Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
метод збу 2831.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
04.03.2016
Размер:
338.43 Кб
Скачать

Электроэнергетика

Методические указания

к практической работе № 1

Содержание

1. Структура практической работы………………………………………………………………3

2. Методика расчёта заземляющих устройств …………………………………………………3

3. Теоретические основы расчёта заземляющих устройств …………………………………..8

4. Приложения ……………………………………………………………………………………12

Структура практической работы

Цель практической работы - практическое применение и закрепление знаний, полученных по курсу "Электроэнергетика", приобретение навыков по расчету заземляющего устройства электрической подстанции. Выполняя работу, студент должен научиться грамотно и логично аргументировать принимаемые решения.

Вариант практической работы выдаётся преподавателем. Техническое задание на практическую работу приводится в приложении 6. Объёмом практической работы является расчёт заземляющего устройства районной или местной подстанции.

При выполнении практической работы нужно руководствоваться правилами

устройства электроустановок (ПУЭ), правилами технической эксплуатации (ПТЭЭ), строительными нормами и правилами (СниП), межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок.

Расчётная часть практической работы оформляется в виде отчета согласно

требованиям действующих ГОСТов на оформление технических расчётов и должна включать:

- задание на практическую работу;

- план подстанции и план расположения заземляемого оборудования с

указанием расположения естественных и искусственных заземлителей;

- расчёт сопротивления заземлителя;

- выбор конструктивных параметров заземлителя по электротехническим

требованиям;

Расчёт иллюстрируется графиками, схемами, выполненными на отдельных листах ватмана или миллиметровой бумаги.

Для того, чтобы студент правильно решил поставленную перед ним задачу, он должен внимательно ознакомится с приведёнными в данных методических указаниях теоретическими основами расчёта заземляющих устройств.

1. Методика расчёта заземляющих устройств

    1. В установках 110 кВ и выше с эффективно заземлённой нейтралью

Согласно ПУЭ заземляющее устройство в таких установках выполняется с учётом сопротивления R ≤ 0,5 Ом или допустимого напряжения прикосновения. Рекомендованные допустимые напряжения прикосновения в зависимости от длительности воздействия напряжения на человека приведены в таблице 1.

Таблица 1

Длительность воздействия, с

До 0,1

0,2

0,5

0,7

1

Наибольшее допустимое напряжение

прикосновения, В

500

400

200

130

100

За расчётную длительность воздействия принято, с,

где - время действия релейной зашиты;

- время полного отключения выключателя.

Для рабочего места, где персонал прикасается к заземлённым частям при оперативных переключениях, принимается время действия резервной зашиты, для остальных мест - время действия основной защиты.

Расчёт по допустимому сопротивлению приводит к неоправданному перерасходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении заземлителей подстанций с небольшой площадью, не имеющих естественных заземлителей.

Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения,

должно обеспечивать в любое время года ограничение Uпр до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве не должно превышать 10 кВ. ЕслиUпр ≥ 5 кВ, необходимо принять меры по защите изоляции отходящих кабелей и предотвращению выноса высокого потенциала за пределы электроустановки.

Расчёт по допустимому напряжению заземляющего устройства производится

в следующем порядке:

1.1.1. Проектируется "базовая" конструкция заземляющего устройства.

1.1.2. Определяется допустимое длительное напряжение прикосновения Uпр. доп.Зная наибольшее допустимое напряжение прикосновения, определяют напряжение на заземлителе, В:

где - коэффициент прикосновения, для сложных заземлителей он определяется

по формуле:

где - длина вертикального заземлителя, м;

- длина горизонтальных заземлителей (берётся по плану "базовой" конструкции заземляющего устройства), м;

- расстояние между вертикальными заземлителями,м;

S - площадь "базовой" конструкции заземляющего устройства, м2;

М - параметр, зависящий от p1/p2, (табл. 2).

Таблица 2

p1/p2

0,5

1

2

3

4

5

6

7

8

10

M

0,36

0,5

0,62

0,69

0,72

0,75

0,77

0,79

0,8

0,82

β - коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека Rч, и

сопротивлению растекания тока от ступней Rc

В расчётах принимают Ом;Ом, где- удельное

сопротивление верхнего слоя земли, Ом · м.

1.1.3.Так как , то сопротивление заземляющего устройства должно быть, Ом:

где - ток, стекающий с заземлителя проектируемого заземляющего устройства при однофазном коротком замыкании, А.

1.1.4. Определяют общее сопротивление естественных заземлителей, Ом

где - сопротивление растеканию тока кабелей, Ом;

- сопротивление растеканию тока фундаментов, Ом;

- сопротивление растекания тока системы трос - опора, Ом.

В работе сопротивление естественных заземлителей указано в исходных данных (отсутствие данных указывает на отсутствие естественных заземлителей).

Если , то сооружается только сетка из горизонтальных полос, еслито необходимо сооружение искусственного заземлителя, сопротивление которого определяется по формуле, Ом:

1.1.5. Сложный заземлитель заменяется расчётной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников, глубины их заложенияt, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения.

Многослойный грунт представляется двухслойным: верхний толщиной h1 с удельным сопротивлениемp1, нижний с удельным сопротивлениемp2. Величиныh1, p1, p2, принимаются по варианту задания.

Пример преобразования заземляющего устройства подстанции в расчетную

модель приведён в приложении 5.

1.1.6. Определяют общее сопротивление сложного заземлителя, преобразованного

в расчётную модель, Ом:

,

где:

при,

при;

Рэ - эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом · м (Прил. 4);

Lв- общая длина вертикальных заземлителей, м,Lв=;

Lг- общая длина горизонтальных заземлителей в преобразованной расчетной модели заземляющего устройства, м;

h2- относительная глубина заложения заземлителя, м.

Полученное значение Rздолжно быть меньшеRз.допилиRиск.

Если сопротивление заземлителя превышает требуемые значения, то необходимо

увеличение площади S, длины Lгчисла вертикальных заземлителейи их длины. Всё это приводит к дополнительным расходам и на подстанции трудно осуществимо. Эффективной мерой исключения опасности прикосновения является подсыпка гравия или щебня слоем 0,1…0,2 м у рабочего места. Удельное сопротивление верхнего слоя при этом резко возрастает (5000... 10000 Ом · м), что снижает ток, проходящий через человека, так как возрастает сопротивление растеканию тока с о ступней Яс. В расчёте соответственно уменьшается коэффициент β и увеличивается допустимое сопротивление заземляющего устройства.

1.1.7. Определяют напряжение прикосновения, Ом

.

Если напряжение прикосновения получается больше допустимого, то необходимо принять меры для снижения Uпрпутём расширения заземляющего устройства за пределы подстанции или путём использования естественных заземлителей или применением подсыпки слоем гравия (асфальтирование) рабочих мест. При этом уменьшается коэффициент β и увеличивается допустимое сопротивление заземляющего устройства