4.2. Выбор зарядно – подзарядного устройства

Мощность ЗПУ – полупроводникового выпрямителя выбрали исходя из первого формовочного заряда батареи и одновременного питания постоянных потребителей.

Напряжение заряда ЗПУ:

U_зар = n_шв·2,15+(2-1);

U_зар =120·2,15+(2-1)=259 В.

Зарядный ток батареи:

I_зар = 5,25·N;

I_зар = 5.25·5 = 26,25 А.

Расчётная мощность ЗПУ:

Приняли зарядно-подзарядный агрегат типа ВАЗП –380/260 –40/80, полностью удовлетворяющий техническим условиям.

I_н.ЗПУ = 80 А > I_зар+I_пост = 26,25+22,45=48,7А;

80 А > 48,7 А.

U_н.ЗПУ > U_зар;

260 В > 259 В.

Р_н.ЗПУ =20,8 кВт > Р_{расч.ЗПУ} =12,6 кВт.

5. Расчёт контура заземления

Выбор и расчёт системы заземления тяговой подстанции производят, исходя из условии безопасности напряжения прикосновения. В момент прикосновения человека к заземлённому оборудованию, находящемуся под потенциалом, часть заземлителя шунтируется телом человека R_ч и сопротивлением растекания тока от ступней на землю R_с. На тело человека будет действовать напряжение:

U_ч = U_пр – U_с, (32)

где U_c = I_ч·R_c –падение напряжение в сопротивлении растеканию с двух ступней человека на землю.

Если принять ступню за диск радиусом 8 см, то

(33)

где удельное сопротивление верхнего слоя земли, Ом м;

r –радиус ступни, м.

Опасность поражения зависит от тока I_ч и длительности его протекания через тело человека. Зная допустимый ток I_чдоп, найдено допустимое напряжение прикосновения:

где R_ч – сопротивление тела человека, принято R_ч 1000 Ом;

Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения должно обеспечить в любое время года ограничение U_пр до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве U_з должно быть не выше 10 кВ.

Сложный заземлитель заменяется расчётной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины L горизонтальных проводников, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей. В реальных условиях удельное сопротивление грунта неодинаково по глубине. В расчётах многослойный грунт представлен двухслойным: верхний толщиной h₁ с удельным сопротивлением , нижний с удельным сопротивлением . Величины , ,h₁ приняты на основе замеров с учётом сезонного коэффициента k_с.

а) заземляющее устройство подстанции

б) расчётная модель

Рис. 20

План заземляющего устройства

Рис. 21

1. – площадь занятая оборудованием;

2. – заземляющий контур (80×80);

3. – ограждение подстанции;

Напряжение на заземлителе определяется по следующей формуле:

(34)

где k_n – коэффициент напряжения прикосновения; для сложных заземлителей определяется по формуле:

(35)

где l_в – длина вертикального заземлителя принята l_в =5 м;

L_Г – длина горизонтального заземлителя, м;

L_Г =2·16·80=2560 м;

а – расстояние между вертикальными заземлителями, принято а = 10м;

S – площадь заземляющего устройства, принята S = 6400 м² при площади 80×80 м.

М – параметр, зависящий от / ; принято при / = 7, М = 0,79;

– коэффициент, определяемый по сопротивлению человека R_ч и сопротивления растекания тока от ступеней R_с:

Естественных заземлителей нет.

Условие U_з < 10 кВ выполнено.

Так как U_з=I_з·R_з, то сопротивление заземляющего устройства:

Общее сопротивление заземлителя:

где

Для / = 7, а/l_в =1.

Определено / = 1,45.

L_в = l_в·n_в,

где n_в – число вертикальных заземлителей.

L_в = 5·32=160.

Что меньше R_з.доп =0,23 Ом.

Найдём напряжение прикосновения:

Что гораздо меньше допустимого значения 115 В.