1.9. Расчет заземления

Предполагается сооружение заземления вокруг трансформаторной подстанции с расположением вертикальных электродов по контуру. В качестве вертикального заземления используем, стальные стержни Æ 15 мм и длиной 2 м. Верхние концы электродов располагаем на глубине 0.7 м, к ним привариваем горизонтальные электроды стержневого типа.

Расчет заземления ведем методом коэффициента использования.

В соответствии с ПУЭ устанавливаем, что в электроустановке напряжением 380 В, допустимое сопротивление заземляющих устройств 40 Ом. Причем допустимое сопротивление искусственного заземляющего устройства 4 Ом. Определим расчетное удельное сопротивление группы для вертикальных заземлителей:

ρ _расч.в.= ρ _уд. * к_п.в. = 140 Ом*м

для горизонтальных заземлителей:

ρ _расч.т.= ρ _уд. * к_с. = 150 Ом*м,

где ρ _уд. - удельное сопротивление грунта суглинок, оно равно 100 Ом*м.;

к_п.в. – повышающий коэффициент для климатической зоны III для вертикального заземлителя ( по таблице 64 (5)) равен 1.4.;

к_с – повышающий коэффициент для климатической зоны III для горизонтальных заземлителей (по табл.64 (5)) равен 1.5.

Определяем сопротивление растекания одного вертикального заземлителя:

R_в = 0.366 * ρ_раств / l * ( lg (2*l/d) + ½ l₁ [(4t^’ +l) / (4t^’ – l)] = 65.52 Oм,

t^’ = t₀ +0/5 *l – глубина заложения электрода, м

Определим число вертикальных заземлителей:

n_в = R_в / h_в*R_п = 34,

где h_в – коэффициент использования вертикальных заземлителей (по табл.66 (5)), при отношении расстояния между электродами к их длине и ориентированное число электродов равно 22.

Определим сопротивление растекания горизонтального заземлителя:

R_г = 0.366 * ρ_расч / l * lg (l² / t’) = 6.57 ом

Действительное сопротивление растекания горизонтального заземлителя с учётом коэффициента использования (табл. 68 (6)) при таких условиях.

R’_г = R_г / h_т = 4.78 Ом

Уравняем сопротивление растекания заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя:

R’_в = R’_г * R_п / ( R’_г – R_п) = 23.34 Ом

Определим уточненное количество вертикальных заземлителей:

n_в = R_в / ( h_в * R_в) = 29

Принимаем к исполнению 29 вертикальных заземлителей.

1.10. Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий имеет большое значение и является частью общей проблемы повышения кпд работы систем электроснабжения и улучшение качества отпускаемой потребителю электроэнергии.

Реактивная мощность, потребляемая промышленными предприятиями, распределяется между отдельными видами электроприемников следующим образом: 65-70 % приходится на синхронные двигатели, 20-25 % на трансформаторы и около 10 % - на воздушные электрические и другие электроприемники (люминесцентные лампы, реакторы, индуктивные приборы и т.д.)

Увеличение потребления реактивной мощности электроустановкой вызывает рост тока в проводниках любого звена системы электроснабжения и снижения величины коэффициента мощности электроустановки.

Повышение коэффициента мощности электроустановки зависит от снижения потребления реактивной мощности. При снижении потребления реактивной мощности Q до значения (Q – Q_к), где Q – мощность компенсирующего устройства, значение угла l₁ так же уменьшается до l₂ , а следовательно, коэффициент мощности увеличивается.

Применение устройств, компенсирующих реактивную мощность, несколько удорожает эксплуатацию электрических установок. Кроме того в них создаются дополнительные потери активной мощности, которые однако значительно меньше потерь активной мощности, в результате увеличивается пропускная способность элементов системы электроснабжения. А при проектировании новых линий создается возможность применения проводов меньших сечений при передаче той же активной мощности.

Мероприятия, связанные с применением компенсирующих устройств:

- установка статистических конденсаторов;

- использование синхронных двигателей в качестве компенсаторов.

Мероприятия, допускаемые в виде исключения:

- использование имеющихся на предприятии синхронных генераторов в качестве синхронных компенсаторов;

- синхронизация асинхронных двигателей, причем она допускается при нагрузке на валу не выше 70% от номинальной мощности и соответствующем технико-экономическом обосновании.

Определим мощность устройства:

Q = Q_м – Q_э = P_м[(tg l_m – tg l₃)],

где Q_м = P_м * tg l_m

Для выполнения задаваемых энергосберегающей организацией условия потребления реактивной мощности должно выполняться условие:

Q = Q_ф – Q_э,

где Q_ф – фактическая нагрузка потребителя в режиме наибольших нагрузок энергосистемы.

Для электромеханического цеха установка батареи конденсаторов не требуется исходя из условий применения компенсации реактивной мощности.