где: RO – необходимое общее сопротивление заземления; В – коэффициент использования вертикальных электродов, зависящий от числа электродов и соотношения a/l (a - расстояние между электродами, l - длина электрода). Соотношение a/l зависит от выбранных параметров a и l, которые определяются местностью и грунтом, они лежат в диапазонах a≥2,5 м и l=2,5 5 м. В контрольной работе a/l выбираем приближенно, из таблицы 3.1.
Таблица 3.1 Коэффициенты использования (одинаковых) вертикальных или (одинаковых) горизонтальных электродов из угловой стали или труб
Отношение а/l |
Количество труб в ряду |
В |
Г |
|
|
|
|
|
2 |
0,85 |
0,80 |
|
|
|
|
|
3 |
0,80 |
0,80 |
1 |
|
|
|
5 |
0,70 |
0,75 |
|
|
|
|
|
|
10 |
0,60 |
0,60 |
|
|
|
|
|
2 |
0,90 |
0,90 |
|
|
|
|
|
3 |
0,85 |
0,90 |
2 |
|
|
|
5 |
0,80 |
0,85 |
|
|
|
|
|
|
10 |
0,75 |
0,75 |
|
|
|
|
|
2 |
0,95 |
0,95 |
|
|
|
|
|
3 |
0,90 |
0,90 |
3 |
|
|
|
5 |
0,85 |
0,80 |
|
|
|
|
|
6) Общая длина заземляющего устройства равна (полосы) l1= (nB-1)a. Сопротивление горизонтальных электродов (соединительной полосы – контура) рассчитывается с помощью формулы (на основании выбранных длины l, толщины полосы b, расстояния от поверхности h с учетом рекомендаций):
|
|
|
2l2 |
|
||
Rп = 0,366 |
|
lg |
|
1 |
, Ом |
(3.15) |
|
|
|||||
|
|
|
||||
|
l1 |
|
bh |
|
||
Коэффициент использования полосы П определяется по таблице 2.2 за- |
||||||
тем находится сопротивление заземляющего устройства: |
|
|||||
RП= RП/ П, Ом |
|
|
(3.16) |
|||
7) Общее сопротивление ряда заземляющих устройств, состоящего из вертикальных электродов и соединительных полос, определяется по формуле:
27
RР = |
Rп Rв |
. , Ом |
(3.17) |
Rв г + nв Rп в |
|
|
|
|
|
|
3.6 Выбор автомата защиты
Автоматические выключатели выбираются [7, 9, 10, 11, 12, 13] по номинальным значениям напряжения, линейного тока сети IЛ и условиям перегрузки (1,5IЛ) по данным таблицы П7. Номинальный ток срабатывания выключателя выбирается IАвт 1,5IЛ.
Одновременно ток срабатывания автоматического выключателя должен быть в значительной мере меньше тока короткого замыкания в электросети IАвт<IKФ. При повреждении изоляции в установке с глухозаземленной нейтралью возникает однофазное короткое замыкание (КЗ), ток которого
равен: |
|
|
IKФ= UФ/(ZП+ZТ) |
|
(3.18) |
где: UФ – фазное напряжение электросети; |
Zп = |
− полное со- |
противление цепи фаза – нулевой провод; ZТ – полное сопротивление трансформатора при замыкании на корпус, значения которого приведены в таблице
3.2.
Таблица 3.2 Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора
Мощность трансформатора, кВ А |
40 |
63 |
100 |
160 |
250 |
400 |
630 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетное сопротивление Zт, Ом |
0,65 |
0,413 |
0,26 |
0,162 |
0,104 |
0,065 |
0,043 |
0,027 |
При расчетах с допустимой для практики точностью принимается алгебраическая сумма ZП и ZТ вместо геометрической.
Таблица 3.3 Кратность тока (допустимая) короткого замыкания в сетях с занулением
Вид защитного |
|
Кратность k в помещениях |
|
аппарата |
|
|
|
с нормальной средой |
с взрывоопасной средой |
||
|
|
|
|
Плавкие предохранители |
3IНВст |
|
4IНВст |
|
|
|
|
Автоматические выключатели |
3IНР |
|
6IНР |
с обратной характеристикой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
Автоматические выключатели |
1,4IНР при IНом 100 |
1,4IНР при IНом 100 А; |
29
с электромагнитным расцепи- |
А; 1,25IНР при IНом> |
1,25IНР при IНом>100 А |
телем |
100 А |
|
|
|
|
3.7 Расчет силовых кабелей токораспределительной сети
Сечение кабеля определяется величиной тока, предельной температурой и допустимым паданием напряжения [7, 9, 11, 13, 14].
По условию нагрева сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки. Выбор сечения производится:
1) по условию нагрева длительным расчетным током: IHДоп IP/k1k2;
где: IР - расчетный ток нагрузки, А; IHДоп - длительно допустимый ток в проводе, кабеле или шинопроводе (указаны в таблицах П8-П11); k1 – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, (в контрольной работе условно принимается k1=1); k2 - поправочный коэффициент на число работающих проводов и кабелей, лежащих рядом в грунте, в трубах или без труб, (в контрольной работе условно принимается k2=1).
2) по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой
защиты: |
|
IЗДоп k3IЗ/k1k2 |
(3.19) |
где: IЗДоп - длительно допустимый ток в проводе, кабеле или шинопроводе (указаны в таблицах П8-П11); IЗ - ток срабатывания автомата; k3 - коэффициент защиты или кратность защиты (кратность защиты означает отношение длительно допустимого тока для провода к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата); k1 – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, (в контрольной работе условно принимается k1=1); k2 - поправочный коэффициент на число работающих проводов и кабелей, лежащих рядом в грунте, в трубах или без труб, (в контрольной работе условно принимается k2=1).
Расчет по допустимой потере напряжения.
В приведенных ниже соотношениях сделано допущение о том, что провод линии обладает только активным сопротивлением. Сечение кабелей (с одинаковым сечением по всей длине) для трехфазной сети с сосредоточенной нагрузкой в конце линии рассчитывают по формуле:
SР=Pl·105/ U2· U%, мм2, |
(3.20) |
|
30 |
где: SР – расчетное сечение проводника, мм; Р — расчетная нагрузка, кВт; U - линейное напряжение трехфазной электросети, В, либо фазное напряжение UЭС в однофазных цепях; U% - допустимая потеря напряжения электросети, %; l - общая длина линии, м; - удельная проводимость, м/(Ом·мм2) [ в расчетах принимается для алюминия 34,5 м/(Ом-мм2); для меди 57
м/(Ом·мм2)].
В справочной литературе [7, 9, 14] указывается экономически обоснованная плотность тока δЭ в проводах при прокладке в защитных коробах совместно с другими проводами и длительной эксплуатации. В нашем случае рекомендуется использовать δЭ= 2,1 А/мм2 в случае эксплуатации в течение времени 3000 – 5000 часов в год. В случае эксплуатации в течение времени более 5000 часов в год рекомендуется принять расчетную плотность тока IЭ1= 1,1 А/мм2.
3.8 Приближенный расчет мощности дизель – генераторной установки
Современные дизель – генераторные установки имеют сравнительно малый инерционный момент и потому весьма чувствительны к резким набросам нагрузки и перегрузкам. При расчетах мощности дизель – генераторной установки следует применять полное значение мощности (S, ВА) всех нагрузок, с учетом стартовых перегрузок [7, 10, 11, 12].
Для разнородных нагрузок их мощности суммируются с учетом коэффициента мощности. Например, для ИБП и других, линейных нагрузок приближенное значение мощности дизельной электростанции можно определить с помощью упрощенного соотношения:
РДЭС= (100m/q)·(РИБП/ψИБПηИБП+РЗА/ψИБПηЗА+ РДП/ψДП), |
(3.21) |
здесь: РИБП – выходная (номинальная) мощность ИБП; |
ψИБП – |
коэффициент мощности ИБП; ηИБП - коэффициент полезного действия ИБП; РЗА– выходная (номинальная) мощность заряда аккумуляторных батарей; ψИБП
– коэффициент мощности устройств заряда аккумуляторных батарей; ηЗА - коэффициент полезного действия устройств заряда аккумуляторных батарей;
РДП
– полная мощность остальных потребителей; ψИБП – коэффициент мощности остальных потребителей; m – коэффициент запаса, равный m= 1,1 ÷1,2 (а для дизелей с газотурбинным наддувом m= 1,3 ÷1,4); q, % – коэффициент режима
31