Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?и стандартами, ни другими нормативными документами. В Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей [5] указывается, что потребитель обязан обеспечить надежность работы и безопасность эксплуатации электроустановок, в Правилах устройства электроустановок [6] уровень надежности электроустановок весьма размыто определяется численностью независимых источников питания и допустимой длительностью перерыва электроснабжения [Сюсюкин]. Тем не менее, целый ряд научной литературы посвящен разработке математической теории надежности [8, 11, 14-16, 19-21, 35 и др.], методическая основа которой успешно базируется, в частности, на использовании теории вероятностей.
В последнее время в периодической печати, посвященной различным проблемам электроэнергетики, все чаще поднимается вопрос о совершенствовании нормативной литературы, о необходимости введения нормативных показателей, позволяющих оценить, в частности, надежность электроустановок. Актуальным это является и в области расчетов заземляющих устройств.
Известно, что электроустановки являются объектами повышенной опасности для здоровья человека и сохранности оборудования, в особенности в районах Крайнего Севера, где работа персонала сопряжена с тяжёлыми погодными условиями и характеристики заземляющих устройств подвержены сезонным изменениям. Поэтому актуальной становится проблема определения показателей надёжности еще на стадии проектировании заземляющих устройств.
Работы по изучению влияния климатических и геофизических особенностей районов Крайнего Севера на надежность и безопасность эксплуатации электрооборудования ведутся давно. Так на Норильском горно-металлургическом комбинате (НГМК) уже в 70-х годах потребовалось комплексное рассмотрение проблемы надежности и безопасности электрооборудования как в сетях с малыми, так и большими токами замыкания. При этом самого пристального внимания потребовала прежде всего унификация нормирования систем, обеспечивающих электробезопасность на основе допустимых напряжений до прикосновения, пересмотра отношения к проектированию, сооружению и эксплуатационному контролю заземляющих устройств. В частности, возможность использования естественных заземлителей по условиям пожаро- и взрывобезопасности в связи с отсосом токов короткого замыкания в подземные рудники и поверхностные трубопроводы с горючими газами и жидкостями. При этом потребовалась вероятностная оценка пожаро- и взрывоопасной ситуации с учетом особенностей эксплуатации электрооборудования в северных условиях.
Анализ алгоритмов, разработанных на сегодняшний день, для определения параметров заземляющих устройств показал, что они позволяют определить все основные характеристики сети заземления, способствующие выполнению ею своих основных функций: ограничении до допустимых пределов напряжения, под которое может попасть человек; обеспечение достаточной для срабатывания релейной защиты проводимости заземляющего устройства. Однако методика расчётов заземляющих устройств не даёт гарантий надёжности как самого заземляющего устройства, так и выполнения им возложенных на него функций. В связи с этим возникает необходимость разработки алгоритма, учитывающего показатели надежности работы заземляющей сети при выполнении ею своих рабочей и электрозащитной функций.
В соответствии с [1, 3, 4] надежность есть свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования. Применительно к электроэнергетическим системам в качестве объекта может рассматриваться как электроэнергетическая система в целом, так и любой из ее элементов. При этом под элементом электроэнергетической системы понимается любое устройство, способное самостоятельно выполнять некоторые локальные функции в процессе производства, преобразования, передачи, распределения и потребления электрической энергии, являющееся частью электроэнергетической системы.
Если взять в качестве элемента электроэнергетической системы понижающий трансформатор, питающий нагрузку промышленного предприятия, то основной заданной функцией трансформатора, очевидно, является передача электроэнергии с понижением напряжения при допустимых потерях, обусловленных его конструктивными особенностями и режимом эксплуатации. Заданная функция трансформатора может быть выполнима при определенных условиях функционирования, это, прежде всего, условия окружающей среды (температура, влажность воздуха и т. д.), или условия эксплуатации (загрузка трансформатора, величина уровня напряжения со стороны источника питания, качество масла и т. д.). Однако заземление корпуса трансформатора (и наличие заземляющего устройства, разумеется) является также необходимым условием эксплуатации трансформатора, нарушение которого может привести к поражению током электротехнический персонал, обслуживающий данную электроустановку.
Заземляющее устройство, очевидно, также является элементом электроэнергетической системы, часто напрямую не связанным с возможностью электроустановки выполнять свои заданные функции, но без которого невозможно осуществить безопасную эксплуатацию электрорустановок.
Другими словами, при оценке надежности объекта энергетики нужно рассматривать последствия отказов в выполнении им двух заданных функций: бесперебойного снабжения потребителей соответствующей продукцией требуемого качества и недопущения ситуаций, опасных для люд?/p>