2.8. Расчёт защитного заземляющего устройства
Защитное заземляющее устройство тяговой подстанции сооружается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к электроустановкам выше 1 кВ в сетях с эффективно заземлённой нейтралью. Заземляющее устройство состоит из горизонтальных и вертикальных заземлителей.
В целях выравнивания электрического потенциала на территории тяговой подстанции на глубине tГ = 0,5 м прокладываем продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединяем их между собой в заземляющую сетку.
По плану расположения электрооборудования в соответствии с нормативными требованиями по расположению продольных и поперечных горизонтальных заземлителей определяем общую длину горизонтальных заземлителей LГ.
В условиях курсового проекта, когда план расположения электрооборудования не разрабатывается, LГ можно определим приближённо по выражению
(2.55)
где S – площадь территории тяговой подстанции, м2.
Длина
вертикального заземлителя может быть
принимаем lВ
= 3 м. Для снижения эффекта взаимного
экранирования вертикальные заземлители
разместим по периметру горизонтальной
заземляющей сетки на расстоянии
друг от друга.
Число вертикальных заземлителей определяем выражением:
. (2.56)
Сопротивление заземляющего устройства R состоящего из горизонтальной сетки и вертикальных заземлителей, определяем выражением:
(2.57)
где А – коэффициент, значение которого равно:
tотн – относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов:
(2.58)
Общее сопротивление заземляющего устройства Rз следует определять с учётом естественных заземлителей Rе, сопротивление которых принимаем равными 3 Ом. Тогда значение Rз будет равно:
(2.59)
0,065 < 0,5 Ом.
В заключении определяем потенциал заземления в аварийном режиме и сравниваем с допустимым значением:
, (2.60)
Схема заземляющего устройства приведена на рисунке 2.5.
Рис.2.5 - Принципиальная схема заземляющего устройства ТП.
3. Расчет двенадцатипульсового выпрямителя
3.1. Анализ отечественной патентно-технической литературы
Для выявления наиболее перспективных технических решений, отвечающих разрабатываемой в дипломном проекте теме, произведён патентный поиск по патентным материалам и технической литературе.
Научно – техническая революция породила массовый поток технической информации. В целях повышения эффективности научно – исследовательских работ, целенаправленной деятельности по модернизации производства на передовых принципах современной науки существует информация, которая является важнейшим звеном в системе научно – исследовательской информации и это является патентная информация.
Патентная информация пользуется большим спросом во всех странах мира и характеризуется следующими показателями:
– уникальностью данных;
– полнотой основных сведений в существе изобретения;
– достоверностью данных, так как они подтверждены государственной научно – технической экспертизой;
– шириной тематического охвата проблемы.
Регламент поиска включает в себя определение индекса МПК (международной патентной классификации) по наименованию процесса, способа или устройства. Регламент поиска приведен в таблице 3.1. Для технических решений, разрабатываемых в дипломном проекте, выбран индекс Н02М7/155. В ходе патентного поиска были отобраны патенты, список которых представлен в таблице 3.2.
Таблица 3.1 – Регламент поиска
№ п/п |
Название способа или устройства |
Индекс рубрики МПК |
1 |
Многопульсовый выпрямитель |
Н02М7/155 |
Таблица 3.2 – Перечень патентов, отобранных при проведении поиска
№ |
Страна |
МПК |
№ патента |
Дата опубликования |
Автор и заявитель |
Наименование изобретения |
Цель технической разработки, положительный эффект и отличительные признаки |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2227362 |
20.04. 2004 г. |
Иванов А.Г., Михайлов В.В., Соловьев Ю.И.. |
Вентильный преобразователь. |
Изобретение относится к области преобразовательной техники, может быть использовано в электроприводах постоянного и переменного тока. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности и точности измерения и регулирования. |
|
2 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2189688 |
20.09. 2002 г. |
Бобков А.В. Копырин В.С. Общество с ограниченной ответственностью "Научно- производственное предприятие "Энергия и экология" |
Многофазный управляемый вентиль. |
Изобретение относится к управляемым устройствам для преобразования переменного тока в постоянный. Техническим результатом является снижение потребления реактивной мощности, снижение мощности регулируемого источника тока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3.2 |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
3 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2168839 |
10.06. 2001 г. |
Власьевский С.В. Литовченко В.В. Савоськин А.Н. |
Способ управления многозонным преобразователем переменного тока. |
Изобретение относится к преобразовательной технике, и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от контактной сети переменного тока. Технический результат изобретения - повышение энергетических показателей преобразователя. |
|
4 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2337463 |
27.10. 2008 г. |
Григораш О.В. и др. |
Трёхфазный стабилизированный выпрямитель. |
Изобретение относится к преобразовательной технике, и может быть использовано как источник стабилизированного напряжения постоянного тока. |
|
|
|
|||||||
Продолжение таблицы 3.2 |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8
|
|
5 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2297707 |
20.04. 2007 г. |
Зиновьев Г.С. Лопаткин Н.Н. |
Выпрямитель трёхфазного тока. |
Изобретение относится к электротехнике, и необходим для питания многоуровневых инверторов постоянного напряжения. Технический результат - в повышении качества уровней выпрямленного напряжения. |
|
6 |
Россия |
Н 02 М 7/155
|
№ 2269863 |
10.02. 2006г. |
Игольников Ю.С. |
Преобразователь трёхфазного переменного напряжения в постоянное. |
Изобретение направлено на использование в формировании выпрямленного напряжения по нагрузке всех трех фаз вторичной обмотки трансформатора. |
|
7 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2159985 |
27.11. 2000 г. |
Сидоров С.Н. |
Способ управления мощностью на сетевом входе однофазного вентильного преобразователя. |
Управление мощностью на сетевом входе однофазного вентильного преобразователя реализуется на основе вертикального принципа, путем трехкратного включения каждого вентиля. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3.2 |
||||||||
8 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2158466 |
27.10. 2000 г. |
Адамович Ю.Ф. |
Преобразовательная система и способ управления ею. |
Изобретение относится к электротехнике и электронике. Технический результат - построение многофазной системы с улучшенной динамикой и массогабаритами фильтрового и трансформаторного оборудования. |
|
9 |
Россия |
Н 02 М 7/515 |
№ 49658 |
27.11. 2005 г. |
Артюхов И.И. и др. |
Двадцатичетырехфазный выпрямитель |
Двадцатичетырехфазный выпрямитель, содержит трехфазный силовой трансформатор, четыре мостовых выпрямителя, индуктивный фильтр, отличающийся тем, что содержит один емкостный сглаживающий фильтр и три дополнительных индуктивных фильтра. |
|
10 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2117377 |
10.08. 1998 г. |
Сидоров С.Н. Ульяновский государственный технический университет |
Полностью компенсированный вентильный преобразователь и способ управления им. |
Вентильный преобразователь содержит силовую часть, выполненную по однофазной мостовой схеме выпрямления на встречно-параллельно соединенных силовых двухоперационных вентилях. |
|
Продолжение таблицы 3.2 |
|
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
11 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2104610 |
10.02. 1998 г. |
Булгаков С.А. и др. Научно- исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения |
Двенадцатифазный выпрямитель. |
Использование: на подстанциях трехфазного напряжения для питания электропотребителей постоянным током. |
|
12 |
Россия |
Н 02 М 7/155 |
№ 2054222 |
10.02. 1996 г. |
Генин А.Г. |
Многофазный преобразователь переменного напряжения в постоянное. |
Использование: изобретение может быть использовано в качестве импульсного преобразователя многофазного переменного напряжения в постоянное и регулятора постоянного тока (напряжения).
|
|
Вывод: При проведении патентного поиска были рассмотрены технические решения по вопросу «Многопульсовый выпрямитель». Изучение патентной информации показало, что вопрос разработки новых конструкций и схем выпрямительных агрегатов в России ведется довольно интенсивно, поиск по зарубежным странам не проводился, вследствие отсутствия баз в выбранном виде поиска. Главной целью рассматриваемых разработок являются достижение высоких показателей использования преобразовательного трансформатора по мощности (патент № 2189688), низкие пульсации выпрямленного напряжения (патент № 49658) и возможность регулировки выходного напряжения (патент № 2227362). Наиболее приемлемым для использования является изобретение по патенту РФ № 2104610, т.к. такие выпрямители позволяют повысить качество электрической энергии, повысить к.п.д. тяговых трансформаторов на 0,2 – 0,4%, что дает ежегодно экономию электрической энергии около 0,5 млн. кВт·ч на каждый преобразовательный агрегат.
Используемые источники информации:
- автоматизированная база данных Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС) Российской Федерации. Используются три БД, созданные на основе официальных публикаций Роспатента:
• бесплатный доступ к БД с рефератами описаний изобретений к заявкам и патентам России на русском (RUABRU) и английском (RUABEN) языках с 1994 г.;
• доступ по подписке к описаниям изобретений на русском языке (RURAT) к российским патентам с 1994 г.;
• доступ по подписке к БД с рефератами описаний полезных моделей на русском языке (RUABUI) с 1994 г.