2011_ananjev_tecn_hv
.pdf
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
В п.1 указываем, что этот стержень надо учитывать при расчете, в противном случае программа его пропустит. В п.2 указываем, что стержень вертикальный, что позволяет программе определить координаты z по заданной в окне 2 длине вертикальных стержней. Пункты 5-10 оставить пустыми. Закроем данное окно, нажав на клавишу Esc. Мы вернулись в окно 4. Еще дважды нажав на Esc последовательно закроем окна 4 и 3, вернувшись в окно 2. Опустим курсор на п.9 этого окна “ Внеграничные точки”. Эти точки обычно располагают на поверхности земли для определения распределения потенциала и напряжения прикосновения. Нажмем Enter и откроется окно 7.
Окно 7
1 На отрезке 1
Нажмем Enter и откроем окно 8 с параметрами отрезка, на котором располагаются внеграничные расчетные точки.
Окно 8
1 |
Расчет=Да |
2 |
X;Y;Z начала=0;0;0 |
3 |
X;Y;Z конца=10;0;0 |
4 |
Число отрезков=10 |
Установим параметры окна 8. Далее, нажимая на Esc, последовательно закроем все окна до окна 2. Опустим курсор до п.10 “ Расчет” и нажмем Enter. Появляется индикатор, информирующий об этапах решения. Однако расчет данной задачи слишком скоротечен, чтобы заметить его на экране. Поэтому сразу опустим курсор на п.11 “ Интегральные характеристики границы” окна 2 и, нажав Enter, получим таблицу:
N |
Задан |
Потенциал |
Ток |
Сопротивление |
... |
1 |
I |
2011 |
100 |
20.11 |
... |
Таблица закрывается при нажатии на Esc. Пропустим п.12 окна 2 “ Плотность тока на границах” и остановимся на п.13 “ Результаты во внеграничных точках”. Нажав Enter получим таблицу
N |
x |
y |
z |
U |
Uпр |
... E |
1 |
0 |
0 |
0 |
572.8 |
1438 |
0 |
2 |
1 |
0 |
0 |
513.1 |
1498 |
91.21 |
3 |
2 |
0 |
0 |
424.7 |
1586 |
80.4 |
4 |
3 |
0 |
0 |
354.2 |
1656 |
61.27 |
5 |
4 |
0 |
0 |
300.6 |
1710 |
46.7 |
6 |
5 |
0 |
0 |
259.4 |
1751 |
36.22 |
7 |
6 |
0 |
0 |
227.2 |
1783 |
28.64 |
8 |
7 |
0 |
0 |
201.5 |
1809 |
23.05 |
9 |
8 |
0 |
0 |
180.6 |
1830 |
18.86 |
10 |
9 |
0 |
0 |
163.5 |
1847 |
15.65 |
11 |
10 |
0 |
0 |
149.1 |
1862 |
13.17 |
|
|
|
|
|
|
11 |
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: |
методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П. |
||||||||||
На основании данных таблицы строятся графики распределения потенциала и |
|||||||||||
напряженности на поверхности земли – |
рис.2.4. |
|
|
|
|
||||||
600 |
U |
|
|
|
|
100 |
E |
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
x |
0 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.2.4 |
|
|
|
y |
|
|
|
Пример 2. Рассчитать горизонтальный |
|
|
|
0;20 |
20;20 |
|
заземлитель (рис.2.5), выполненный из стерж- |
|||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
невых электродов радиуса R=0.01м в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
квадрата со стороной 40м. Глубина погружения |
|||
4 |
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
h=0.5м, ток заземлителя I=100А, удельное со- |
||||
|
|
|
|
|
|
x |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
противление земли ρ=100 Ом/м. |
|
|
|
|
|
|
20;0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Создание файла задачи и ввод данных |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
8 |
|
|||
|
|
|
|
аналогичен предыдущему случаю, поэтому ни- |
||||
|
6 |
7 |
|
|
|
|
||
|
|
|
Рис. 2.5. |
же приводятся лишь отличия новой задачи. Как |
||||
|
|
|
видно из рис.2.5, заземлитель обладает симмет- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рией по направлению осей X и Y. Стороны 1 и |
4, 8 и 5 симметричны по координате X, стороны 2 и 7, 3 и 6 симметричны по координате Y. Задав симметрию в окне 2, в дальнейшем рассматриваем только отрезки 1 и 2.
Окно 2
1 Симметрия заземлителей по оси X= Да
2 Симметрия заземлителей по оси Y= Да
6 Глубина погружения=0.5
При симметрии по двум осям, как в данном случае, программа автоматически учитывает и центральную симметрию. Влияние земли, как было уже сказано, учитывается автоматически. Окно 4 будет содержать 2 стержня, если скопировать строку п.2, нажав на клавишу F5, ответив “ Да” и нажав Enter, как было описано ранее.
Окно 4
1 |
Общие параметры |
2 |
Контур.стержень 1 |
3 |
Контур.стержень 2 |
Для первого стержня окно 6 имеет вид
12
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
Окно 6
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=20;0
4X;Y конца=20;20
Для второго стержня окно 6 имеет вид
Окно 6
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=20;20
4X;Y конца=0;20
Окно 8 с отрезком внеграничных расчетных точек
Окно 8
1 |
Расчет=Да |
|
|
|
||
2 |
X;Y;Z начала=0;0;0 |
|
|
|
||
3 |
X;Y;Z конца=30;0;0 |
|
|
|
||
4 |
Число отрезков=15 |
|
|
|
||
Интегральные характеристики границ |
|
|||||
N |
|
Задан |
Потенциал |
Ток |
Сопротивление |
... |
1 |
|
I |
157.3 |
100 |
1.573 |
... |
Распределение потенциала, напряжения прикосновения и модуля напряженности из таблицы результатов во внеграничных точках представлено в виде графиков на рис.2.6.
140 |
|
|
|
12 |
E |
|
|
120 |
|
|
U |
10 |
|
|
|
100 |
|
|
|
8 |
|
|
|
80 |
|
|
|
6 |
|
|
|
60 |
|
|
|
4 |
|
|
|
40 |
|
U пр |
x |
2 |
|
|
x |
20 |
|
|
0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
0 |
10 |
20 |
30 |
0 |
10 |
20 |
30 |
Рис. 2.6.
И наконец, рассмотрим последний пример. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10;20 |
|
|
|
|||||
Пример 3. |
Рассчитать параметры сложного |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
0;20 |
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
заземлителя, состоящего из квадратного контура |
|
|
|
|
|
20;20 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
со стороной 40м, сетки из 6 электродов и 16 верти- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20;10 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
||||
кальных стержней длиной L=5м - рис.2.7. Радиусы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20;0 |
|
|||
всех стержней |
r=0.01м, глубина погружения |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
h=0.5м, ток заземлителя I=100А, удельное сопро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Рис. 2.7. |
|
||||||||||||
тивление земли ρ=100 Ом/м. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
Создадим задачу и зададим следующие параметры, отличия которых от примера 1 приведены ниже.
Окно 2
1 Симметрия заземлителей по оси X= Да
2 Симметрия заземлителей по оси Y= Да
6 Глубина погружения=0.5
Окно 4
1 Общие параметры
2 Контур.стержень 1
3 Контур.стержень 2
4 Стержень сетки 1
5 Стержень сетки 2
6 Стержень сетки 3
7 Стержень сетки 4
8 Верт.стержень 1
9 Верт.стержень 2
10 Верт.стержень 3
11 Верт.стержень 4
12 Верт.стержень 5 Окно 6 контурного стержня 1
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=20;0
4X;Y конца=20;20
Окно 6 контурного стержня 2
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=20;20
4X;Y конца=0;20
Окно 6 стержня сетки 1
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=0;0
4X;Y конца=0;20
Окно 6 стержня сетки 2
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=10;0
4X;Y конца=10;20
Окно 6 стержня сетки 3
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=0;0
4X;Y конца=20;0
14
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
Окно 6 стержня сетки 4
2Стержень вертикальный=Нет
3X;Y начала=0;10
4X;Y конца=20;10
Окно 6 вертикального стержня 1
2Стержень вертикальный=Да
3X;Y начала=20;0
4X;Y конца=20;0
Окно 6 вертикального стержня 2
2Стержень вертикальный=Да
3X;Y начала=20;10
4X;Y конца=20;10
Окно 6 вертикального стержня 3
2Стержень вертикальный=Да
3X;Y начала=20;20
4X;Y конца=20;20
Окно 6 вертикального стержня 4
2Стержень вертикальный=Да
3X;Y начала=10;20
4X;Y конца=10;20
Окно 6 вертикального стержня 5
2Стержень вертикальный=Да
3X;Y начала=0;20
4X;Y конца=0;20
Окно 8 |
|
|
|
|
||
2 |
X;Y;Z начала=0;0;0 |
|
|
|
||
3 |
X;Y;Z конца=30;0;0 |
|
|
|
||
4 |
Число отрезков=15 |
|
|
|
||
Интегральные характеристики границ |
|
|||||
N |
|
Задан |
Потенциал |
Ток |
Сопротивление |
... |
1 |
|
I |
111.2 |
100 |
1.112 |
... |
Распределение потенциала и модуля напряженности представлены в виде графиков на рис.2.8.
15
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
110 |
U |
|
|
7 |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
100 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
x |
1 |
|
|
x |
50 |
|
|
0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
0 |
10 |
20 |
30 |
0 |
10 |
20 |
30 |
|
|
|
Рис. 2.8. |
|
|
||
3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
3.1.Порядок выполнения работы
1.По исходным данным (см.п.п. Исходные данные) определить: тип подстанции, марку трансформаторов, рабочие напряжения, режим нейтрали, тре-
буемое согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства- Rзу. Все перечисленные выше позиции должны быть обоснованы ссылками на нор- мативно-справочную литературу и расчетами.
2.Определить действительные размеры заземляющего устройства с учётом ограждения подстанций.
3.Произвести проектирование заземляющего устройства с учётом требуемого ПЭУ Rзу и точностью не хуже - 2% по обеим методикам.
4.По результатам моделирования вычислить массу металла для каждого варианта заземляющего устройства.
5.Выбрать оптимальную конструкцию заземляющего устройства.
6.Оформить отчёт по лабораторной работе в соответствии с требованиями ЕСКД и стандартов ВоГТУ.
16
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
3.2. Исходные данные
На подстанции есть естественные заземлители с сопротивлением 1 Ом. Таблица
Вариант |
Iкз, к А |
ρ , Ом/м |
hr , м |
d, м |
а , м |
b , м |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
3.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
50 |
40 |
2 |
4.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
30 |
60 |
3 |
2.5 |
60 |
0.7 |
0.02 |
35 |
30 |
4 |
6.0 |
60 |
0.7 |
0.02 |
25 |
30 |
5 |
4.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
50 |
30 |
6 |
6.0 |
60 |
0.7 |
0.02 |
40 |
30 |
7 |
3.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
40 |
30 |
8 |
5.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
30 |
50 |
9 |
2.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
40 |
50 |
10 |
4.0 |
85 |
0.7 |
0.02 |
40 |
60 |
11 |
2.0 |
60 |
0.7 |
0.02 |
30 |
30 |
12 |
1.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
40 |
40 |
13 |
4.5 |
80 |
0.7 |
0.02 |
30 |
45 |
14 |
3.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
55 |
35 |
15 |
3.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
40 |
30 |
16 |
5.5 |
80 |
0.7 |
0.02 |
45 |
45 |
17 |
6.5 |
75 |
0.7 |
0.02 |
35 |
35 |
18 |
3.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
40 |
60 |
19 |
5.5 |
75 |
0.7 |
0.02 |
45 |
45 |
20 |
5 |
75 |
0.7 |
0.02 |
35 |
40 |
21 |
2.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
35 |
30 |
22 |
1.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
40 |
50 |
23 |
6.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
38 |
40 |
24 |
3.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
32 |
38 |
25 |
3.5 |
80 |
0.7 |
0.02 |
45 |
35 |
26 |
2.2 |
65 |
0.7 |
0.02 |
30 |
30 |
27 |
3.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
35 |
38 |
28 |
3.2 |
70 |
0.7 |
0.02 |
32 |
34 |
29 |
4.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
40 |
38 |
30 |
3.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
38 |
38 |
31 |
4.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
40 |
44 |
32 |
4.5 |
75 |
0.7 |
0.02 |
42 |
48 |
33 |
5.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
45 |
45 |
34 |
3.5 |
65 |
0.7 |
0.02 |
35 |
40 |
35 |
3.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
40 |
40 |
36 |
5.5 |
75 |
0.7 |
0.02 |
50 |
40 |
37 |
6.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
48 |
48 |
|
|
|
17 |
|
|
|
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
Продолжение табл.
38 |
2.5 |
60 |
0.7 |
0.02 |
30 |
25 |
39 |
2.0 |
60 |
0.7 |
0.02 |
35 |
20 |
40 |
3.5 |
80 |
0.7 |
0.02 |
35 |
44 |
41 |
3.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
30 |
34 |
42 |
4.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
40 |
46 |
43 |
4.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
38 |
44 |
44 |
3.5 |
65 |
0.7 |
0.02 |
35 |
35 |
45 |
3.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
32 |
32 |
46 |
2.5 |
65 |
0.7 |
0.02 |
28 |
32 |
47 |
2.2 |
60 |
0.7 |
0.02 |
28 |
30 |
48 |
3.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
38 |
34 |
49 |
2.0 |
65 |
0.7 |
0.02 |
30 |
30 |
50 |
2.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
36 |
36 |
51 |
6.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
44 |
50 |
52 |
5.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
42 |
55 |
53 |
5.5 |
75 |
0.7 |
0.02 |
40 |
30 |
54 |
5.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
38 |
32 |
55 |
4.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
45 |
45 |
56 |
4.5 |
85 |
0.7 |
0.02 |
42 |
42 |
57 |
2.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
28 |
34 |
58 |
4.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
36 |
36 |
59 |
2.5 |
60 |
0.7 |
0.02 |
38 |
30 |
60 |
5.5 |
80 |
0.7 |
0.02 |
50 |
40 |
61 |
5.0 |
75 |
0.7 |
0.02 |
35 |
60 |
62 |
4.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
40 |
40 |
63 |
3.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
35 |
35 |
64 |
2.0 |
60 |
0.7 |
0.02 |
25 |
30 |
65 |
3.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
34 |
36 |
66 |
3.2 |
60 |
0.7 |
0.02 |
40 |
25 |
67 |
4.5 |
70 |
0.7 |
0.02 |
44 |
25 |
68 |
4.0 |
70 |
0.7 |
0.02 |
34 |
34 |
69 |
8.0 |
80 |
0.7 |
0.02 |
50 |
50 |
70 |
6.5 |
85 |
0.7 |
0.02 |
45 |
45 |
Примечание: В таблице: Iкз- ток трехфазного короткого замыкания на землю, ρ- удельное сопротивление грунта, hr- глубина залегания заземляющего устройства, d-диаметр круглой стали для горизонтальных и вертикальных стержней, a и b- строительные размеры подстанций.
18
Вологодский государственный технический университет
Техника высоких напряжений: методические указания к лабораторному практикуму / Ананьев В.П.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Правила устройства электроустановок. - 7-е и 6-е издание - СПб.: ДЕАН, 2010. - 1168 с.
2.Федоров, А.А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: учеб. пособие для вузов / А.А. Федоров, Л.Е. Старкова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энерго-
атомиздат, 1987. – 368 с.: ил.
3.Фёдоров, А.А. Справочник по электроснабжению промышленных преприятий. Кн. 1. Проектно-расчетные сведения / А.А. Федоров, Г.В. Сербиновский.
– М.: Энергоатомиздат, 1973. – 520 с.
4.Стандарт организации. Проекты дипломные и курсовые: общие требования и правила оформления расчетно-пояснительной записки. СТО ВоГТУ 2.7- 2006. - Взамен СТП ВПИ 2.7-87; введ. 01.03.2006 . - Вологда : ВоГТУ , 2006 . -
30 с.
19
Вологодский государственный технический университет