Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
µй и окружающей среды, т. е. последствия отказов по бесперебойности и отказов по безопасности.
Первичными возмущениями, которые могут приводить к отказам объекта, являются отказы отдельных его элементов (оборудования), происходящие в результате физико-химических процессов старения, каких-либо скрытых дефектов и др.; внешние воздействия на объект, определяемые природно-климатическими или иными условиями; ошибки эксплуатационного персонала. Понятно, что результатом тех или иных первичных возмущений могут быть отказы в выполнении объектом как первой заданной ему функции (бесперебойное снабжение потребителей соответствующей продукцией требуемого качества), так и второй (недопущение ситуаций, опасных для людей и окружающей среды), а иногда и обеих функций.
Абсолютно безопасными объекты энергетики, очевидно, быть не могут. Следовательно, должен быть установлен такой уровень безопасности в виде нормативных значений, выбранных для оценки безопасности объекта показателей, превышение которого недопустимо.
Принципиальным в проблеме безопасности объектов энергетики (как и любых технических объектов) является то, что допустимые уровни безопасности не могут определяться на основе только экономических или технико-экономических соображений, ибо здесь идет речь о здоровье и жизни людей, о сохранении среды обитания человека, т. е. проблема обеспечения безопасности объектов носит, прежде всего, гуманистический характер [1]. Поэтому из подходов, рекомендуемых для нормирования значений показателей надежности объектов энергетики: экономические оценки, экспериментальные исследовательские расчеты, анализ прошлого опыта [36] - в данном случае наиболее приемлемы экспериментальные исследовательские расчеты, дополненные критическим анализом прошлого опыта. Расчеты должны обеспечить возможность имитации процессов функционирования рассматриваемого объекта и анализа последствий отказов, возникающих в результате действия тех или иных первичных возмущений и приводящих к снижению безопасности.
Одним из основных показателей надежности заземляющего устройства является вероятность поражения персонала напряжением прикосновения (UПР). Для его определения необходимо знать закон распределения напряжений прикосновения на территориях подстанций, который, в частности, может быть получен в результате обработки статистического материала о поражениях электротехнического персонала в действующих электроустановках с использованием соответственно подобранной функции распределения случайных величин, представляющей собой математическое ожидание ситуации поражения человека электрическим током при замыканиях на землю.
Найдя закон распределения UПР по отдельным зонам подстанции, можно вычислить искомую вероятность поражения персонала.
В данной работе при разработке алгоритма расчета заземляющих устройств будут рассмотрены вопросы расчета вероятности появления отказов заземляющей системы подстанции при коротких замыканиях в сети (случай превышения заданного напряжения на заземляющей системе) и расчет основного, на наш взгляд, показателя надежности заземляющего устройства - вероятности поражения персонала напряжением прикосновения.
2.2 Обоснование необходимости и выбор метода предпроектных изысканий
Для расчета и проектирования заземляющих устройств необходимы данные о параметрах электрической структуры земли в месте их предполагаемого сооружения, причем, в соответствии с ПУЭ [6] для того сезона, в течение которого нормированная характеристика заземляющего устройства принимает наибольшее значение. Экспериментальное определение этих параметров и приведение их к расчетным условиям (к расчетному сезону) и составляют основное содержание изысканий.
Другими словами, назначением предпроектных изысканий является выдача необходимой информации о геоэлектрическом разрезе грунта на территории сооружения подстанции и в потенциально опасных точках на поверхности земли по трассам надземных коммуникаций. В качестве параметров исходной информации о геоэлектрическом разрезе должны выдаваться сведения об удельном сопротивлении и мощности слоев земли (; ).
Экономичность и надежность заземляющих устройств в конечном счете зависят от правильности определения расчетного значения удельного сопротивления грунта, а следовательно, исключительно важно правильно определить характеристики грунта. Поэтому к изысканиям и их результатам предъявляют два главных требования. Во-первых, методы изысканий должны быть как можно проще. Во-вторых, информация о параметрах электрической структуры земли должна быть достаточно достоверной для проектирования и последующего сооружения рациональноных заземляющих устройств.
В настоящее время известен ряд методов изысканий, однако практическое применение получили два из них: с помощью пробного электрода и вертикальное электрическое зондирование.
Суть метода пробного электрода чрезвычайно проста. На территории, предназначенной для сооружения заземляющего устройства, в землю закладывают одиночные пробные электроды (вертикальные или горизонтальные) обычно такой же длины, как у будущего заземлителя, который предполагают выполнять преимущественно из вертикальных или только из горизонтальных электродов. Далее измеряют сопротивление или и, рассматривая удельное сопротивление земли однородным (эквивалентным), рассчитывают его по формулам (приложение, формулы (П1