Дипломная работа: Реконструкция электрической части подстанции 3510 кВ 48П "Петрозаводская птицефабрика"

4.1 Организация ремонта действующего оборудования

При работе электрооборудования происходит постепенный износ его рабочих элементов, деталей, старение и снижение качества изоляции, ухудшение контактных соединений. Чтобы сохранить оборудование электростанций, подстанций и линий передачи в исправном состоянии, необходимо периодически проводить планово-предупредительные ремонты.

При действующей в электроустановках системе планово-предупредительных ремонтов не ждут, пока в результате повреждений оборудование станет неработоспособным, а заранее, по утвержденному графику, выводят из работы отдельные аппараты, машины или целые присоединения. Выведенное из работы оборудование осматривают, проверяют и испытывают, чтобы определить его работоспособность. Изношенные детали и части заменяют или восстанавливают.

Планирование ремонтных работ оборудования включает в себя разработку:

Ø  перспективных графиков ремонта и модернизации основного оборудования электрических станций и сетей;

Ø  годовых графиков ремонта основного оборудования электрических станций и сетей;

Ø  годовых и месячных графиков ремонта вспомогательного оборудования электрических станций и сетей.

Перспективный график ремонта и модернизации основного оборудования разрабатывается сроком на 5 лет и служит основанием для планирования трудовых, материальных и финансовых ресурсов по годам планируемого периода. Этот график ремонта может ежегодно корректироваться с учетом обстановки.

Годовой график устанавливает время вывода в ремонт каждой электроустановки, продолжительность ремонта и планируемый объем работ. График разрабатывается на планируемый год в соответствии с утвержденным перспективным графиком с учетом технического состояния оборудования, при этом в годовой график может быть внесено обоснованное изменение против перспективного графика.

Планово-предупредительные ремонты делят на текущие и капитальные.

Целью текущего ремонта является поддержание оборудования в работоспособном состоянии. Для чего необходимо содержать его в чистоте, устранять мелкие дефекты, обнаруженные при осмотрах, своевременно смазывать подшипники, доливать масло в маслонаполненные аппараты. Текущие ремонты, как правило, проводят без вскрытия оборудования.

Чтобы восстановить или заменить изношенные части оборудования и обеспечить его работоспособность на длительный период, проводят капитальные ремонты. При капитальном ремонте производят вскрытие и разборку аппаратов и машин, их внешний и внутренний осмотры, проверяя состояние всех узлов и деталей, тщательно очищают узлы и детали от грязи, пыли, заменяют или восстанавливают поврежденные и изношенные детали, восстанавливают изоляцию.

Кроме того, при капитальном ремонте часто устраняют выявленные в процессе эксплуатации недостатки заводского изготовления, модернизируют оборудование, улучшают конструкцию отдельных узлов, позволяющих повысить надежность и экономичность работы установки. Благодаря этому после капитального ремонта оборудование бывает не только обновленным, но и улучшенным по сравнению с поступившим с завода.

Чтобы сократить время простоя оборудования, к капитальному ремонту нужно тщательно подготовиться. Предварительно, учитывая обнаруженные при работе дефекты, составляют ведомость объема работ при капитальном ремонте и графики их выполнения. Для ремонта заготовляют все необходимые материалы и запасные части, инструменты и приспособления, подъемно-транспортные средства, а также оборудуют рабочее место. Выделенную для проведения ремонта бригаду тщательно инструктируют, знакомят с чертежами, производственными и заводскими инструкциями и планом организации ремонта.

Рабочее место должно быть оборудовано необходимыми приспособлениями, подъемно-транспортными и такелажными средствами. На рабочем месте следует поддерживать чистоту, установить хорошее освещение и вентиляцию. В местах, предназначенных для производства ремонтных работ, должна быть выполнена разводка сжатого воздуха, ацетилена, кислорода, проложена сварочная сеть.

Все указанные мероприятия повышают производительность труда при ремонтных работах и улучшают качество ремонта. Высокое качество ремонта в свою очередь повышает надежность работы оборудования и позволяет увеличить период между ремонтами. За качеством ремонта необходимо устанавливать тщательный контроль, выполнять поузловую приемку из ремонта и проводить необходимые испытания. По выполненным ремонтным работам оформляют документацию установленной формы.

На электростанциях и в электрических сетях используют две формы организации ремонтных работ. В одном случае эти работы выполняет ремонтный персонал объекта в другом применяют систему централизованного ремонта, когда на объекте ремонтный персонал сведен до минимума или отсутствует, а ремонт производят выездные бригады централизованной службы ремонтов. При централизованном ремонте оборудования значительно сокращается персонал электростанций и сетей. На подстанциях и линиях передачи применяют преимущественно систему централизованного ремонта, тем более что на большинстве подстанций либо совсем нет персонала, либо существует дежурство на дому. На электростанциях большое распространение получил смешанный метод ремонта, при котором текущий ремонт выполняет обычно персонал электростанции, а капитальный – персонал централизованной службы ремонтов.

Капитальный ремонт трансформаторов и выключателей 35-220 кВ осуществляется силами электроремонтного цеха Южно-Карельских электрических сетей или производственно-ремонтным предприятием открытого акционерного общества «Карелэнерго», остальное оборудование ремонтируется силами ремонтного персонала районов электрических сетей Южно-Карельских электрических сетей.

4.2 Приемо-сдаточные и профилактические испытания электрооборудования

Во время приемки смонтированного электрооборудования, чтобы убедиться в его исправности и пригодности к работе, проводят приемо-сдаточные испытания. В процессе капитального ремонта и после его, а также при текущих ремонтах и межремонтный период проводят профилактические испытания электрооборудования. Объемы, нормы и сроки проведения приемо-сдаточных и профилактических испытаний устанавливают в соответствии с «Объемами и нормами испытаний электрооборудования и эксплуатационными инструкциями.

Профилактические испытания имеют большое значение для повышения надежности и экономичности эксплуатации электроустановок. При профилактических испытаниях удается своевременно выявить и отремонтировать ослабленные части электрооборудования. Регулярные профилактические испытания предупреждают появление внезапных повреждений и тем самым предотвращают возможное нарушение бесперебойности электроснабжения. Благодаря внедрению профилактических испытаний резко снижена аварийность.

При осмотрах и ремонте электрооборудования могут быть выявлены далеко не все скрытые дефекты и зарождающиеся повреждения, часто не имеющие внешних проявлений. При профилактических испытаниях можно полнее проверить состояние электрооборудования и его основных элементов: механической части, магнитной системы, токоведущих частей с их контактными соединениями и изоляции.

Испытание механической части, наиболее доступной осмотрам, сводится к измерению хода подвижных частей, зазоров, времени включения и отключения выключателей, вибрации корпуса и подшипников. Это измерения позволяют проверить, правильно ли смонтирована и отрегулирована механическая часть аппаратов и машин. Важным элементом проверки механической части является опробование работы механизма при различных утяжеленных условиях: включение и отключение выключателей при пониженном и повышенном напряжениях оперативного тока, пониженном давлении воздуха. Особо стоит проверка плотности и герметичности корпусов маслонаполненных и газонаполненных аппаратов и машин.

5 Охрана труда и безопасность жизнедеятельности людей

В подразделе 5.1 приведены сведения, связанные с поражающим фактором электрического тока на организм человека, использованием защитных средств и устройств в целях безопасной эксплуатации электротехнических установок.

5.1 Основные понятия и определения

Электробезопасностью в соответствии с ГОСТ 12.1.009-76 называется система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного воздействия на человека электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

К поражению электрическим током может привести прикосновение человека к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением. Поражение проявляется в парализующем и разрушительном воздействии тока на внешние и внутренние органы – кожный покров, мышцы, органы дыхания, сердце, нервную систему.

Степень поражения током зависит от ряда фактором, в том числе от величины сопротивления человеческого тела. Это сопротивление зависит от толщины и состояния кожного покрова, его влажности или сухости, состояния здоровья человека, длительности прохождения тока, вида одежды и обуви и т.д. В зависимости от перечисленных обстоятельств оно изменяется в весьма широких пределах от 500 до 100000 Ом. При расчетах сопротивление принимают равным 1000 Ом при напряжении прикосновением 50 В.

Степень поражения зависит от длительности прохождения тока через организм или участок тела человека. Наибольшим сопротивлением обладает кожа человека. Вместе с тем, протекание тока через нее приводит к ее обугливанию и последующему резкому снижению общего электрического сопротивления тела и нарастанию тока, вызывающего тепловое разрушение внутренних органов.

Человек ощущает ток величиной в 0,005 А. Ток величиной в 0,05 А считается опасным для жизни, а ток в 0,1 А – смертельным. Величина тока, протекающего через организм, зависит также он напряжения прикосновения.

Напряжением прикосновения называется величина, соответствующая разности потенциалов между двумя точками в цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.

Допустимые величины напряжения прикосновения и тока в аварийных режимах электроустановок, проходящего через человека, при длительности воздействия тока не более 1 с определяются из таблицы 5.1.

Таблица 5.1 – Допустимые величины напряжений и токов прикосновения.

5.2 Основные технические и организационные мероприятия по безопасному проведению работ в действующих электроустановках

В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.019-79 для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования предусмотрены следующие основные технические меры:

Ø  Ограждение токоведущих частей;

Ø  Применение блокировок электрических аппаратов;

Ø  Установка в РУ заземляющих разъединителей;

Ø  Устройство защитного отключения электроустановок;

Ø  Заземление или зануление электроустановок;

Ø  Выравнивание электрических потенциалов на поверхности пола (земли) в зоне обслуживания электроустановок;

Ø  Применение разделяющих трансформаторов, применение малых напряжений;

Ø  Применение устройств предупредительной сигнализации;

Ø  Защита персонала от воздействия электромагнитных полей;

Ø  Использование коллективных и индивидуальных средств защиты;

Ø  Выполнение требований системы стандартов безопасности труда (в дальнейшем ССБТ)

Работы, проводимые в действующих электроустановках, делятся на следующие категории:

Ø  Проводимые при полном снятии напряжения;

Ø  Проводимые с частично снятым напряжением;

Ø  Без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях;

Ø  Без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К техническим мероприятиям, выполняемым для обеспечения безопасного ведения работ с полным или частичным снятием в установках до 1000 В относятся:

Ø  Отключение всех силовых и других трансформаторов со стороны высшего и низшего напряжения с созданием видимого разрыва цепей;

Ø  Наложение переносных заземлений. При их отсутствии – принятие дополнительных мер: снятие предохранителей, отключение концов питающих линий, применение изолирующих накладок в рубильниках, и в автоматах и другие;

Ø  Проверка отсутствия напряжения указателем напряжения, который предварительно должен быть проверен путем приближения к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Проверка осуществляется в диэлектрических перчатках. Применение контрольных ламп разрешается при линейном напряжении до 220 В.

К техническим мерам, обеспечивающим безопасность работ без снятия напряжения относятся:

Ø  Расположение рабочего места электромонтера таким образом, чтобы токоведущие части, находящиеся под напряжением, были либо перед ним, либо с одной стороны;

Ø  Использование защитных средств;

Ø  Использование глухой, чистой и сухой спецодежды с длинными застегивающимися рукавами и головного убора.

Организационные меры для обеспечения безопасности работ – это выполнение работ в электроустановках по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.

1.  Работа по наряду. Наряд – это письменное задание, определяющее место, время начала и завершения работ, условия их безопасного ведения, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность работ. Наряд выполняется на бланке установленной формы. По наряду выполняются следующие работы:

Ø  С полным снятием напряжения;

Ø  С частичным снятием напряжения;

Ø  Без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением.

2.  Работы по распоряжению. Распоряжение – это задание на работу в электроустановках, записанное в оперативном журнале. Распоряжение имеет разовый характер, выдается на одну работу и действует на одну смену или в течение часа. По распоряжению выполняются работы:

Ø  Без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, продолжительностью не более одной смены (уборка помещений закрытых РУ, ремонт осветительной аппаратуры и замена ламп, уход за щеточно-коллекторными узлами электрических машин и др.);

Ø  Внеплановые кратковременные и небольшие по объему (до 1 часа), вызванные производственной необходимостью, с полным или частичным снятием напряжения, а также без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением (работы на кожухах электрооборудования, измерения токоизмерительными клещами, смена предохранителей до 1000 В, проверка нагрева контактов штангой, определение места вибрации шин штангой, фазировка, контроль изоляторов штангой. Эти работы выполняются не менее чем двумя рабочими в течение не более 1 часа);

Ø  Некоторые виды работ с частичным или полным снятием напряжения в установках до 1000 В продолжительностью не более одной смены (ремонт магнитных пускателей, пусковых кнопок, автоматических выключателей, контакторов, рубильников и прочей подобной аппаратуры, установленной вне щитов и сборок; ремонт отдельных электроприемников; ремонт отдельно расположенных блоков управления и магнитных станций, смена предохранителей и другие. Работы выполняются двумя рабочими);

3.  В порядке текущей эксплуатации выполняют работы по специальному перечню с последующей записью в оперативный журнал: все виды работ по распоряжению, обслуживание наружного и внешнего освещения с уведомлением оперативного персонала о времени и месте работы.

Одно из главных мероприятий по охране труда и безопасности жизнедеятельности человека, предусмотренным настоящим проектом, это замена масляных выключателей 10 кВ и 35 кВ на вакуумные выключатели 10 кВ и элегазовые выключатели 35 кВ, так как одно из преимуществ вакуумных и элегазовых выключателей полная взрыво- и пожаробезопасность.

6 Охрана окружающей среды

Производственная деятельность открытого акционерного общества «Карелэнерго» ведется в полном соответствии с федеральными и республиканскими нормативными актами, регламентирующими использование природных ресурсов и охрану окружающей среды. Для исключения технологических отказов с экологическими последствиями во всех Филиалах энергосистемы составлены планы текущих и перспективных мероприятий по оздоровлению окружающей среды. В исполнительном аппарате открытого акционерного общества «Карелэнерго» имеется сводный план, по которому ведется контроль выполнения.

По распоряжению Главного инженера открытого акционерного общества «Карелэнерго» на Филиалах приказами назначены ответственные за экологическую безопасность и санитарное состояние территорий. С 1999 года организован централизованный сбор и передача ртутьсодержащих ламп всеми Филиалами на утилизацию специализированной фирме.

В течении 1999 – 2001 г.г. оформлены лицензии на право пользования недрами (на скважины). Для всех Филиалов открытого акционерного общества «Карелэнерго» имеются утвержденные природоохранными органами нормативы предельно допустимых объемов загрязнения (сбросов, выбросов). Проекты нормативов образования и лимитов размещения отходов для обособленных подразделений в настоящее время дорабатываются в соответствии с замечаниями экспертов.

Контроль за своевременностью разработки и согласования экологических нормативов и лимитов, как и за соблюдением, обеспечивает теплотехническая служба исполнительного аппарата открытого акционерного общества «Карелэнерго». Служба оказывает подразделениям методическую и консультативную помощь.

К сожалению, пока не удается преодолеть трудности, возникающие при обращении с отработанными маслами. Во-первых, поспешно списывается в класс «отходы» то, что может быть как «материалы повторного использования» - и этим сразу продолжается проблема платы за их хранение на территории предприятия. Во-вторых, ради формального занижения стоимости ремонтов завышается остаточная стоимость отработанных масел. Проще всего было бы передать (продать) отработку котельным, работающим на мазуте.

В соответствии с 4.2.70 Правил устройства электроустановок для предотвращения загрязнения окружающей территории при аварийном выбросе трансформаторного масла и предотвращения распространения пожара при повреждении трансформаторов выполняются сооружения маслоприемников, закрытого маслоотвода и закрытого маслоуловителя.

Одно из преимуществ элегазовых и вакуумных выключателей, предусмотренных настоящим проектом, по сравнению с масляными выключателями – это отсутствие необходимости в замене и пополнении дугогасящей среды и масляного хозяйства, а также чистота, полная биологическая безопасность для окружающей среды с отсутствием электрических и магнитных полей, низким уровнем шума.

Претензий к открытого акционерного общества «Карелэнерго» со стороны природоохранных надзорных органов в части нарушения природоохранного законодательства за последние годы не было.

7 Экономический анализ объекта

7.1 Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты по базовому и по проектному вариантам рассчитываются в таблицы 7.1. и 7.2.

Таблицы 7.1 – Сводная ведомость оборудования подстанции 35/10 «Петрозаводская птицефабрика» (существующий вариант – базовый)

Таблицы 7.2 – Сводная ведомость оборудования подстанции 35/10 «Петрозаводская птицефабрика» (проектный вариант – проект)

7.2 Расчет издержек на передачу электроэнергии

Издержки на передачу электроэнергии определяются по формуле:

                                                              (7.1)

где Ип – полные издержки на передачу электроэнергии, тыс. руб.;

Иам – издержки на амортизацию основных фондов, тыс. руб.;

ИРиЭ – издержки на ремонт и эксплуатацию, тыс. руб.;

Изп – издержки на заработную плату, тыс. руб.;

Ипр – прочие издержки, тыс. руб.;

ί – номер варианта (1 – базовый; 2 - проектный).

7.2.1 Расчет издержек на амортизацию основных фондов

Эти издержки в процентном соотношении от стоимости основных фондов, которые равны капитальным вложениям определяются по формуле:

                                                                               (7.2)

где Нам – норма амортизационных отчислений, %, принимается равной 7%;

Кi – стоимость основных фондов по вариантам, тыс. руб., принимается из таблиц 7.1 и 7.2.

7.2.2 Расчет издержек на ремонт и эксплуатацию

Эти издержки определяются по формуле:

                                                                               (7.3)

где НРиЭ – норма отчислений на ремонт и эксплуатацию, %, принимается равной Н1РиЭ = 3,5 %, Н2РиЭ = 1 %;

7.2.3 Расчет издержек на заработную плату

Эти издержки определяются, исходя из штатного расписания по обоим вариантам, по формуле:

                                                                  (7.4)

где ЗПдоп – дополнительная заработная плата персонала на оплату отпусков, тыс.руб., принимается равной 12% от основной заработной платы;

Ксоц – социальный коэффициент, предусматривающий отчисления в пенсионный фонд, фонд социального страхования, фонд медицинского страхования, принимается равным 1,38;

ЗПосн – основная заработная плата персонала, тыс. руб., которая определяется по формуле:

                                                           (7.5)

где 11 – количество рабочих месяцев в году;

ЗПср – средняя заработная плата работника за месяц, руб, принимается равной 6000 руб.;

Рiп – условная численность персонала подстанции, принимается равной Р1п = 6 человек, Р2п = 3 человека.

Полученные данные подставляются формулу 7.4:

7.2.4 Расчет прочих издержек

Эти издержки включают в себя общеподстанционные накладные расходы, которые определяются по формуле:

                                                                              (7.6)

где Нiпр – норма прочих издержек, %, принимается равной Н1пр = 5%, Н2пр = 3,6%;

Результаты расчетов затрат на передачу электроэнергии выведены в таблицу 7.3

Таблица 7.3 – Смета затрат на передачу электроэнергии на подстанции 35/10 «Петрозаводская птицефабрика»

7.3 Выбор и расчет показаний экономической эффективности модернизации подстанции номер 48 «Петрозаводская птицефабрика»

7.3.1 Определение коэффициента приведения капитальных вложений к ежегодным затратам

                                                                                           (7.7)

где r – реальная процентная ставка, %;

ТЭ – экономический срок службы, год.

Определение реальной процентной ставки по формуле:

                                                                            (7.8)

где nr – номинальная процентная ставка, %, принимается равной 16 %;

b – уровень инфляции, %, принимается равной 10 %.

Коэффициент Е для экономического срока службы TЭ = 15 лет:

7.3.2 Расчет приведенных затрат по сравниваемым вариантам передачи электроэнергии

Они определяются по формуле:

                                                                   (7.9)

Для TЭ = 15 лет:

Вывод: так как приведенные затраты по проектному варианту меньше, чем по базовому, то проектируемый вариант считается выгодным.

7.4 Расчет условной годовой экономии

Условная годовая экономия от внедрения предполагаемого варианта передачи электроэнергии рассчитывается по формуле:

                                                                    (7.10)

Для TЭ = 15 лет:

7.5 Обоснование экономической эффективности нового проекта

Условная годовая экономия, для экономического срока службы 15 лет - 23,74 тыс. рублей, получилась за счет внедрения новой техники (вакуумные и элегазовые выключатели), которые в отличие от существующих масляных выключателей, требуют меньше затрат, что позволило снизить себестоимость передачи электроэнергии по следующим статьям:

Ø  Издержки на ремонт и эксплуатацию – их экономия получилась за счет внедрения новых вакуумных выключателей, которые не требуют ремонта в течении 20 лет, что позволяет снизить эти затраты. Внедрение элегазовых выключателей, которые не требуют частого ремонта в отличие от масляных выключателей, что также позволило снизить эти затраты;

Ø  Издержки на заработную плату – их экономия получилась за счет уменьшения численности ремонтного персонала реконструируемой подстанции, т.к. внедряемое оборудование требует меньшего количества рабочего персонала, что позволило снизить эти затраты;

Ø  Прочие издержки – их уменьшение получилось в результате снижения отчислений на заработную плату и охрану труда, т.к. меньше количество рабочего персонала требует меньших затрат, а также отчислений на охрану окружающей среды, т.к. данные выключатели экологически безопасны по сравнению с маслянными.

Заключение

Целью дипломного проекта была модернизация подстанции номер 48П «Петрозаводская птицефабрика». В результате модернизации произведена замена морально и физически устаревшего оборудования, замена силовых трансформаторов ТМН-6300/35 кВ на силовые трансформаторы большей мощности ТД-10000/35 кВ.

Результаты расчетов основных показателей использования мощностей подстанции номер 48П «Петрозаводская птицефабрика» получились следующие:

-   Рабочая мощность подстанции – 17,6 МВА;

-   Коэффициент интенсивного использования мощностей – 0,88;

-   Фактическая предполагаемая передача электроэнергии – 102829,086 МВА ∙ час

Условная годовая экономия для экономического срока службы 15 лет - 23,74 тыс. рублей, получилась за счет внедрения новой техники (вакуумные и элегазовые выключатели), которые в отличие от существующих масляных выключателей, требуют меньше затрат, что позволило снизить себестоимость передачи электроэнергии по следующим статьям:

Ø  Издержки на ремонт и эксплуатацию – 172230 руб.;

Ø  Издержки на заработную плату – 306070 руб.;

Ø  Прочие издержки – 19580 руб.

Повысить безопасность рабочего персонала, обслуживающего данную электроустановку, и окружающей среды, т.к. элегазовые и вакуумные выключатели взрыво- и пожаробезопасны, а также биологически чисты и безопасны, с отсутствием электрических и магнитных полей и низким уровнем шума.

Список используемых источников литературы

1.  Правила устройства электроустановок. СПб.: ДЕАН, 2001. 928 с.;

2.  Рожкова Л.Д. Электрическая часть электрических станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 642 с.;

3.  Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. М.: Энергоатомиздат, 1987. 592 с.;

4.  Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций. М.: Энергия, 1972. 344 с.;

5.  Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. СПб.: ДЕАН, 2001. 208 с.;

6.  Дорошев К.И. Выключатели и измерительные трансформаторы в КРУ 6-220 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1990. 148 с.

7.  Кириев М.И. Монтаж и эксплуатация электрооборудования станций, подстанций и линий электропередачи. М.: Высшая школа, 1974. 255 с.

8.  Смирнов Ю.А. Энергетика и экология. Петрозаводск. 2002. 71 с.