Электроснабжение промышленных предприятий Абрамова Е.Я

Таблица 4 - Коэффициенты использования ηв вертикальных заземлителей, размещенных в ряд, без учета влияния горизонтальных электродов связи

Таблица 5- Коэффициенты использования ηв вертикальных заземлителей, размещенных по контуру, без учета влияния горизонтальных электродов связи

Системы заземления электрических сетей могут быть следующих типов: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT и IT. В условных обозначениях систем заземления буквы обозначают:

-первая буквахарактер заземления источника питания (T - непосредственное присоединение хотя бы одной точки токоведущих частей источника питания к земле; I - все токоведущие части источника питания изолированы от земли или одна точка заземлена через большое сопротивление, разрядник, воздушный промежуток и т.д.);

-вторая буквахарактер заземления открытых проводящих частей элементов электрической сети и электроприемников (T - непосредственная связь открытых проводящих частей с землей независимо от характера связи источника питания с землей; N - непосредственная связь открытых токопроводящих частей с точкой заземления источника питания, в системах переменного тока обычно заземляется нейтраль);

-последующие буквы (если такие имеются)- характер устройства нулевого рабочего и нулевого защитного проводников (S - функции нулевого рабочего

инулевого защитного проводников обеспечивается раздельными проводника-

ми; C - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводникеPEN- проводнике).

Впоследнее время получила распространение и стала обязательной для некоторых низковольтных сетей установка устройств защитного отключения

(УЗО).

При проектировании заземляющих устройств электроустановок должны быть выполнены следующие требования:

1) электроустановки напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью. Согласно ПУЭ сопротивление заземляющих устройств в установках с изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом, а при питании от трансформаторов и генераторов суммарной мощностью не более 100 кВА оно не должно превышать 10 Ом. Повторное заземление нулевых проводов в системах

380/220 В должно иметь сопротивление не более 10 Ом; 2) электроустановки напряжением до 1000 В с глухим заземлением ней-

трали.

Сопротивление заземления нейтрали определяется из следующих усло-

вий:

-предотвращения опасных последствий при пробое изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора;

-предотвращения недопустимого повышения напряжения фаз по отношению к земле и заземленных частей электроустановок низшего напряжения при замыканиях на землю.

Сопротивление заземляющего устройства в таких сетях не должно превышать 4 Ом. Сопротивление заземляющих устройств каждого повторного заземления не должно превышать 10 Ом;

3) электроустановки напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю.

Вэлектроустановках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю) сопротивления заземляющего устройства при протекании расчетного тока замыкания на землю в любое время года в соответствии с требованиями ПУЭ должно удовлетворять следующему условию:

где Iрасч.з. - расчетный ток замыкания на землю;

Uрасч.з- расчетное напряжение на заземляющем устройстве по отношению к земле, определяется в соответствии с ПУЭ.

Если заземляющее устройство используют только для электроустановок

напряжением выше 1000 В, то Uрасч.з. принимают равным 250 В. Если одновременно для заземления электрооборудования до 1000 В и выше, Uрасч.з . прини-

мают равным 125 В. В обоих случаях сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом.

За расчетный ток принимают емкостной ток однофазного замыкания на землю, определяемый по формуле

где Uном.с.- номинальное напряжение сети, кВ;

lк.л- общая длина электрически связанных между собой кабельных линий, км;

lв.л- общая длина электрически связанных между собой воздушных линий, км;

4) электроустановки напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю.

В электроустановках напряжением выше 1000 В с нейтралями, заземленными наглухо или через малые сопротивления, при замыканиях на землю срабатывает защита и отключает поврежденную установку. Согласно ПУЭ, требуемое сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 0,5 Ом.

6.2 Порядок расчета заземляющих устройств

При расчете заземляющего устройства определяется тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников.

1 В соответствии с ПУЭ устанавливают допустимое сопротивление заземляющего устройства- Rз доп.. Если заземляющее устройство является общим для нескольких установок, то за расчетное сопротивление заземляющего устройства принимают наименьшее из них.

2 Определяют сопротивление изменяющегося естественного заземления Re. Если Re < Rз доп, то в установках напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю искусственного заземлители не требуются. В установках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю используют искусственные заземлители с сопротивлением не более 1 Ом.

3 При Re < Rз доп определяют сопротивление искусственного заземлителя по формуле

где Rи - сопротивление искусственного заземлителя, Ом; Rе- сопротивление естественного заземлителя, Ом;

Rз.доп - допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

4 Определяют расчетное удельное сопротивление грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхания грунта летом и промерзание его зимой.

5 Определяют сопротивление растеканию одиночного вертикального электрода при длине l (м), диаметре d (мм) по формуле

где Rв.о - сопротивление одиночного вертикального электрода, Ом; ρрасч - удельное сопротивление земли, Ом·м;

l - длина заземлителя, м;

d- диаметр заземлителя, мм.

Врасчетах можно использовать также следующие упрощенные формулы: - для углубленного пруткового электрода диаметром 12 мм, длиной 5 м

- для электродов из угловой стали размером 50×50×5 мм, длиной 2,5м

- для электрода из трубы диаметром 60 мм, длиной 2,5 м

6 Определяют примерное число вертикальных заземлителей n при предварительно принятом коэффициенте использования по формуле

где n - число вертикальных заземлителей;

Rв.о - сопротивление растеканию одного вертикального электрода, Ом; Rи - необходимое сопротивление искусственного заземлителя, Ом.

В этом случае влияние соединительных полос не учитывают.

7 Если учитывают сопротивление горизонтальных полос, то следующим этапом будет определение сопротивления растеканию горизонтальных электро-

дов Rг по формулам таблицы 3.

8 Уточняют необходимое сопротивление вертикальных электродов Rв с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов по формулам

где Rг- сопротивление растеканию горизонтальных электродов, Ом;

Rи- необходимое сопротивление искусственного заземлителя, Ом.

9 Уточняют число вертикальных электродов с учетом коэффициентов использования по формуле

Окончательно принимают число вертикальных электродов из условий размещения, но не менее двух.

10 Уточняют расчетное сопротивление заземляющего устройства по формуле

6.3 Расчет грозозащиты

Защита от прямых ударов молнии осуществляется с помощью молниеотводов различных типов: стержневых, тросовых, сетчатых, комбинированных. Для защиты зданий и сооружений чаще применяют стержневые и сетчатые молниеотводы, тросовые в основном используют для защиты ЛЭП.

Производственные, жилые и общественные здания и сооружения в зависимости от их конструктивных характеристик, назначения и значимости, вероятности возникновения взрыва или пожара, технологических особенностей, а также от интенсивности грозовой деятельности в районе их местонахождения подразделяются на три категории по устройству молниезащиты /4/:

I - Производственные здания и сооружения со взрывоопасными помещениями классов В - I и В - II по ПУЭ;

II- Cооружения со взрывоопасными помещениями классов В – Iа, В - Iб,

В- Iг и В – IIа по ПУЭ;

III - Все остальные здания и сооружения, в том числе пожароопасные помещения П – I, П – II и П - IIа.

Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений II категории с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты. При установке молниеотводов на объекте от каждого стержневого молниеприемника или каждой стойки тросового молниеприемника должно быть обеспечено не менее двух токоотводов. При уклоне кровли не более 1 : 8 может быть использована также молниеприемная сетка.

Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм и уложена на кровлю сверху или под несгораемые или трудносгораемые утеплитель или гидроизоляцию. Шаг ячеек сетки должен быть не более 6 х 6 м. Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Выступающие над крышей металлические элементы (трубы, шахты, вентиляционные устройства) должны быть присоединены к молниеприемной сетке, а выступающие неметаллические элементы — оборудованы дополнительными молниеприемниками, также присоединенными к молниеприсмной сетке.

Установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не требуется для зданий и сооружений с металлическими фермами при условии, что в их кровлях используются несгораемые или трудносгораемые утеплители и гидроизоляция.

Токоотводы от металлической кровли или молниеприемной сетки должны быть проложены к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру здания.

Токоотводы, прокладываемые по наружным стенам зданий, следует располагать не ближе чем в 3 м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей.

7 Контрольно-измерительные приборы и приборы учета на цеховой подстанции

На подстанциях устанавливают измерительные приборы, обеспечивающие учет расхода электроэнергии, активной и реактивной мощности, тока в линиях, напряжения.

Амперметры для измерения электрического тока устанавливают на всех трансформаторах и линиях, питающих приемники электроэнергии или их группы. Амперметры устанавливают в одной фазе. Три амперметра предусматривают только в тех цепях, где возможна несимметрия нагрузки фаз приемников (освещение, сварочные посты, конденсаторные батареи). Амперметры включают непосредственно в сеть или через трансформаторы тока.

Напряжение контролируют на каждой секции сборных шин всех РУ, причем вольтметр включают только на одно линейное напряжение, так как обычно в СЭС междуфазовые напряжения симметричны. Вольтметры подключают непосредственно при напряжении до 1000 В или через трансформаторы напряжения — при напряжении свыше 1000 В.

Класс точности щитовых измерительных приборов должен быть не ниже

2,5.

Расход электроэнергии измеряется для коммерческого расчета с энергосистемой (расчетный учет) и контрольного расчета внутри предприятия (технический учет).

Счетчики коммерческого учета устанавливают обычно со стороны высшего напряжения, т. е. на вводах от энергосистемы. рассчитываются за электроэнергию с энергосистемой по одноставочному тарифу (только за потребленную активную энергию по показаниям счетчика) и по двухставочному тарифу (за потребленную активную энергию и за присоединенную мощность или за заявленную нагрузку в часы максимума нагрузки энергосистемы).

Для стимулирования мероприятий по компенсации реактивной мощности предусмотрена шкала скидок и надбавок к тарифу в зависимости от оптимальной и фактической реактивной нагрузок предприятия в часы максимальной нагрузки.

Технический учет организуется внутри предприятия — для контроля за удельными нормами расхода электроэнергии на единицу продукции, учета ее расхода на подсобные нужды, учета реактивной энергии и соблюдения планов электропотребления. При техническом учете применяются прогрессивные удельные нормы расхода электроэнергии и премиальная система поощрения за ее экономию.

На рисунке 10 приведена схема включения измерительных приборов, устанавливаемых на трансформаторах

Рисунок 10 - Схема включения измерительных приборов

Список использованных источников

1 Трунковский Л.Е. Электрические сети промышленных предприятий [Текст] /. Л.Е. Трунковский. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 128 с.

2 Герасимов В. Г. Производство и передача электрической энергии [Текст]:/ электротехнический справочник в 4-х т. Т. 3 /под общ. ред. В.Г. Герасимова [и др.] - М.: Изд-во МЭИ, 2002. - 964 с.

3 Федоров А.А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий [Текст]./ А.А. Федоров, Л.Е. Старкова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

4Правила устройства электроустановок [Текст]. - М.: Главгосэнергонад-

зор России, 2000. – 608 с.

5РД 153 – 34. 0 – 20. 527 – 98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования [Текст]./ Под. ред. Б.Н. Неклепаева. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. – 152 с.

6Мукосеев Ю. Л. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]./ Ю. Л. Мукосеев. - М.: Энергия, 1973. - 584 с.

7Сибикин Ю. Д. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]./ Ю. Д. Сибикин, М. Ю. Сибикин, В.А. Яшков. - М.:, Высшая школа, 2001. - 336 с.

8Князевский Б. А. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]./ Б. А. Князевский, Б. Ю. Липкин. - М.:, Высшая школа, 1986. - 400 с.

9Дранников В. Г. Автоматизированный электропривод подъемнотранспортных машин [Текст]./ В. Г. Дранников, И. Е. Звягин. - М.:, Высшая школа, 1973. - 280 с.

10Кудрин Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]./ Б. И. Кудрин. - М.:, Интермет Инжиниринг, 2005. - 672 с.

11Клементьев В. Р. Монтаж внутризаводских электроустановок [Текст]./ В. Р. Клементьев, Л.Т. Магазинник. - М.:, Энергоатомиздат, 1996. - 339 с.

12Справочник по проектированию электроснабжения [Текст]./ под. ред. Ю. Г. Барыбина, Л. Е. Федоровой [и др.] - М.: Энергоатомиздат, 1990. – 685 с.

13Электротехнический справочник [Текст]./ под. ред. Н. Н. Орлова. - М.:

Энергия, 1988. – 420 с.

14Киреева Э. А. Автоматизация и экономия электроэнергии в системах промышленного электроснабжения [Текст]./ Э. А. Киреева, Т. Юнес, М. Айюби. - М.:, Энергоатомиздат, 1998. - 425 с.

15ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ [Текст]. - Введ. с 01.01.95. М.: Изд - во стандартов, 1994. - 56 с.