Техносферная безопасность в электроэнергетике. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика
Статья научная
Рациональное решение вопросов, связанных с профилактикой электротравматизма, а также с безопасностью эксплуатации и надежностью электроснабжения потребителей электроэнергии невозможно без определения параметров изоляции электроустановок. Если в процессе эксплуатации электрооборудования выявлять участки, где наблюдается устойчивое снижение уровня изоляции и заблаговременно выводить их в ремонт, то можно значительно повысить надёжность электроснабжения и безопасность эксплуатации. Таким образом, полная информация о состоянии изоляции электроустановок может быть получена при применении соответствующих методов контроля изоляции. В статье рассматривается краткая характеристика существующих методов определения параметров изоляции сети относительно земли, проанализированы погрешности косвенного метода, основанного на подключении к одной из фаз дополнительной емкости. Приведены результаты исследований на компьютерной модели влияния различных факторов на точность измерений параметров изоляции фаз сети относительно земли, которые показали, что при несимметрии фазных напряжений и изменении величины и вида нагрузки погрешность измерения не превышает 8 %.
Бесплатно
Исследование параметров электрической сети напряжением 6 кВ Таррорского карьера
Статья научная
Для обеспечения бесперебойности в подаче электрической энергии к электроприемниками, а также для безопасного и надежного обслуживания электроустановок под рабочим напряжением необходимо знать параметры изоляции, по которым разрабатываются организационно-технические мероприятия, применение которых позволяет получить положительный эффект как социальный, так и экономический. В данной статье рассматривается разработанная методика определения параметров изоляции в карьерных распределительных сетях (КРС). С помощью разработанной методики было проведено исследование в карьере «Таррор», в ходе которого оценивалась динамика изменения сопротивления изоляции фаз сети относительно земли. На основании полученных результатов пришли к выводу, что целесообразно провести подобные измерения не менее, чем за год, что позволит сделать обоснованные качественные и количественные выводы о влиянии параметров окружающей среды на сопротивление изоляции фаз КРС относительно земли.
Бесплатно
Исследование энергетической нагрузки ЭМП вблизи контактной сети
Статья научная
Цель статьи заключается в исследовании энергетической нагрузки ЭМП контактной сети переменного тока. При анализе полей использовались абсолютные величины напряженностей магнитных и электрических полей контактной сети. Приведено токораспределение в зависимости от системы электроснабжения контактной сети переменного тока 25 кВ, 2 25 кВ, 50 кВ и рассматриваемого участка контактной сети. Для расчета напряженностей магнитного и электрического полей предложено использовать программный продукт Fazonord. Существующий в России подход в области нормирования электрических и магнитных полей до 1 кГц не позволяет защитить персонал, обслуживающий контактную сеть переменного тока, от вредного воздействия указанных производственных факторов. Для минимизации возможного повреждения здоровья персонала предлагается усовершенствовать нормативную базу по электромагнитным полям до 1 кГц и до принятия предельно допустимых уровней использовать предложенные предельно безопасные уровни. Новый подход в оценке и нормировании электрических и магнитных полей через энергетическую нагрузку ЭМП позволит снизить риск профессионально обусловленной заболеваемости персонала. Впервые получены уровни энергетической нагрузки ЭМП вблизи контактной сети переменного тока, воздействующие на обслуживающий персонал. Предложены предельно безопасные уровни энергетической нагрузки ЭМП. С целью снижения риска воздействия на персонал энергетических характеристик ЭМП возможно использование сигнализаторов, предупреждающих персонал о превышении безопасных уровней.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод оптимизации, который позволил увеличить удельные показатели синхронных реактивных и индукторных электрических машин (удельный момент, КПД, коэффициент мощности) до теоретически возможного предела как при номинальной нагрузке, так и в зоне четырехкратной перегрузки по фазному току. Показано, что удельный момент на единицу массы при равных потерях и тепловых состояниях синхронных реактивных и индукторных электрических машин в сравнении с аналогичным показателем асинхронного двигателя в номинальном режиме лежит в диапазоне от -5 до 75 %, в режиме 4-кратной перегрузки по току - в диапазоне от -36 до 66 %. Показатели по действующему и максимальному напряжениям для электрических машин рассматриваемого класса, чья скорость ротора сопоставима с аналогичным показателем асинхронного двигателя, выше на 10-45 %. Это следует учитывать при проектировании для них электрического преобразователя, заложив соответствующие запасы по напряжению. Показано, что по величине показателей отношения момента к действующему и максимальному напряжениям синхронные реактивные и индукторные электрические машины превосходят асинхронный двигатель до 3-6 крат. Предложен критерий оптимизации, равный отношению электромагнитного момента к действующему значению индукции в зазоре, который позволит, используя конечно-элементные модели и рассмотренный в статье метод оптимизации, получить оптимальные с точки зрения электробезопасности и потерь в стали синхронные реактивные и индукторные электрические машины.
Бесплатно
Статья научная
Одним из факторов, влияющих на точность расчетов, является математическое описание «геометрии» воздушных линий электропередачи сверхвысокого напряжения. Большинство методов расчета электрического поля вдоль воздушных линий электропередачи разработаны для ровной местности, что не соответствует реальным условия трасс ВЛЭП 500 кВ. Для оценки влияния рельефа местности на расчетные значения напряженности электрического поля промышленной частоты вдоль воздушных линий электропередачи напряжением 500 кВ методом зеркальных отображений рассчитана напряженность электрического поля промышленной частоты вдоль воздушных линий электропередачи напряжением 500 кВ при подъеме линии в гору и при пересеченном рельефе местности. Результаты расчетов сопоставляются с измеренными значениями, полученными экспериментальным путем сотрудниками кафедры «Безопасность жизнедеятельности» ЮУрГУ, которые показывают высокую погрешность более 20 %. Для разработки методики построения карт распределения напряженности ЭП ПЧ вдоль ВЛЭП 500 кВ с учетом изменений рельефа местности были использованы программные среды Solidwork и Mechanical APDL Ansys. Компьютерные модели эскизов опор с провесами фазных проводов с изменениями поверхности рельефа местности строились в программной среде Solidworks с последующим преобразованием данных эскизов в трехмерную модель. Преимущество программной среды Solidworks заключается в простоте и удобстве создания моделей объемных объектов сложной формы, которые позволяют определять величину напряженности электрического поля промышленной частоты в любой точке.
Бесплатно
Статья научная
При выполнении задач в ходе проведения аварийно-спасательных работ и тушении пожаров пожарные и спасатели сталкиваются с воздействием на них опасных факторов пожара, в результате чего они могут оказаться заложниками ситуации, при которой необходимо подать сигнал бедствия. Для повышения безопасности труда пожарных и спасателей предлагается усовершенствованный изолирующий дыхательный аппарат, который позволяет подавать звуковой сигнал бедствия при ликвидации аварий и проведении спасательных работ. В конструкции усовершенствованного изолирующего дыхательного аппарата дополнительно предусмотрено устройство принудительной подачи воздуха на сигнальный свисток. При несчастном случае с пожарным (спасателем) сигнал бедствия должен быть услышан другими пожарными (спасателями). Кроме того, авторами получено математическое выражение для определения расстояния от источника звука в зависимости от уровней звукового давления, создаваемого сигнальным свистком. Данное выражение позволяет правильно подобрать свисток и определить расстояние, на котором будет отчетливо слышен сигнал бедствия. Предлагаемые решения позволят обеспечить своевременную подачу сигнала бедствия пожарным (спасателем) и, следовательно, повысить безопасность их труда.
Бесплатно
Статья научная
Обрыв провода является распространенной аварией в распределительных сетях, работающих с изолированной нейтралью. Неотключение такой аварии ведет к возникновению опасности поражения электрическим током. Для четкой работы устройств защиты при обрыве провода необходимо подобрать верную уставку информационного параметра. Известно, что напряжение обратной последовательности может служить таким параметром. В работе приведены результаты исследований влияния различных режимов работы электрической сети 10/0,38 кВ (как аварийных, так и нормальных) на изменения напряжения обратной последовательности. Также исследовано влияние места повреждения и параметров сети 10/0,38 кВ на этот информационный параметр с целью уточнить уставку для устройств защиты, реагирующих на обрыв провода воздушной линии 10 кВ. Это позволило минимизировать ложные срабатывания и повысить электробезопасность в сети 10 кВ. Анализ диапазонов изменения напряжения обратной последовательности в зависимости от 13 исследованных групп режимов работы сети, варьируемых местах повреждения и параметрах сети, показал рекомендуемое значение уставки по напряжению обратной последовательности, равное 0,1 от линейного значения напряжения на стороне низшего напряжения трансформатора при его работе на холостом ходу.
Бесплатно
Статья научная
Повреждение обмоток электрических машин приводит не только к выходу их из строя, но и к возникновению опасности поражения электрическим током. По результатам анализа повреждаемости обмоток электрических машин выявлено существенное негативное влияние перенапряжения на данный показатель. Приводятся способы ограничения перенапряжений в синхронных реактивных и индукторных электрических машинах конструктивного и управляющего характера путем изменения гармонического состава тока в фазных обмотках и геометрии активной части электрической машины вблизи воздушного зазора. Введено понятие динамического коэффициента мощности, что позволило оценить эффективность оптимизационных процедур с учетом поиска компромисса между увеличением эффективности электромеханического преобразования энергии и снижением значений параметров питающего напряжения. Показано, что при введении третьей гармоники в спектральный состав тока в обмотках синхронной реактивной машины с зубчатым ротором с амплитудой, равной 10 % от амплитуды основной гармоники, удалось увеличить удельный электромагнитный момент и снизить величину питающего напряжения. Путем изменения соотношения намагничивающего и моментообразующих токов в фазных обмотках синхронных реактивных машин за счет изменения угла нагрузки, а в обмотках индукторных электрических машин как за счет изменения угла нагрузки, так и за счет их регулирования получено существенное снижение параметров питающего напряжения на 40 % при умеренном снижении электромагнитного момента на 20 %.
Бесплатно
