Расчет защитного заземления на объекте

Заземлением называют преднамеренное гальвани­ческое соединение металлических частей электроустановки с заземляющим устройством.

Различают следующие виды заземлений: защитное — выполняют с целью обеспечения электробезопасности при замыкании токоведущих частей на землю; рабочее — пред­назначено для обеспечения нормальных режимов работы установки; молниезащитное — для защиты электрообору­дования от перенапряжений и молниезащиты зданий и со­оружений. В большинстве случаев одно и то же заземле­ние выполняет несколько функций, т. е. одновременно яв­ляется защитным, рабочим и т.д.

3аземлителем называют металлический провод­ник или группу проводников, находящихся в соприкосно­вении с землей. Различают естественные и искусственные заземлители.

Естественные заземлители — это различные конст­рукции и устройства, которые по своим свойствам могут одновременно выполнять функции заземлителей: водопро­водные и другие металлические трубопроводы (кроме тру­бопроводов горючих или взрывчатых жидкостей и газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией от коррозии), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей.

Под искусственными заземлителями понимают закладываемые в землю металлические электроды, специ­ально предназначенные для устройства заземлений. В качестве искусственных заземлителей применяют: для вер­тикального погружения в землю — стальные, стержни диа­метром 12—16 мм, угловую сталь с толщиной стенки не менее 4 мм или стальные трубы с тол­щиной стенки не менее 3,5 мм; для горизонтальной уклад­ки — стальные полосы толщиной не менее 4 им или круглую сталь диаметром 6 мм.

Расчет сопротивления заземлителя

В качестве вертикальных заземлителей принимаем, стальные стерж­ни диаметром 50 мм и длиной 5 м, которые погружают в грунт мето­дом ввертывания. Расстояние от поверхности грунта до середины длины

Электроды соединяются посредством сварки горизонтальным полосовым заземлителем. Длина горизонтальной полосы составляет 2,5 м., ширина полосы 25 мм., расстояние от поверхности грунта до середины ширины горизонтальной полосы равно 1,5 м.

Для стороны 10 кВ в соответствии с ПУЭ сопротивление зазем­ляющего устройства определяем по формуле:

,                                   (10.1)

где U_р = 125 В, так как заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок до 1 кВ и выше. С учетом исходных данных R_з = 5 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства для электроустановок на­пряжением до 1 кВ не должно быть больше 4 Ом, поэтому за рас­четное сопротивление принимаем R_з = 4 Ом.

Предварительно с учетом площади, занимаемой объектом, наме­чаем расположение заземлителей, с расстоянием между вертикальными электродами 3 м.

Сопротивление искусственного заземлителя при отсутствии есте­ственных заземлителей принимаем равным допустимому сопротивлению заземляющего устройства R_и = R_з = 4 Ом.

Определяем расчетные удельные сопротивления грунта для гори­зонтальных и вертикальных заземлителей:

,Ом·м;                             (10.2)

,Ом·м, (10.3)

где  — удельное сопротивление грунта (суглинок) 100 ;

— повышающие коэффициенты для вертикальных и горизонталь­ных электродов.

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стерж­невого типа определяем по формуле:

, Ом;                    (10.4)

Определяем примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использова­ния (отношение расстояния между электродами к их длине равно 2, ориентировочное число вертикальных электродов в соответст­вии с планом объекта составляет 36):

, шт.;                                       (10.5)

Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов по формуле:

, Ом;                              (10.6)

Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов:

, Ом;                                (10.7)

Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования , при N = 26и , где м — периметр контура расположения элек­тродов:

, шт.;                                   (10.8)

Окончательно принимаем к установке 22 вертикальных электрода.

1. Нормируемое сопротивление заземляющих устройств в эл./установках

 до 1000В, напряжением 660 / 380 В- R_з< 2.

Расчётное удельное сопротивление земли можно определить по формуле:

                                       ρ= ρ_изм ∙ К_с, Ом∙м, 

где ρ – расчётное удельное сопротивление земли;

ρ_изм – удельное сопротивление земли, полученное в результате измерений

ρ_изм =80;

К_с – коэффициент сезонности , учитывающий промерзание или высыхание грунта, К_с =1,25.

ρ= 80 ∙ 1,25=100.

2. Сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя:

,

где - ρ_в – расчётное удельное сопротивление грунта,Ом м ;

- l –длина вертикального стержня, м;

- d – диаметр сечения стержня, м;

- t – расстояние от поверхности грунта до середины длины вертикального стержня, м.

.

4. Количество вертикальных стержней:

, шт.,

где R_в – сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя, Ом;

R_и – требуемое сопротивление искусственного заземлителя, Ом.

шт.

4. Расположение электродов заземлителя:

Электроды заземлителя могут располагаться в ряд или по контуру. Выбираем расположение по контуру, как более удобное с точки зрения строительства, обеспечивающее значительную длину горизонтального заземлителя по периметру здания.

Длина горизонтального заземлителя:

по контуру: l_г = 1,05 а ∙ n , м;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении выпускной квалификационной работы на тему «Реконструкция электрооборудования и электроснабжения компрессорного цеха №3 Нюксенского ЛПУ МГ» были рассмотрены типовые вопросы электроснабжения и решен ряд задач применительно к объектам реконструкции.

Рассчитаны силовые1271 кВ×А и осветительные нагрузки 48,4 кВ∙А.

На основании расчёта нагрузок был произведен выбор числа и мощности трансформаторов. В результате технико-экономического сравнения выбрано КТП с двумя трансформаторами ТМГ 2´1000кВ×А 10/0,4 кВ.

В цехе используется магистральная схема распределения электроэнергии, выполненная кабелями марки ВВГ на напряжение 0,4 кВ, питающие кабели –марки ПвПуг.

На основании произведенного расчета токов короткого замыкания в сетях высшего и низшего напряжений выбраны коммутирующие аппараты, оборудование, выполнена проверка кабельной продукции.

В результате экономического расчёта были определены затраты на строительно-монтажные работы 782086,12руб. Сметная стоимость объекта составила 21749415,2руб.

Разработаны молниезащитные мероприятия и мероприятия по установке заземляющего контура.

Релейная защиталиний 10 кВвыполнена при помощи цифровых терминалов «Сириус Л». Защита силовых трансформаторов выполнена предохранителями.