Электроснабжение и технический учет электроэнергии цеха ЦГФУ ООО «Тобольск-Нефтехим»

r_расч=100×4,5=450 Ом×м.

По (5.4) определяем сопротивление естественных заземлителей:

                                            Ом                                      (5.6)

 

Требуемое сопротивление искусственного заземлителя R_з.и без учета сопротивлений полос связи и взаимного их влияния для достижения нормированного сопротивления растекания определяется по выражению:

, (5.7)

 Ом

Определим сопротивление растеканию одного электрода.

           

                                   

 В качестве заземляющих электродов  возьмем стальной уголок №50 длиной 4,5 м. Глубина заложения верхней кромки электрода составляет 0,7 м. Эквивалентный диаметр для уголкового электрода определяется по формуле  

Dэ=0,95b,

Где b- ширина полки.

Dэ=0,95 0,05=0,0475 м

 Расстояние от поверхности  земли до середины электрода  t = 2,95 м.

Так как часть электрода находится  в слое грунта, сопротивление которого подвержено сезонному колебанию  в следствии промерзания, нужно  найти эквивалентное сопротивление  участка грунта, в который забит  электрод.

                                                                                   (5.9)

 

     Ом м

 

                       

                     (5.8)

Определим необходимое количество вертикальных электродов. 

К_ИВ=0,7 для 20-ти вертикальных электродов, расположенных по периметру здания при соотношении расстояний между электродами к их длине более 3-х.

                                              

                                              (5.10)

 шт

Уточняем сопротивление вертикальных заземлителей

 

Ом

В принципе, данное сопротивление  растеканию вертикальных электродов удовлетворяет  требованиям, предъявляемым к искусственному заземлителю. Тогда сопротивление растеканию горизонтальной шины, используемой для обвязки вертикальных электродов идет в запас надежности.  

Определим сопротивление растеканию горизонтальных заземлителей. В качестве горизонтальных заземлителей будем  использовать стальную полосу 4*40 мм2

                                     

                                          (5.11)

 Ом

Определим общее сопротивление  искусственного заземлителя.

 

                                         

                                                (5.12)

 Ом

Элементы, подлежащие заземлению, присоединяются к контуру заземления такой же полосой не менее чем в двух точках. С целью уменьшения напряжения шага у входов в здание в землю укладываем горизонтальные полосы. Все подходы к зданию имеют асфальтобетонное покрытие с большим омическим сопротивлением.

Коэффициенты напряжения прикосновения  и напряжения шага определяются по формулам:

                                                      ,                                        (5.11)  ,                                         (5.12)

где R_ч – сопротивление человека (6000 Ом);

r_с – удельное сопротивление верхнего слоя земли.

,

,

U_п=18×1,73×0,5×0,8=12,5 В.

U_ш=18×1,73×0,5×0,5 = 7,8 В.

Допустимое напряжение прикосновения  составляет 50 В.

С учетом того, что напряжение прикосновения  внутри контура заземления меньше допустимого  значения, делаем вывод о том, что выравнивание потенциала внутри контура не требуется.

Схема расположения вертикальных и  горизонтальных электродов приведена  ниже.

     

5.2. Молниезащита здания ГФ-3 ЦГФУ

 

Размеры здания ГФ-3: длина 45 м, ширина 18 м и высота 10,5 м. Определим плотность ударов молнии в землю N_g на 1 км² по формуле:

N_g = 6,7*T_d/100,     (5.13)

где, T_d – средняя продолжительность гроз в часах (для Тобольска 40-60)

N_g = 6,7*60/100 = 4,02

 

В соответствии с [15] здание ГФ-3 относится к обычному классу с уровнем защиты 1.

Уровень надежности защиты от прямого  удара молний (ПУМ) Р_з = 0,98.

В качестве элементов молниезащиты здания ГФ-3 можно использовать  молниеприемники, установленные на вершинах колонн К-3 и К-5. Проверим попадает ли здание ГФ-3 в зону защиты данных молниеприемников (зона защиты двойного стержневого молниеприемника). 

Исходные данные для расчетов:

h- высота установки молниеприемников (95 м)

r_x-расстояние от колонны до наиболее удаленной точки здания (50 м).

L- расстояние между молниприемниками (колоннами - 90 м).

Конфигурация стандартных зон  защиты двойного стержневого молниеотвода представлена на рис.

Определим величину предельного значения L_c для Р_з = 0,99 и h = 95 м:

L_c = [2,5-7,14*10^-3(h-30)]h   (5.14)

L_с = [2,5-7,14*10^-3(95-30)]*95 = 193,4 м

При L<L_c граница зоны не имеет провеса h_c = h₀ (высоте конуса защиты), которое для нашего случае определяется по формуле:

h₀ = 0,8h      (5.15)

h₀ = 0,8*95 = 76 м

Максимальная полуширина зоны r_x в горизонтальном сечении на высоте h_x определяется по формуле:

r_x = r₀(h₀ – h_x)/h_0,    (5.16)

где r₀ – радиус конуса защиты, равного:

r₀ = [0,95-7,14*10^-4(h-30)]h  (5.17)

r₀ = [0,95- 7,14*10^-4(95-30)]*95 = 85,8 м

r_x = 85,8(76-10,5)/76 = 73,9

Радиус полуконуса защиты на уровне высоты здания ГФ-3 составляет 73,9 м. Расстояние от места установки молниеотвода  до крайней точки здания - 50 м. Следовательно, здание полностью входит в зону молниезащиты.

Схема и зоны молниезащиты приведены  ниже.

Схема и зоны молниезащиты цеха ЦГФУ

6. ТЕХНИЧЕСКИЙ УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИИ.

6.1. Цель создания новой системы  технического учета электроэнергии.

 

Целью создания новой системы технического учета электроэнергии является необходимость  представления более детальной картины по учету потребляемой электроэнергии как по производству «Бутадиен» (куда входит и цех ЦГФУ), так и по всему предприятию в целом. Имея более подробное  представление о потребляемой электроэнергии мы имеем возможность посредством организационно-технических мероприятий воздействовать на технологический процесс с целью снижения электроэнергетических затрат на выработку единицы продукции. Как известно, оплата производится не за фактически потребляемую, а за так называемую заявленную мощность. При превышении лимита заявленной мощности к предприятию со стороны энергоснабжающих организаций применяются штрафные санкции. Получается что, с одной стороны, для снижения электроэнергетических издержек необходимо, чтобы фактически потребляемая мощность по абсолютному значению приближалась к заявленной. Но с другой стороны необходим некоторый запас по заявленной мощности, так как при включении силового оборудования (трансформаторы, двигатели) происходит увеличение потребляемой мощности. Следовательно, в моменты времени, когда планируется запуск мощного оборудования, мы должны иметь запас по заявленной мощности.  Имея детальную информацию о потреблении электроэнергии той или иной группой электроприемников за характерные периоды времени, мы могли бы  прогнозировать фактически потребляемую электроэнергию в будущем при заявлении мощности на следующий расчетный период.  Кроме того, имея значения фактических нагрузок на конкретный момент времени мы можем за счет организационных мероприятий ( например, запуск мощного оборудования вне часов максимума)  не допустить превышения лимитов в часы максимума нагрузки.

Также мы могли бы в некоторой  степени влиять на качество электроэнергии, автоматически вводя и выводя из работы секции батарей статических  конденсаторов.

Следовательно, применение автоматизированной системы учета совместно с  цифровыми счетчиками позволяет:

- повысить точность учета электроэнергии;

- при применении соответствующих  организационно-технических мероприятий  снизить потребляемую мощность на предприятии в часы пиковых нагрузок энергосистемы и снизить заявленную мощность на следующий расчетный период;

- контролировать качество электроэнергии.

При использовании подобной системы  на коммерческом учете:

- перейти на расчет с энергосистемой  по дифференцированным тарифным планам.

-  обеспечить выход на ФОРЭМ.

 

6.2. Структура системы учета.

 

В качестве основного элемента системы  учета был выбран программно-технический  комплекс «Эком» на базе цифрового  контроллера «Эком-3000».

АСКУЭ строится по децентрализованному, иерархическому принципу и состоит из четырех уровней.

• Первый уровень системы представляет собой микропроцессорные счетчики электрической активной и реактивной энергии переменного тока, статические, многофункциональные, с цифровым и импульсным выходо