Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
астоты при выполнении условия . В то же вемя при увеличении удельного сопротивления среды и частоты излучения роль токов смещения существеено возрастает и пренебрежение имим может привести к значительным погрешностям интерпретации результатов измерений. Пренебрегая токами смещения из (2.6) и (2.5) имеем .
При измерениях на переменном токе под понимается эффективное удельное электрическое сопротитвление грунта. Оно отличается от кажущегося всвязи с наличием частотной дисперсии грунтов.
Аналитические выражения, определяющие и вертикального диполя, имеют довольно сложный вид. Поэтому их поведение удобно анализировать в функции безразмерного параметра
Результаты исследований изменения вертикальной составляющей в зависимости от изменения параметра Р в пределах от 0 до 1 незначительно. Радиальная составляющая поля в этом диапазоне Р также мала.
При существенном изменении параметра Р компоненты и меняются более существенно, что указывает на необходимость измерения как вертикальной , так и горизонтальной составляющих.
Определение параметра Р удобно производить по характеристике . Тогда значение эффективного удельного сопротивления грунта
,
где f - частота излучения электро-магнитного поля, Гц. Измерение методом ДЭМП в области среднего параметра Р охватывает практически весь диапазон естественного изменения . Однако следует учитывать, что разрешающая способность метода для грунтов высокого удельного сопротивления резко снижается. Это требует перехода на более высокие частоты, но с увеличением частоты уменьшается глубина исследования из-за возрастающего влияния верхнего слоя грунта.
Глубинность метода ДЭМП будет тем хуже, чем меньше удельное сопротивление верхнего слоя, предельная глубина определяется как
, м,
где - удельное сопротивление верхнего слоя грунта. Если мощность первого слоя , то получить информацию о подстилающих слоях нельзя. Так как мощность в районах Крайнего Севера, как правило, не превышает 2-3 м при значении , то слой сезонного протаивания не является экраном, хотя и влияет на результаты измерений.
Существенную роль в выборе метода предпроектных изысканий играет наличие естественной сети заземления в районе размещаемой подстанции. Получить исходную информацию о структуре земли при сооружении подстанции непосредственно на территории промышленного предприятия, пользуясь известными методами изысканий. Практически не представляется возможным. В этих случаях сведения о о геоэлектрическом разрезе могут быть получены на основании изучения архивных данных по предпроектным изысканиям на территории предпрития, анализа общей стратиграфии района или посредством изысканий на площадках с аналогичными геологическими условиями.
Заземляющие устройства электроустановок районов Крайнего Севера - это сложные и дорогостоящие сооружения. Известно, что стоимость заземляющего устройства находится в обратной зависимости от величины его параметров и в условиях распространения плохопроводящих многолетнемерзлых грунтов может достигать стоимости всей электроустановки. Поэтому решить экономически разумными средствами проблему сооружения эффективных заземлителей на территории промышленной площадки района Крайнего Севера без тщательного выполнения в каждом отдельном случае предпроектных изысканий параметров геоэлектрической структуры практически невозможно.
2.3 Синтез математической модели расчёта заземляющих устройств с учётом обеспечения надёжности в районах с большим сопротивлением грунта
.3.1 Обоснование выбора конфигурации заземляющего устройства
Критерием, определяющим обоснованность и правильность расчета, являются действующие нормы на электрические характеристики заземлителей. Однако наиболее общим критерием, по которому принято судить об обоснованности технических решений в целом, как известно, являются затраты. Поэтому и обоснованность выбора конструктивных параметров заземляющих устройств следует оценивать по затратам (при выполнении обязательного условия - соответствия электрических характеристик и некоторых конструктивных параметров заземляющего устройства действующим нормам).
Обеспечить соответствие нормам электрических характеристик и конструктивных параметров заземляющего устройства конкретной электроустановки можно различными путями, в частности применением только горизонтальных элементов или их комбинаций с вертикальными электродами, ограничением размеров заземлителя в плане площадкой, на которой расположено заземляемое оборудование или, наоборот, расширением территории, занятой заземлителем, за пределы этой площадки, использованием гравийных или щебеночных покрытий с весьма высоким удельным сопротивлением и т. п.
Каждому варианту заземляющего устройства соответствуют определенные затраты: капитальные, эксплуатационные и в обобщенном виде приведенные. Наилучшим конструктивным параметрам заземляющего устройства конкретной электроустановки будут соответствовать наименьшие приведенные затраты
Зпр min = min(ЕЗк + Зэ), (2.7)
где Зк, Зэ - затраты соответственно капитальные и эксплуатационные; Е - нормативный коэффициент эффективности, принятый для заземляю-щих устройств равным 0,15.
Капитальные затраты на заземляющее устройство складываются из капитальных затрат на искусственный заземлитель и на заземляющие проводники. Последние, как правило, составл