«УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой БЖД _А.Б. Булгаков _2007 г. Электроэнергетика и охрана окружающей среды УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС для специальностей 140203 “Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем”, ...»

Федеральное агентство по образованию

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГОУВПО «АмГУ»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой БЖД

_А.Б. Булгаков

«»_2007 г.

Электроэнергетика и охрана окружающей среды

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

для специальностей 140203 “Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем”, 140204 “Электрические станции”, 140205 “Электроэнергетические системы и сети” и 140211 “Электроснабжение” Составитель: Булгаков А.Б., доцент кафедры БЖД, канд. техн. наук Благовещенск 2007 г.

Печатается по решению редакционно-издательского совета инженерно-физического факультета Амурского государственного университета А.Б. Булгаков Учебно-методический комплекс по дисциплине «Охрана окружающей среды в энергетике» для студентов очной и заочной сокращенной форм обучения специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере». Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2007. – 82 с.

Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с учебными планами для специальностей 140203 “Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем”, 140204 “Электрические станции”, 140205 “Электроэнергетические системы и сети” и 140211 “Электроснабжение” и включает наименование тем, цели и задачи дисциплины, содержание лекционных, семинарских и практических занятий, задания к практическим занятиям, перечень и темы промежуточных форм контроля знаний, вопросы к зачету, список рекомендуемой литературы, учебно-методические материалы по дисциплине.

© Амурский государственный университет,

СОДЕРЖАНИЕ

1. Рабочая программа дисциплины 2. График самостоятельной учебной работы студентов по дисциплине 3. Методические рекомендации для выполнения самостоятельной работы 4. Методические рекомендации по выполнению практических занятий по дис- циплине 4.1. Рекомендуемые темы практических занятий по дисциплине 4.2. Рекомендуемые задания для выполнения практических занятий 4.3. Рекомендуемые формы проведения практических занятий 5. Содержание курса лекций по дисциплине Тема 1. Введение в дисциплину “Электроэнергетика и охрана окружающей среды” Тема 2. Отвод земли под электрические сети Тема 3. Эстетическое воздействие электрических сетей на окружающую среду Тема 4. Акустические шумы, создаваемые электроустановками Тема 5. Электромагнитные поля промышленной частоты Тема 6. Радиопомехи, создаваемые линиями электропередач Тема 7 Влияние установок сверхвысокого напряжения на состав атмосфер- ного воздуха Тема 8. Экологические проблемы, связанные с устройством и эксплуатацией заземлителей Тема 9. Влияние энергетических масел на человека и окружающую природ- ную среду 6. Методические указания по выполнению домашних заданий, контрольных работ (самостоятельная работа студентов) 7. Перечень программных продуктов, реально используемых в практической деятельности выпускников 8. Методические указания профессорско-преподавательскому составу по ор- ганизации межсессионного и экзаменационного контроля знаний студентов 9. Комплекты заданий для практических работ, контрольных работ, домашних заданий 10. Фонд расчетно-графических работ и контрольных заданий для оценки каче- ства знаний по дисциплине “Электроэнергетика и охрана окружающей среды” 11. Вопросы к зачету по дисциплине “Электроэнергетика и охрана окружаю- щей среды” 12. Карта обеспеченности дисциплины “Электроэнергетика и охрана окру- жающей среды” кадрами профессорско-преподавательского состава Федеральное агентство по образованию РФ Амурский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине “Электроэнергетика и охрана окружающей среды” для специальностей 140203 “Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем”;140204 “Электрические станции”; 140205 “Электроэнергетические системы и сети”; 140211 “Электроснабжение” Курс – 3 (дневная форма обучения) Семестр 6 (дневная форма обучения) Практические занятия – 18 (час.) Зачет – 6 сем.

Лабораторные занятия – нет Самостоятельная работа – 36 (час.) Расчетно-графическая работа – Всего часов – 72 (час.) Курс – 3 (заочная форма обучения) Семестр 10 (заочная форма обучения) Практические занятия – 4 (час.) Зачет – 10 сем.

Лабораторные занятия – нет Самостоятельная работа – 62 (час.) Контрольная работа – 1 (аудиторная) Всего часов – 72 (час.) Практические занятия – 4 (час.) Зачет – 3 сем.

Лабораторные занятия – нет Самостоятельная работа – 62 (час.) Контрольная работа – 1 (аудиторная) Всего часов – 72 (час.) Составитель А.Б. Булгаков, доцент, канд. техн. наук Факультет инженерно-физический Кафедра БЖД Рабочая программа составлена на основании_ _ (Государственного образовательного стандарта ВПО или типовой программы) Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры БЖД _ «» _200_ г., протокол № Заведующий кафедрой А.Б. Булгаков Рабочая программа одобрена на заседании УМС 140203, 140204, 140205, «» _200_ г., протокол № _ Председатель Рабочая программа переутверждена на заседании кафедры от _ протокол №.

СОГЛАСОВАНО СОГЛАСОВАНО

_ Г.Н. Торопчина (подпись, И.О.Ф.)

СОГЛАСОВАНО

Заведующий выпускающей кафедрой Н.В. Савина «» _200_ г.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе 1.1. Цель преподавания дисциплины Цель изучения дисциплины является подготовка студентов к практической и научноисследовательской деятельности в области защиты окружающей среды и решения экологических проблем, возникающих в электроэнергетике.

1.2 Задачи изучения дисциплины Задачи дисциплины:

- дать представления о видах негативного влияния деятельности основных видов генерирующих станций (АЭС, ГЭС, ТЭЦ) на окружающую среду;

- дать представления об экологических проблемах, возникающих при производстве, передаче и распределении электрической энергии;

- дать навыки оценки негативного влияния работы электроустановок на окружающую среду;

- ознакомить с принципами, методами и средствами, обеспечивающими экологическую безопасность энергоустановок.

1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо при изучении данной дисциплины Дисциплина "Электроэнергетика и охрана окружающей среды" базируется на знаниях, полученных студентами при изучении социально-экономических, естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин.

2.1. Федеральный компонент В учебный план дисциплина введена решением Ученого Совета АмГУ от февраля 2001 г. протокол № 6.

2.2. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий Тема 1. Введение в дисциплину "Электроэнергетика и охрана окружающей среды" Цель и задачи дисциплины. Предмет изучения. Основные термины и определения.

Влияние технического прогресса на взаимодействие человека и природы. Качество среды обитания человека. Законодательство об охране окружающей природной среды в Российской Федерации. Международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды. "Экологизация" деятельности энергетических предприятий.

Традиционные и альтернативные источники производства электрической и тепловой энергии. Этапы технологии производства тепловой и электрической энергии. Схемы взаимодействия ТЭС, ГЭС и АЭС с окружающей средой. Негативные факторы деятельности энергетических предприятий.

Тема 2. Отвод земель для электрических сетей Нормативная база под отвод земель для электрических сетей. Отвод земель в постоянное (бессрочное) пользование. Отвод земель во временное пользование. Нормы отвода земель для линий электропередачи. Особенности отвода земель под опоры воздушных линий, располагаемых на пахотных землях. Нормы отвода земель для подстанций.

Тема 3. Эстетическое воздействие воздушных линий электропередачи на природный ландшафт Формы негативного влияния воздушных линий на естественный ландшафт. Мероприятия для уменьшения визуального воздействия воздушных линий на окружающую среду. Международный и отечественный опыт решения данной проблемы.

Тема 4. Акустические шумы, создаваемые объектами электроэнергетики Влияние шумов на окружающую природную среду. Основные характеристики акустических шумов. Акустические характеристики источников шума. Предельно допустимые уровни шумов для окружающей среды.

Акустические шумы, создаваемые силовыми трансформаторами. Природа возникновения шумов. Частотный спектр шумов. Нормирование акустических характеристик для силовых трансформаторов (по ГОСТ 12.2.024-87). Расчет уровня шума, создаваемого силовыми трансформаторами. Методы и средства защиты окружающей среды от акустических шумов, создаваемых силовыми трансформаторами: защита расстоянием; звуковые экраны (стенки, зеленые насаждения).

Акустические шумы, создаваемые воздушными линиями электропередачи. Природа возникновения. Частотный спектр шумов. Расчет уровня шума, создаваемого воздушными линиями электропередачи. Методы и средства защиты окружающей среды от акустических шумов, создаваемых воздушными линиями: защита расстоянием; выбор сечения провода фазы (расширенные провода); расщепленные провода; исключение одного из звеньев в цепи "водяная капля – неустойчивость – коронный разряд – шум".

Тема 5. Электромагнитные поля промышленной частоты Характеристика электромагнитных полей. Виды воздействия электромагнитных полей промышленной частоты на человека и окружающую природную среду. Предельно допустимые уровни электрических полей промышленной частоты. Оценка напряженности электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи. Способы ограничения напряженности электрического поля под воздушными линиями. Требования по размещению воздушных линий высокого напряжения. Мероприятия по защите населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями высокого напряжения.

Тема 6. Радиопомехи, создаваемые воздушными линиями электропередачи Природа возникновения радиопомех. Частотный спектр радиопомех. Нормирование радиопомех.

Оценка уровня радиопомех, создаваемых воздушными линиями электропередачи. Мероприятия по снижению радиопомех, создаваемых воздушными линиями электропередачи.

Тема 7. Влияние установок сверх высокого напряжения на состав атмосферного воздуха Причины образования озона и оксидов азота. Влияние оксидов азота и озона на человека и окружающую природную среду. Нормирование содержания озона и оксидов азота в атмосфере. Результаты отечественных и зарубежных исследований в этой области.

Тема 8. Экологические проблемы, связанные с устройством и эксплуатацией заземлителей Назначение заземлителей в электроустановках. Электрическое сопротивление заземлителей. Способы снижения удельного сопротивления грунта, в котором устанавливаются заземлители. Экологические проблемы, связанные с устройством и эксплуатацией заземлителей, и их решение.

Тема 9. Влияние энергетических масел на человека и окружающую природную среду Виды энергетических масел, используемых в энергетике. Воздействие масел на окружающую природную среду. Нормирование содержание паров и аэрозолей масел в воздухе, воде и почве. Мероприятия по защите окружающей среды от энергетических масел.

1. Практическое занятие "Схемы взаимодействия ТЭС, ГЭС и АЭС с окружающей природной средой" Рассматриваются схемы взаимодействия ТЭС, ГЭС и АЭС с окружающей средой. Обсуждаются факторы негативного влияния объектов энергетики на окружающую среду.

Рекомендуемая литература:

1. Канаев А.А., Копп И.З. Взаимодействие энергетики и окружающей среды. - Л.: Знание, 1980. - 36 с.

2. Справочное пособие по экологической оценке. Инструкция по экологической оценке проектов в области энергетики. Технический документ Всемирного банка № 154. - Вашингтон:

Всемирный банк.

2. Практическое занятие "Отвод земель под электрические сети" Рассматривается методика определения отвода под электрические сети во временное и постоянное пользование. Для усвоения и закрепления методики студент самостоятельно для своего варианта проводит расчет отвода земли под электрическую сеть.

ЗАДАНИЕ к практическому занятию N Определить отвод земель под электрическую сеть в соответствии с заданным вариантом:

- в постоянное пользование;

- во временное пользование.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные для расчета отвода земель под электрические сети Рекомендуемая литература:

1. Нормы отвода земель для электрических сетей напряжением 0,38-750 кВ. № 14278тмт1.

2. Правила определения размеров земельных участков для размещения воздушных линий электропередачи и опор линий связи, обслуживающих электрические сети. Постановление правительства РФ от 11 августа 2003 г. № 486.

3. Электротехнический справочник/ Под ред. проф.. МЭИ.: Т. 3. Кн. 1 (любой год издания).

4. Зеличенко А.С. Смирнов Б.И. Проектирование механической части воздушных линий сверхвысокого напряжения. - М.: Энергоиздат, 1981. - 336 с.

3. Практическое занятие “Расчет минимального расстояния от трансформаторной подстанции до границы жилой застройки по акустическим шумам” Рассматривается методика определения минимального расстояния от трансформаторной подстанции до границы жилой застройки по акустическим шумам. Для усвоения и закрепления методики студент самостоятельно для своего варианта проводит определение минимального расстояния от трансформаторной подстанции до границы жилой застройки по акустическим шумам.

ЗАДАНИЕ к практическому занятию N На территории подстанции открыто установлены N трансформаторов.

Определить минимальное расстояние от подстанции до территории, на которой выполняются санитарно-гигиенические требования по шуму, если известен тип трансформатора. Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Исходные данные Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воды и масла Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и варианта Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и варианта Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воздуха и Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воды и масла Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воды и масла Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воды и масла Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воды и масла Трансформатор с принудительТерритории, непосредной циркуляцией воды и масла - в соответствии с ГОСТ 12.2.024-87. ССБТ. Шум. Трансформаторы силовые масляные;

- в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

Рекомендуемая литература:

1. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

2. ГОСТ 12.2.024-87. ССБТ. Шум. Трансформаторы силовые масляные.

3. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

4. Снижение шума в зданиях и жилых районах/ Г.Л. Осипов и др. - М.: Стройиздат, 1987. с.

4. Практическое занятие "Расчет уровня шума, создаваемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ), и границ ее санитарно-защитной зоны (СЗЗ) по шуму " Рассматривается методика расчета уровня шума, создаваемого ВЛ, и границы ее СЗЗ по шуму. Для усвоения и закрепления методики студент самостоятельно для своего варианта проводит определение уровня шума, создаваемого ВЛ, и границы ее СЗЗ по шуму.

ЗАДАНИЕ к практическому занятию N Определить уровни звука, создаваемые ВЛ 500 кВ в соответствии с исходными данными для Вашего варианта, на разных расстояниях r от ее проекции крайней фазы на землю в середине пролета. Линия имеет горизонтальное расположение проводов с расстоянием между ними d=10,5 м. Фазы расщепленные, состоящие из трех проводов АС-330 радиусом r0=1,26 см с шагом расщепления а. Высота подвеса проводов на опоре Hп=22 м, габарит линии H0=8,65 м, средняя высота подвеса проводов над землей Hср=13,1 м. Грозозащитные тросы изолированы от опор, т.е. влияние их на электрическое поле проводов не учитывается. Построить зависимость LА (r). Определить границу СЗЗ ВЛ по шуму для случая ее прохождения вблизи территории селитебной зоны. Сделать выводы. Исходные данные приведены в таблице 3.

Рассчитать и построить зависимость максимальной напряженности электрического поля Еmax от а (от 10 см до 85 см). Определить минимальное значение Еmax. Для этого значения определить границу СЗЗ ВЛ по шуму для случая ее прохождения вблизи территории селитебной зоны. Сделать выводы.

Таблица 3 – Исходные данные Рекомендуемая литература:

1. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергия, 1979. – 408 с.

2. Александров Г.Н. Установки сверхвысокого напряжения и охрана окружающей среды. Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 360 с.

3. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

4. СанПиН 2.2.1/2.1.1. 1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

5. Практическое занятие "Расчет уровня напряженности электрического поля промышленной частоты (ЭП ПЧ), cоздаваемого воздушной линией класса Х, и определение ее СЗЗ для ЭП ПЧ" Рассматривается методика расчета уровня напряженности ЭП ПЧ, cоздаваемого воздушной линией класса Х, и определение ее СЗЗ для ЭП. Для усвоения и закрепления методики студент самостоятельно для своего варианта проводит определение уровня напряженности ЭП ПЧ, cоздаваемого воздушной линией класса Х, и определение ее СЗЗ для ЭП ПЧ.

ЗАДАНИЕ к практическому занятию N Определить напряженность электрического поля на высоте h=1,8 м от земли на разных расстояниях r от оси для ВЛ 500 кВ в середине пролета с параметрами, определенными в задании к 4-ому практическому занятию. Построить зависимость Е(r). Определить границы и размер СЗЗ ВЛ по ЭП ПЧ для случая ее прохождения вблизи территории селитебной зоны.

Сделать выводы. Исходные данные приведены в таблице 3.

Рекомендуемая литература:

1. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергия, 1979. – 408 с.

2. СанПиН 2.2.1/2.1.1. 1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

3. Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты. N 2971-84.

6. Практическое занятие "Расчет маслоприемника, маслоотвода и маслосборника под маслонаполненные силовые трансформаторы" Рассматривается методика расчета маслоприемника, маслоотвода и маслосборника под маслонаполненные силовые трансформаторы. Для усвоения и закрепления методики студент самостоятельно для своего варианта проводит расчет маслоприемника, маслоотвода и маслосборника под маслонаполненные силовые трансформаторы.

Задание к практическому занятию N На ОРУ установлен маслонаполненный силовой трансформатор. Масса трансформаторного масла в трансформаторе равна М. Габариты трансформатора А*В. Исходные данные приведены в таблице 5.

1. Описать конструкцию маслоприемника.

2. Определить габариты маслоприемника.

Таблица 5 – Данные для расчета маслоприемника Трансформатор го масла в трансформаВарианта Рекомендуемая литература:

1. Правила устройства электроустановок (7-ая редакция).

2. Гольстрем В.А., Иваненко А.С. Справочник энергетика промышленных предприятий.

2.4. Расчетно-графическая работа (дневная форма обучения).

По темам практических занятий 2-6 студенты дневной формы обучения выполняют РГР.

Вариант задания для студента дневной формы обучения соответствуют номеру в списке группы.

Требования к оформлению РГР:

1. При оформлении РГР придерживаться основных требований изложенных в стандарте АмГУ. Правила оформления дипломных и курсовых работ (проектов). Нормоконтроль проходить не требуется.

2. РГР оформляется на листах формата А 4. Текст может быть рукописный или машинописный. Рукописный текст должен быть написан аккуратно, синей или черной пастой через два интервала.

3. В тексте обязательны ссылки на источники информации, перечень которых обязательно приводится в конце РГР с указанием авторов, названия статьи или книги, названия периодического издания и его номера (для статьи) или места и наименования издательства (для книги), года издания, страниц.

4. При решении задач с помощью прикладных программ, листинг программы должен быть приведен в приложении к РГР.

5. После рецензирования, если нет замечаний, РГР допускается к защите. Иначе возвращается на доработку.

2.5. Контрольная работа (заочная и заочная сокращенная формы обучения) Студентами заочной сокращенной формы обучения выполняется контрольная работа (КР), которая включает в себя задачи по практическим занятиям 2-6 и один теоретический вопрос.

Вариант задания по задачам соответствует двум последним номерам зачетной книжки студента. Если цифра получается более 25, то необходимо отнимать 25 до тех пор, пока не будет определен вариант от 1 до 25. Например, если номер Вашей зачетки составляет 003496, то Ваш вариант (96 - 75) = 21.

Вариант задания по теоретическому вопросу соответствует двум последним номерам зачетной книжки студента. Вопрос выбирать из п. 2.8. Если цифра получается более 41, то необходимо отнимать 41. Например, если номер Вашей зачетки составляет 003496, то (96 - 41) = 55, (55-41)=14 и Ваш вариант № 14.

Требования к оформлению КР:

1. При оформлении КР придерживаться основных требований изложенных в стандарте АмГУ. Правила оформления дипломных и курсовых работ (проектов). Нормоконтроль проходить не требуется.

2. КР оформляется на листах формата А 4. Текст может быть рукописный или машинописный. Рукописный текст должен быть написан аккуратно, синей или черной пастой через два интервала.

3. В тексте обязательны ссылки на источники информации, перечень которых обязательно приводится в конце КР с указанием авторов, названия статьи или книги, названия периодического издания и его номера (для статьи) или места и наименования издательства (для книги), года издания, страниц.

4. При решении задач с помощью прикладных программ, листинг программы должен быть приведен в приложении к КР.

5. После рецензирования, если нет замечаний, КР допускается к защите. Иначе возвращается на доработку.

1. Студенты дневной формы обучения выполняют одну индивидуальную РГР.

2. Студенты заочной и сокращенной заочной форм обучения выполняют одну контрольную работу (аудиторная).

2.7. Перечень и темы промежуточных форм контроля знаний 1. Первый промежуточный контроль по темам:

- схемы взаимодействия энергопредприятий с окружающей средой;

- отвод земель под электрические сети;

- эстетическое воздействие воздушных линий электропередачи на природный ландшафт;

- акустические шумы, создаваемые объектами электроэнергетики.

2. Второй промежуточный контроль:

- электромагнитные поля промышленной частоты;

- радиопомехи, создаваемые воздушными линиями электропередачи;

- влияние установок сверх высокого напряжения на состав атмосферного воздуха;

- экологические проблемы, связанные с устройством и эксплуатацией заземлителей.

(вопросы к контрольной работе студентов заочной 1. Перечислите факторы негативного влияния деятельности теплоэнергетических предприятий на окружающую природную среду и причины их порождающие.

2. Перечислите факторы негативного влияния деятельности гидроэлектростанций на окружающую природную среду и причины их порождающие.

3. Перечислите факторы негативного влияния деятельности атомных электростанций на окружающую природную среду и причины их порождающие.

4. Перечислите факторы негативного влияния электрических сетей на окружающую природную среду.

5. Перечислите виды отвода земель под электрические сети. Приведите примеры.

6. Какие документы определяют нормы отвода земель для электрических сетей.

7. Перечислите и охарактеризуйте факторы эстетического воздействия воздушных линий электропередачи на естественный природный ландшафт.

8. Природа возникновения шумов в силовых трансформаторах.

9. Методика расчета уровня шума, создаваемого силовыми трансформаторами.

10. Методы и средства защиты окружающей среды от акустических шумов, создаваемых силовыми трансформаторами.

11. Природа возникновения акустических шумов, создаваемых воздушными линиями электропередачи.

12. Методика расчета уровня акустического шума, создаваемого воздушными линиями электропередачи.

13. Методы и средства защиты от акустических шумов, создаваемых воздушными линиями электропередачи.

14. Перечислите и охарактеризуйте аспекты воздействия шума на человека и окружающую природную среду.

15. Назовите и охарактеризуйте виды воздействия электромагнитного поля промышленной частоты на человека и окружающую природную среду.

16. Нормирование электромагнитных полей промышленной частоты.

17. Методика расчета напряженности электрического поля промышленной частоты, создаваемого воздушными линиями электропередачи.

18. Средства, обеспечивающие снижение напряженности электрического поля промышленной частоты под воздушными линиями электропередачи.

19. Требования по размещению воздушных линий электропередачи высокого напряжения.

20. Мероприятия по защите населения от воздействия электрического поля промышленной частоты, создаваемого воздушными линиями высокого напряжения.

21. Природа возникновения радиопомех.

22. Частотный спектр радиопомех. Нормирование радиопомех.

23. Методика расчета уровня радиопомех, создаваемых воздушными линиями электропередач.

24. Методы и средства, обеспечивающие снижение уровня радиопомех, создаваемых воздушными линиями электропередач.

25. Экологические проблемы, связанные с устройством и эксплуатацией заземлителей, и их решение.

26. Воздействие трансформаторных масел на окружающую природную среду и человека.

27. Нормирование содержание паров и аэрозолей масел в воздухе, воде и почве.

28. Мероприятия по защите окружающей природной среды от трансформаторного масла.

29. Устройство маслоприемников без отвода масла.

30. Устройство маслоприемников с отводом масла.

31. Устройство маслосборников.

32. Устройство маслоотводов.

33. Методика расчета маслоприемников без отвода для ОРУ.

34. Методика расчета маслоприемников с отводом масла на ОРУ.

35. Методика расчета маслоприемников для ЗРУ и подстанций.

36. Методика расчета маслосборника.

37. Причины образования озона и оксидов азота в электроустановках высокого и сверхвысокого напряжения.

38. Влияние оксидов азота и озона на человека и окружающую природную среду. Нормирование содержания озона и оксидов азота в атмосфере.

39. Перечислите и охарактеризуйте факторы негативного влияния на окружающую природную среду электрических сетей.

40. Перечислите и охарактеризуйте факторы специфического воздействия электрических сетей на окружающую среду?

41. Перечислите и охарактеризуйте факторы неспецифического воздействия электрических сетей на окружающую среду?

3. Учебно-методические материалы по дисциплине 1. Экология энергетики: учеб. пособие: доп. УМО / под общ. ред. В. Я. Путилова. М.: Изд-во Моск. энергет. ин-та, 2003. - 716 с.

2. Электроэнергетика и природа/ Под ред. Г.Н. Лялика, А.Ш. Резниковского. - М.: Энергоатомиздат, 1995. – 352 с.

1. Чехов В.И. Экологические аспекты передачи электроэнергии. – М.: Изд-во МЭИ, 1991.

2. Александров Г.Н. Установки сверхвысокого напряжения и охрана окружающей среды. - Л.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие. – М.: Энергия, 1979.

4. Канаев А.А., Копп И.З. Взаимодействие энергетики с окружающей средой. - Л.: Знание, 1980.

5. Зеличенко А.С., Смирнов Б.И. Проектирование механической части воздушных линий сверхвысокого напряжения. - М.: Энергоиздат,1981.

6. Периодические издания: газета “Зеленый мир”; журнал "Электричество"; журнал "Электрические станции"; журнал "Энергетика" АН РФ; журнал "Промышленная энергетика"; журнал “Проблемы окружающей среды и природных ресурсов”; журнал “Экологические системы и приборы”; журнал “Экология и промышленность России”; журнал “Экология производства”; журнал “Экология промышленного производства”; журнал “Экос”; журнал “Энергия: экономика, техника, экология”.

темы Введение в дисциплину "Электроэнергетика и охрана окружающей среды" 2 Отвод земли для электрических сетей 3 Эстетическое воздействие воздушных линий на естественный природный ландшафт 4 Акустические шумы, создаваемые электроустановками 5 Электромагнитные поля промышленной 6 Радиопомехи, создаваемые линиями электропередач 7 Установки сверх высокого напряжения 8 Экологические проблемы, связанные с и эксплуатацией заземлителей 9 Влияние энергетических масел на человека и окружающую ДФО - дневная форма обучения; ЗФО - заочная форма обучения;

СЗФО – сокращенная заочная форма обучения;

СРС – самостоятельная работа студента.

5. Основные критерии оценки знаний студентов по дисциплине “Электроэнергетика и охрана окружающей среды” Студенты обязаны сдать зачет в строгом соответствии с учебным планом, а также утвержденной программы, едиными для всех форм обучения.

Зачет по дисциплине “Электроэнергетика и охрана окружающей среды” служит формой контроля усвоения дисциплины в целом.

К зачету допускаются студенты, выполнившие и сдавшие расчетно-графическую работу (контрольную работу).

Сроки проведения зачета устанавливаются графиком учебного процесса, утвержденным проректором по учебной работе.

Знания, умения и навыки обучающегося определяются оценками «зачтено» и «не зачтено». Критерии приведены в таблице.

Изложение полученных знаний в Выделение существенных признаков устной, письменной или графиче- изученного с помощью операций ской форме, полное, в системе, в со- анализа и синтеза; выявление приответствии с требованиями учебной чинно-следственных связей; формупрограммы; допускаются единичные лировка выводов и обобщений; свонесущественные ошибки, самостоя- бодное оперирование известными тельно исправляемые студентами фактами и сведениями с использованием сведений из других предметов Изложение полученных знаний в Выделение существенных признаков устной, письменной и графической изученного с помощью операций форме, полное, в системе, в соответ- анализа и синтеза; выявлений приствии с требованиями учебной про- чинно-следственных связей; формузачтено»

граммы; допускаются отдельные не- лировка выводов и обобщений, в косущественные ошибки, исправляе- торых могут быть отдельные несумые студентами после указания пре- щественные ошибки; подтверждение Изложение полученных знаний не- Затруднения при выполнении сущеполное, однако это не препятствует ственных признаков изученного, при усвоению последующего программ- выявлении причинно-следственных ного материала; допускаются от- связей и формулировке выводов дельные существенные ошибки, исправленные с помощью преподавателя Изложение учебного материала не- Бессистемное выделение случайных полное, бессистемное, что препятст- признаков изученного; неумение вует усвоению последующей учеб- производить простейшие операции «не зачтено»

ной информации; существенные анализа и синтеза; делать обобщеошибки, неисправляемые даже с по- ния, выводы 2. График самостоятельной учебной работы студентов по дисциплине 1 Введение в дисциплину "Электроэнергетика 3 Эстетическое воздействие воздушных линий на естественный природный ландшафт 4 Акустические шумы, создаваемые электро- 7 неделя и 5 Электромагнитные поля промышленной часнеделя 9-11 недели 6 Радиопомехи, создаваемые линиями элекнеделя контрольная 7 Влияние установок сверх высокого напряже- ния на состав атмосферного воздуха ройством и эксплуатацией заземлителей 9 Влияние энергетических масел на человека и окружающую природную среду 3. Методические рекомендации для выполнения самостоятельной работы Методические рекомендации для выполнения студентами самостоятельной работы изложены в рабочей программе “Охрана окружающей среды в энергетике” п.п. 2.3 – 2.8 и п.

4. Методические рекомендации по выполнению индивидуальных заданий к практическим занятиям 4.1. Рекомендуемые темы практических занятий по дисциплине Рекомендуемые темы практических занятий приведены в рабочей программе п. 2.3.

4.2. Рекомендуемые задания для выполнения практических занятий Рекомендуемые задания для выполнения практических занятий приведены в рабочей программе п. 2.3.

4.3. Рекомендуемые формы проведения практических занятий Первое практическое занятие рекомендуется проводить в виде семинарского занятия.

Преподаватель в диалоге со студентами рассматривает схемы взаимодействия АЭС, ТЭС и ГЭС с окружающей средой. Обсуждаются факторы негативного влияния объектов энергетики на окружающую среду.

На практических занятиях по темам 2-6 преподаватель знакомит студентов с методиками расчета. Для закрепления материала, каждый студент выполняет индивидуальное задание, используя нормативные документы.

5. Содержание курса лекций по дисциплине Тема 1. Введение в дисциплину «Электроэнергетика и охрана окружающей среды»

1. Основные положения 2. Законодательство РФ об охране окружающей среды 3. Стадии технологии производства тепловой и электрической энергии 4. Схема взаимодействия энергопредприятий с окружающей средой 5. Экологизация деятельности промышленных предприятий 1. Основные положения Цель: дать теоретические и практические знания для решения экологических проблем при производстве передачи и распределении тепловой электрической энергии.

1) дать представление о видах негативного влияния ГЭС, ТЭС и АЭС на окружающую среду;

2) дать представление об экологических проблемах, возникающих при производстве, передачи и распределении тепловой и электрической энергии;

3) дать навыки оценки негативного влияния энергоустановок на окружающую среду;

4) ознакомить с принципами, методами и средствами обеспечения экологической безопасности.

1. Экологический 2. Экономический Загрязнения окружающей среды – привнесение в окружающую среду новых, не характерных для неё физических, химических, биологических агентов, а так же увеличение естественного среднего многолетнего уровня концентрации агентов, приводящих к отрицательному воздействию.

Классификация загрязнений по природе действия:

1. Физические (шум, вибрация, тепловыделения и пр.);

2. Химические (кислоты, оксиды и пр.);

3. Биологические.

Для объектов энергетики характерны физические и химические загрязнения.

Классификация факторов воздействия на окружающую среду, здоровье и жизнедеятельность человека, характерных для электрических сетей:

1) специфические воздействия:

электрическое поле (для ВЛЭП напряжением 110 кВ и выше);

магнитное поле;

акустический шум (для ВЛЭП напряжением 110 кВ и выше учитывается только в населенной местности);

радио- и телевизионные помехи;

опасные и мешающие влияния на линии связи и проводного вещания;

наличие условий, приводящих к гибели птиц в районах их расселения и на путях их миграции;

ограничение землепользования;

нарушение эстетики ландшафта (для природоохраняемых и рекреационных территорий, вблизи памятников истории и культуры);

2) общестроительные (неспецифические) воздействия:

изъятие земель в постоянное (бессрочное) пользование;

изъятие земель во временное пользование;

нарушение естественного состояния грунта и рельефа;

сокращение площадей насаждений (разрубка просек);

загрязнение поверхностных и грунтовых вод (только при строительстве).

2. Законодательство РФ об охране окружающей среды 1. Конституция РФ (декларирует права и обязанности граждан РФ).

2. ФЗ «Об охране окружающей среды». В этом законе устанавливаются экологические требования о возведении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию промышленных предприятий и иных объектов.

Экологические требования:

1. Должна обеспечиваться экологическая безопасность и сохранение здоровья населения.

2. Должны предусматриваться мероприятия по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов.

3. Должны предусматриваться мероприятия по оздоровлению окружающей среды.

4. Нарушение вышеперечисленных требований несёт приостановление до устранения недостатка, либо полное прекращение деятельности экологически вредных объектов.

3. Стадии технологического процесса производства тепловой и электрической энергии 1. Разведка энергоресурсов.

2. Извлечение и концентрирование энергетических ресурсов.

3. Транспортировка концентрированного энергетического ресурса до энергетической установки.

4. Одноступенчатое преобразование энергетического ресурса в заданный вид энергии.

5. Передача и распределение тепловой и электроэнергии до потребителя.

6. Потребление тепловой и электрической энергии.

4. Схема взаимодействия промышленных предприятий с окружающей средой ВХОД: сырьё, материалы, оборудование, топливо, вода, кислород и пр..

ВЫХОД: товар, отходы, энергетические загрязнения.

ТП – трансформаторная подстанция (повышающая) ЭС – электрическая сеть Рисунок 1 - Схема взаимодействия ГЭС с окружающей средой Экологические проблемы:

1. Верхний бьеф:

- затопление территории;

- увеличение давления на дно водохранилища;

- изменение видового состава флоры и фауны;

- изменение гидрохимического и гидротермического режима реки;

- изменения микроклимата в районе водохранилища;

- нарушение путей миграции животных и пр.

2. Нижний бьеф:

- изменение стока реки;

- изменение гидрохимического и гидротермического режима;

- изменения микроклимата в районе водохранилища;

- нарушение естественных путей миграции.

3. Экологические проблемы, обусловленные генерацией, передачей и распределением электрической энергии:

- отвод земель под опоры;

- акустические шумы;

- электромагнитные поля промышленной частоты;

- электростатические поля;

- химические загрязнения (оксиды азота, озон, трансформаторное и турбинные масла).

ДТ - дымовая труба; ПГ – парогенератор; Т – турбина; Г – генератор; ТП – трансформаторная подстанция; ЭС – электросеть; К – конденсатор; ЦН – циркуляционные насосы; ПН – питательный насос; РП – регенеративный подогреватель Рисунок 2 - Схема взаимодействия ТЭС с окружающей средой Экологические проблемы ТЭС (топливо угль):

- золошлаковые отходы;

- загрязнения атмосферы (продукты горения угля, угольная пыль со склада угля и т.п.);

- тепловое загрязнение (выбросы в атмосферу из дымовой трубы, сброс воды в прудохладитель из системы охлаждения конденсатора, градирни);

- шумовое загрязнение (тепло- и электрооборудование);

- отвод земли под ТЭС Экологические проблемы при производстве, передаче, распределении электрической энергии такие же, как и в п. 4.1.

1 – защитная оболочка реактора; 2 – корпус реактора; 3 – тепловыделяющие элементы;

4 - регулирующие стержни; 5 – теплообменник Рисунок 3 - Схема взаимодействия АЭС с окружающей средой Экологические проблемы АЭС:

- радиоактивные отходы (твердые и жидкие);

- радиоактивное загрязнение, вследствие аварии.

Экологические проблемы при производстве, передаче, распределении электрической энергии такие же, как и в п. 4.1.

5. Экологизация деятельности промышленных предприятий.

Экологизация – это процесс проникновения идей и проблем экологии в другие области знаний и техники.

Основные этапы экологизации:

1. Увеличение экологичности и энергетической эффективности основного оборудования.

Пути достижения:

- проведение своевременного регламентного обслуживания;

- поддержание требуемых эксплутационных характеристик оборудования.

2. Совершенствование режимов работы, модернизация и оптимизация характеристик оборудования без изменения принципиальных основ технологии и техники.

3. Разработка и внедрение эффективных средств и технологий, направленных на интенсивное энергосбережение путём перехода на принципиально новые технологии.

4. Совершенствование технологий и средств с учётом достигнутых результатов на третьем этапе.

Критерии оценки эффективности принимаемых решений.

1. Показатели экологической эффективности определяют, на сколько снизилась техногенная нагрузка на окружающую среду, например, массовый выброс (г/с), уровень напряженности электрического поля промышленной частоты (кВ/м) и т.п.

2. Показатели энергетической эффективности характеризуют, на сколько изменилось потребление тепловой энергии, электрической энергии, сырья, топлива и т.п.

Тема 2. Отвод земель под электрические сети 1. Рекомендации по технологическому проектированию воздушных линий электропередачи (ВЛЭП).

2. Изъятие земель в постоянное и временное пользование.

3. Защита от гибели птиц в районах их расселения и на путях их миграции.

1. Рекомендации по технологическому проектированию воздушных линий электропередачи Выбор трассы ВЛЭП, в т.ч. новых участков трассы ВЛЭП, подлежащей техническому перевооружению (реконструкции), производится на основании сравнения конкурирующих вариантов. При этом учитываются:

- природные особенности территории;

- состояние природной среды (загрязнение атмосферы, агрессивность грунта, подземных вод и т.д.);

- современное хозяйственное использование территории;

- ценность территории (природоохранная, культурная, национальная, особо охраняемые природные объекты и пр.);

- возможный ущерб, причиняемый природной и социальной среде, а также возможные изменения в окружающей природной среде в результате сооружения ВЛ и последствия этих изменений для природной среды, жизни и здоровья населения;

Трасса ВЛЭП выбирается, по возможности, кратчайшей, с учетом условий отчуждения земли, вырубки просек в насаждениях (под насаждениями понимаются естественные и искусственные древостои и кустарники, а также сады и парки), комплексного использования охранной зоны и приближения к дорогам и существующим ВЛ.

При выборе трассы ВЛЭП обходятся, как правило, населенные пункты, промышленные предприятия, массивы орошаемых, осушенных и других мелиорированных земель, многолетние плодовые насаждения и виноградники, участки с высоким естественным плодородием почв и другие приравненные к ним земельные угодья, зоны санитарной охраны курортов, заповедники, памятники истории и культуры.

Выбор трассы ВЛЭП на территориях с загрязненной атмосферой производится с учетом перспективного плана развития действующих или сооружения новых промышленных предприятий (и их очистных сооружений), являющихся источниками загрязнения атмосферы, а также плана развития сельского хозяйства с точки зрения применения химических удобрений и химической обработки посевов.

Трассы ВЛЭП, как правило, выбираются в обход залегания полезных ископаемых.

Выбор места установки опор производится с учетом рельефа, грунтовых условий, условий строительства, монтажа и эксплуатации.

Количество типов опор, примененных при проектировании ВЛ, обосновывается с учетом расхода материалов и обеспечения единой технологии строительства и эксплуатации.

Не рекомендуется применять типы опор, используемые в единственном числе, за исключением опор больших переходов и ответвительных опор.

На участках трассы, проходящих по землям, занятым сельскохозяйственными культурами, на больших переходах в населенной местности и в местах стесненных подходов к электростанциям и подстанциям рекомендуется применять двухцепные и многоцепные свободностоящие опоры.

Выбор высоты и типа опор ВЛЭП, устанавливаемых на обрабатываемых землях, производится, исходя из условия наименьшего изъятия земель сельскохозяйственного назначения.

При прохождении ВЛЭП, сооружаемых на стальных опорах, по массивам орошаемых и осушенных земель, земельным участкам, занятым сельскохозяйственными культурами или обладающими высоким плодородием почв, зонам санитарной охраны курортов, заповедникам, вблизи памятников культуры и истории в целях сохранения природного ландшафта и земельных угодий, а также в стесненных условиях рекомендуется применять конструкции свободностоящих опор, обеспечивающих возможность их монтажа методом наращивания.

Выбор конструкции фазы (подвеска новых проводов большего сечения или дополнительных проводов в фазе) производится на основании технического обоснования.

2. Изъятие земель в постоянное и временное пользование.

Под «землей, отводимой в постоянное пользование» понимается земля, отводимая, во-первых, под опоры воздушных линий электропередач, а во-вторых, под трансформаторные подстанции.

Площадь таких земель определяется по следующей формуле:

где FТП – площадь, отводимая в постоянное пользование под одну подстанцию;

FОВЛ – площадь, отводимая в постоянное пользование под ВЛ.

Отвод земли под ТП производится в соответствии с нормами отвода земель, табл.4. В общем случае площадь, отводимая под ТП, определяется по формуле:

где N - число трансформаторных подстанций;

FТПi – площадь земли, отводимая под i-ую трансформаторную подстанцию.

Рассмотрим отвод земли под опоры ВЛ. На рис. 1 приведен контур основания стальной опоры и полоса земли вокруг внешнего контура опоры.

Рисунок 1 – Контур основания стальной опоры и полоса земли вокруг внешнего контура опоры Величина зависит от категории земли. Для земель сельскохозяйственного назначения =1,5 м, для остальных =1 м.

Для анкерно-угловой опоры отводимая площадь рассчитывается по формуле:

где ААУ – длина основания анкерно-угловой опоры;

ВАУ – ширина основания анкерно-угловой опоры.

Для промежуточной опоры:

где АП – длина основания промежуточной опоры;

ВП – ширина основания промежуточной опоры.

Общая площадь отводимая для ВЛ определяется по следующей формуле:

nАУ, nП – количество анкерно-угловых и промежуточных опор соответственно.

В соответствии с действующими нормами площадь, отводимая под временное пользование для ВЛ будет складываться из полосы земли, предоставляемой для строительство ВЛ (FСВЛ) и земельных участков предоставляемых для монтажа опор (FВМО):

Схема расположения опор ВЛ представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – расчету площади земель, отводимых во временное пользование Принимаем l габаритно максимальному размеру. От проекции крайних фаз добавляем по 2 м с каждой стороны. lф – расстояние между крайними фазами опоры.

где FМПАУ, FМПП – площади земель, отводимых под монтаж анкерно-угловых и промежуточных опор соответственно.

3. Защита от гибели птиц в районах их расселения и на путях их миграции.

Для предотвращения гибели птиц в районах прохождения ВЛ следует предусматривать:

закрытие верхних отверстий полых стоек железобетонных опор наголовниками;

установку противоптичьих заградителей на траверсах и тросостойках опор ВЛ 35- кВ в местах массового расселения крупных птиц и на путях их миграции.

Тема 3. Эстетическое воздействие электрических сетей на окружающую среду Одним из факторов специфического воздействия ВЛЭП на окружающую среду является нарушение эстетики ландшафта (для природоохраняемых и рекреационных территорий, вблизи памятников истории и культуры).

В соответствии с “Рекомендации по технологическому проектированию воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше” (приказ Минэнерго России от 30 июня 2003 г. № 284) при прохождении ВЛЭП по территории заповедников, национальных парков, курортов, пригородных зон отдыха, а также вблизи памятников истории и культуры рекомендуется выполнение мероприятий, направленных на уменьшение визуального воздействия ВЛЭП на естественные ландшафты.

Мероприятия по уменьшению визуального воздействия ВЛЭП на естественные ландшафты:

- выбор трассы ВЛЭП с наименьшим ущербом для окружающей среды, т.е. изменение трассы ВЛЭП на отдельных участках для выноса опор с сельскохозяйственных угодий, удаления ВЛЭП от памятников истории и культуры;

- использование принципа экранирования (используются естественное возможности ландшафта для экранирования);

- маскировка ВЛЭП (старение проводов, чтобы они не отражали естественный свет и не были видны на большом расстоянии; окраска опор под цвет который маскирует их на естественном фоне; конструкция опор; конструкция изоляторов (окраска, форма, размеры) и т.п.);

- реконструкция существующих ВЛЭП путем замены их на двухцепные или ВЛЭП более высокого напряжения.

Тема 4. Акустические шумы, создаваемые электроустановками 1. Основные акустические характеристики шума и его источников шума 2. Действие шума на человека 3. Нормирование шума 4. Шум, создаваемый трансформаторами 4.1. Природа шума 4.2. Расчёт уровней шума, создаваемый трансформаторами на открытой территории 4.3. Мероприятия по защите от шума, создаваемого трансформаторами 5. Шум, создаваемый воздушной линией электропередачи (ВЛЭП) 5.1. Природа шума, создаваемого ВЛЭП 5.2. Расчёт уровней шума, создаваемого ВЛЭП 5.3. Мероприятия по защите от шума, создаваемого ВЛЭП 1. Основные акустические характеристики шума и его источников Классификация шумов, воздействующих на человека:

По характеру спектра шума выделяют:

- широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;

- тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шума выделяют:

- постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно»;

- непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно».

Непостоянные шумы подразделяют на:

- колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;

- прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

- импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБАI и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются не менее чем на 7 дБ.

Классификация шумов по природе происхождения:

- шум механического происхождения - шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом;

- шум аэродинамического происхождения - шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкого и распыленного топлива в форсунках и др.);

- шум электромагнитного происхождения - шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.);

- шум гидродинамического происхождения - шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.).

Воздушный шум - шум, распространяющийся в воздушной среде от источника возникновения до места наблюдения.

Структурный шум - шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот.

Акустические характеристики шума:

1. Акустические характеристики постоянного шума:

1.1. Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250;

500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемые по формуле:

где Р - среднеквадратичная величина звукового давления, Па;

Р0 - исходное значение звукового давления в воздухе равное 2·10-5Па.

Для октавных полос значения частоты верхней границы fn в два раза больше, чем значение частоты fn-1 для нижней границы: f2=2f1; f3=2f2; …, fn=2fn-1 (см. рис. 1).

Для характеристики октавной полосы в практике используют не ее нижнюю и верхнюю частоты, а среднегеометрическую частоту:

1.2. Допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера, определяемый по формуле:

где РА - среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции «А»

шумомера, Па.

Уровень звука представляет собой результирующий уровень звукового давления во всем слышимом диапазоне частот (20 – 20000 Гц) с поправкой в соответствии с характеристикой А:

где КiA – корректирующая поправка, дБ (см. таблицу);

L pi – уровень звукового давления в i - ой октавной полосе, дБ.

Индекс А в формуле показывает, что введена коррекция в соответствии с характеристикой А.

Таблица 1 – Нижние и верхние границы частот, среднегеометрические частоты октавных полос, корректирующие поправки КiA

ОКТАВА

Нижняя граница fн, Верхняя граница fв, Среднегеометрическая Корректирующая 2. Акустические характеристики постоянного шума:

2.1. Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА:

где РА(t) – текущее значение среднеквадратического звукового давления, Па;

Р0 – пороговое значение (2.10-5 Па);

Т – время действия шума.

2.2. Максимальные уровни звука LАмакс., дБА.

Акустические характеристики источника шума 1. Уровень звуковой мощности:

где W – звуковая мощность, Вт;

W0 – пороговое значение звуковой мощности, Вт (W0=10-12 Вт).

2. Корректированные уровни звуковой мощности моделей ручных машин LWA :

где КiA – корректирующая поправка, дБ (см. таблицу);

L wi – уровень звуковой мощности в i - ой октавной полосе, дБ.

3. Фактор направленности или коэффициент направленности Ф:

где r - звуковое давление на фиксированном расстоянии r от источника шума в данном направлении, Па;

ср - звуковое давление, усредненное по всем возможным направлениям излучения при том же фиксированном расстоянии r, Па.

Этот коэффициент характеризует неравномерность излучения. Для ненаправленного источника шума Ф=1.

2. Действие шума на человека При воздействии шума на окружающую среду выделяют следующие аспекты:

1. Медицинский – шум приводит к ухудшению его функционального состояния.

Функциональные расстройства нервной системы наступают раньше, чем снижение слуховой чувствительности. Медики отмечают следующие симптомы, обусловленные шумовым воздействием:

- снижение слуховой чувствительности;

- изменение функции пищеварения;

- сердечно-сосудистая недостаточность;

- нейроэндокринные расстройства.

При этом специалисты отмечают, что за счет повышения шума заболеваемость в городах увеличивается на 30 %, уменьшается продолжительность жизни на 8-10 лет, трудоспособность снижается минимум на 10 %, а эффективность отдыха – почти в два раза.

2. Социальный (около 60 % населения крупных городов проживает в условиях чрезмерного шума).

3. Экономический (шум влияет на производительность труда). Увеличение звука на 1-2 дБА приводит к снижению производительности труда на 1 % (при уровнях звука больше 80 дБА).

3. Нормирование шума Нормативным правовым актом в области нормирования уровней шума являются СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки.

Нормируемыми параметрами постоянного шума являются уровни звукового давления L, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500;

1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Для ориентировочной оценки допускается использовать уровни звука LA, дБА.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются эквивалентные (по энергии) уровни звука LАэкв., дБА, и максимальные уровни звука LАмакс., дБА.

Оценка непостоянного шума на соответствие допустимым уровням должна проводиться одновременно по эквивалентному и максимальному уровням звука. Превышение одного из показателей должно рассматриваться как несоответствие настоящим санитарным нормам.

Допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки следует принимать по табл. 2.

Таблица 2 - Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки № пп Вид трудовой деятельности, рабочее место Время суток Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометриче- Уровни звука и Максимальные диспансеров, больниц, санаториев учительские комнаты, аудитории школ и других учебных заведений, конференцзалы, читальные залы библиотек интернатов для престарелых и инвалидов, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах аэропортов и вокзалов, приемные пункты предприятий бытового обслуживания амбулаторий, диспансеров, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских дошкольных учреждений, школ и других учебных заведений, библиотек санаториев онов и групп жилых домов, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, площадки детских дошкольных учреждений, школ и др. учебных заведений Примечание.

1. Допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях устанавливаются при условии обеспечения нормативной вентиляцией помещений (для жилых помещений, палат, классов - при открытых форточках, фрамугах, узких створках окон).

2. Эквивалентные и максимальные уровни звука в дБА для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитий, обращенных в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка = + 10 дБА), указанных в позициях 9 и 10 табл. 2.

3. Уровни звукового давления в октавных полосах частот в дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции и др. инженерно-технологическим оборудованием, следует принимать на 5 дБА ниже (поправка = - 5 дБА), указанных в табл.23 (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует).

4. Для тонального и импульсного шума следует принимать поправку - 5 дБА.

4. Шум, создаваемый трансформаторами (ТМ) 4.1. Природа шума, создаваемого ТМ В соответствии со СНиП «Защита от шума» ТМ являются на территории жилой зоны характерным источником шума. ТМ состоит из обмоток и сердечника. ТМ бывают повышающие, понижающие и разделяющие. В зависимости от типовой мощности и класса напряжения в ТМ применяются следующие системы охлаждения:

- с естественной циркуляцией воздуха и масла (система охлаждения вида М);

- с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла (система охлаждения вида Д);

- с принудительной циркуляцией воздуха и масла (системы охлаждения видов ДЦ и НДЦ);

- с принудительной циркуляцией воды и масла (системы охлаждения видов Ц, НЦ, МЦ и НМЦ).

Шумы, характерные для ТМ:

- электромагнитный шум. Воспринимается ухом человека как низкое гудение. Спектр частот акустических колебаний до 800 Гц и включает частоты, кратные 50 Гц.

- аэродинамический шум. Спектр частот акустических колебаний зависит от многих факторов, например, типа двигателей, конструкции крыльчатки вентилятора и т.п. характерен для трансформаторов с воздушным охлаждением.

Причины возникновения шумов в ТМ 1. Электромагнитный шум:

1.1. Магнитострикционный эффект – вызван периодически меняющимся магнитным потоком через сердечник, что приводит к изменению длины сердечника;

1.2. Силы, действующие на витки обмотки ТМ в магнитном поле;

1.3. Силы Максвелла, возникающие в стыках и шиповых соединениях сердечника ТМ.

Рисунок 2 – Распространение звука, возникающего в сердечнике ТМ 2. Аэродинамический шум:

2.1. Вызван движением потока воздуха, который создается системой механической вентиляции.

4.2. Расчёт уровней шума, создаваемый трансформаторами на открытой территории Расчет шума, создаваемого ТМ может возникнуть в двух случаях:

1. При проектировании новой подстанции;

2. При реконструкции действующей подстанции.

При проектировании новой подстанции необходимо определить ее расположение относительно прилегаемых территорий.

При реконструкции действующей подстанции, когда увеличивается мощность силовых ТМ, необходимо определить уровень звука, создаваемый всеми источниками шума и сделать вывод о соответствии уровня шума санитарно-гигиеническим требованиям. Если есть превышение, то необходимо разработать мероприятия по уменьшению шума.

Рассмотрим порядок расчета на примере проектировании новой подстанции.

Порядок расчета:

1. Определяем тип и количество источников шума на подстанции.

2. Определяем как установлены трансформаторы в помещениях или на открытой территории.

3. Определяем акустические характеристики источника шума, согласно ГОСТ 12.1.024-87. СССБ. “Шум. Трансформаторы силовые масляные. Нормы и методы расчёта” ( корректированные уровни звуковой мощности).

4. Определяем допустимые уровни звука для территории в соответствии с заданием.

По СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96 определяем допустимый уровень звука для соответствующей территории и времени суток.

5. Определяем минимальное расстояние от подстанции до границы территории, при этом учитываем, что трансформатор является постоянным источником шума.

Из ГОСТ 12.1.024-87 известна формула, которая устанавливает связь между уровнем звука, который создает источник шума на расстоянии R, если имеет корректированный уровень звуковой мощности равный LWA, для случая R>30 м (источник шума установлен на открытой территории):

где S0=1 м2, S=2R2.

Если источников более чем один то в связи с тем, что на подстанции они размещаются достаточно близко, а до границ прилегаемых территорий достаточно далеко, несколько источников шума можно заменить одним:

где LWAi - корректированный уровень звуковой мощности для i-го источника шума, дБА;

N – количество источников шума.

С учётом того, что на границы территории должно выполняться условие LA = ДУLA (допустимый уровень звука), последнее выражение перепишем в виде Откуда минимальное расстояние определится по формуле 4.3. Мероприятия по защите от шума, создаваемого ТМ.

1. Защита расстоянием (см. пункт 4.2).

2. Экранирование. Принцип действия экранов основан на отражении, поглощении или рассеивании падающих на них звуковых волн. Эффективность экранов зависит от их размеров, материала, из которого они изготавливаются и частотного спектра шума, на пути которого они устанавливаются.

Если LA> ПДУ LA, то требуемое снижение уровня шума определяется по формуле где LA – расчетное значение.

Например, если для снижения шума применяются и зеленые насаждения и экран, то общее снижение уровня шума определим по формуле где LAэкр - снижение уровня звука экранами;

LAзел - снижение уровня звука зелеными насаждениями.

Классификация экранов:

- искусственные (зелёные насаждения, железобетонные и металлические экраны) - естественные (насыпи, рельеф местности и т.п.).

Например, зеленые насаждения представляют собой искусственные экраны, которые позволяют снизить уровень шума, создаваемый источником шума.

При посадке полос зеленых насаждений должно быть обеспечено плотное примыкание крон деревьев между собой и заполнения пространства под кронами до поверхности земли кустарником.

Полосы зеленых насаждений должны предусматриваться из пород быстрорастущих деревьев и кустарников, устойчивых к условиям воздушной среды в городах и других населенных пунктах и произрастающих в соответствующей зоне. Высота деревьев должна быть 5 – 8 м.

Таблица 3 – Снижение уровня звука полосами зеленых насаждений деревьев внутри полосы ***** рядами 3 – 5 м Зеленые насаждения позволяют снизить уровень шума до 12 дБА.

5. Шум, создаваемый ВЛЭП 5.1. Природа шума, создаваемого ВЛЭП Коронный разряд, является причиной того, что ВЛЭП источник акустических шумов.

Коронный разряд (или корона) – это самостоятельный разряд, возникающий в резко неоднородных полях, в которых ионизационные процессы могут происходить только в узкой области вблизи электродов. К такого рода полям относится и электрическое поле проводов ВЛЭП.

Начальная напряженность коронного разряда определяется для провода радиусом r (см) по формуле где m – коэффициент гладкости провода.

Коэффициент гладкости провода учитывает форму поверхности витого провода и для различных марок находится в приделах m=0,82-0,94.

При коронном разряде в результате ионизации воздуха у поверхности провода образуется объемный заряд того же знака что и полярность напряжения на проводе.

Так как объемный заряд при любой полярности провода перемещается от провода к земле, напряженность поля у поверхности провода стремиться увеличиться. Однако из-за усиления при этом ионизации воздуха объемный заряд вблизи провода пополняется, и напряженность поля в итоге сохраняется равной ЕН. Таким образом, вследствие непрерывного удаления объемного заряда от провода коронный разряд может поддерживаться неограниченно долго.

Виды коронного разряда:

1. При больших диаметрах проводов D > 1см напряженность электрического поля в окрестности провода уменьшается значительно медленнее, чем вблизи проводов малого диаметра. Поэтому зона ионизации – “чехол” короны – имеет большие размеры, и даже при начальном напряжении лавины могут достигать критической длины. Корона возникает в этом случае сразу в стримерной форме. Структура зоны ионизации дискретна, светятся многочисленные стримерные каналы.

2. На проводах малых диаметров D1 мкА/см2 в глазах человека наблюдается мелькание световых кругов, более высокие плотности токов уже захватывают пороговые значения стимуляции сенсорных рецепторов, а также нервных и мышечных клеток, что ведет к появлению испуга, непроизвольным двигательным реакциям. В случае касания человека к изолированным от земли объектам в зоне электрического поля значительной интенсивности, плотность тока в зоне сердца сильно зависит от состояния «подстилающих» условий (вида обуви, состояния почвы и т. д.), но уже может достигать этих величин. При максимальном токе, соответствующем Етах == l кВ/м (6,225 мА); известной доле этого тока, втекающего через область головы (около 1/3), и площади головы (около 100 см2) плотность тока j2000 0С) при которой происходит окисление атмосферного азота с образованием оксида азота, а затем диоксида азота. При наличии паров воды в атмосферном воздухе образуется азотная кислота.

На практике концентрации выше перечисленных загрязнителей атмосферного воздуха существенно меньше их ПДК.

В таблице приведены ПДК озона, диоксида азота и азотной кислоты в соответствии с ГН 2.1.6.1338-03 “Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест” Таблица - ПДК озона, диоксида азота и азотной кислоты в соответствии с ГН 2.1.6.1338- Тема 8. Экологические проблемы, связанные с устройством и эксплуатацией заземлителей Заземлитель это металлическая конструкция, которая непосредственно находится в контакте с землей и обеспечивает режим работы электрической сети (рабочее заземление), снижение напряжения прикосновения в аварийных ситуациях в электроустановках (защитное заземление) или отведение тока молнии в землю (молниезащита).

При этом для заземлителей нормируется сопротивление растеканию тока, которое в основном обусловлено удельным сопротивлением грунта, в котором установлены заземлители. Для того чтобы уменьшить удельное сопротивление грунта используют солевые растворы, которыми проливают грунт в местах размещения заземлителей. Помимо этого понижается температура промерзания грунта, что так же ведет к уменьшению удельного сопротивления грунта.

Таким образом, можно выделить следующие экологические проблемы, связанные с устройством и эксплуатацией заземлителей:

- химическое загрязнение почвы;

- электрический ток.

Решить первую проблему можно, например, путем использования выносных заземлителей. Для решения второй проблемы необходимо широко внедрять современные средства автоматики и релейной защиты, обладающие высокой чувствительностью и селективностью.

Тема 9. Влияние энергетических масел на человека и окружающую природную среду 1. Влияние энергетических масел на человека и окружающую природную среду.

2. Открытые распределительные устройства.

3. Закрытые распределительные устройства и подстанции.

4. Расчет маслоприемника для ОРУ 1. Влияние энергетических масел на человека и окружающую природную среду В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 трансформаторное масло имеет характеристики, приведенные в таблице.

Попадая в окружающую среду трансформаторное масло, является химическим загрязнителем гидросферы и почв.

Таблица – ПДК трансформаторного масла в воздухе рабочей зоны Наименование вещества Условные обозначения:

а - аэрозоль;

+ - требуется специальная защита кожи и глаз.

2. Открытые распределительные устройства (ПУЭ, п. 4.2.69, 7 ред.) Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждениях маслонаполненных силовых трансформаторов (реакторов) с количеством масла более 1 т в единице должны быть выполнены маслоприемники, маслоотводы и маслосборники с соблюдением следующих требований:

1) габариты маслоприемника должны выступать за габариты трансформатора (реактора) не менее чем на 0,6 м при массе масла до 2 т; 1 м при массе от 2 до 10 т; 1,5 м при массе от 10 до 50 т; 2 м при массе более 50 т. При этом габарит маслоприемника может быть принят меньше на 0,5 м со стороны стены или перегородки, располагаемой от трансформатора (реактора) на расстоянии менее 2 м.

2) объем маслоприемника с отводом масла следует рассчитывать на единовременный прием 100 % масла, залитого в трансформатор (реактор).

Объем маслоприемника без отвода масла следует рассчитывать на прием 100 % объема масла, залитого в трансформатор (реактор), и 80 % воды от средств пожаротушения из расчета орошения площадей маслоприемника и боковых поверхностей трансформатора (реактора) с интенсивностью 0,2 л/с·м2 в течение 30 мин;

3) устройство маслоприемников и маслоотводов должно исключать переток масла (воды) из одного маслоприемника в другой, растекание масла по кабельным и др. подземным сооружениям, распространение пожара, засорение маслоотвода и забивку его снегом, льдом и т.п.;

4) маслоприемники под трансформаторы (реакторы) с объемом масла до 20 т допускается выполнять без отвода масла. Маслоприемники без отвода масла должны выполняться заглубленной конструкции и закрываться металлической решеткой, поверх которой должен быть насыпан слой чистого гравия или промытого гранитного щебня толщиной не менее 0,25 м, либо непористого щебня другой породы с частицами от 30 до 70 мм. Уровень полного объема масла в маслоприемнике должен быть ниже решетки не менее чем на 50 мм.

Удаление масла и воды из маслоприемника без отвода масла должно предусматриваться передвижными средствами. При этом рекомендуется выполнение простейшего устройства для проверки отсутствия масла (воды) в маслоприемнике;

5) маслоприемники с отводом масла могут выполняться как заглубленными, так и незаглубленными (дно на уровне окружающей планировки). При выполнении заглубленного телеприемника устройство бортовых ограждений не требуется, если при этом обеспечивается объем маслоприемника, указанный в п. 2.

Маслоприемники с отводом масла могут выполняться:

с установкой металлической решетки на маслоприемнике, поверх которой насыпан гравий или щебень толщиной слоя 0,25 м;

без металлической решетки с засыпкой гравия на дно маслоприемника толщиной слоя не менее 0,25 м.

Незаглубленный маслоприемник следует выполнять в виде бортовых ограждений маслонаполненного оборудования. Высота бортовых ограждений должна быть не более 0, м над уровнем окружающей планировки.

Дно маслоприемника (заглубленного и незаглубленного) должно иметь уклон не менее 0,005 в сторону приямка и быть засыпано чисто промытым гранитным (либо другой непористой породы) гравием или щебнем фракцией от 30 до 70 мм. Толщина засыпки должна быть не менее 0,25 м.

Верхний уровень гравия (щебня) должен быть не менее чем на 75 мм ниже верхнего края борта (при устройстве маслоприемников с бортовыми ограждениями) или уровня окружающей планировки (при устройстве маслоприемников без бортовых ограждений).

Допускается не производить засыпку дна маслоприемников по всей площади гравием. При этом на системах отвода масла от трансформаторов (реакторов) следует предусматривать установку огнепреградителей;

6) при установке маслонаполненного электрооборудования на железобетонном перекрытии здания (сооружения) устройство маслоотвода является обязательным;

7) маслоотводы должны обеспечивать отвод из маслоприемника масла и воды, применяемой для тушения пожара, автоматическими стационарными устройствами и гидрантами на безопасное в пожарном отношении расстояние от оборудования и сооружений: 50 % масла и полное количество воды должны удаляться не более чем за 0,25 ч. Маслоотводы могут выполняться в виде подземных трубопроводов или открытых кюветов и лотков;

8) маслосборники должны предусматриваться закрытого типа и должны вмещать полный объем масла единичного оборудования (трансформаторов, реакторов), содержащего наибольшее количество масла, а также 80 % общего (с учетом 30-минутного запаса) расхода воды от средств пожаротушения. Маслосборники должны оборудоваться сигнализацией о наличии воды с выводом сигнала на щит управления. Внутренние поверхности маслоприемника, ограждений маслоприемника и маслосборника должны быть защищены маслостойким покрытием.

3. Закрытые распределительные устройства и подстанции (ПУЭ, п. 4.2.102 и п.

4.2.103, 7 ред.) В закрытых отдельно стоящих, пристроенных и встроенных в производственные помещения ПС, в камерах трансформаторов и других маслонаполненных аппаратов с массой масла в одном баке до 600 кг при расположении камер на первом этаже с дверями, выходящими наружу, маслосборные устройства не выполняются.

При массе масла или негорючего экологически безопасного диэлектрика в одном баке более 600 кг должен быть устроен маслоприемник, рассчитанный на полный объем масла, или на удержание 20 % масла с отводом в маслосборник.

При сооружении камер над подвалом, на втором этаже и выше (см. также 4.2.118), а также при устройстве выхода из камер в коридор под трансформаторами и другими маслонаполненными аппаратами должны выполняться маслоприемники по одному из следующих способов:

1) при массе масла в одном баке (полюсе) до 60 кг выполняется порог или пандус для удержания полного объема масла;

2) при массе масла от 60 до 600 кг под трансформатором (аппаратом) выполняется маслоприемник, рассчитанный на полный объем масла, либо у выхода из камеры - порог или пандус для удержания полного объема масла;

3) при массе масла более 600 кг:

маслоприемник, вмещающий не менее 20 % полного объема масла трансформатора или аппарата, с отводом масла в маслосборник. Маслоотводные трубы от маслоприемников под трансформаторами должны иметь диаметр не менее 10 см. Со стороны маслоприемников маслоотводные трубы должны быть защищены сетками. Дно маслоприемника должно иметь уклон 2 % в сторону приямка;

маслоприемник без отвода масла в маслосборник. В этом случае маслоприемник должен быть перекрыт решеткой со слоем толщиной 25 см чистого промытого гранитного (либо другой непористой породы) гравия или щебня фракцией от 30 до 70 мм и должен быть рассчитан на полный объем масла; уровень масла должен быть на 5 см ниже решетки. Верхний уровень гравия в маслоприемнике под трансформатором должен быть на 7,5 см ниже отверстия воздухоподводящего вентиляционного канала. Площадь маслоприемника должна быть более площади основания трансформатора или аппарата.

4. Расчет маслоприемника и маслосборника для ОРУ 1. Габариты маслоприёмника должны выступать за габариты трансформатора не менее чем на:

- 0,6 м при массе трансформаторного масла до 2 т;

- 1 м при массе трансформаторного масла от 2 до 10 т;

- 1,5 м при массе трансформаторного масла от 10 до 50 т;

- 2 м при массе трансформаторного масла более 50 т.

Габариты маслоприёмника определяем по рисунку, следовательно, они найдутся по формуле:

где А, В – габариты трансформатора, м;

– это величина, на которую габариты маслоприемника должны выступать за габариты трансформатора, зависит от массы трансформаторного масла.

2. Объем маслоприемника с отводом масла следует рассчитывать на единовременный приём 100 % масла, залитого в трансформатор. Объем маслоприемника без отвода масла следует рассчитывать на приём 100 % масла, залитого в трансформатор и 80 % воды от средств пожаротушения из расчёта орошения площади маслоприёмника и боковых поверхностей трансформатора с интенсивностью 0,2 л/с.м2 в течение 30 минут.

Маслоприемники под трансформаторы с объемом до 20 тонн, допускается выполнять без отвода масла.

Рассчитываем объём маслоприёмника, необходимого для размещения трансформаторного масла:

- плотность трансформаторного масла, = 0,88-089 г/см3.

где Объём, необходимый для размещения 80 % воды от средств пожаротушения из расчёта орошения площади маслоприёмника и боковых поверхностей трансформатора определяют по следующей формуле:

где Кп – коэффициент интенсивности пожаротушения, Кп=0,2*10-3 м3/с*м2 ;

t – время пожаротушения, t=1800 с;

SБПТ – площадь боковых поверхностей трансформатора, м2.

Общий объём, таким образом, будет складываться из объёмов под трансформаторное масло и под средства пожаротушения:

где VМП – объем маслоприемника, м3.

Высота маслоприёмника, необходимая для размещения трансформаторного масла и средств пожаротушения будет равна:

Маслоприёмники без отвода масла должны выполнятся с заглублённой конструкцией, и закрываться металлической решеткой, поверхность которого должна быть насыпана слоем чистого гравия или промытого гранитного щебня, толщиной не менее 0,25 м, либо непористого щебня другой породы с частицами (30 – 70) мм. Уровень полного объёма масла в маслоприёмнике должен быть ниже решётки не менее, чем на 50 мм (рисунок).

Высота маслоприёмника равна:

Маслосборники должны предусматриваться закрытого типа и должны вмещать полный объём масла единичного оборудования трансформаторов, реакторов, содержащего наибольшее количество масла, а так же 80% общего (с учётом 30 минутного запаса воды под средства пожаротушения):

6. Методические указания по выполнению домашних заданий, контрольных работ (самостоятельная работа студентов) изложены в рабочей программе дисциплины и материалах данного УМКД.

При выполнении индивидуальных заданий необходимо руководствоваться источниками, которые приведены в рабочей программе “Охрана окружающей среды в энергетике” п. 2.3 и ниже приведенными примерами. Необходимые для выполнения источники преподаватель в электронном виде представляет студентам через их старосту группы.

Примеры выполнения задач к расчетно-графической (контрольной) работе Определить отвод земель под электрическую сеть в соответствии с заданным вариантом:

- в постоянное пользование;

- во временное пользование.

Воздушная линия проходит по землям сельскохозяйственного назначения.

При выполнения задания примем следующие допущения: опоры размещены по отношению друг к другу на одном и том же расстоянии и это расстояние принимается равным наибольшему расстоянию для промежуточных опор по справочным данным, например, “Электротехнический справочник/ Под ред. проф.. МЭИ.: Т. 3. Кн. 1 (любой год издания)”.

Класс ВЛ, 1. Отвод земель в постоянное пользование В соответствии с условиями задачи в постоянное пользование земля будет отводиться под промежуточные и анкерные опоры и трансформаторные подстанции.

Площадь земельных участков F, предоставляемых под опоры (включая оттяжки) воздушных ЛЭП в постоянное (бессрочное) пользование, определяется по формуле /1/:

где F0 - площадь земли, занимаемая одной опорой в границах внешнего контура, м2;

n – количество опор, шт.;

f - площадь полосы земли вокруг внешнего контура опоры, м2.

Сумма F0 + f находится по следующей формуле (см. рис. 1):

где А – сторона основания опоры, м;

– отступ от опоры, м.

Величина зависит от категории земель. Для земель сельскохозяйственного назначения =1,5 м, для остальных категорий =1 м.

Площадь земли, отводимая под промежуточные опоры, м :

Площадь земли, отводимая под анкерные угловые опоры, м :

Площадь земли, занимаемая всеми опорами, м :

Площадь земли, отводимая под подстанции, м :

где nnc - количество подстанций;

FПСi - площадь земли, отводимая под i -ую подстанцию.

Площадь земельных участков FПЭС, предоставляемых под электрические сети в целом в постоянное пользование, м :

На рис. 2 приведены эскизы опор П 110-3 (промежуточная) и У 110-1+9 (анкерноугловая) /2/.

По данным /1, 2/ размеры основания опор и площадь земли, отводимую под одну трансформаторную подстанцию, соответственно равны:

АП = 2,8 м; ААУ = 7,5 м; FПС = 36000 м2.

Площадь земли, отводимая под промежуточные опоры:

FПП = (2,8+2·1,5)·(2,8+2·1,5)·85 = 2859,4 м Площадь земли, отводимая под анкерные угловые опоры:

FАУ = (7,5+2·1,5)·(7,5+2·1,5)·13 = 1433,25 м Площадь земли, занимаемая всеми опорами:

FПВЛ = 2859,4+1433,25 = 4292,65 м Площадь земли, отводимая под подстанции:

FППС = 2·36000 = 72000 м Площадь земельных участков Fпэс, предоставляемых под электрические сети в постоянное пользование:

FПЭС = 4292,65+72000 = 76292,65 м 2. Отвод земель во временное пользование Ширина полос земель, предоставляемых на период строительства воздушных линий электропередачи, сооружаемых на унифицированных типовых опорах при принятых в условиях задачи допущениях определяется по формуле /3/ (см. рис.3):

где nАУ – количество анкерных угловых опор;

nП – количество промежуточных опор;

L – длина габаритного пролета, м;

Lф-ф – расстояние между фазами ЛЭП, м.

Рисунок 3 – Полоса земли, предоставляемая под строительство воздушной линии Площадки земельных участков, предоставляемых во временное пользование для монтажа унифицированных и типовых опор (нормальной высоты) воздушных линий электропередачи в местах их размещения (дополнительно к полосе предоставляемых земель, указанных в табл.1.), должны быть не более приведенных в /1/.

Площадь земельных участков, предоставляемых под монтажные площадки:

где FМП АУ – площадь земельных участков, отводимых под монтажные площадки анкерных угловых опор, м2;

FМП П – площадь земельных участков, отводимых под монтажные площадки промежуточных опор, м2.

Площадь земельных участков FВЭС, предоставляемых под электрические сети во временное пользование, м2:

В соответствии с /1, 2/ L, Lф-ф, FМП АУ и FМП П равны:

Ширина полос земель, предоставляемых на период строительства воздушных линий электропередачи, сооружаемых на унифицированных типовых опорах, равна:

FВЛ = (85 + 13 – 1)·440·(6,3 + 4) = 439604 м2.

Площадь земельных участков, предоставляемых под монтажные площадки, равна:

Площадь земли, предоставляемой под электрическую сеть во временное пользование равна:

Таким образом, площади земельных участков, отводимых под электрическую сеть в постоянное и во временное пользование соответственно равны:

1. Нормы отвода земель для электрических сетей напряжением 0,38-750 кВ. № 14278тм-т1.

2. Электротехнический справочник/ Под ред. проф.. МЭИ.: Т. 3. Кн. 1 (любой год издания).

3. Правила определения размеров земельных участков для размещения воздушных линий электропередачи и опор линий связи, обслуживающих электрические сети. Постановление правительства РФ от 11 августа 2003 г. № 486.

На территории подстанции открыто установлены N трансформаторов.

Определить минимальное расстояние от подстанции до территории, на которой выполняются санитарно-гигиенические требования по шуму, если известен тип трансформатора.

Количество На рис. 1 приведена схема размещения трансформаторной подстанции по отношению к рассматриваемой территории.

Рисунок 1 – Схема размещения трансформаторной подстанции по отношению к рассматриваемой территории Уровень шума LА, создаваемый источником шума с корректированным уровнем звуковой мощности равным LpA, на расстоянии R от источника определяется по формуле /1/:

С учетом того, что трансформаторы располагаются по отношению друг к другу на небольшом расстоянии по сравнению с расстоянием R, то два источника шума можно рассматривать, как один с корректированным уровнем звуковой мощности равны:

Для рассматриваемой территории в соответствии с /2/ определяем допустимый уровень звука ДУLA для времени суток с 2300 до 700.

Если принять равным ДУLA=LA, то R=Rmin.

Тогда с учетом вышесказанного формулу можно переписать в следующем виде Из формулы (3) минимальное расстояние будет равно В соответствии с /1/ для трансформатора с SНОМ= 400 МВ·А, UНОМ= 220 кВ с принудительной циркуляцией воды и масла (системы охлаждения видов Ц, НЦ, МЦ, НМЦ) корректированный уровень звуковой мощности LPA=111 дБА. Корректированный уровень звуковой мощности для двух трансформаторов равен Согласно /2/ допустимый уровень звука для рассматриваемой территории в период времени с 2300 до 700 составляет 35 дБА.

Подставляя полученные значения в формулу (4) определим минимальное расстояние от подстанции до территории:

1. ГОСТ 12.2.024-87. ССБТ. Шум. Трансформаторы силовые масляные. Нормы и методы контроля.

2. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

Определить уровни звука, создаваемые ВЛ 500 кВ в соответствии с исходными данными, на разных расстояниях R от ее проекции крайней фазы на землю в середине пролета.

Линия имеет горизонтальное расположение проводов с расстоянием между ними D0=10,5 м.