Безопасность эксплуатации блочных трансформаторов типа ТДЦ-400000/330/20 (стр. 1 из 2)

1. БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЛОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТИПА ТДЦ-400000/330/20

1.1 Анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации блочных трансформаторов типа ТДЦ-400000/330/20

При обслуживании трансформаторов существует опасность поражения человека электрическим током ,в результате прикосновения к токоведущим частям, находящихся под напряжением, к корпусу трансформатора при повреждении (напряжение прикосновения), а также при попадании под шаговое напряжение.

А также опасными факторами, при эксплуатации трансформаторов, является опасность поражения человека электрической дугой.

Рассмотрим возможные случаи попадания человека под напряжение и оценим их опасность. Расчёты токов протекающих через человека представлены в таблице 1.

Таблица 1.Расчет токов протекающих через человека.

Вид включения человека	Схема включения	Формула и величина тока
При прикосновении к фазному проводу сети напряжением 330 кВ и 20кВ со стороны блочного трансформатора	I_Ч330=U_Ф/(R_Д+R_З+R_Ч)=190751/(1300+0,5+1500)=68,11А, I_Ч20=U_Ф/(R_Д+R_З+R_Ч)=11560/(1300+ 0,5+1000)=4,12 А,
При попадании человека под шаговое напряжение		I_Ч=I_З×R_З×b₁/ R_Ч=8193×0,5×0,15/1500=0,409А,
Ток, протекающий через человека при прикосновении к нетоковедущему корпусу поврежденного трансформатора		I_Ч330=U_л/(R_Ч+r/3)=330000/(1500+20× 10⁶/3)=4,94×10^-2 А, I_Ч20=U_л/(R_Ч+r/3)=20000/(1500+20× 10⁶/3)=2,99×10^-3А,

Примечания:

- линейное напряжение;

R”_ч=10³Ом - сопротивление цепи человека;

R_д=10³Ом - сопротивление электрической дуги;

b₁=0,15 – Коэффициент учитывающий форму потенциальной кривой;

U_ф- фазное напряжение сети;

R_з=0,5 Ом - сопротивление заземлителя (ПУЭ);

R_д=3000 Ом-сопротивление электрической дуги;

r=20 МОм – сопротивление токоведущих частей относительно земли.

1.2 Анализ вредных факторов

Так как, блочные трансформаторы находятся вне помещения основными вредным факторами при их эксплуатации являются недостаточное или нерациональное освещение в темное время суток, а также работа в неблагоприятных метереологических условиях.

2. Профилактические меры по безопасности эксплуатации блочных трансформаторов

2.1 Защитные меры от поражения человека электрическим током

Недоступность токоведущих частей обеспечивается сетчатыми ограждениями. Трансформатор расположен за сетчатым ограждением, которое имеет открывающиеся или открываемые части; они закрыты и для отпирания имеют приспособления.

Контроль изоляции

Для трансформатора ТДЦ-400000/300 определение условий включения, измерение характеристик изоляции следует производить в соответствии с инструкцией «Трансформаторы силовые. Транспортирование, разгрузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию».Состояние изоляции обмоток предварительно проверяется измерением мегомметром: 2500 В сопротивления изоляции главной изоляции; 500—1000 В — сопротивления вторичных обмоток относительно корпуса и между всеми обмотками.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:

а) изоляции обмоток вместе с вводами

- для обмоткинапряжением 20 кВ - 49,5 кВ;

- для обмотки напряжением 300 кВ - 414 кВ.

б) изоляции доступных стяжных шпилек, прессующих колец и ярмовых балок. Испытательное напряжение 1-2 кВ. Продолжительность испытания 1 мин

При удовлетворительных результатах испытания повышенным напряжением выносится окончательное суждение об удовлетворительном состоянии изоляции. В противном случае должны производиться ремонт или замена трансформатора.

Защитное заземление

Конструктивно, защитное заземление, представляет собой совокупность заземлителя и заземляющего устройства.

Трансформатор расположен снаружи, по этому для его заземления используем искусственный заземлитель. В качестве искусственных заземлителей применяют стальные металлоконструкции. Расчет заземлителя представлен в пункте 2.2.

Электрозащитные средства

Электрозащитные средства - это переносимые (перевозимые) изделия, которые служат для защиты от поражения электрическим током или электрической дуги. Электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные и представлены в таблице 2.

Таблица 2. Электрозащитные средства

Основные	Количество	Дополнительные	Количество
Изолирующая штанга	1	Диэлектрические перчатки	2
Оперативная штанга	1	Диэлектрические боты	2
Измерительная штанга	1	Диэлектрические коврики	3
Измерительные клещи	3
Защитные очки	3

2.2Расчет заземлителя

Исходные данные:

1. Номинальное напряжение Т:

2. Ток однофазного замыкания на землю (из расчетов токов короткого замыкания): I_з = 8193 А (на напряжении 330 кВ).

3. Нейтраль трансформатора эффективно заземлена.

4. Площадь занимаемая заземлителем S = 40 × 80 = 3200 м² (площадь территории ОРУ, на которой находится трансформатор).

5. Удельное сопротивление верхнего и нижнего слоев земли : r₁ = 100 Ом·м (суглинок); r₂ = 80 Ом·м (глина); толщина верхнего слоя h = 1,5 м.

Рис.2.а) План контурного заземления

Рис.2.б) Схема размещения заземлителя в грунте.

Для расчета применяем статистический метод расчета, который учитывает двухслойную структуру грунтаи применяется для расчета сложных заземлителей с большими токами замыкания на землю в сетях с эффективно заземленной нейтраллю.

Расчёт:

Сопротивление заземляющего устройства R_ЗУрастеканию тока для электроустановки в сетях с эффективно заземлённой нейтралью напряжением 330кВ не превышает 0,5 Ом в любое время года.

Заземлитель выполняем в виде горизонтальной сетки из продольных и поперечных проводников, уложенных в земле на глубине 0,8 м, и вертикальных электродов.

Вертикальные стержневые электроды имеют длину l = 15 м (диаметр d = 15 мм). Расстояние между стержнями а = 5 м. Суммарная длина L_Г горизонтальных электродов равна:

L_Г= 60·11 + 15·40 = 1440 м.

Обобщенный параметр

;

Промежуточные обобщенные параметры, так как:

1 < μ = ρ₁/ρ₂ = 1,25 < 2;

C_B = 0,52;

E_B = 0,239 + 0,0693·1,5 = 0,343;

C_β = 0,149;

E_β = 0,338 + 0,0245·1,5 = 0,3748.

Следовательно:

;

Сопротивление заземления:

Ом,

что меньше нормы 0,5 Ом.

Применяемый метод справедлив, так как выполняются следующие ограничения:

→

Проверка.

Определим напряжение на заземлителе при стекании тока I_з:

Определим напряжение прикосновения.

Выбираем значение параметра М (из таблицы) по отношению μ = ρ₁/ρ₂ = 1,25:М = 0,59.

Определим коэффициент напряжения прикосновения:

;

Напряжение прикосновения:

< U_пр.доп = 200 B,

где U_пр.доп– наиболее допустимое напряжение прикосновения (продолжительность воздействия тока 0,5 с).

Условия выполняются.

Поверхность соприкосновения заземлителя с грунтом: