Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
методу амперметра-вольтметра:
а - с непосредственным использованием трансформатора собственных нужд; б - с использованием трансформатора собственных нужд, включенного через разделяющий трансформатор; в - с использованием автономного генератора; 1 - заземляющее устройство; 2 - вторичная обмотка трансформатора собственных нужд; 3 - короткозамыкатель; 4 - амперметр; 5 - токовый электрод; 6 - вторичная обмотка разделяющего трансформатора; 7 - автономный генератор
При отсутствии короткозамыкателя используют метод амперметра и вольтметра с длительным приложением напряжения к испытуемому заземлителю. Значение напряжения при этом выбирают исходя из длительно допустимого тока, проходящего по токовой цепи.
Метод однофазного замыкания на землю обеспечивает наилучшее приближение к реальным условиям, однако весьма сложен и связан с необходимостью отключения электроустановки для производства работ на стороне 110 кВ и выше.
Во всех случаях измеренные значения напряжений прикосновения должны быть приведены к расчётному току замыкания на землю и к сезонным условиям, при которых напряжения прикосновения имеют наибольшее значение. Для этого пользуются формулой
UП = UИ ,()
где UИ - измеренное значение прикосновения при токе в измерительной цепи, равном IИ; IЗ - расчётный для заземляющего устройства ток замыкания на землю; RП - сопротивление потенциального электрода, измеренное по приведённой на рис. 2.7. схеме в тех условиях, в которых проводилось измерение UП (сухой грунт увлажнялся на глубину 2 - 3 см), - минимальное значение сопротивления потенциального электрода, полученное путём измерения по той же схеме, но при искусственно увлажненном грунте на глубину 20 -30 см.
Рис. 2.7. Схема измерения сопротивления потенциального электрода, имитирующего стопы ног человека:
1 -ЗУ, 2 - заземлённое оборудование; 3 - мегаомметр 100 - 1000 В; 4 - потенциальный электрод
Второй основной характеристикой заземляющих устройств, спроектированных по допустимым напряжениям прикосновения, является напряжение (потенциал) на заземляющем устройстве, определяемое по формуле
UЗ = RЗ IЗ KС, ()
где RЗ - сопротивление заземляющего устройства; KС - сезонный коэффициент сопротивления заземлителя.
Сопротивление RЗ измеряют по схеме, приведённой на рис. 2.3.
Напряжение шага определяют по формуле
UШ = UП, П , ()
где UФ - фазное напряжение сети, UП, П - напряжение измеренное между двумя пластинами, В, UТ - напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В.
Рис. 2.9. Схема измерения напряжения шага двумя вольтметрами и амперметром с использованием сварочного трансформатора.
- трансформатор подстанции; 2 - однополюсный выключатель; 3 - трехполюсный выключатель; 4 - предохранители; 5 - автотрансформатор; 6 - сварочный трансформатор; 7 - вольтметр; 8 - амперметр; 9 - силовой распределительный щит; 10, 11 - измерительные пластины; 12 - резистор, имитирующий сопротивление тела человека; 13 - транзисторный или ламповый вольтметр; 14 - металлоконструкция.
При измерении характеристик заземляющего устройства необходимо учитывать наличие естественной сети заземления и конструктивные ососбенности заземлителя, сезонные колебания параметров грунта и контактных соединений электрод-земля.
Заземляющие системы электроустановок крупных предприятий включают в себя элементы естественного заземления (фундаменты зданий, металлические трубопроводы различного назначения, эстакады и т. д.). при этом размеры заземляющей системы становятся соизмеримы с размерами предприятия. На основании существующей инструкции по измерениям характеристик заземляющих устройств [41] для крупных предприятий измерительные электроды следует размещать на расстояния , где - наибольший размер заземляющей сети (ЗС) предприятия, что соответствует порой длине от 3 до 10 км. При измерениях сопротивлений заземляющих устройств в районах с многолетнемерзлым грунтом для получения достоверной информации необходимо увеличивать это расстояние в 1,5-2 раза, что влечет за собой известные трудности при проведении измерений. В [42] предлагается оригинальная методика измерения сопротивления заземляющего устройства в районах с высоким удельным сопротивлением грунта, позволяющая избежать указанных неудобств. В предлагаемой методике измерения потенциальный электрод перемещается по лучу , расстояние между электродами и () изменяется с шагом (рис. 2.10).
Рис. 2.10 Схема расположения ЗС и измерительных электродов.
На рисунке представлена однолучевая схема расположения ЗС и измерительных электродов. В предлагаемой методике измерения луч потенциального электрода П выходит из токового электрода Т, удаленного от ЗС на расстояние , и проходит вблизи ЗС. Для простоты расчетов условно принимается однородный грунт с эквивалентным удельным сопротивлением . Тогда при прохождении тока через ЗС и электрод Т и измерении разности потенциалов между ЗС и электродом П можно определить сопротивление по выражению
, ()
где - входное сопротивление вольтметра; - угол между лучом Т-П и прямой ЗС-Т; - расстояние от центра ЗС до места установки токового электрода ; - эквивалентное удельное сопротивление грунта; - сопротивление между заземляющей сетью и электродом П.
При прохождении тока через ЗС и электрод П и измерении сопротивления между заземляющей сетью и эл?/p>