Безопасная эксплуатация систем электроснабжения

БЕЗОПАСНАЯ 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

СИСТЕМ 

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Г.В. ПАЧУРИН
О.В. МАСЛЕЕВА
А.А. СЕВОСТЬЯНОВ
А.Н. ФИТАСОВ

Рекомендовано УМО РАЕ по классическому университетскому образованию 

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 

обучающихся по направлениям подготовки 13.03.02 и 13.04.02 

«Электроэнергетика и электротехника», 

20.03.01 «Техносферная безопасность»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва 
ИНФРА-М 

202

УДК 621.31(075.8) 
ББК 31.28ня73 
 
П12

Р е ц е н з е н т ы:

О.С. Хватов, доктор технических наук, профессор, заведующий 

кафедрой электротехники и электрооборудования объектов водного 
транспорта Волжского государственного университета водного транспорта;

Н.А. Кузьмин, доктор технических наук, профессор, заведующий 

кафедрой автомобильного транспорта Нижегородского государственного технического университета имени Р.Е. Алексеева, доктор транспорта, академик Российской академии транспорта

ISBN 978-5-16-019500-1 (print)
ISBN 978-5-16-107832-7 (online)

© Пачурин Г.В., Маслеева О.В., 

Севостьянов А.А., Фитасов А.Н., 2022

Пачурин Г.В.

П12  
Безопасная эксплуатация систем электроснабжения : учебное посо
бие / Г.В. Пачурин, О.В. Маслеева, А.А. Севостьянов, А.Н. Фитасов. — 
Москва : ИНФРА-М, 2024. — 205 с. — (Высшее образование). — DOI
10.12737/1029790.

ISBN 978-5-16-019500-1 (print)
ISBN 978-5-16-107832-7 (online)
Основной целью учебного пособия является определение опасных 

и вредных производственных факторов при эксплуатации электрооборудования главных понизительных подстанций и трансформаторных подстанций. Предложены конкретные мероприятия по снижению их негативного воздействия на обслуживающий персо нал.

Соответствует требованиям федеральных государственных образова
тельных стандартов высшего образования последнего поколения.

Для бакалавров и магистров очной и заочной форм обучения по направ
лениям подготовки 13.03.02 и 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника». Может быть использовано преподавателями, инженерами и специалистами при эксплуатации промышленного оборудования и безопасной 
организации работ на производстве, а также широким кругом читателей, 
интересующихся проблемами безопасности жизнедеятельности человека.

УДК 621.31(075.8)

ББК 31.28ня73

Авторский коллектив

Нижегородского государственного технического университета 
имени Р.А. Алексеева

Герман Васильевич Пачурин, доктор технических наук, профессор, профессор (гл. 4—10 совместно с О.В. Маслеевой);
Ольга Владимировна Маслеева, кандидат технических наук, доцент, доцент (гл. 4—10 совместно с Г.В. Пачуриным; введение; заключение; проверочные тесты; ответы на проверочные тесты);
Александр Александрович Севостьянов, кандидат технических 
наук, доцент, заведующий кафедрой (гл. 1—3 совместно с А.Н. Фитасовым; библиографический список);
Анатолий Николаевич Фитасов, старший преподаватель (гл. 1—3 
совместно с А.А. Севостьяновым).

Список сокращений

АРМ — автоматизированное рабочее место
АУПС — автоматическая пожарная сигнализация
АУПТ — автоматическая установка пожаротушения
ВЛ — воздушная линия
ГПП — главная понизительная подстанция
ЗРУ — закрытое распределительное устройство
ИП — защитный искровой промежуток
КВЛ — кабельно-воздушная линия
КЗ — короткое замыкание
КЛ — кабельная линия
КПП — контрольно-пропускной пункт
КРУ — комплектное распределительное устройство
КРУЭ — комплектное распределительное устройство элегазовое
КТП — комплектная трансформаторная подстанция
ЛАЗ — линейно-аппаратный зал
ЛЭП — линии электропередачи
НКУ — низковольтное комплектное устройство
ОПН — ограничитель перенапряжения
ОПУ — общеподстанционный пункт управления
ОРУ — открытое распределительное устройство
ПГВ — подстанция глубокого ввода
ПДУ — предельно допустимая норма
ППР — планово-предупредительный ремонт
ПС — подстанция
ПТЭ — правила техники эксплуатации
ПУЭ — правила устройства электроустановок
РВ — разрядник вентильный
РП — распределительный пункт
РПН — регулирование напряжения под нагрузкой
РТ — разрядник трубчатый
РУ — распределительное устройство
РУ ВН — распределительное устройство высокого напряжения
РУ НН — распределительное устройство низкого напряжения
СИЗ — средства индивидуальной защиты
СИЗОД — средства индивидуальной защиты органов дыхания
СИП — самонесущий изолированный провод
СНиП — санитарные нормы и правила
СОУЭ — система оповещения и управления эвакуацией

ССБТ — система стандартов безопасности труда
СШ — секция сборных шин
СЭС — система электроснабжения
ТП — трансформаторная подстанция
ТСН — трансформатор собственных нужд
ТЭЦ — теплоэлектроцентраль
ШЭ — шкаф электротехнический
ЩР — щит распределительный
ЩПТ — щит постоянного тока
ЩСН — щит собственных нужд
ЩУ — щит управления
ЭДС — электродвижущая сила
ЭМП — электромагнитное поле
ЭП — электроприемник
ЭСПП — система электроснабжения промышленных предприятий
ЭЭ — электроэнергия

Введение

В Трудовом кодексе Российской Федерации охрана труда определяется как система сохранения жизни и здоровья работников 
в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, 
социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.
Производственная безопасность определяется как комплекс 
мероприятий по обеспечению безопасности в случае возникновения опасных факторов и включает в себя электробезопасность, 
безопас ную эксплуатацию оборудования, безопасное протекание 
технологических процессов, безопасность перемещения грузов 
и безопасность перемещения персо нала по территории предприятия.
Целью энергетической политики России является максимально 
эффективное использование природных энергетических ресурсов 
и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики, повышения качества жизни населения страны и содействия укреплению ее внешнеэкономических позиций. Энергетическая политика России направлена на эффективное и рацио нальное 
использование природных энергоресурсов и потенциала энергетического сектора в целях обеспечения стабильного развития экономики и достойного уровня жизни населения страны.
Главными стратегическими ориентирами долгосрочной государственной энергетической политики являются:
 
• энергетическая безопасность;
 
• энергетическая эффективность экономики;
 
• бюджетная эффективность энергетики;
 
• экологическая безопасность энергетики.
К числу основных составляющих государственной энергетической политики относятся:
 
• недропользование и управление государственным фондом недр;
 
• развитие внутренних энергетических рынков;
 
• формирование рацио нального топливно-энергетического баланса; 
 
• регио нальная энергетическая политика;
 
• инновационная и научно-техническая политика в энергетике; 
 
• социальная политика в энергетике.

Поэтому для решения этих вопросов необходимо создать оптимальные условия производственной среды и трудового процесса 
для обслуживающего персо нала.
Анализ условий труда и производственного травматизма в России 
показывает, что уровень производственного травматизма остается 
достаточно высоким и процесс его снижения затруднен.
Согласно статистическим данным, около 40% работников, занятых в производстве и распределении электроэнергии, работают 
во вредных и опасных условиях труда. К ним относятся: воздействие шума и вибрации, нагревающий и охлаждающий микроклимат, неудовлетворительная световая среда. Численность пострадавших на производстве составляет 1,5 тыс. человек за год, 
в том числе со смертельным исходом 0,1 тыс. человек. Число погибших на производстве в электроэнергетике не имеет тенденции 
к снижению.
Анализ причин несчастных случаев с тяжелыми последствиями 
показывает, что основными из них являются:
 
• неудовлетворительная организация производства работ (является основной и составляет 30,2%);
 
• нарушение работниками трудового распорядка и дисциплины 
труда (5,9%);
 
• неприменение работником средств индивидуальной защиты 
(5,7%);
 
• нарушение технологического процесса (5,3%);
 
• неудовлетворительное содержание и недостатки в организации 
рабочих мест (5,9%);
 
• недостатки в организации и проведении обучения работников 
по охране труда (4,2%).
Таким образом, в общей структуре причин несчастных случаев 
на производстве в электроэнергетике порядка 70% занимают причины организационного характера.
Однако приходится констатировать, что современная энергетика остается источником опасных и вредных производственных 
факторов. Требуется дальнейшее изучение проблем и причинноследственных связей травматизма и успешного развития производства электроэнергии на данном этапе развития общества. Необходимо решать вопросы профилактики и снижения риска несчастных случаев и профессио нальных заболеваний в условиях 
производства.
Авторы данного учебного пособия ставят перед собой задачу 
показать роль электроснабжения промышленных предприятий, вы

явить и идентифицировать опасные и вредные производственные 
факторы и предложить конкретные мероприятия по их снижению.
Учебное пособие предназначено для студентов направления 
подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» (профили «Электроэнергетические системы и сети» и «Электроснабжение и релейная защита»).
В результате освоения материалов учебного пособия студенты 
будут:
знать
 
• основные понятия и положения правила техники безопасности, 
производственной санитарии, пожарной безопасности, нормы 
охраны труда, основы права;
 
• приемы первой медицинской помощи, методы защиты 
в условиях чрезвычайных ситуаций;
уметь
 
• пользоваться законодательной и нормативной документацией 
по вопросам производственной безопасности, разрабатывать 
мероприятия по защите работающих от опасных и вредных производственных факторов;
владеть
 
• приемами оценки опасных и вредных факторов в энергетике;
 
• способностью самостоятельного принятия решений при планировании и внедрении системы мероприятий, исключающих 
травматизм и профессио нальные заболевания.

Глава 1. 
ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ 
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ 
ПРЕДПРИЯТИЙ

Общие принципы построения систем электроснабжения. 
Системы электроснабжения современных промышленных предприятий должны удовлетворять следующим требованиям:
 
• экономичности и надежности;
 
• безопасности и удобства в эксплуатации;
 
• обеспечения надлежащего качества электроэнергии в соответствии с указаниями ГОСТ 32144–2013;
 
• энергоэффективности;
 
• гибкости системы, дающей возможность дальнейшего развития 
без существенного переустройства основных вариантов электросетей на период строительства и эксплуатации;
 
• максимального приближения источников высшего напряжения 
к электроустановкам потребителей, обеспечивающего минимум 
сетевых звеньев и ступеней промежуточной трансформации, 
снижение первоначальных затрат и уменьшение потерь электроэнергии с одновременным повышением надежности.
Система электроснабжения в целом выполняется таким 
образом, чтобы в условиях послеаварийного режима по завершении 
соответствующих переключений и пересоединений она была бы 
способна, как правило, обеспечить питание нагрузки предприятия 
(с установленным ограничением) с учетом использования всех дополнительных источников и возможностей резервирования (перемычки, связи на вторичном напряжении, аварийные источники 
и т.п.).
При решении вопросов резервирования учитываются перегрузочная способность электрооборудования, величина предшествовавшей нагрузки и другие факторы. Для этой цели коммутационные аппараты выбираются на такие номинальные токи, которые 
не ограничивают использования перегрузочной способности трансформаторов, кабелей и т.п. Учитывается также степень резервирования в технологической части (резервные насосы, компрессоры 
с отдельным питанием, а также резервные емкости: бункеры, баки, 
склады сырья и полуфабрикатов и т.п.).

При определении объема резервирования и пропускной способности всей системы электроснабжения в целом нельзя допускать 
завышения количества электрооборудования и кабелей и их номинальных токов, сечения и т.п.
Надежность электроснабжения. Необходимая степень надежности системы электроснабжения определяется в зависимости 
от мощности электроустановки, ее назначения, требуемой бесперебойности и перспектив дальнейшего развития предприятия. 
Должна соблюдаться координация уровней надежности отдельных 
звеньев системы электроснабжения, с тем чтобы степень надежности, как правило, повышалась при переходе от потребителей 
энергии к источникам питания по мере увеличения их мощности.
Надежность в общем виде можно охарактеризовать как способность системы электроснабжения и отдельных ее элемен тов 
обеспечивать выполнение поставленных перед ними задач по бесперебойному питанию электроэнергией данного предприятия и отдельных его объектов, не приводящему к срыву плана производства 
и к авариям в электрической и технологической частях. Чтобы 
«обеспечить» надежную работу ответственных электроприемников 
при нормальном и послеаварийном режимах, необходимо:
1) свести к минимуму число и продолжительность перерывов 
в их электроснабжении;
2) обеспечить надлежащее качество электроэнергии для создания устойчивой работы ответственных технологических агрегатов при нарушениях режима электроснабжения.
В первую очередь надежность системы электроснабжения определяется схемным и конструктивным построениями, разумным 
объемом заложенных в систему резервов, а также надежностью 
входящих в нее основных составных элемен тов, в частности электрооборудования.
В некоторых производствах (например, в химической промышленности) допустимый перерыв электроснабжения составляет 
несколько секунд, а иногда и меньше, после чего необходимые 
по условиям производства технологические параметры выходят 
за допустимые пределы.
Перерыв питания электроэнергией предприятия или части его 
вызывает убытки производства, или так называемый «ущерб». Перерыв питания может быть вызван авариями или повреждениями 
в энергосистеме или системе электроснабжения предприятия. Он 
может сопровождаться полным прекращением или частичным 
ограничением питания различной продолжительности в послеаварийный период. Система электроснабжения должна быть выпол