Расчет заземляющего устройства цеховой подстанции

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющего проводника. В качестве искусственных заземлителей применяют заглубленные в землю вертикальные электроды из труб, уголков и прутковой стали и горизонтально расположенной в земле на глубине не 0,5 м полосы.

При расчете заземляющего устройства определяется тип заземлителя, их количество и способ размещения ( по контуру или в ряд).

Упрощенный метод расчета заземляющего устройства без учета влияния естественных заземлителей состоит в следующем:

 

Определяют силу тока замыкания на землю:

 

                                           U· ( 35ℓ_кл+ℓ_вл )

                                   I_з = ——————— , А                                 (4.53)                

                                                  350

 

где U – линейное напряжение сети, кВ ;                                                                                        

   ℓ_кл, ℓ_вл – суммарная длина электрически связанных между собой кабельных и воздушных линий, км.           

                                                                                                          

   Сопротивление заземляющего устройства:

 

                                        R_з = U_з / I_з , Ом                                        (4.54)                

 

где U_з = 125 В, если заземляющее устройство используется для установок напряжением до 1000 В.          

                                                                                                            

Для дальнейших расчетов принимается наименьшее сопротивление заземляющего устройства для сети согласно требований ПУЭ.

 

Расчетное удельное сопротивление грунта:

 

                                         ρ_расч = k_сез · ρ_{из ,} Ом · м                           (4.55)               

 

где ρ_из – измеренное удельное сопротивление грунта при нормальной влажности;

  k_сез – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхания грунта.

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя, используя упрощенные формулы:

- для пруткового электрода диаметром 12 – 14 мм и длиной 5 м

 

                                       r_пр = 0,27 · ρ_из , Ом                                      (4.56)           

 

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

 

                                       r_уг = 0,34 · ρ_из , Ом                               (4.57)    

                                                                                                                     

- для электрода из труб диаметром 60 мм длиной 2,5

 

                                               r_тр = 0,325 · ρ_из , Ом                        (4.58)     

        

Число вертикальных заземлителей

 

                                                                     r _о

                                             n_в = ———— , шт                              (4.59)                    

                                                         η · R_з

                                                                                                                                                                                                                                                  

где r _о – сопротивление одиночного заземлителя, Ом;

  η – коэффициент использования электродов, таблица 1.13.5 [5];

  R_з – сопротивление заземляющего устройства по нормам для конкретной сети, Ом.

     Размещаем заземлители на плане и уточняем расстояние между электродами. Длина горизонтальной шины по периметру контура:

 

                                     L _г = ( А+2)·2 + ( В+2)·2 , м                    (4.60)              

 

где А и В – размеры здания, м.      

                                                                                                            

        Расстояние между электродами:

 

    по ширине объекта а _в = В₁ / ( n _в – 1 ) , м                          (4.61)            

 

    по длине объекта  а _А = А₁ / ( n _А – 1 ) , м                         (4.62)       

 

где n _В и n _А – количество электродов по ширине и длине объекта;                                                                                                                    

  А₁ и В₁ – длина и ширина контура заземления, м.

   Уточняем число электродов заземления с учетом заземляющей шины. Для уточнения принимаем среднее значение отношений ( а / ℓ_в)_ср :

 

                              ( а / ℓ_в)_ср = ( а _В + а _А) / 2· ℓ_в                                                    (4.63)               

 

где ℓ_в – длина электрода заземления, м

      Тогда по таблице 1.13.5 [5] уточняем коэффициент использования (η) для ( а / ℓ_в)_ср и ( n_в) в зависимости от вида размещения для вертикальных и горизонтальных заземлителей.

     Определяем уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных заземлителей:           

                                                             r_о

                                        R _В = ———— , Ом                            (4.64)              

                                                     n _в· η _в

 

где r_о – сопротивление одиночного вертикального заземлителя, Ом;

   n_в – количество вертикальных заземлителей, шт;

   η_в – коэффициент использования вертикальных заземлителей.

                                                                                                                      

                                       0,4 · ρ_расч   2 · L²_г

                              R _г = ———— · lg ——— , Ом                          (4.65)             

                                         L _г ·η _г                  b · t

 

где L _г – длина горизонтальной полосы , м ;

    η _г – коэффициент использования горизонтальной полосы;

    b – ширина полосы , м ;

    t – глубина заложения горизонтальной полосы , м .

 

  Определяем фактическое сопротивление заземляющего устройства:

 

                                                   R_в · R_г

                                   R _{зу. ф} = ———— , Ом                           (4.66)            

                                                   R_в + R_г

Должно соблюдаться соотношение R _{зу. доп} > R _{зу. ф} и по результатам расчета делается заключение об эффективности заземляющего устройства.

Приложения

Приложение - А.

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Химико-технологический техникум филиала ФГБОУ ВПО ИрГТУ

в г. Усолье-Сибирском

 

 

Допускаю к защите

Руководитель____________/А.И. Антошкин/

«___»_______________2013 г.

 

 

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ РП - 121

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

Электроснабжение отрасли

1.017.00.00 ПЗ

 

Выполнил студент группы уЭ-10-1 _____________/_____________/

                                                             (подпись)

Нормоконтроль_____________________________/А.И. Антошкин/

                                        (подпись)

 

Курсовой проект защищен с оценкой_____________________

 

 

Усолье-Сибирское

2013 г.

Приложение - Б.

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Химико-технологический техникум филиала ФГБОУ ВПО ИрГТУ в г. Усолье-Сибирском

 

                                                                                                  

З А Д А Н И Е

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

По дисциплине «Электроснабжение отрасли»

студенту_____________________________________________________________________

                                                                                          ^{(фамилия, инициалы)}

III курса , группы уЭ-10-1

Тема проекта ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Исходные данные к проекту

 

1. Перечень электрооборудования подстанции

2. Размеры здания подстанции

Содержание пояснительной записки

Введение. (Цели и задачи проекта)

 

Раздел 1. Общий раздел

1.1 Характеристика потребителей электроэнергии по надежности электроснабжения.

 

Раздел 2. Расчётно-конструкторская часть

2.1 Выбор схемы электроснабжения объекта  

2.2 Расчет электрических нагрузок   

2.3 Выбор компенсирующих устройств

2.4 Выбор трансформаторов на цеховой подстанции    

2.5 Расчёт токов короткого замыкания     

2.6 Выбор высоковольтного оборудования

2.6.1 Выбор выключателей

2.6.2 Выбор трансформаторов тока

2.6.3 Выбор трансформаторов напряжения

2.6.4 Выбор шин на подстанции

2.6.5 Выбор питающих кабелей

2.7 Расчёт релейной защиты

2.8 Расчёт заземляющих устройств

 

Раздел 3. Составление ведомости электрооборудования подстанции

 

Заключение