Расчет защитных заземлений в цепях промышленных предприятий и на подстанциях

Защитное заземление, его применение для защиты людей от поражения электрическим током. Понятие заземляющего устройства. Расчет защитного заземления. Определение сопротивление заземления и количества заземлителей, расчет расстояния между электродами.

Рубрика Физика и энергетика
Вид практическая работа
Язык русский
Дата добавления 14.05.2015
Размер файла 75,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Практическая работа № 11

Тема: Расчет защитных заземлений в цепях промышленных предприятий и на подстанциях

При расчете заземляющего устройства определяется тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Этот расчет производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с существующими требованиями ПУЭ. Грунт, окружающий заземлители, не является однородным. Наличие в нем песка, строительного мусора и грунтовых вод оказывает большое влияние на его сопротивление. ПУЭ рекомендует определять удельное сопротивление грунта р путем непосредственных измерений в том месте, где будут размещаться заземлители. При этом необходимо учитывать сезонное колебание удельного сопротивления. Весной и осенью оно ниже, чем зимой и летом. Увеличение удельного сопротивления в зимнее и летнее время года учитывается с помощью коэффициента повышения сопротивления.

Различают три значения коэффициента:

ш1 -- удельное сопротивление грунта соответствует минимальному значению (грунт влажный, перед измерением произошло выпадение большого количества осадков);

Ш2 -- удельное сопротивление грунта соответствует среднему значению (грунт средней влажности, перед измерением произошло выпадение небольшого количества осадков);

Удельное сопротивление грунтов

ш3 -- удельное сопротивление грунта соответствует максимальному значению (сухой грунт, перед измерением не было выпадение осадков). Расчетное значение удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления

Р = Риз ш

где риз -- измеренное удельное сопротивление грунта, ш - коэффициент повышения сопротивления. При отсутствии данных измерения для расчетов пользуются примерными значениями удельных сопротивлений грунтов. Расчетные значения коэффициента повышения сопротивления для различных грунтов и глубин заложения заземлителей приведены в таблице.

Зная расчетное удельное сопротивление грунта, можно определить сопротивление одиночного заземлителя. Сопротивление вертикального заземлителя при длине L (м), диаметре d (мм) определяется приближенной формулой

Ro = (0,366p /L) Lg(4L / d).

В расчетах можно пользоваться также следующими упрощенными формулами:

* для углубленного пруткового электрода диаметром 12 мм, длиной 5 м

Ro пр = 0?00227 p ;

* для электрода из угловой стали размером 50х50х5 мм, длиной 2,5 м

Rо у = 0,0034 p ;

* для электрода из трубы диаметром 60 мм, длиной 2,5 м

Ro тр = 0,00325 p , где p выражено в Ом/см.

* Число вертикальных заземлителей определяется по значениям

Ro = R1 и RУ=R3 n = Ro/(?? Rз ) ,

где n - коэффициент экранирования.

Характер грунта

Глубина заложения, м

Расчетные формулы

Ш1

Ш1

Ш1

Суглинок

Садовая земля (0,6), ниже слой глины

Гравий с примесью глины, ниже глина

Известняк

Гравий с примесью песка

Торф

Песок

Глина

0,8-3,8

0,3

0-2

0-2

0-2

0-2

0-2

0-2

2,0

-

1,8

2,5

1,5

1,4

2,4

2,4

1,5

1,32

1,2

1,51

1,3

1,1

1,56

1,36

1,4

1,2

1,1

1,2

1,2

1,0

1,2

1,2

Если расстояние между заземлителями б и отношение б/L уточняется по периметру подстанции, то вновь рассчитывается число заземлителей при новом значении коэффициента использования.

Заземлители соединяются посредством горизонтальных металлических полос, сопротивление которых Rn необходимо учитывать, если сопротивление RУ вертикальных заземлителей больше сопротивления R3, принятого по нормам

Rn = ln

где КиI - коэффициент использования протяженных заземлителей (зависит от отношения б/L и числа вертикальных электродов в ряду; составляет примерно 0,75-0,89; Ln ,bn - длина и ширина полосы, см; tn - глубина заложения полосы. Если учитывается сопротивление соединительной полосы, то уменьшается необходимое количество заземляющих вертикальных электродов. После выбора расчетной величины сопротивления растеканию R3 находят сопротивление искусственных заземлителей Rи, при этом учитывается сопротивление Re естественных заземлителей: Rк = R3Re (Re-R3)/ проводимость искусственного заземлителя складывается из проводимости искусственного заземлителей I / RУ , и стальной горизонтальной полосы I / Rn , с учетом коэффициента экранирования (см. табл. 21.1). Чтобы создать надежный контакт со слоями грунта, не подверженными промерзанию и высыханию, заземлители закладывают на глубину порядка 0,7 м (от поверхности земли до верхней части заземлителя).

По форме расположения заземлителей различают выносные (или сосредоточенные) и контурные заземления. При высоком заземлении все заземлители сосредотачиваются в одном определенном месте, где располагают их на расстоянии не менее 2,5-3 мм друг от друга. С помощью магистралей заземления к выносному заземлению присоединяется электрооборудование. При контурном заземлении заземлители располагаются по периметру защищаемой территории; при большей величине территории заземлители закладываются так же внутри ее. Контурное заземление рекомендуется во всех случаях, а в установках напряжением выше 1000 В оно является обязательным. Способ размещения заземлителей (в ряд или по контуру) определяется по плану установки. В установках с большими токами замыкания на землю заземлители и полосы связи следует располагать так, чтобы обеспечить по возможности равномерное распределение потенциала по площади, занятой электрооборудованием. Для этого вдоль осей оборудования на глубине 0,5 м прокладывают выравнивающие проводники, котрые через каждые 6 м соединяют поперечными проводниками. Выравнивание потенциалов предусматривают также у входов и въездов на территорию предприятия. Полосовая сталь, применяемая для электрической связи между электродами, является дополнительным заземлением. Ввиду сравнительно большого сопротивления соединительных полос оно мало влияет на общее сопротивление заземляющего устройства. Поэтому в практических расчетах проводимость соединительных полос можно не учитывать (за исключением больших контурных заземлителей)

Сопротивление растеканию заземлителей в основном зависит от удельного сопротивления грунта р, которое, в свою очередь, зависит от состава почвы, ее влажности, температуры, плотности прилегания частиц, наличие растворимых солей и пр. С изменением времени года изменяется также и сопротивление растеканию заземлителей. Ниже приведены величины удельного сопротивления грунта p (Ом ? м), полученные на основании опытных данных при влажности грунта 10-20%

Песок 700

Супесок 300

Суглинок 100

Глина 40

Садовая земля 40

Чернозем 20

Торф 20

Число трубчатых заземлителей

Коэффициент экранирования ?? при отношении расстояния между трубами к их длине a/l

3

2

1

3

2

1

5

10

20

30

50

100

200

300

Трубы размещены в ряд

Трубы размещены по контуру

0,87

0,83

0,77

0,75

0,73

-

-

-

0,8

0,7

0,62

0,60

0,58

-

-

-

0,68

0,55

0,47

0,40

0,30

-

-

-

-

0,78

0,72

0,71

0,68

0,64

0,61

0,60

-

0,67

0,60

0,59

0,52

0,48

0,44

0,43

-

0,59

0,43

0,42

0,37

0,33

0,30

0,28

Расчет защитного заземления

Защитное заземление применяется для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называется - проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей.

Заземляющими проводниками называются токоведущие части, соединяющие заземляющие части электроустановок с заземлителем.

Расчет проводим в следующем порядке:

* для стороны 110 кВ требуется сопротивление заземлителя rз = 0,50 Ом.

* для сороны 10 кВ сопротивление заземления находим по формуле:

Rз = (Ом),

где Uрасч - расчетное напряжение на заземляющем устройстве по отношению к земле, принимаем - 125 В. Так как заземляющее устройство используется также и для установок ПС напряжением до 1000В.

Iрасч - расчетный ток, через заземляющие устройства, а вычисляется по формуле:

Iрасч = U,

где lк - общая длина электрически связанных между собой кабельных линий, км; lв - общая длина электрически связанных между собой врздушных линий, 0,6 км;

Iрасч = U =10 =1,45 А

Отсюда сопротивление заземления

Rз = = =86Ом

* Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использования системы тросы-опоры

= - где Re = 1,2 Ом - сопротивление растеканию естественного заземлителя.

Отсюда

= - = - = 1,167, Rи = =0,857

* Рекомендуемое для предварительных расчетов удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя - суглинка- составляет p=100 Ом?м. Повышающие коэффициенты учитывающие высыхания грунта леом и замерзания зимой для климатической зоны.

* Для горизонтально протяженных электродов при глубине заложения 0,7 м, равна К=2,2;

* Для вертикальных стержневых электродов длиной 2-3 м, и при глубине заложения их верхнего конца 0,5-0,8 м, равен 1,5

Находим расчетные удельные сопротивления.

* Для горизонтальных электродов

pрасч r = Кr ?p = 2,2 ? 100 = 220 Ом ? м

* Для вертикальных электродов

pрасч в = Кв? p =1,5 ? 100 = 150 Ом ? м

* Определение сопротивления растеканию одного вертикального электрода уголка 50 мм, длиной 3 м при погружении ниже уровня земли на 0,8 м по формуле

Rв о =

где: d - эквивалентный диаметр заземлителей из прутковой стали, d = 0,012 м.

t - глубина заземления стержня, равная расстоянию от поверхности земли до середины стержня.

t = lo + = 0,8 + = 2,3 м

тогда

Rв о = = =52,5 Ом

* Определяем примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования ??в = 0,6

?? = = = 102

* Определяем сопротивление растеканию горизонтальных электродов (полюсы 40х4ммІ), приваренных к верхним концам уголков. Коэффициент использования соединительной полосы в контуре (Ки г зм) при числе уголков примерно 100 и отношении a/l = 2, то равен 0,24

* Сопротивление растеканию полосы по периметру контура l = 200 м и по формуле равен

Rr = lg = = 0,93 Ом

* Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования ??в = 0,52.

?? = = = 108. Окончательно принимается 108 уголков

* Проверяем на термическую устойчивость минимальное сечение полосы из условии термической устойчивости при к.з на землю при приведенном времени протекания тока к.з tн = 0,2 с

S = Iк.з = 3500 = 26,08 ммІ

Цель работы: Закрепление теоретических знаний по расчету защитных заземлений. заземление защитный электрический сопротивление

Задание: Произвести расчет защитного заземления. Определить сопротивление заземления, количество вертикальных заземлителей, расстояние между электродами по периметру, сечение стрржня.

Исходные данные:

1 вариант

2 вариант

3 вариант

4 вариант

5 вариант

6 вариант

Р-гр Ом м

100

150

170

100

150

170

Lв м

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Lг -м

100

110

120

130

140

150

Кмв

1,4

1,6

1,8

1,5

1,7

1,9

Кмг

2

3,5

4,5

2,5

4

5

Ки

0,5

0,45

0,55

0,6

0,52

0,48

d мм

15

20

2,5

15

20

25

Ход работы:

1). Определить сопротивление одиночного вертикального заземлителя:

Rв =

Где Р = Ргр Кмв ; l - длина стержня

Кмв - повышающий коэффициент для вертикального стержня.

2). Определить сопротивление горизонтального заземлителя:

Rг = lg

Где L - длина горизонтального стержня

Кмг - повышающий коэффициент для горизонтального заземлителя

3). Определить сопротивление искусственного заземлителя:

Rи =

4). Определить количество вертикальных заземлителей:

N = ,

где Ки - коэффициент использования

5). Определить расстояние между электродами по периметру:

L =

6). Определить сечение стержня:

F =

Контрольные вопросы

1. Для чего нужно защитное заземление?

2. Чем опасно незаземленное оборудование?

3. Что означает термин замыкание на корпус?

Литература

1. Сибикин Ю.Д., Яшков В.А. «Электроснабжение предприятий и установок нефтяной промышленности». «Недра» 1997 г.

2. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Москва «Высшая школа» 1990 г.

3. Н.П. Постников, Г.М. Рубашов «Электроснабжение промышленных предприятий» Ленинград Стройиздат 1989

4. Боровиков В.А., Косарев В.К. «Электрические сети энергетических систем». Ленинград. Энергия, 1977 г.

5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том I и II под редакцией А.А. Федорова. Энергоатомиздат 1987 г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Изучение сути и необходимости заземления электроустановки - преднамеренного электрического соединения ее корпуса с заземляющим устройством. Естественные и искусственные заземлители. Меры для защиты от поражения электрическим током. Установка заземлений.

    реферат [416,0 K], добавлен 21.05.2012

  • Характеристика обслуживаемого предприятия и оборудования цеха. Обязанности электромонтера, техника безопасности его работы. Монтаж защитного заземления металлических нетоковедущих частей электрооборудования. Измерение сопротивлений заземляющих устройств.

    курсовая работа [764,3 K], добавлен 10.06.2011

  • Расчет мощности трансформатора по методу коэффициента спроса. Обоснование выбора автоматических выключателей п/ст № 356. Характеристика защитного заземления, его устройства с помощью трубы. Основные и дополнительные средства защиты в электроустановках.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.06.2010

  • Анализ теоретических сведений по электроприемникам. Расчет электроснабжения предприятия ТОО "Житикара-Пласт". Выбор силовых трансформаторов, выключателей, шин, кабелей. Расчет токов короткого замыкания, заземления, молниезащиты, релейной защиты.

    дипломная работа [576,0 K], добавлен 16.06.2015

  • Обеспечение промышленных предприятий электрической энергией. Расчет числа трансформаторов и осветительных установок цехов завода методом удельной нагрузки на единицу площади цеха. Выбор конструкции, расчет параметров защитного заземления и молниезащиты.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 21.12.2014

  • Выбор схемы электроснабжения и расчет освещения района работ. Определение электронагрузок и средневзвешенного коэффициента мощности, методы его улучшения. Расчет электрических сетей и токов короткого замыкания. Устройство и расчет защитного заземления.

    курсовая работа [5,7 M], добавлен 22.08.2012

  • Выбор типа и количества светильников. Расчет электрической проводки для освещения. Особенности электропитания системного блока. Расчет элементов защитного заземления. Описание и принципиальная схема одного из видов оборудования торгового помещения.

    курсовая работа [722,3 K], добавлен 02.05.2015

  • Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения и напряжения. Расчет и выбор мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита силового трансформатора. Расчет защитного заземления. Перенапряжения и молниезащита.

    дипломная работа [458,3 K], добавлен 20.02.2015

  • План и боковой разрез открытого распределительного устройства. Определение необходимого количества молниеотводов. Сечение зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода. Конструкция заземления опор, обеспечивающая нормированное значение сопротивления.

    контрольная работа [2,6 M], добавлен 27.02.2013

  • Понятие и назначение защитного заземления и зануления производственного оборудования, области их практического применения. Системы оповещения при пожаре и принцип их действия. Сравнительная характеристика разных извещателей, их преимущества и недостатки.

    контрольная работа [605,3 K], добавлен 16.02.2011

  • Характеристика потребителей электроэнергии. Расчет распределительной сети, силовых и осветительных нагрузок. Выбор элементов схемы распределения электрической энергии. Назначение релейной защиты и автоматики. Методика расчета защитного заземления.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.02.2017

  • Выбор структуры системы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок микрорайона города. Составление сетевого графика ввода распределительного устройства высокого напряжения. Назначение, принцип действия и область применения защитного заземления.

    дипломная работа [2,3 M], добавлен 26.05.2015

  • Системы электроснабжения промышленных предприятий. Расчет электроснабжения огнеупорного цеха, оборудования подстанции. Определение категории надежности. Выбор рода тока и напряжения, схемы электроснабжения. Расчет релейной системы и заземления подстанции.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.06.2014

  • Характеристика насосной станции и реализуемого технологического процесса. Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов. Виды электропроводок. Монтаж кабельных линий, осветительного оборудования и защитного заземления.

    дипломная работа [687,3 K], добавлен 03.04.2015

  • Выбор изоляторов для соответствующих классов напряжений. Параметры контура заземления подстанции, обеспечивающие допустимую величину стационарного заземления. Построение зависимости импульсного сопротивления контура заземления подстанции от тока молнии.

    курсовая работа [682,7 K], добавлен 18.04.2016

  • Расчеты токов короткого замыкания. Расчет дифференцированной защиты на реле серии ДЗТ-11 и максимальной токовой защиты на стороне 110 кВ и 10 кВ. Работа газовой защиты, защиты от перегрузки и перегрева силового трансформатора. Расчет контура заземления.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 08.06.2010

  • Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на трансформаторных подстанциях. Система внешнего электроснабжения. Защита и автоматика системы электроснабжения. Расчет защитного заземления.

    дипломная работа [4,9 M], добавлен 07.10.2012

  • Расчет электрических нагрузок комплекса томатного сока, токов короткого замыкания, питающей линии, защитного заземления, обоснование выбора и план расположения высоковольтного электрооборудования. Функции релейной защиты и контроль электроэнергии.

    дипломная работа [236,8 K], добавлен 29.04.2009

  • Расчет электрических нагрузок механосборочного цеха, выбор питающего кабеля. Значение освещенности и основные светотехнические величины. Определение полезного действия помещения. Выбор аппаратов защиты осветительной сети. Расчет заземления и молниезащиты.

    курсовая работа [770,9 K], добавлен 31.03.2015

  • Выбор схемы и источника электроснабжения карьера. Определение необходимого количества светильников, их мощности и типа. Расчет электрических нагрузок. Выбор рода тока и величины напряжения. Расчет электрических сетей карьера и защитного заземления.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.04.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.