Электроснабжение ответственных потребителей - Дипломная работа

Для предотвращения нарушения питания таких электроприемников должно предусматриваться дополнительное питание от независимого источника питания. В последнее время в качестве независимого источника питания все чаще используют источники бесперебойного питания (ИБП) статического типа. Следует отметить недостаточную развитость нормативной базы, описывающей вопросы электроснабжения от ИБП статического типа. Также необходимо указать на отсутствие методики проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 КВ при электроснабжении от ИБП статического типа. Поэтому в работе решаются следующие задачи: электроснабжение ответственный потребитель замыкание анализ функционирования источника бесперебойного питания статического типа при внешнем КЗ;Практически все промышленные объекты и административные здания содержат в своей структуре электроприемники первой категории и особой группы по бесперебойности электроснабжения. К таким объектам относятся [1]: нефтеперерабатывающие предприятия - I-ая категория: все электроприемники, относящиеся к технологическому процессу и системам пожаротушения. Особая группа: электродвигатели воздушных охладителей продуктов, электрозадвижки, автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) (распределенная система управления и противоаварийная защита - РСУ/ПАЗ), релейная защита и автоматика (РЗИА), эвакуационное освещение; В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.п. Сравним источники бесперебойного питания статического типа топологии двойного преобразования (рисунок 1.2, а), получившей наибольшее распространение, и гибридного типа (рисунок 1.2, б) с точки зрения их функционирования при внешнем коротком замыкании.В качестве независимого источника питания для ответственных потребителей последнее время широко используются источники бесперебойного питания статического типа. Электроснабжение от ИБП имеет ряд важных особенностей, отличающих его от электроснабжения через понижающий трансформатор. Эти особенности, подробно изложенные во второй главе, приводят к недопустимости применения к сетям с ИБП уже разработанных методик для проверки обеспечения защиты при косвенном прикосновении в сетях до 1КВ при питании через понижающий трансформатор [6]. В связи с этим остро стоит проблема разработки методики для проверки обеспечения защиты при косвенном прикосновении в сетях до 1КВ при электроснабжении от источника бесперебойного питания статического типа. Инвертор - получает питание от: выпрямителя в нормальном режиме;Помимо проблемы бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей также стоит проблема обеспечения защиты от поражения человека электрическим током. Основное правило защиты от поражения электрическим током сформулировано в нормативных документах следующим образом: "Опасные токоведущие части не должны быть доступными, а доступные проводящие части не должны быть опасными (в нормальных условиях и при наличии неисправности)" [6,10,11]. Под косвенным прикосновением понимают [10] прикосновение человека к открытым проводящим частям оборудования, на которых в нормальном режиме электроустановки отсутствует электрический потенциал, но при каких-либо неисправностях, вызывающих нарушение изоляции или ее пробой на корпус, на этих частях возможно появление опасного (если превосходит допустимое значение 50 В) для жизни человека потенциала (рисунок 1.4). Основной характеристикой прямого прикосновения является то, что наличие защитного проводника никак не влияет на эффективность защиты при прямом прикосновении и какой бы ни была система заземления нейтрали, ток, возвращающийся к источнику питания, равен току, протекающему через тело человека. Основной характеристикой косвенного прикосновения является то, что через человека никогда не протекает полный ток повреждения (всегда какая-то часть, зависящая от типа системы заземления).Электрические сети напряжением до 1000 В с разными системами заземления значительно отличаются друг от друга по степени бесперебойности электроснабжения потребителей, условиям и способам обеспечения электробезопасности, требованиям к заземляющим устройствам, простоте и удобству проектирования и эксплуатации [13]. Первая буква указывает на характер заземления источника электропитания: Т - непосредственная связь нейтрали источника электропитания с землей;В системе TN питающие сети имеют непосредственно присоединенную к земле точку. Открытые проводящие части электроустановки присоединяются к этой точке посредством нулевых защитных проводников. В зависимости от устройства нулевого рабочего и нулевого защитного проводников различают следующие три типа системы TN

Содержание

Введение

Глава 1. Электроснабжение ответственных потребителей. Анализ требований к времени отключения токов повреждения в сетях 0.4 КВ в соответствии с новой нормативной базой.

1.1 Электроснабжение ответственных потребителей

1.2 Электроснабжение ответственных потребителей от источников бесперебойного питания статического типа

1.3 Основные положения защиты от поражения электрическим током

1.4 Выбор системы заземления нейтрали при питании ответственных потребителей

1.4.1 Система заземления TN

1.4.2 Система заземления IT

1.4.3 Система заземления TT

1.5 Электрофизические реакции при протекании электрического тока через тело человека

1.6. Анализ требований к времени отключения токов повреждения в сетях 0.4 КВ в соответствии с новой нормативной базой

Глава 2. Методики расчета токов КЗ и проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях с системой заземления TN

2.1 Методика расчета токов короткого замыкания и проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях TN при питании через понижающий трансформатор

2.1.1 Расчет токов однофазного короткого замыкания в сетях TN

2.1.2 Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях TN при питании через понижающий трансформатор

2.2 Методика расчета токов короткого замыкания и проверки защиты при косвенном прикосновении в сетях TN при питании от ИБП статического типа

2.2.1 Расчет тока однофазного КЗ в сетях TN в инверторном режиме работы

2.2.2 Расчет тока однофазного КЗ в сетях TN в режиме работы от сети

2.2.3 Сравнение инверторного режима работы и режима работы от сети при расчета тока однофазного КЗ

2.2.4 Методика проверки эффективности защиты при косвенном прикосновении в сетях TN при питании от ИБП статического типа

Глава 3. Методики расчета токов КЗ и проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях с системой заземления IT

3.1 Методика расчета токов короткого замыкания в сетях IT при питании через понижающий трансформатор

3.1.1 Первое замыкание

3.1.1.1 Сеть IT с изолированной и нераспределенной нейтралью

3.1.1.2 Сеть IT с заземленной через сопротивление и нераспределенной нейтралью

3.1.1.3 Сеть IT с изолированной и распределенной нейтралью

3.1.2 Второе замыкание при не устраненном первом

3.1.2.1 Сеть IT с нераспределенной нейтралью и общим заземлителем потребителей

3.1.2.2 Сеть IT с распределенной нейтралью и общим заземлителем потребителей

3.1.2.3 Сеть IT с нераспределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей

3.1.2.4 Сеть IT с распределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей

3.2 Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении при питании через понижающий трансформатор

3.3 Методики расчета токов короткого замыкания при питании от ИБП статического типа в сетях IT

3.3.1 Расчет тока КЗ в инверторном режиме и режиме работы от сети в сетях с нераспределенной нейтралью

3.3.2 Расчет тока двухфазного КЗ в инверторном и режиме работы от сети в сетях с распределенной нейтралью

3.4 Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении при питании от ИБП статического типа

3.5 Дополнительные мероприятия по обеспечению защиты при косвенном прикосновении при электроснабжении от источников бесперебойного питания

3.6 Рекомендации по проектированию систем электроснабжения с источниками бесперебойного питания статического типа

Заключение

Список используемых источников

Последнее время все большее распространение получают технологии и агрегаты, требующие бесперебойного электроснабжения. С каждым годом доля чувствительной нагрузки увеличивается в основном за счет повсеместной компьютеризации производственных процессов. Перерыв электроснабжения ответственных потребителей может за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Для предотвращения нарушения питания таких электроприемников должно предусматриваться дополнительное питание от независимого источника питания. В последнее время в качестве независимого источника питания все чаще используют источники бесперебойного питания (ИБП) статического типа. Следует отметить недостаточную развитость нормативной базы, описывающей вопросы электроснабжения от ИБП статического типа. Так, у нас в стране отсутствует аналог стандарта IEC 62040-3. Также необходимо указать на отсутствие методики проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 КВ при электроснабжении от ИБП статического типа. В 2003 году введена в действие глава 1.7 "Заземление и защитные меры электробезопасности" ПУЭ 7-ого издания, что привело к ужесточению требований к времени автоматического отключения питания в сетях до 1 КВ. Принятие новых нормативных документов с более жесткими требованиями к обеспечению электробезопасности потребовало пересмотра применяемой коммутационно-защитной аппаратуры, методик выбора кабелей и изменения существующих подходов к проектированию систем электроснабжения в целом.

Поэтому в работе решаются следующие задачи: электроснабжение ответственный потребитель замыкание анализ функционирования источника бесперебойного питания статического типа при внешнем КЗ;

анализ методик расчета тока КЗ при питании через понижающий трансформатор и от источника бесперебойного питания статического типа в сетях TN;

анализ методик проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 КВ при электроснабжении через понижающий трансформатор и от источников бесперебойного питания статического типа в сетях TN. разработка методики расчета тока КЗ при питании через понижающий трансформатор и от источника бесперебойного питания статического типа в сетях IT;

разработка методики проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 КВ при электроснабжении через понижающий трансформатор и от источников бесперебойного питания статического типа в сетях IT.

Следует отметить, что на данный момент отсутствуют методики проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 КВ при электроснабжении от источников бесперебойного питания статического типа в сетях IT.

Практическая ценность работы и ее реализация состоят в том, что разработанные методики позволяют выбрать параметры схемы электроснабжения электроприемников напряжением до 1КВ по критерию обеспечения защиты при косвенном прикосновении в соответствии с требованиями современной нормативной базы (ПУЭ 7-ого издания, ГОСТ Р 50571). Разработанная методика ориентирована на широкий круг пользователей и может быть рекомендована к применению в проектных, научно-исследовательских и других организациях.