Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Челябинская государственная агроинженерная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Контрольная работа №1 Николаева по ТВН -новая к...docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

496 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 64 5 6 > Следующая >>>

Вариант №9 9а

Средства защиты от перенапряжений;
Грозоупорность воздушных линий электропередачи.
Задача:

I_З= 5 кA

R_ЕСТ= 2,3 Ом

ρ₁= 380 Ом м; ρ₂ = 120 Ом м; h = 2,5 м; ;  ρ₁= 280 Омм; ρ₂ = 90 Омм; h = 2,4 м;

Территория подстанции S = 70 000 мм х 90 000 мм

Заземлители горизонтальные 40 х 5 мм

Заземлители вертикальные Ø 25 мм, L = 5 м

Время срабатывания релейной защиты t = 0,13 с

Двухтрансформаторная подстанция 110/35/10 кВ

Вариант №10 10а

Перенапряжения при несимметричном отключении фаз;
Волновые процессы в обмотках трасформаторов.
Задача:

I_З= 3,8 кA

R_ЕСТ= 2,0 Ом

ρ₁= 400 Ом м; ρ₂ = 150 Ом м; h = 1,8 м; ;  ρ₁= 190 Омм; ρ₂ = 110 Омм; h = 1,8 м;

Территория подстанции S = 70 000 мм х 86 000 мм

Заземлители горизонтальные 40 х 5 мм

Заземлитель - вертикальный уголок размером 50 х 50 х 5 мм

Время срабатывания релейной защиты t = 0,14 с

Двухтрансформаторная подстанция 110/35/6 кВ

Вычисление при расчете в двухслойной земле способом наведенных потенциалов.

Значение R_Звычисляют в следующем порядке:

Предварительная схема заземлителя с занимаемой площадью S м².
Определяют суммарную длину горизонтальных ( L_Г) и количество вертикальных электродов ( n )
L_В= n Ɩ_В

Составляют расчетную модель заземлителя, представляющую собой горизонтальную квадратную сетку из взаимно пересекающихся полос с вертикальными электродами площадью S; суммарную длину горизонтальных, количество и длину электродов L_Г; n; Ɩ_В ; L_В; глубину заложения в землю t_В, м. Она погружена в однородную землю с расчетным эквивалентным удельным сопротивлением ρ_ЭКВом. м., при котором искомое R имеет то же значение, что и в принятой схеме заземлителя в двухслойной земле.

ρ_ЭКВ= , где

Ɩв длина ( высота) электрода, м;

Ɩ₁ и Ɩ₂  длина части электрода, находящегося в верхнем и нижнем слоях земли соответственно (м);

Вычисляют:

а). Длину одной стороны модели, равную м;

б). Количество ячеек (m) по одной стороне модели:

m =  1

Если m окажется дробным числом, его округляют до целых чисел, после чего уточняют значение L_Г,м.

L_Г= 2 (m + 1 )

в). Длину стороны ячейки в модели (b ), м:

b = / m

г). Количество вертикальных электродов ( n ), задавшись расстоянием ( а ), м, между ними, или, если известно n и расстояние ( а ), то предварительно намечают размещение этих электродов в схеме модели. Обычно их располагают по периметру заземлителя и в этом случае «n» и «а» вычисляют по формуле:

nа = 4

д). Суммарную длину L_В,м вертикальных электродов вычисляют по формуле L_В= n Ɩ_В.

е). Относительную глубину погружения в землю вертикальных электродов t_ОТН по формуле:

t_ОТН = ( Ɩ_В + t_В ) / , где:

t_В  глубина погружения в землю верхнего конца вертикального электрода, м;

S  площадь, занимаемая заземлением, м²;

L_Г  суммарная длина горизонтальных электродов, м;

Ɩ_В  длина вертикального электрода, м;

ж). Относительную длину Ɩ_ОТН, м верхней части вертикального заземлителя, т. е. части, находящейся в верхнем слое земли по формуле:

Ɩ_ОТН = ( h₁  t_В) / Ɩ_В, где

t_В  глубина погружения в землю верхнего конца вертикального электрода, м;

h₁  толщина верхнего слоя земли, м;

Ɩ_В  длина вертикального электрода, м;

з). Расчетное эквивалентное удельное сопротивление земли ρ_ЭКВ Ом м для

сложного заземлителя (горизонтальная сетка с вертикальными электродами) по формуле :

ρ_Э= ρ₂( ρ₁ / ρ₂ ) ^К , где:

ρ₁ и ρ₂  удельное сопротивление верхнего и нижнего слоя земли, Ом. м.;

к  показатель степени.

При 0,1 ρ₁ / ρ₂ 1

К = 0,32 ( 1 + 0,26 Ɩn );

При 1 ₁/ ρ₂ 10

К = 0,43 ( Ɩ_ОТН+ 0,272 Ɩn ), где:

а  расстояние между вертикальными электродами, м;

и). Вычисляют искомое расчетное сопротивление R_ОМ по формуле:

R = A + ; где:

А  коэффициент, значение которого равно :

при 0 отн А = 0,444 – 0,84 t_ОТН;

при 0, отн А = 0,385 – 0,25 t_ОТН;

Расположение вертикального заземлителя в грунте показано на рис.1

Рисунок 1 – Вертикальный заземлитель в грунте

На рисунке 2 показан эскиз заземляющего устройства (ЗУ) подстанции.

Площадь ЗУ составляет:

S = A_ПСх В_ПС;

S = 50 х 32 = 1600 м^2;

Действительный план заземляющего устройства преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной

L = 1600 = 40 м.

Рисунок 2 – Эскиз заземляющего устройства подстанции:

а – действительный план; б – расчетная модель заземляющего устройства

Расчет заземлителя по допустимому напряжению прикосновения.

Наибольшее допустимое напряжение прикосновения U_ПР.ДОП зависит от длительности воздействия, которое равно времени отключения короткого замыкания t_В(таблица 1).

Таблица 1 – Наибольшее допустимое напряжение прикосновения

Длительность воздействия, с

до 0,1

0,2

0,5

0,7

1,0

более 1

до 3

Наибольшее допустимое напряжение прикосновения, В

500

400

200

130

100

Для t_В = 0,155 с по таблице 1 определим методом интерполяции допустимое напряжение прикосновения U_пр_._доп = 445В.

Напряжение на заземлителе U_З, В определим из выражения:

U_З ₌ ,

где k_п – коэффициент напряжения прикосновения,

k_п = ,

где М – параметр, зависящий от , (таблица 2). Для = 500/100 = 5 находим М=0,75.

Таблица 2 – Определение параметра М

	0,5	1	2	3	4	5	6	7	8	10
М	0,36	0,50	0,62	0,69	0,72	0,75	0,77	0,79	0,80	0,82

- коэффициент, зависящий от сопротивления человека R_ч и сопротивления растекания тока от ступней R_с,

β =

В расчетах принимают Rч = 1000 Ом, R_с = 1,5  ρ₁.

;

Коэффициент напряжения прикосновения по выражению :

k_п = .

Потенциал заземляющего устройства в момент КЗ по выражению :

U_З= ,

В соответствии с ПУЭ U_З , условие выполняется.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом;

R_З
доп = ,

R_З
доп = Ом.

Определим фактическое сопротивление R_З сложного ЗУ.

R_З= A  ,

где

А = 0,44  0.84  В. если 0

А = 0,38  0,25  В, если 0,1 ,

где В – относительная глубина погружения в землю вертикальных заземлителей

В = ,

В = .

Поскольку В , параметр рассчитываем по выражению :

А = 0,38  0,25  В = 0,38  0,142 = 0,344.

Эквивалентное относительное удельное сопротивление грунта ρ_*эк принимается по данным таблицы 3 при коэффициенте сезонности .

Таблица 3  Относительное эквивалентное удельное сопротивление грунта ρ_*эк

		Относительная толщина слоя промерзания
		0,025	0,05	0,1	0,2	0,4	0,8	0,95
5	1	1,05	1,1	1,15	1,22	1,35	1,86	2,4
	2	1,22	1,26	1,35	1,43	1,54	2,12	2,7
	4	1,33	1,41	1,5	1,65	1,83	2,6	3,5

В таблице 3 относительная толщина слоя промерзания:

Поскольку значение в таблице отсутствует, для нахождения величины ρ_*эк составим уравнение интерполяции:

откуда ρ_*эк = 1,26. Тогда эквивалентное сопротивление грунта (для обоих слоев) составит

ρ_эк = ρ_*эк  ρ₂ ,

ρ_эк= 1,26  100 = 126 Ом.м.

Сопротивление ЗУ определим по выражению

R_З = 0,344  .

Фактическое сопротивление оказалось больше допустимого (0,898 Ом), что не соответствует требованиям безопасности.

Определим напряжение прикосновения

U_ПР= k_п I_З R_З,

U_ПР = 0,117  4232  1,226 = 607 В.

Напряжение прикосновения превышает допустимое (U_ПРдоп=445В), следовательно, ЗУ не соответствует требованиям безопасности.

Для снижения напряжения прикосновения применим подсыпку территории ЗУ слоем гравия толщиной 0,2 м. Удельное сопротивление верхнего слоя (гравия) в этом случае (см. таблицу1) составит ρ₁=2000 Омм. Тогда изменится сопротивление растекания тока от ступней человека R_с:

R_с = 1,5  ρ₁ = 1,5  2000 = 3000 Ом.

Значение коэффициента по формуле :

β = ,

Коэффициент напряжения прикосновения по выражению:

k_п = .

Подсыпка гравием не влияет на растекание тока с ЗУ, т.к. глубина заложения заземлителей 0,7 м больше толщины слоя гравия, поэтому соотношение и величина М остаются неизменными.