РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

12. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала при обслуживании электроустановок. К защитному заземлению относятся заземления частей установки, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под ним при повреждении изоляции. Заземление позволяет снизить напряжение прикосновения до безопасного значения.

Произведём расчёт заземляющего устройства подстанции ПГВ.

Установим необходимое допустимое сопротивление заземляющего устройства. В данном случае заземляющее устройство используется одновременно для установок выше 1000 В с заземлённой нейтралью и изолированной нейтралью. Согласно [12] сопротивление растекания R_з для установок выше 1000 В с заземлённой нейтралью R₃ ≤ 0,5 Ом, а для установок выше 1000 В с изолированной нейтралью R₃≤, но не более 10 Ом. Из двух сопротивлений выбираем наименьшее, то есть R₃ < 0,5 Ом.

Определим необходимое сопротивление искусственного заземлителя R_н. Так как данных о естественных заземлителях нет, то R_н = R_з=0,5 Ом.

Выберем форму и размеры электродов, из которых будет сооружаться групповой заземлитель. В качестве вертикальных электродов выбираем прутки диной 5 м диаметром 14 мм. Эти заземлители наиболее устойчивы к коррозии и долговечны. Кроме того, их применение приводит к экономии металла. Прутки погружаем в грунт на глубину 0,7 м с помощью электрозаглубителей. В качестве горизонтальных электродов применяем полосовую сталь сечением 4x40 мм. Во избежание нарушения контакта при возможных усадках грунта укладываем её на ребро. Соединение горизонтальных и вертикальных электродов осуществляем сваркой.

Размеры подстанции 37x28 метров. Тогда периметр контурного заземлителя равен р=2·(37-4+28-4)=114 м, а среднее значение расстояния между электродами:

 м, (12.1)

где n_a=60 – предварительное число вертикальных электродов.

Отношение а/l=1,9/5=0,38, тогда из [12] коэффициент использования вертикальных электродов К_и.верт=0,29.

Определим расчётное удельное сопротивление грунта отдельно для горизонтальных и вертикальных электродов с учётом повышающих коэффициентов Кс, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание его зимой. Расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов:

r_{расч.верт}=К_с.в·r_о,  (12.2)

где К_с.в=1,3 – коэффициент сезонности для вертикальных электродов и климатической зоны 2 согласно [12];

r_о=40 – удельное сопротивление грунта для глины, Ом·м.

Расчётное удельное сопротивление грунта для горизонтальных электродов:

r_{расч.гор}=К_с.в·р₀,  (12.3)

где К_с.в=3 – коэффициент сезонности для горизонтальных электродов и климатической зоны 2 согласно [12];

r_{расч.верт}==1,3·40=52 Ом·м; r_{расч.гор}=3·40=120 Ом·м.

Определим сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода:

, (12.4)

где 1=5 – длина вертикального электрода, м;

d=14·10^-3 – диаметр электрода, м;

t=3,2 – расстояние от поверхности грунта до середины электрода, м;

Ом.

Определим примерное число вертикальных электродов п, при предварительно принятом коэффициенте использования вертикальных электродов К_и.верт=0,29:

, принимаем n_в=80.

Определим сопротивление растеканию тока горизонтального электрода:

, (12.5)

где 1=114 – длина горизонтального электрода, м;

 t=3,2 – глубина заложения, м;

 d_э – эквивалентный диаметр электрода, м; d_э=0,5·b=O,5·0,04=0,02 м;

Ом

Уточнённые значения коэффициентов использования: К_и.верт=0,276; К_н.гор=0,161, тогда уточнённое число вертикальных электродов с учётом проводимости горизонтального электрода:

(12.6)

, принимаем n_ву=81.

отличие меньше 10%, следовательно, окончательное число вертикальных электродов – 81.

Для выравнивания потенциала на поверхности земли с целью снижения напряжения прикосновения и шагового напряжения на глубине 0,7 м укладываем выравнивающую сетку с размером ячейки 6,6x6 метров. План подстанции с контурным заземлителем представлен на рисунке 21.

Рисунок 14. Заземление ПГВ

Спроектированная система электроснабжения бумажной фабрики имеет следующую структуру. Предприятие получает питание от энергосистемы по двухцепной воздушной линии электропередачи длиной 3 км напряжением 110 кВ. В качестве пункта приёма электроэнергии используется двухтрансформаторная подстанция глубокого ввода с трансформаторами мощностью 10000 кВА. Вся электроэнергия распределяется на напряжении 10 кВ по кабельным линиям.

В результате проделанной работы были определены следующие параметры электроснабжения. Расчетные нагрузки цехов определены по методу коэффициента спроса и статистическим методом. В качестве расчётной нагрузки по фабрике в целом приняли нагрузку, определённую методом коэффициента спроса S_м=15931,01 кВА. Была построена картограмма электрических нагрузок, по которой было определено место расположения пункта приёма электроэнергии. На основании технико-экономического расчёта было выбрано устройство высокого напряжения типа «выключатель». Были выбраны силовые трансформаторы типа ТРДН-1000/110. Питающие линии марки АС-150, которые прокладываются на железобетонных опорах. Вследствие большого процентного содержания нагрузки 10 кВ в общей нагрузке предприятия, без ТЭР было выбрано рациональное напряжения распределения электроэнергии 10 кВ. На территории фабрики расположены 15 КТП с расстановкой БСК.. Питание цехов осуществляется кабельными линиями, проложенными в земле. Для выбора элементов схемы электроснабжения был проведён расчёт токов короткого замыкания в трёх точках. На основании этих данных были выбраны аппараты на сторонах 110 кВ, 10 кВ и 0,4 кВ, а также проведена проверка КЛЭП на термическую стойкость. Был произведён расчёт продольной дифференциальной токовой защиты трансформаторов ПГВ. Был рассмотрен расчёт молниезащиты и заземляющего устройства ПГВ.

В целом предложенная схема электроснабжения отвечает требованиям безопасности, надёжности, экономичности.

1. Фёдоров А.А., Вершинина С.И. Сборник заданий для курсового проектирования по основам электроснабжения промышленных предприятий. Учебное пособие. Чебоксары, 1968.

2. Правила устройства электроустановок. Москва, Энергоатомиздат, 1986.

3. Справочник по проектированию электроснабжения под редакцией Барыбина Ю.Г., Фёдорова Л.Е., Зименкова М.Т., Смирнова А.Г. Москва, 1990.

4. Фёдоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Москва, Энергоатомиздат, 1987.

5. Диев С.Г., Сюсюкин А.И. Методические указания для выполнения курсового проекта по электроснабжению промышленных предприятий. Омск, 1984.

6. Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий. СН174-75. Москва, Госстрой СССР, 1976.

7. Справочник по проектированию электроэнергетических систем под редакцией Рокотяна С.С., Шапиро И.М. Москва, Энергоатомиздат, 1985.

8. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Москва, Энергоатомиздат, 1989.

9. Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Выпуск 13Б. Расчёты. Москва, Энергоатомиздат, 1985.

10. Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Выпуск 13 А. Схемы. Москва, Энергоатомиздат, 1985.

11. Зайцев А.И. Проектирование электрических подстанций промышленных предприятий. Учебное пособие. Томск, 1960.

12. Шкаруба М.В. Изоляция и перенапряжения в электрических системах. Методические указания. Омск, 1995.

Похожие работы

Электроснабжение агломерационной фабрики металлургического комбината

Скачать

98085

15

18

... Конвейерный транспорт. Поточно-транспортные системы. На металлургических заводах очень широко используется конвейерный транспорт. Комплекс подготовительных цехов крупного металлургического комбината, состоящий из обогатительных и агломерационных фабрик, коксохимических и огнеупорных цехов, может иметь конвейерные линии протяжённостью около ста километров. На таком предприятии насчитывается свыше ...

Электроснабжение текстильного комбината

Скачать

154193

27

28

... повреждения или отключения другой. 1. Определяют ток в линии в нормальном и послеаварийном режимах:  (6.1.5)  (6.1.6) 2. Сечение провода рассчитывают по экономической плотности тока: Для текстильного комбината: Тма = 6200-8000 ч., Тмр = 6220ч. [10]. Следовательно jэк = 1 А/мм2 [9].  (6.1.7) По полученному сечению выбирают алюминиевый провод со стальным сердечником марки АС-120/19. ...

Расчет нагрузок с помощью ЭВМ

Скачать

25296

2

1

... Расчет электрических нагрузок с применением ЭВМ. Расчет электрических нагрузок - одна из тех операций, которые наиболее легко поддаются автоматизации с помощью ЭВМ. Предложено несколько алгоритмов и программ машинного расчета электрических нагрузок, однако наиболее простым является алгоритм расчета трехфазных электрических нагрузок, разработанный мной. В основу этого алгоритма положен метод ...

Проект кондитерской фабрики, вырабатывающей 11,5 тыс. т/год конфет и мармеладных изделий

Скачать

216249

47

1

... и дешевыми для больных сахарным диабетом по сравнению с другими видами мармеладов, особенно импортными [ ]. 5 Мероприятия, направленные на увеличение сроков годности кондитерских изделий В соответствии с ГОСТ Р 51074-97 сроки хранения конфет и мармеладных изделий следующие: Конфеты: Глазированные шоколадной глазурью: - с корпусами из масс пралине, из сбивных масс завернутые 3 мес; - с ...