Дипломная работа: Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения с преобразовательными установками

-  на обязательное государственное социальное страхование в связи с временной потерей трудоспособности и расходами, обусловленными рождением и погребением – 2,9%;

-  на обязательное государственное социальное страхование на случай безработицы – 2,1%;

-  на государственное (обязательное) пенсионное страхование (в Пенсионный фонд), а также отчисления на дополнительное пенсионное страхование – 32%;

-  фонд страхования несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний, приведших к утрате трудоспособности – 0,5 %.

Следовательно, отчисления составляют 37,5 % от суммы основной и дополнительной заработной платы:

Осоцстрах. = (ОЗП + ДЗП) * 0,375 = 105,98 грн.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования составляют 150 % от основной заработной платы:

Рс.э.о. = ОЗП * 1,5 = 385,38 грн.

Цеховые расходы составляют 160 % от основной заработной платы:

Рцех. = ОЗП * 1,6 = 411,07 грн.

Общезаводские расходы составляют 80 % от основной заработной платы:

Робщ.з. = ОЗП * 0,8 = 205,54 грн.

Тогда производственная себестоимость определяется как сумма всех статей расходов:

С/Спр. = ∑ всех статей расходов = 1551,65 грн.

Внепроизводственные расходы, связанные со сбытом продукции, составляют 2,5 % от производственной себестоимости:

Рвнепр. = С/Спр. * 0,025 = 38,79 грн.

Полная себестоимость устройства формируется из суммы производственной себестоимости и внепроизводственных расходов:

С/Сполная = С/Спр. + Рвнепр. = 1590,44 грн.

Все расходы по статьям калькуляции приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Суммарные расходы по калькуляционным статьям

Статья калькуляции	Затраты, грн.
Покупные и комплектующие изделия (с учетом транспортно-заготовительных расходов)	161,07
Прямая заработная плата	214,10
Основная заработная плата	256,92
Дополнительная заработная плата	25,69
Отчисления в фонд социального страхования	105,98
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	385,38
Цеховые расходы	411,07
Общезаводские расходы	205,54
Производственная себестоимость	1551,65
Внепроизводственные расходы	38,79
Итого	1590,44

Оптовую цену изделия составляют: полная себестоимость, прибыль предприятия и НДС.

Прибыль составляет 25 % от полной себестоимости без учета затрат на материалы и покупные изделия:

ПР = С/Сполная * 0,25 – ∑ К = 251,18 грн.

НДС составляет 20% от полной себестоимости:

НДС = 0,2 * С/Сполная = 318,09 грн.

Тогда оптовая цена составит:

Цопт. = С/Сполная + ПР + НДС = 2123,71 грн.

Определяем годовой экономический эффект.

Разрабатываемое в данной работе устройство компенсации реактивной мощности является многофункциональным устройством, применяемым в системах электроснабжения, питающих мощные тиристорные преобразователи. Это устройство производит компенсацию реактивной мощности в электрической сети, а также обеспечивает стабилизацию напряжения на шинах потребителей, фильтрацию высших гармоник, симметрирование токов и напряжений в сети.

В случае внедрения разработанного устройства на предприятиях, имеющих мощные тиристорные преобразователи, происходит экономия средств на оплату потребляемой предприятием из энергосистемы реактивной мощности, а также сокращение численности обслуживающего персонала.

Определим суммарную годовую зарплату рабочих, сокращаемых при введении в эксплуатацию разрабатываемого устройства:

∑ ЗПгод. = ЗПмес. * 12 * n,

где – ЗПмес. – заработная плата одного рабочего в месяц, грн.;

n – количество сокращаемых рабочих.

Эк. ЗП = 250,00 * 12 * 2 = 6000,00 грн.

Следовательно годовой экономический эффект составляет 6000,00 грн.

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 Электробезопасность

Разрабатываемое в данной работе устройство компенсации реактивной мощности является многофункциональным устройством, применяемым в системах электроснабжения, питающих мощные тиристорные преобразователи. Это устройство производит компенсацию реактивной мощности в электрической сети, а также обеспечивает стабилизацию напряжения на шинах потребителей, фильтрацию высших гармоник, симметрирование токов и напряжений в сети.

В этом разделе проанализируем потенциальные опасные и вредные факторы, возникающие при эксплуатации разработанного устройства.

Все опасные факторы, которые могут возникнуть в процессе установки, наладки и эксплуатации устройства связаны с электробезопасностью.

Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Проходя через живые ткани, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местное поражение тканей и органов, так и общее поражение организма.

Опасность электрического тока в отличие от прочих опасностей усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить напряжение дистанционно, как, например, движущиеся части, раскаленные объекты, открытые люки, неогражденные края площадки, находящейся на высоте, и т. п.

Анализ смертельных несчастных случаев на производстве показывает, что на долю поражений электрическим током приходится до 40%, а в энергетике – до 60%. Большая часть смертельных электропоражений (до 80 %) наблюдается в электроустановках напряжением до 1000 В.

Эта статистика становится еще более актуальной, если учесть, что разработанное устройство предназначается для использования в энергетической отрасли промышленности, в том числе и в электроустановках напряжением до 1000В.

Анализ опасности электрических сетей практически сводится к определению значения тока, протекающего через тело человека в различных условиях, в которых может оказаться человек при эксплуатации электрических сетей и электроустановок. Анализ также ставит перед собой задачу оценки влияния различных факторов и параметров сети на опасность поражения.

Поражение человека электрическим током может наступить при двухфазном и однофазном прикосновении к токоведущим частям, при прикосновении к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением, и при включении на шаговое напряжение.

Электроустановками называются установки, предназначенные для производства, преобразования, распределения энергии, а также потребления электроэнергии.

В различных электроустановках различна опасность поражения электрическим током, так как параметры электроэнергии, условия эксплуатации электрооборудования и характер среды помещений, в которых оно установлено, очень разнообразны. Комплекс защитных мер должен соответствовать виду электроустановки и условиям применения электрооборудования и обеспечивать достаточную безопасность.

Опасность поражения током, а также возможная его тяжесть прежде всего зависят от номинального напряжения. По напряжению различают электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Существенно влияние на безопасность условий среды, от которых зависит состояние изоляции, а также электрическое сопротивление тела человека.

В зависимости от вида электроустановки, номинального напряжения, режима нейтрали, условий среды помещения и доступности электрооборудования необходимо применять определенный комплекс необходимых защитных мер, обеспечивающих достаточную безопасность, которая редко может быть обеспечена единственной мерой.

В электроустановках применяют следующие технические защитные меры:

1) малые напряжения;

2) электрическое разделение сетей;

3) контроль и профилактика повреждений изоляции;

4) компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю;

5) обеспечение недоступности токоведущих частей;

6) защитное заземление;

7) зануление;

8) двойная изоляция;

9) защитное отключение.

Применение этих защитных мер регламентируется ПУЭ и другими Правилами.

Применение малых напряжений – эффективная защитная мера, но ее широкому распространению мешает трудность осуществления протяженной сети малого напряжения. Поэтому источник малого напряжения должен быть максимально приближен к потребителю. Вследствие того, что потребители рассредоточены на значительных территориях, надо устанавливать источники питания (трансформаторы) на небольшую группу потребителей или даже на каждый потребитель, что экономически невыгодно. Поэтому область применения малых напряжений 12, 36 и 42 В ограничивается ручным электрифицированным инструментом, ручными переносными лампами и лампами местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных.

Область применения защитного разделения сетей – электроустановки напряжением до 1000В, эксплуатация которых связана с повышенной степенью опасности, в частности передвижные электроустановки, ручной электрифицированный инструмент и т. п. Поскольку основная цель этой защитной меры – уменьшить ток замыкания на землю за счет высоких сопротивлений фаз относительно земли, не допускается заземление нейтрали или одного из выводов вторичной обмотки разделительного трансформатора или преобразователя.

Немалую опасность представляет возможность продолжения работы электроустановки при глухом замыкании на землю, так как человек, прикоснувшийся к исправной фазе, попадает под линейное напряжение. В этом случае защитное разделение сети не достигает цели. Чтобы избежать опасности возникновения замыкания на землю, необходимо постоянно следить за состоянием изоляции и своевременно устранять ее повреждения.

Контроль изоляции – измерение ее активного или омического сопротивления с целью обнаружения дефектов и предупреждения замыканий на землю и коротких замыканий.

Состояние изоляции в значительной мере определяет степень безопасности эксплуатации электроустановок. В сетях напряжением выше 1000 В снижение сопротивления изоляции почти всегда приводит к глухому замыканию на землю.

При заземленной нейтрали ток замыкания на землю и ток через человека не зависят от сопротивления изоляции. Но при плохом состоянии изоляции часто происходят ее повреждения, что приводит к глухим замыканиям на землю (корпус) и к коротким замыканиям. При замыкании на корпус возникает опасность поражения людей электрическим током, так как нетоковедущие части, с которыми человек нормально имеет контакт, оказываются под напряжением.

Чтобы предотвратить замыкания на землю и другие повреждения изоляции, при которых возникает опасность поражения людей электрическим током, а также выходит из строя оборудование, необходимо проводить испытания повышенным напряжением и контроль изоляции.

При испытаниях повышенным напряжением дефекты изоляции обнаруживаются вследствие пробоя и последующего прожигания изоляции (током). Выявленные дефекты устраняются, и производятся повторно испытания исправленного оборудования.

Контроль и профилактика повреждений изоляции позволяют поддерживать ее сопротивление на высоком уровне. Емкость фаз относительно земли не зависит от каких-либо дефектов; она определяется общей протяженностью сети, высотой подвеса проводов воздушной сети, толщиной фазной изоляции жил кабеля, т.е. геометрическими параметрами. Поэтому емкость сети не может быть снижена. В процессе эксплуатации емкость сети изменяется лишь за счет отключения и включения отдельных линий, что определяется требованиями электроснабжения.

Поскольку невозможно уменьшить емкость сети, снижение тока замыкания на землю достигается путем компенсации его емкостной составляющей индуктивностью. В трехфазной сети нет необходимости включать индуктивность между каждой фазой и землей; компенсирующая катушка включается между нейтралью и землей.

Компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю применяется обычно в сетях напряжением выше 1000 В для гашения перемежающейся электрической дуги при замыкании на землю и снижения возникающих при этом перенапряжений. Одновременно уменьшается ток замыкания на землю.

В сетях напряжением до 1000 В компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю применяется лишь в подземных сетях шахт и рудников.

Компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю эффективна, когда емкостная проводимость фаз относительно земли больше активной и снижение полного тока замыкания на землю за счет компенсации емкостной составляющей значительно. Эта защитная мера применяется в дополнение к другим защитным мерам – защитному отключению и заземлению, так как самостоятельно безопасности в большинстве случаев не обеспечивает.

Прикосновение к токоведущим частям всегда может быть опасным даже в сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, с хорошей изоляцией и малой емкостью, не говоря уже о сетях с заземленной нейтралью и о сетях напряжением выше 1000 В. В последнем случае опасно даже приближение к токоведущим частям.

В электроустановках напряжением до 1000 В применение изолированных проводов уже обеспечивает достаточную защиту от поражения при прикосновении к ним. Изолированные провода, находящиеся под напряжением выше 1000 В, не менее опасны, чем голые, так как повреждения изоляция обычно остаются незамеченными, если провод подвешен на изоляторах.

Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к изолированным токоведущим частям, должна быть обеспечена недоступность с помощью ограждения, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.

Ограждения применяют как сплошные, так и сетчатые. Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек применяют в электроустановках напряжением до 1000 В. Сетчатые ограждений применяются в установках напряжением до 1000 В и выше. Сетчатые ограждения имеют двери, запирающиеся на замок.

Блокировки применяются в электроустановках, в которых часто производятся работы на ограждаемых токоведущих частях. Блокировки также применяются в электрических аппаратах, работающих в условиях, в которых предъявляются повышенные требования безопасности. Блокировки по принципу действия разделяют на электрические и механические.

Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи специальными контактами, которые устанавливаются на дверях ограждений, крышках и дверцах кожухов.

Рисунок 45 – Схема электрической блокировки дверей[41]

Если управление электроустановкой производится дистанционно, блокировочные контакты включаются в цепь управления пускового аппарата. Наиболее целесообразно применение для этой цели магнитного пускателя или контактора, так как блокировочные контакты при открывании дверей размыкают цепь катушки пускателя. При обрыве этой цепи электроустановка отключается так же, как и при открывании дверей. Это предотвращает возможность несчастного случая при неисправной цепи блокировки. Электроустановка не может быть включена при закрытии дверей, т.к. замыкания блокировочных контактов еще недостаточно: для включения электроустановки требуется обязательно нажать кнопку пуска. Поэтому, если оператор вошел внутрь ограждения, он не может оказаться под напряжением при случайном закрытии дверей. Включение блокировочных контактов в силовую цепь не исключает этой возможности, и такая схема блокировки не должна применяться.

Блокировочные контакты, установленные в цепь отключающей катушки автоматического выключателя, при открывании дверей должны замыкать цепь катушки. При обрыве этой цепи замыкание контактов не приводит к отключению. При открывании дверей блокировка не сработает, человек может пройти за ограждение и попасть под напряжение.

Для обеспечения безопасности необходимо, чтобы блокировочные контакты размыкались уже при незначительном растворе дверей (10 – 15 см), чтобы человек не мог проникнуть за ограждение при неразомкнувшихся контактах. Блокировочные контакты должны устанавливаться на обеих половинках двустворчатых дверей, чтобы не было возможности включить электроустановку, оставив открытой одну из этих половин.

Механические блокировки применяются в электрических аппаратах – рубильниках, пускателях, автоматических выключателях и т. п.

В аппаратуре автоматики, вычислительных машинах и радиоустановках применяются блочные схемы. В общем корпусе устанавливаются отдельные блоки, которые соединяются с остальным устройством штепсельным соединением. Когда блок выдвигается или удаляется со своего места, штепсельный разъем размыкается. Таким образом, блок отключается автоматически при открывании его токоведущих части.

Блокировки применяются также для предупреждения ошибочных действий персонала при переключениях в распределительных устройствах и на подстанциях.

Расположение токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте позволяет обеспечить безопасность без ограждений, при этом следует учитывать возможность случайного прикосновения к токоведущим частям длинными предметами, которые человек может держать в руках.

Для защиты от прикосновения к частям нормально или случайно находящимся под напряжением применяется также двойная изоляция – электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Рабочая изоляция – изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током. Дополнительная изоляция – изоляция, предусмотренная дополнительно к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции.

Наиболее просто двойная изоляция осуществляется путем покрытия металлических корпусов и рукояток электрооборудования слоем электроизоляционного материала и применением изолирующих ручек. Поверхностный слой изоляции подвержен механическим воздействиям и повреждениям. При разрушении этого слоя открывается доступ к металлическим частям, которые могут оказаться под напряжением. Повреждение и даже полное разрушение второго слоя изоляции не препятствует продолжению работы и не подает, таким образом, сигнала о потере защиты. Поэтому такой способ выполнения двойной изоляции не обеспечивает надежной защиты и может быть рекомендован лишь в редких случаях – для оборудования, не подвергающегося ударной нагрузке. Более совершенный способ – изготовление корпуса из изолирующего материала. Такой корпус несет на себе все токоведущие части, металлические нетоковедущие части и механическую часть. При разрушении корпуса освобождается доступ к металлическим токоведущим и нетоковедущим частям, но электрооборудование работать не может, так как нарушено взаимное расположение его частей.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12