Дипломная работа: Проект новой подстанции для обеспечения электроэнергией нефтеперерабатывающего завода

Рисунок 25 - заземляющее устройство подстанции;

Расчет производится в следующем порядке :

1.  Зная наибольшее допустимое напряжение прикосновения, определяем напряжение на заземлителе по формуле:

(54)

где kп – коэффициент напряжения прикосновения; для сложных заземлителей он определяется по формуле

 , (5

5)

где lв – длина вертикального заземлителя, м;

Lг – длина горизонтальных заземлителей, м;

 а – расстояние между вертикальными заземлителями, м;

 S – площадь заземляющего устройства, м2;

 М – параметр, зависящий от удельного сопротивления грунта;

 b - коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека Rч и сопротивлению растекания тока от ступней Rс:

 .(56)

В расчетах принимают Rч=1000 Ом; Rc=1.5rв,с.

2.  Так как Uз = Iз Rз, то сопротивление заземляющего устройства должно быть, Ом:

3. 

 , (57)

где Iз – ток, стекающий с заземлителя проектируемого заземляющего устройства при однофазном КЗ.

Если однофазное КЗ произошло в пределах электроустановки, то

, (58)

где  - ток однофазного КЗ в месте повреждения;

х0 – результирующее индуктивное сопротивление нулевой последовательности до места КЗ;

 хт1 – сопротивление нулевой последовательности трансформаторов рассматриваемой электроустановки.

4.  Определяют общее сопротивление сложного заземлителя, преобразованного в расчетную модель, Ом:

 , (59)

Где

 при  ; (60)

где  - удельное сопротивление земли, Ом м;

 Lв – общая длина вертикальных заземлителей; Lв = lв nв.

Полученное значение Rз должно быть меньше Rз,доп.

Если сопротивление превышает требуемые значения, то необходимо увеличение площади S, длины Lг , числа вертикальных заземлителей nв и их длины. Всё это приводит к дополнительным расходам и на подстанциях трудно осуществимо. Эффективной мерой уменьшения опасности прикосновения является подсыпка гравия или щебня слоем 0.1-0.2 м у рабочих мест. Удельное сопротивление верхнего слоя при этом резко возрастает (5000-10000 Ом м), что снижает ток, проходящий через человека, так как сопротивление растекания тока со ступней Rc. В расчёте соответственно уменьшается коэффициент b и увеличивается допустимое сопротивление заземляющего устройства.

Расчёт заземляющего устройства. Расчёт будем производить с учётом существующего заземляющего устройства. Заземляющее устройство выполняем в виде сетки из полосы мм.

Исходные данные для расчета : удельное сопротивление земли r =300 Ом м; глубина заложения горизонтальных полос t=0,7м; общая длина горизонтальных полос Lг=2150 м; длина вертикальных заземлителей lв = 3,5м с диаметром d=16мм; количество вертикальных заземлителей nв=60; время действия релейной защиты tр,з = 0,12 с; полное время отключения выключателя tотк,в = 0,05 с; естественных заземлителей нет.

 Рисунок 26

а) заземляющее устройство подстанции;

б) расчетная модель.

Площадь заземляющего устройства равна :

 м2.

Для t = 0,12 + 0,05 = 0,17с находим Uпр,доп = 400 В.

Коэффициент прикосновения по формуле:

=;

здесь М = 0,5 [2];

Потенциал на заземлителе по:

= В,

что в пределах допустимого (меньше 10 кВ).

Сопротивление заземляющего устройства по:

 Ом,

здесь Iз – однофазное КЗ по формуле:

 А

где  - ток однофазного КЗ;

х0 – результирующее сопротивление нулевой последовательности до места КЗ, Ом, х0* =5,01 о.е., в именованных единицах:

 Ом;

хт1 – сопротивление нулевой последовательности трансформатора, Ом, хт1*=16.66 о.е. , в именованных единицах :

Ом.

Длина сторон ячейки:

B=5 м.

Длина полос в расчётной модели:

 м.

Общая длина вертикальных:

Lв = lв·nв = 3,5·60 = 210 м.

Относительная глубина:

,

тогда по (7.13)

.

Общее сопротивление сложного заземлителя

 Ом,

что меньше допустимого Rз,доп = 2.89 Ом.

Найдем напряжение прикосновения:

В,

что меньше допустимого значения 400 В.

Определим наибольший допустимый ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном КЗ:

 А.

Вывод. Из расчёта видно, что заземлители с сопротивлением 1,69 Ом не превышают допустимого значения. Напряжение прикосновения удовлетворяет условию безопасности.

7.3 Средства индивидуальной защиты

Средства индивидуальной защиты предназначены для защиты людей, работающих в электроустановках от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги, электромагнитного поля. К средствам относятся: очки, каски, диэлектрические перчатки, боты, калоши, индивидуальные экранирующие комплекты.

Правила применений и испытаний средств защиты, используемых в электроустановках, подразделяют электрозащитные средства на группы;

1) шланги, изолирующие, клещи изолирующие, указатели напряжения;

2)  диэлектрические перчатки, боты, калоши, коврики, изолирующие подставки, изолирующие накладки;

3)  экранирующий костюм;

4)  переносные заземления.

Изолирующие штанги, в зависимости от их назначения, подразделяются на: оперативные, ремонтные и измерительные.

Для установления наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях используют указатели напряжения типа УВН-10, УВН-90.

В качестве основного средства защиты в установках до 1000 В применяют диэлектрические перчатки, они служат средством защиты от прикосновения при операциях с ручными приводами и т.п. При работе в распределительном устройстве во время операций, выполняемых штангой, при проверке наличия или отсутствия напряжения применяют диэлектрические боты.

Для защиты оперативно-ремонтного персонала от воздействия электромагнитных полей распределительного устройства 110 кВ служат экранирующие костюмы. В процессе эксплуатации изолирующие средства защиты периодически осматривают и испытывают повышенными напряжениями в сроки, предусмотренные правилами.

Согласно инструкции по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках, для бригады эксплуатационного обслуживания подстанции, нормы комплектования средствами защиты следующие:

1)  изолирующие штанги (оперативные и измерительные) - 2 шт.;

2)  указатель напряжения выше 1000 В- 4 шт.;

3)  указатель напряжения до 1000 В - 2 шт.;

4)  переносные заземления на 110 кВ - 2 шт.;

5)  переносные заземления на 35 кВ - 2 шт.;

6)  указатель напряжения для проверки совпадения фаз - 2 шт.;

7)  диэлектрические перчатки - 4 пары;

8)  диэлектрические боты - 1 пара;

9)  предохранительные монтерские пояса и страховочные канаты - 2 шт.;

10)  защитные очки - 2 пары;

11)  защитный щиток для электросварщика - 2 шт.;

12)  изолированный инструмент - 2 комплекта;

13)  диэлектрические ковры и изолирующие накладки - 2 шт.;

14)  плакаты и знаки безопасности;

15)  защитные каски для каждого члена бригады.

7.4 Контроль изоляции

В сетях переменного тока выше 1 кВ с изолированной нейтралью, как правило, должен выполнятся автоматический контроль изоляции, действующей на сигнал при снижении изоляции одной из фаз ниже заданного значения, с последующем контролем асимметрии напряжения при помощи показывающего прибора.

Допускается осуществлять контроль изоляции путем периодических измерений напряжения с целью визуального контроля асимметрии напряжения.

Принцип действия контроля изоляции кабельных линий, сети переменного тока, основан на измерении напряжения нулевой последовательности, возникающего при коротком замыкании одной из фаз на землю.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38