Расчет защитного заземления

 

Защитное заземление – заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.

Зона растекания – область земли, в пределах (зоны растекания) который возникает заметный градиент потенциала при стекание тока с заземлителя.

Изолированный нейтраль – нейтраль, трансформатора или гениратора, не присоединенная к заземлению устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации и других устройства, имеющие большое сопротивление.

Искусственное заземление – заземлитель, специально выполненный для цепей заземления.

Магистральная заземления или зануления – заземляющей или зануляющий нулевой защитный проводник с двумя ответвлениями или более.

Нулевой защитный провод в электроустановках до 1000 В – проводник, соединяющий или глухозаземленными выводами источников однофазного или постоянного тока.

Нулевой рабочий проводник в электроустановках до 1000 В проводник, использующий для питания электроприемников или глухозаземленными выводами источников однофазного или постоянного тока. В указанных электроустановках нулевой рабочий провод может выполнять функции нулевого защитного проводника.

Рабочее заземление сети – соединение с землей некоторых точек сети со следующей целью: снижение уровня изоляции элементов электроустановки, эффективная защита сети разрядниками от атмосферных перенапряжений, снижение коммутационных перенапряжений, упрощение релейной защиты от однофазных коротких замыканий, возможность удержания поврежденной линии в работе.

В качестве искусственных заземлителей применяют вертикально забитые в землю отрезки угловой стали длиной 2,5-3 м и горизонтально проложенные круглые и прямоугольные стальные полосы, которые служат для связи вертикальных заземлителей. Использование стальных труб не рекомендуется.

В качестве естественных заземлителей используют: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, соединенные в стыках газо- или электросваркой; трубы артезианских скважин, стальная броня силовых кабелей, проложенных в земле, при числе их не менее двух; металлические конструкции и фундаменты зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей; различного рода трубопроводы, проложенные под землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле.

Рабочее заземление осуществляется непосредственно или через специальные аппараты: пробивные предохранители, разрядники и резисторы.

Электроустановки переменного тока напряжением до 1000 В. допускаются к применению как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью, а – тока – с глухозаземленной или изолированной средней точкой. В четырехпроводных сетях трехфазного тока и трехпроводных сетях – тока обязательное глухое заземление нейтрали или средней точки.

В электрических установках напряжением до 1000 В, с изолированной от земли нейтралью, используемой для заземления электрического оборудования, сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 4 Ома.

В электрических установках напряжением до 1000 В. с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства, к которым присоединяются нейтрали генераторов или трансформаторов, должно быть не более 2, 4, 8 Ом.

Отклонение электрических установок при однофазных замыканиях на землю может осуществляться при помощи защитного отключения, которое выполняется в дополнение к заземлению или занулению.

Если невозможно выполнить заземление, или зануление, и обеспечить защитное отключение электрической установки, то допускается обслуживание электрического оборудования с изолирующих площадок. При этом должна быть исключена возможность одновременного прикосновения к незаземленным частям электрического оборудования и частям зданий или оборудованию имеющем соединение с землей.

В электроустановках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью с малыми токами замыкания на землю сопротивления должно удовлетворять условию:

 

(2,51)

 

где – U_з=250 В, если заземляющее устройство используется только для установок напряжения выше 1000 В

U_з=125 В, если заземляющее устройство одновременно используется и для установок до 1000 В.

I_з – расчетный так замыкания на землю, А.

Емкостной ток замыкания на землю определяется по формуле:

 

(2,52)

 

где U – линейное напряжение сети, кВ

 l_каб и l_в – суммарная длина электрически связанных между соьой кабельных и воздушных линий, км.

В данном курсовом проекте внешний контур защитного заземления выполнен электродами, в количестве 13 штук. Электроды соединены между собой в общий контур полосовой стальной шиной по периметру на сварке. Соединение внешним контура с внутренним контуром выполняется полосовой сталью на сварке, выход полосы через стену в асбестоцементной трубе. Защищение электрических приемников выполняется гибким проводником на сваке.

 

1. Выбираем прутковые электроды;

2. Рассчитываем удельное сопротивление грунта :

 

(2,53)

 

Выбираем грунт - глина. [1, с. 257, табл 7,1]

[1, с. 260, табл 7,3]

3. (2,54)

4. Определяем ток однофазного замыкания на землю:

 

 

 

5. Определяем сопротивление заземляющего устройства.

 

(2,55)

 

.

Так как по ПОЭ для сетей 0,4 кВ R_з=4 Ом, то R_з=83,33 Ом не рассматриваем и принимаем R_з=4 Ом.

6. Определяем количество электродов n:

 

,(2,56)

 

где - коэффициент экранирования. [1, с. 257, табл 7,2]

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Курсовой проект выполнен на тему «Электроснабжение комплекса томатного сока».

В процессе выполнения проекта производился расчет электрических нагрузок комплекса томатного сока, с полученной при расчёте полной максимальной мощности S_мах= 80,51 кВА, и с компенсацией реактивной мощности Q_мах= 8,57 кВАр КЭ1-0,38-20-2У1 ЗУ1 на основании которого выбран силовой трансформатор ТСЗ 160/10.

Также произведен расчёт токов короткого замыкания, с учётом которого выбрано высоковольтное электрооборудование. По расчётам на высокой стороне выбраны шины 25х3 мм, разъединитель РВЗ-10/400 IУЗ, высоковольтный предохранитель ПКТ-101-10-31,5-УЗ, трансформатор тока типа ТПЛК-10 и, трансформатор напряжения TV НОМ-10-66-У2, на низкой стороне выбран автоматический выключатель серии ВА51-33. По потребляемым токам произведён расчёт питающей линии, распределительные шинопроводы ШРА73-У3 , магистральные шинопроводы ШМА-1600, и распределительные пункты 0,4 кВт. На низкой стороне установлен распределительный пункты типа ПР-85, к которому выбран автоматический выключатель типа ВА51-31, прокладываемые к распределительным пунктам кабеля марки ААБ 25 мм². К электроприёмникам выбраны автоматы серии ВА51-31, и подводимые к электроприёмникам провода АПРН 10х3+1х6. Также в схеме на низкой стороне показан способ включения компенсирующего устройства к шинам 0,4 кВт.

В курсовом проекте рассмотрены также вопросы релейной защиты, расчёт защитного заземления с количеством электродов заземления 13 штук, учёт и контроль электроэнергии в котором выбрана схема 3-х фазного счётчика типа ПСЧ-4 для измерения активной электроэнергии в 3-х проводной сети напряжением выше 1 кВт. В графической части представлены схемы электроснабжения и типы расположения электрооборудования комплекса томатного сока.

Благодаря этому курсовому проекту я научился использовать технологическую литературу; рассчитывать и выбрать по ней необходимые электрооборудования.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М., Высшая школа, 1990.

2. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. М., Энергоатомиздат, 1989.

3. Шеховцов В.П Расчет и проектирование схем электроснабжения. М, Форум-инфра-м, 2004.

4.Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок - М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов - М.: Издательство «Мастерство»; Высшая школа, 2001.

6. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий.-М.: Энергоатомиздат, 1987.

7. Дорошев К.И., Комплектные распределительные устройства 6-35 кВ.-М.: Энергоиздат, 1982.