Учет израсходованной электроэнергии и электробезопасность

Учет расхода электроэнергии

Для учета израсходованной электроэнергии устанавливается счетчик или три счетчики по фазам на вводном щите предприятия. Чтобы правильно записать показания счетчика необходимо знать: а) в каких единицах (киловатт-часах или гектоватт-часах) электросчетчик измеряет электроэнергию; б) сколько у него на шкале десятичных знаков (цифры, выражающие десятые и сотые доли основной единицы измерения, отделены на шкале запятой и окружены красной рамкой); в) каков коэффициент электросчетчика.

Число, на которое нужно помножить показание электросчетчика, чтобы получить истинную величину расхода энергии в том случае, если он включен в цепь через трансформатор тока, называется коэффициентом электросчетчика.

На рис. 5.16, а изображена схема включения электросчетчика непосредственно в цепь трехфазного тока, а на рис. 5.16, б – схема включения через трансформаторы тока. На каждом трансформаторе тока указан коэффициент трансформации в виде дроби, числителем которой является величина предельной силы тока линии, а в знаменателе всегда стоит цифра 5, означающая, что при предельной силе тока в линии по вторичной обмотке трансформатора и по токовой катушке электросчетчика проходит ток силой в 5 А.

Если на клемме трансформатора тока, к которой подключен счетчик обозначено 150/5 А, то это значит, что коэффициент электросчетчика равен 30 и через него проходит ток, сила которого в 30 раз меньше, чем сила тока в линии. Следовательно, электросчетчик замеряет израсходованную электроэнергию, которая в 30 раз меньше действительной, и для определения фактического расхода энергии показание электросчетчика надо умножить на 30.

Если для учета силовой и световой электроэнергии имеются отдельные электросчетчики, то записи показаний и учет расхода по каждому из них следует вести раздельно. При наличии нескольких силовых и нескольких световых электросчетчиков записи показаний ведутся раздельно по каждому электросчетчику, но расход энергии учитывается суммарно по всем силовым («всего израсходовано на силовые установки») и аналогично по всем световым электросчетчикам («всего на освещение»).

Планирование суточной нагрузки

Для правильной эксплуатации электрооборудования необходимо составлять плановые графики суточной нагрузки, что способствует равномерному распределению ее по часам суток. В большинстве случаев энергоснабжающие организации устанавливают лимиты для предприятий не только по предельной величине допустимого потребления электроэнергии в сутки, но и по предельной величине нагрузки в определенные часы суток, так называемые часы пик.

Нагрузка энергосистемы, как известно, неодинакова в различные часы суток и в различные сезоны. В зимнее время для средней полосы России особенно большая нагрузка наблюдается между 15 и 22 часами, когда еще не закончили работу первые или вторые смены предприятий и уже начинает включаться система освещения. Такие часы пик нагрузки наблюдаются, хотя и в меньших масштабах, утром (зимой от 7 до 9 часов), когда еще включено освещение и уже начинают работать предприятия.

При построении планового графика суточной нагрузки предприятия приходится считаться в первую очередь с необходимостью ограничения нагрузки в указанные часы суток. Распределение работы оборудования в остальные часы суток должно исходить из требований технологического процесса. При этом составляют суточный технологический график работы всех потребителей электрической энергии (силового, теплового оборудования и осветительной сети), а на его основе строят график электрических нагрузок. Однако с энергетической точки зрения работу электрооборудования следует строить так, чтобы суммарный график нагрузки был бы как можно более ровным, без значительных кратковременных подъемов нагрузки.

Мощность предприятия, аппаратов управления и защиты, сечение фидеров, питающих предприятие и распределительные щиты, приходится выбирать по величине наибольшей мощности, необходимой хотя бы в течение часа. Даже кратковременное значительное повышение мощности повлечет не только лишние капитальные затраты на приобретение и установку более мощных аппаратов управления и защиты и на прокладку питающих линий большого сечения, но и большие эксплуатационные расходы.

В некоторых случаях мощность предприятия может быть определена приближенным методом. Существует два метода определения расчетной мощности предприятия: по коэффициенту спроса (k_с) и удельному расходу (ω).

По коэффициенту спроса расчетная мощность предприятия (P_р) определяется по формуле

P_р = k_сּP_уст кВт, (5.11)

где k_с – коэффициент спроса, определяемый по справочнику;

P_уст – установленная (присоединенная) мощность всех потребителей предприятия, кВт.

По удельному расходу электрической энергии на единицу производимой продукции расчетная мощность предприятия (P_р) определяется

P_р = кВт, (5.12)

где ω_п – удельный расход электроэнергии на единицу выпускаемой продукции, обычно на условное блюдо, кВтּч/усл. бл.

М – число условных блюд выпускаемых предприятием за год;

Т_и – годовое число часов использования максимальной нагрузки

Составление графика фактической суточной нагрузки по часам суток важно для проверки того, насколько выполняется плановый график нагрузки и как выдерживаются установленные предприятию лимиты предельной нагрузки в часы пик. Кроме того, по этому графику можно оценить правильность организации труда на предприятии и удельный расход электрической энергии на единицу производимой продукции.

Для построения графика фактической нагрузки показания электросчетчика (в кВтּч) записываются в начале каждого часа. Вычитая из последующего показания предыдущее, получают расход энергии за один час, который эквивалентен мощности.

На основании полученных результатов строится график фактической нагрузки предприятия по часам суток. При наличии раздельного учета следует выделить отдельно световую, силовую, тепловую и суммарную нагрузки.

В некоторых предприятиях устанавливаются самопишущие киловаттметры, которые на ленте непрерывно вычерчивают линии фактической нагрузки. Благодаря этим приборам администрация предприятия имеет возможность постоянно контролировать фактическую работу электрооборудования и своевременно вносить необходимые изменения в последовательность технологического процесса.

Опасность электрического тока для человека

Ток, как известно, проходит по любому проводнику, в том числе по телу человека если оно оказалось соединено с двумя фазами, а так же фазой и нулевым проводом или землей. При прохождении тока через центральную нервную систему, т. е. через области спинного и головного мозга, а также через область сердца нарушается нормальный ритм работы сердца и центров дыхания. Степень опасности «удара» током зависит от величины тока и пути его прохождения. Установлено, что опасная для жизни человека величина тока (при условии прохождения через жизненно важные органы) начинается уже от 0,01 А. Однако при особенно неблагоприятных условиях даже меньшая величина тока может оказаться опасной.

Величина тока зависит от напряжения и электрического сопротивления человеческого тела. Величина этого сопротивления колеблется в очень широких пределах, примерно от 1500 до нескольких десятков и даже сот тысяч Ом. При особо неблагоприятных условиях она может оказаться и ниже указанного нижнего предела.

Установлено, что основной составляющей сопротивления тела является сопротивление кожного покрова, «внутреннее» же сопротивление весьма невелико – оно не превышает 500 Ом. Это позволяет яснее понять причины столь резкого колебания величины общего сопротивления и сделать важные выводы об условиях, при которых оно будет неизбежно снижаться и тем самым увеличивать опасность поражения током.

Очевидно, что большая толщина кожи, наличие значительного рогового (мозолистого) покрова или покрова, пропитанного минеральным маслом в месте соприкосновения с проводом, увеличивают сопротивление. Наоборот, тонкая кожа, кожа, смоченная водой или кислотами, а также большая поверхность соприкосновения, равно как плотный охват провода рукой, – все это факторы, резко снижающие сопротивление кожного покрова, а тем самым и общее сопротивление человеческого тела.

Следует также учитывать влияние фактора времени: длительное прохождение тока опасно по ряду причин, в том числе и потому, что довольно быстро может произойти электрический пробой кожного покрова, после чего общее сопротивление резко снизится. На величину тока, проходящего через человека, влияет также сопротивление внешних проводников (пола, стен и др.), включенных в цепь тока последовательно.

Повышенная опасность электрических установок возникает прежде всего в сырых и жарких помещениях, помещениях с токо-проводящими полами, в местах скопления больших масс металла и в таких производствах, в которых персонал работает с влажными руками и стоя на мокром полу. Эти условия повышенной опасности имеются в большинстве цехов предприятий общественного питания и поэтому необходимо особенно строго соблюдать правила устройства и эксплуатации электрических установок.

По степени опасности поражения электрическим током помещения предприятий разделяются на три группы (категории): особо опасные, с повышенной опасностью и без повышенной опасности.

Особо опасные помещения характеризуются наличием высокой относительной влажности воздуха (близкой к 100%) или химически активной среды. К этой группе относятся: моечные столовой и кухонной посуды, машинные отделения, охлаждаемые камеры, душевые, овощной цех.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием: токопроводящих полов, повышенной относительной влажности воздуха (более 75%), пыли, высокой температуры (более 35 ºС), крупных металлических конструкций или технологического оборудования соединенных с землей и разветвленной системы водопроводных или канализационных труб. К этой группе помещений относятся: производственные цехи, складские помещения, раздаточные, бойлерная, санузлы.

Помещения без повышенной опасности не имеют признаков, характеризующих первую и вторую группы помещений. К этой группе относятся: хлеборезка, буфетная, сервизная, обеденный зал, вестибюль, коридоры и административные помещения.

В соответствии с приведенной классификацией отдельных цехов и помещений по степени электрической опасности в них должны соблюдаться как в процессе монтажа, так и в процессе эксплуатации электрических установок, размещаемых в этих помещениях, требования безопасности этих установок, относящиеся к помещениям данной категории.

Электрическая установка может считаться безопасной для человека, если величина напряжения не превышает 36 В. В условиях же особенно повышенной опасности удара током, например, при работе в очень сырых помещениях, в помещениях с земляным полом, допускается применять для освещения, а также питания ручного электроинструмента напряжение не выше 24 В.

Пусковые и защитные аппараты, устанавливаемые в помещениях предприятий общественного питания, должны иметь конструкцию, исключающую возможность прикосновения персонала к токоведущим частям.

Электрическая установка может представлять опасность, если в ней по каким либо причинам корпус оказывается соединенным с одной из фаз. В этом случае корпус оборудования оказывается под опасным напряжением и прикосновение к нему будет аналогичным прикосновению к токоведущем деталям.

Для того чтобы предупредить опасные последствия появления потенциала на корпусе оборудования, предусматриваются различные способы защиты от появления потенциала на корпусе оборудования.

Обеспечение электробезопасности

Электробезопасность на производстве обеспечивается соответствующей конструкцией электроустановок; применением технических способов и средств защиты; организационными и техническими мероприятиями.

Основными техническими способами и средствами защиты от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются: защитное заземление, зануление, отключение; малое напряжение; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); оградительные устройства и предупредительная сигнализация; изолирующие защитные и предохранительные приспособления.

Наиболее распространенными техническими средствами защиты являются защитное заземление, зануление и отключение. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность. Защитное заземление или зануление выполняют: во всех случаях при переменном номинальном напряжении 380 В и выше; в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при напряжении от 42 до 380 В.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Областью применения защитного заземления являются трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью (рис. 5.17, а).

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и заземляющих проводников, соединяющих заземляемое оборудование с заземлителем. Заземлители бывают естественными и искусственными. Естественными заземлителями могут быть находящиеся в земле электропроводящие (металлические) части коммуникаций и других сооружений (водопроводные трубы, металлические конструкции зданий и т. п.). Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом.

Защита человека от поражения электрическим током в сетях с заземлением осуществляется тем, что при замыкании одной из фаз на заземленный корпус в цепи этой фазы возникает ток короткого замыкания, который воздействует на токовую защиту (плавкий предохранитель, автомат), в результате чего происходит отключение аварийного участка от сети.

Защитным занулениемназывается преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 5.17, б). Зануление применяется в трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В и является на сегодняшний день основным средством обеспечения электробезопасности. В таких сетях нейтраль источника тока (трансформатора) присоединена к заземлителю с помощью заземляющего проводника.

В сетях с занулением недопустимо применять заземление корпусов оборудования отдельных электроприемников, не присоединив их к нулевому защитному проводнику. Кроме того, рекомендуется применять повторные заземления нейтрали. Для повторных заземлений наиболее целесообразно применять естественные заземлители: оболочки кабелей, водопроводные трубы и т. п. В ответственных установках обычно устанавливают ряд повторных заземлений.

Защита человека от поражения электрическим током в сетях с занулением осуществляется аналогично сетям с заземлением. Кроме того, еще до срабатывания защиты ток короткого замыкания вызывает перераспределение напряжений в сети, приводящее к снижению напряжения корпуса относительно земли. Таким образом, зануление уменьшает напряжение прикосновения и ограничивает время, в течение которого человек, прикоснувшийся к корпусу, может попасть под действие напряжения.

Защитным отключением называется быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током (рис. 5.18). Защитное отключение обеспечивает автоматическое отключение установки в течение не более 0,2 с в случае замыкания одной из фаз на корпус и является дополнением к заземлению и может применяться в любых сетях независимо от режима нейтрали для установок напряжением до 1000 В.

Устройство защитного отключения постоянно контролирует величину напряжения на корпусе установки и при достижении им опасного значения отключает ее от питающей сети. Оно состоят из датчика (реле максимального напряжения) и исполнительного органа. В качестве исполнительного органа может быть использован автоматический выключатель с отключающей катушкой или контактор.

Действие защитного отключения основано на том, что при однофазном замыкании на корпус и соответственно появлении на нем опасного напряжения реле максимального напряжения срабатывает и своим контактом включает (рис. 5.18, а) отключающую катушку или отключает (рис. 5.18, б) катушку контактора.

При срабатывании отключающей катушки сердечник электромагнита втягивается и отключает автоматический выключатель, который разрывает цепь питания электроустановки. После устранения неисправности автоматический выключатель в ручную возвращается во включенное состояние.

При отключении катушки контактора его силовые контакты, размыкаясь, отключают электроустановку. После устранения неисправности нажатием на кнопку «Пуск» подают напряжение на катушку и контактор включаясь замыкает свои силовые контакты и блокирующий, обеспечивая питание электроустановки.

Дата добавления: 2015-06-30