9. Расчёт сопротивления защитного контура заземления и измерительных электродов токам растекания.

Для защиты обслуживающего персонала проведем расчет защитного контура заземления.

Сопротивление токам растекания контура нормируется (ГОСТ 464-79) величиной не более 4 Ом при удельном сопротивлении земли до _з = 100 Ом∙м. По заданию _з = 130 Ом∙м.

Контур должен состоять из уложенной в грунт на глубину h = 0.7м горизонтально в виде замкнутого квадрата стальной шины 3 м.

Сопротивление одного вертикального электрода рассчитаем по формуле:

, (21)

Т.к. величина удельного сопротивления земли по заданию велика, то можно судить о том что это горный грунт, поэтому заземление требует большого количества вертикальных электродов. Принимаем первоначально контур в горизонтальном плане в виде квадрата со стороной 3 м, с 40 вертикальными электродами (n = 40). Тогда сопротивление токам растекания такого горизонтально расположенного контура из стальной шины шириной b = 0.04 м и длиной l_гор=201 м без вертикальных электродов:

. (22)

Общее сопротивление такого контура:

(23)

где К_сез = 1.4 – сезонный коэффициент;

n – число вертикальных электродов в контуре;

η_ив , η_иг – коэффициенты использования (экранирования) соответственно вертикальных электродов и горизонтальной полосы квадрата, равные η_ив=0.4, η_иг=0.2.

Для сорока вертикальных электродов:

Данное значение не превышает норму 4 Ом, следовательно, данное сопротивление удовлетворяет нормам.

10. Размещение оборудования и защитного контура.

Ширина проходов между шкафами, щитами, стенами помещения (при установке напольного оборудования) должна быть не менее 0.7-0.8 м, высота – не менее 1.9 м. Между дизель-электрическим агрегатом (ДГА) со стороны управления и соседним агрегатом и стеной проход должен быть не менее 1м, а между ДГА и фасадом щита – не менее 1.2 м.

При расчете площадей помещений S_П допускаем, что S_П = 5S_ОБ, где S_{ОБ –} площадь размещаемого оборудования в плане.

Подсоединение защитного контура к главной заземляющей шине (ГЗШ) ЭПУ осуществляется кабелем или стальной шиной сечением 254 мм² или оцинкованным проводом диаметром более 6 мм. Корпуса оборудования ЭПУ и автозала подключаются к ГЗШ напрямую.

Схема размещения оборудования представлена в альбоме чертежей.

11. Расчет надежности электропитающей установки.

Для расчета надежности ЭПУ на основании функциональной схемы составим расчетную схему, на которой отразим последовательные и параллельные цепи установки. Схема изображена на рисунке 2. Для расчета выбираем самый ненадежный вариант нагрузки – 3.

Рисунок 2 – Схема для расчета надежности

Надежность параллельных цепей производится по формуле:

(24)

Надежность последовательно соединенных элементов рассчитывается по формуле:

(25)

Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ

Наименование блока, узла	λ×106, 1/ч
Сеть	3,0
Вводный щит ВЩ	1,6
Щиты переменного тока ЩПТА, ЩДГА	8,0
УЭПС мощностью до 10 кВт	1,7
АБ	0,4
Автоматический выключатель ВА для АБ	0,2
Преобразователь ССПН	1,7
Инвертор ИТ	3,0
ЩРЗ или ПР	1,0

Надежность всего тракта:

Интенсивность отказа тракта:

λ_тр1 =λ₁ + λ₂ + λ₃ + ... +λ_n , 1/ч. (27)

Время наработки на отказ:

,ч. (28)

Коэффициент готовности тракта:

, (29)

Где _вi – время восстановления. По заданию _вi =1.5 часа для 1-2 тракта, для последнего 1 час

Аналогично найдем К_тр для остальных трех трактов.

Тогда коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом четырех параллельных трактов:

Наработка на отказ всей системы из четырех (k = 3) параллельных трактов:

,ч. (31)

Пользуясь выше приведенными формулами, производим расчет надежности системы.

Вероятность безотказной работы каждого тракта:

Интенсивность отказа каждого тракта :

Время наработки на отказ:

Коэффициент готовности каждого тракта:

Таким образом, коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом 3 параллельных трактов:

Наработка на отказ всей системы из 3 параллельных трактов при нем равна