлина горизонтальных полос.
/>
т.е., условиятермостойкости выполняются.
/>
Проверяем термическую стойкость заземляющих проводников:
где: a = 21 – постоянный множитель;
= 400 0С– допустимая температура кратковременного нагрева стали;
Iз = 9920 А – токзамыкания на землю.
Sсеч = 4х×40 = 160 мм2 — площадьпоперечного сечения горизонтальной полосы.
/>
Таким образом:
Условие выполняется,заземление пригодно к эксплуатации.
4. ЭЛЕКТРОЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА
Согласно ГОСТ12.1.009-76 электрозащитными средствами называются переносные и перевозныеизделия, служащие для защиты людей, работающих с электроустановками, отпоражения электрическим током, от воздействия дуги и электромагнитного поля.
На блокегенератор-трансформатор имеются следующие электрозащитные средства:№ п/п Средства защиты Электрооборудование напряжением Тип Кол-во
1.
2.
3.
4.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Изолирующая штанга
Изолируещая штанга
Оперативная штанга
Изолирующие клещи
Измерительная штанга
Указатель напряжения УВН
Диэлектрические перчатки
Диэлектрические боты
Защитные очки
Защитные каски(каждому рабочему)
Переносные заземления
35
330
35
35
330
до 35
ШИ-35У4
ШИ-35У4
ШО-35 У4
ШИУ-330
УВН-10У4
1 шт.
1 шт.
2 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
2 пары
2 пары
2 шт.
по 1шт.
2 шт.
В помещенииблочного щита управления для хранения электрозащитных средств отводится местовблизи входа, которое оборудуется стеллажами, полками, шкафами иприспособлениями для хранения штанг, переносных заземлений, плакатов,переносных ограждений и др.
5. Пожарнаябезопасность
Для охлаждения обмотоктурбогенератора используется водород, который является взрывоопасным веществом.Так как турбогенератор расположен в помещении, в котором при нормальнойэксплуатации взрывоопасные смеси газа с воздухом не образуются, а возможнытолько в результате аварий или неисправностей, то согласно ПУЭ помещениетурбогенератора относится к классу В-Iа по взрывоопасности — (зоны,расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасныесмеси горючих газов, независимо от нижнего концентрационного пределавоспламенения, или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только врезультате аварий или неисправностей).
По классу возникновенияпожаров электроустановка относится к классу Е — (пожары связаны с горениемэлектроустановок).
Для охлаждения обмотоктрансформатора используется трансформаторное масло. Трансформатор расположенвне помещения машзала, поэтому зона вокруг трансформатора относится кпожароопасной зоне класса П-III икатегории В.
В электроустановкахпричины пожаров и взрывов могут быть электрического и неэлектрическогохарактера.
Причинамиэлектрического характера являются:
· искрение в электрических аппаратах имашинах;
· токи коротких замыканий и токовыеперегрузки проводников, вызывающие их перегрев до высоких температур, что можетпривести к воспламенению их изоляции;
· неудовлетворительные контакты вместах соединения проводов, когда вследствие большого переходного сопротивленияпри протекании электрического тока выделяется значительное количество тепла ирезко повышается температура контактов (местный нагрев).
· электрическая дуга, возникающая междуконтактами коммутационных аппаратов.
К причинам пожаровнеэлектрического характера можно отнести:
· несоблюдение персоналом правил пожарнойбезопасности;
· неисправность приборов или нарушениережимов их работы
· неисправность производственногооборудования (перегрев подшипников и т.п.);
6. Меры обеспеченияпожаробезопасности
В помещениитурбогенератора все электрооборудование и светильники, включая переносные, вовзрывозащищенном исполнении. Все провода и кабели силовых и осветительных сетейс медными жилами.
Для обеспеченияпожаробезопасности устанавливают следующие средства: на генераторе предусмотренпеногенератор типа ГВП-600.
Возле трансформаторапредусмотрены пять углекислотных огнетушителей типа ОУ-8, пожарный гидрант,ящик с песком.
При возгораниигенератора, он отключается от сети релейной защитой. Если возникла опасностьвзрыва водорода, из центральной системы охлаждения водород вытесняют углекислымгазом.
Для предотвращенияразлива масла, под трансформатором предусмотрена яма для слива масла. Наблочном щите управления (БЩУ) имеется два углекислотных огнетушителя типа ОУ-8.
Молниезащитаэлектрического оборудования выполняет по второй категории в соответствии сСН-305-77 «Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий исооружений».