Электробезопасность

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по курсу «Электробезопасность»

Вариант № 2

Студент: Герасименко М.А.

Факультет: ФЭН

Группа: ЭнБ-91

Преподаватель: А. М. Парахин

Новосибирск, 2013

Задание 1. Расчет зануления в сети 380/220 В

Рис.1 Схема расчета

Iн1, Iн2, Iн3 - суммарная нагрузка соответственно фазы A, B, C.

Zтр-ра = 3,11 Ом

L2 = 10 м

Материал - медь

S1 = 0,75 мм2

K = 3

IН2 = 15А

1. Схема замещения однофазного короткого замыкания фазы А на корпус:

2. Проводим расчёт сопротивлений однофазного и нулевого защитного проводников, определив по IH сечение проводника S =0,75 мм2:

Ом

Ом

3. Определяем ток короткого замыкания IК :

4. Проверяем первое условие на отключающую способность :

5. Для правильного выбора защитного устройства необходимо проверить выполнение второго устройства:

Для этого рассчитаем напряжение прикосновения:

По напряжению прикосновения из таблицы 3 определяем предельно допустимое значение продолжительности воздействия тока на человека tГОСТ = 0,9с.

6. Определяем

зануление проводник замыкание трансформатор

7. По расчётному номинальному току IН по табл. 4 выбираем защитное устройство:

Так как К=3, расчётный номинальный ток IНР=15А, следовательно используем плавкий предохранитель типа ПРС-2

По значению Кр определяем время сгорания плавкой вставки: t = 0,45 с

Следовательно, условие тоже выполняется:

0,9с > 0,45c

На основании проделанных расчетов можно сделать вывод: выбранный плавкий предохранитель полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к защитным устройствам. Произойдет надежное избирательное автоматическое отключение поврежденной установки за допустимое время.

Задание 2. Расчет зануления в сети 380/220 В

Произвести расчет зануления в сети 380/220 В. Питание электродвигателей с короткозамкнутым ротором по двум последовательно включенным участкам с различными видами электропроводок: от трансформаторной подстанции до силового щита - кабелем АСБ (330 125), на втором участке от силового шкафа до электродвигателя - проводами или кабелем, сечение которых нужно выбрать. Длины кабелей на первом участке L1, на втором участке L2, мощности двигателей, их КПД и cos , мощности питающих трансформаторов приведены в табл.9 [1, 30]; материал проводов второго участка для вариантов с нечетными номерами - медь.

Исходные данные:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.1. Схема расчета

Длина кабеля АСБ (330 125) от трансформаторной подстанции до силового щита - L1= 25 м;

Длина кабеля от силового шкафа до электродвигателя L2= 15 м, материал - медь (=0,018Оммм2/м);

Мощность двигателя Р = 3 кВт; cos = 0,88; КПД = 0,84;

Полная мощность трансформатора, от которого питается двигатель

Sтр = 100 кВА.

1. Приведём схему замещения однофазного короткого замыкания при замыкании фазы А на корпус на рис.1.2.

СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.2. Схема замещения при однофазном коротком замыкании

2. Произведём расчет номинального тока двигателя по формуле:

Значение Iн выбираем таким, чтобы автоматический выключатель не отключал установку при протекании рабочих токов:

3. Исходя из полученного значения номинального тока двигателя по таблице 2 [1, 12] выбираем площадь сечения проводов (для четырех одножильных проводов, проложенных в одной трубе) с медными жилами на втором участке:

SФ1 = 30 мм2; SН1 = 25 мм2 - исходные данные.

SФ2 = 5 мм2; SН2 = 5 мм2.

4. Определяем активные и индуктивные сопротивления фазных и нулевых защитных проводников: т.к. провода выполнены из цветного металла, то индуктивным сопротивлением можно пренебречь. Тогда схема примет вид:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1.3. Преобразованная схема замещения при однофазном коротком замыкании

5. Выбираем приближенное значение расчетного полного сопротивления масляного трехфазного трансформатора по таблице 1[1] в зависимости от его мощности: ZТ = 1,237 Ом.

6. Определяем ток короткого замыкания:

7. Напряжение прикосновения:

По напряжению прикосновения определяем время срабатывания защиты: по ГОСТ (таблица 3, [1]) максимальное время срабатывания защиты tГОСТ = 1 с, но так как UПР < 120В, то время определяем по Правилам устройства электроустановок, 7-е издание, табл.1.7.1. где при UФ=220 В время срабатывания должно быть t=0,4 сек.

8. Выбор аппарата защиты:

Для защиты асинхронных двигателей нужно выбирать автомат с комбинированным расцепителем. По значению номинального тока выбираем аппарат защиты AE-2540 из таблицы 6 [1], кратность короткого замыкания у которого Кmax = 11.

Рассчитаем кратность тока короткого замыкания ,

т.е. К > Кmax , тогда данный автомат с комбинированным расцепителем надежно отключит двигатель от за 0,33 с.

Задание 3. Расчет заземления трансформаторной подстанции ТП10/0,4кВ

Рассчитать заземление трансформаторной подстанции ТП 10/0,4 кВ в однородном грунте по допустимому сопротивлению растекания Rз . Размеры подстанции (А х В) даны в таблице [2, 8]. В качестве вертикальных электродов использовать прутковую сталь длиной L, м и диаметром d, мм. В качестве горизонтального электрода используется полосовая сталь сечением 25 х 4 мм. Расчетные удельные сопротивлении грунта (Ом•м) для горизонтальных и вертикальных электродов даны в таблице. Глубина траншеи 0,8 м. Верхние концы вертикальных электродов выступают со дна траншеи на 0,2 м.

Исходные данные:

Размеры подстанции А х В, м равны 8 х 15 м;

Длина вертикального электрода Lв = 4,8 м; его диаметр dв = 16 мм = 0,016 м;

Расчетные удельные сопротивлении грунта (Ом•м) для горизонтальных и вертикальных электродов соответственно срас.г = 175 Ом•м; срас.в = 135 Ом•м; Расстояние от конца электрода до поверхности земли h0 = 0,6 м.

Для расчета необходимо знать требуемое сопротивление заземления Rз. Для подавляющего большинства подстанций 10/0,4 кВ нейтральная точка на стороне 0,4 кВ заземлена. Величина этого сопротивления заземления (рабочее заземление) по нормам для U = 0,4 кВ должна быть равна 4 Ом. Величина сопротивления для установок до 1000 В (защитное заземление) также равна 4 Ом. Для установок напряжением 10 и 0,4 кВ согласно ПУЭ сопротивление определяется по формуле:

где Iз - расчетный ток замыкания на землю.

В связи с тем, что величина этого тока зависит от длины воздушных и кабельных линий, которая в условии задачи не дается, принимаем величину сопротивления заземления Rз = 4 Ом (как для установок до 1 кВ).

Тип заземлителя выбираем контурный, размещенный по периметру подстанции.

Предварительную схему заземлителя наносим на план подстанции с её основными размерами. При этом вертикальные электроды размещаем на расстоянии а = 5 м один от другого.

1. Удельное сопротивление грунта с учетом сезонных колебаний влажности для вертикальных стержней:

= 1,4 . 135 = 189

2. Определяем расчетное сопротивление растеканию тока одиночного стержня :

,

где - расстояние от середины электрода до поверхности земли, м;

3. Предварительное количество заземлителей

= 42,76 / 4 = 10,6 ? 10,

где Rз = 4 Ом (по ПУЭ)

4. Длинна соединительной полосы по длине контура цеха

lп = 2•8 + 2•15 = 46

б =46 / 10 = 4,6

б / Lc = 4,6 / 4,8 = 0,96

5. Удельное сопротивление грунта для соединительной полосы :

= 4,5 • 175 = 787,5

6. Сопротивление растеканию тока соединительной полосы :

,

Далее, имея в виду, что принятый нами заземлитель контурный и что n = 10 шт., а отношение б / Lc = 4,6 / 4,8 = 0,96 , определяем по табл6. и 7. коэффициенты использования электродов заземлителя - зс = 0,55, з п = 0,34.

Теперь находим результирующее сопротивление заземляющего устройства:

Rз.у. = 7,2 Ом.

Значение результирующего сопротивления значительно превышает значение сопротивления заземления, что противоречит условию Rз.у.< Rз.

Тогда пойдем другим путем, сопротивление искусственного заземлителя находим из следующего выражения :

сэкв = 175•(1- e-3.6•2.7/10.95) + 135•(1 - e-0.1•10.95/2.7) = 44.55 + 102.98 = 147.53, следовательно, Rec = 7 Ом.

Зная сопротивление естественного заземлителя найдем результирующее сопротивление заземляющего устройства:

,

Тогда = 3,54 Ом, что удовлетворяет условию Rз.у.< Rз.

Таким образом, проектируемый заземлитель - контурный, состоит из 10 вертикальных электродов длиной 4 м и диаметром 14 мм, выполненных из прутковой стали, и горизонтального электрода длиной 60 м, выполненного из полосовой стали сечением 25 х 4 мм.

Список используемой литературы

1. Соболев Ю. И., Бородин А. И. Расчет зануления на соответствие правилам безопасности. Методическое пособие, НГТУ, 2004 г.

2. Фадин Ю. И. Безопасность жизнедеятельности. Задачи по курсу и методические указания, НГТУ, 1998 г.

3. Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. Пособие для вузов. - 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 448 с., ил.

Размещено на Allbest.ru