Разработка алгоритма расчета параметров заземляющих устройств электроустановок Крайнего Севера при условии обеспечения их надежности
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
тов использования не учитывал основные конструктивные параметры заземлителей (размеры и взаимное расположение вертикальных и горизонтальных элементов и т. п.) и оказался непригодным для анализа электрического поля сложных заземлителей.
Согласно новым Правилам устройства заземлений в установках сильного тока (1946 г.) все электроустановки напряжением выше 1 кВ были разделены на две категории: с большими (более 500 А) и малыми (до 500 А) токами замыкания на землю. Для первой требовалось сооружение заземлителей в виде замкнутых контуров с сопротивлением, не превышающем 0,5 Ом. Длительность высоких напряжений на заземлителях, возникающих при замыканиях на землю ограничивалась быстродействующей защитой. Вместе с тем Правила рекомендовали размещать элементы искусственного заземлителя так, чтобы достигалось снижение напряжения прикосновения и шага без дополнительной затраты металла.
У второй категории электроустановок (с изолированной или компенсированной нейтралью) однофазные замыкания на землю могли оказываться весьма продолжительными. Поэтому в таких установках Правила предписывали ограничивать напряжение на заземлителях значением 250 В. Для электроустановок напряжением до 1 кВ было установлено предельное значение сопротивления заземляющих устройств, равное 4 Ом. Расчеты сопротивления заземлителей по-прежнему выполняли с помощью коэффициентов использования.
Широкое внедрение комплектных распределительных устройств привело к заметному уменьшению территорий электроустановок. Данное обстоятельство порой усугублялось отсутствием протяженных естественных заземлителей: водопроводов, кабелей с металлическими оболочками и т. п. Поэтому во многих случаях оказалось практически невозможным с помощью обычных заземлителей, размещаемых в пределах площадей электроустановок, обеспечить требуемые нормами значения сопротивления и напряжения на заземляющих устройствах относительно земли.
Для достижения требуемых нормами параметров приходилось расширять территорию, занимаемую заземлителем, либо выполнять глубинные заземлители. И то и другое иногда существенно повышало стоимость заземляющих устройств.
Применение в качестве электродов заземляющих сеток показало техническую возможность и экономическую целесообразность ограниче-ния напряжения прикосновения и шага до безопасных величин.
При этом сопротивления и напряжения заземлителей, как правило, оказывались значительно выше нормированных значений. Требования к параметрам заземлителей в ГДР, ФРГ, а затем и в США были пересмотрены. В основу нового нормирования были положены допустимые значения тока, проходящего через тело человека. При этом авторы новых норм учитывали весьма малую вероятность совпадения ряда неблагоприят-ных обстоятельств, обусловливающих возможность поражения человека электрическим током, то есть впервые были сделаны попытки рассчитать вероятность поражения человека, находящегося на территории электроустановки, электрическим током.
Значения допустимых токов, зависящие от возможной длительности их воздействия на человека, однозначно определяли допустимые напряжения прикосновения и шага.
Быстрое нарастание мощности энергосистем в 60-70-х годах сопровождалось, с одной стороны, значительным увеличением токов замыкания на землю, а с другой - уменьшением площади самых распространенных трансформаторных подстанций с высшим напряжением 110 кВ. Накопленный к этому времени зарубежный опыт эксплуатации заземляющих устройств, спроектированных по нормам на напряжение прикосновения, показал целесообразность перехода и в нашей стране на новую систему нормирования, приняв решение О введении временных норм на напряжения прикосновения для распределительных устройств и трансформаторных подстанций напряжением выше 1000 В с глухим заземлением нейтрали. Основные положения этого документа вошли и в проект новой редакции гл. 1.7 ПУЭ [38], которая была утверждена в апреле 1980 г.
В настоящее время в соответствии с [6] действуют альтернативные нормы для заземляющих устройств электроустановок напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземлённой нейтралью (с глухим заземлением нейтрали), устанавливающие требования на сопротивление заземляющего устройтсва и на напряжение прикосновения. Решение о выполнении в каждом конкретном случае того или другого требования принимают при проектировании.
Следует заметить, что при выборе критерия оценки электробезопасности на территории электроустановки руководствуются, прежде всего, техническими возможностями выполнения того или другого условия, затем рассматривают экономические параметры вариантов выполнения заземляющих устройств. При экономически соизмеримых вариантах выполнения заземляющих устройств и имеющейся технической возможности выполнения заземляющего устройства, отвечающего требованиям обеспечения необходимой величины сопротивления и напряжения прикосновения, остановить выбор на конструкции заземляющей сети можно было бы с помощью показателей надежности самой сети и меньшей вероятности попадания человека под опасное напряжение.
При проектировании электроустановок на сегодняшний день надежность учитывается, как правило, лишь для определения объёмов и способов резервирования. Ошибки в обеспечении надежности оцениваются в основном ущербом от перерыва электроснабжения. Количественные значения показателей надёжности для систем электроэнергетики пока не установлены ?/p>