Расчет сопротивления заземляющего устройства: часть 1
Автор: E.J.
Содержание
Часть 1
Введение
В настоящее время в сети Интернет можно найти множество статей, рекомендаций и программ по расчету сопротивления заземляющих устройств (ЗУ). Одна из проблем состоит в том, что нередко авторы не приводят ссылку на источник методики расчета. Приходится гадать, насколько автор ответственно подошел к написанию статьи или программы, и не исказил ли формулы в сравнении с первоисточником, исходя из своих соображений «правильности» расчетов. Второй проблемой можно назвать некоторую дезориентацию специалистов в применении той или иной методики, применяемой для расчетов заземляющего устройства. Цель этой статьи – внести некоторую ясность в вопрос расчетов заземляющего устройства. Для этого, проведем расчеты сопротивления ЗУ по разным методикам и сравним результаты, попутно выясняя сильные и слабые стороны методик.
Вот источники, по рекомендациям которых проводились расчеты, приведенные в статье:
- Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М: Энергоатомиздат, 1991 г. – 464 с [1].
- Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-е изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. А. А. Федорова и Г. В. Сербиновского. – М.: Энергия, 1980. – 576 с, ил [2].
- Карякин Р. Н. Заземляющие устройства электроустановок. Справочник. 2-е издание. М.: Энергосервис, 2006 [3].
- Карякин Р. Н. Нормы устройства сетей заземления. Москва, Энергосервис, 2002 г [4].
Эти источники выбраны на том основании, что подавляющее количество статей, рекомендаций и программ в Интернет используют те же самые (или похожие) формулы. Материал из [4] используется в качестве проверочного и вспомогательного к материалу, изложенному в [3].
Разумеется, нельзя объять необъятное, и автор этой статьи не ставит задачи о полном сравнении методик. Разберем частный и наиболее встречающийся случай расчета сопротивления комбинированного заземляющего устройства в однослойном и двухслойном грунте.
Минимальный ток короткого замыкания в случае параллельного соединения линий
Автор: E.J.
В сетях напряжением 400/230 В для проверки чувствительности аппаратов защиты необходимо выполнять расчет величины минимального тока короткого замыкания (КЗ). Как правило, специалистом выполняется расчет тока однофазного короткого замыкания (ОКЗ) в наиболее удаленной точке линии, то есть в конце. Действительно, если в линии отсутствуют проводники, включенные параллельно (то есть под один зажим), то максимальное сопротивление линии току ОКЗ наблюдается в том случае, если точка ОКЗ находится в конце линии (см. формулу 1).
\(\underline Z_л=\underline Z_{пог}\cdot L\) (1)
где \(Z_л\) – полное сопротивление линии, Ом;
\(Z_{пог}\) – погонное полное сопротивление линии, Ом/км;
\(L\) – длина линии, км.
\(\underline Z_{пог}=R_{пог}+j\cdot X_{пог}\) (2)
где \(R_{пог}\) – погонное активное сопротивление линии, Ом/км;
\(X_{пог}\) – погонное индуктивное сопротивление линии, Ом/км.
При этом, в погонном сопротивлении линии уже учтены сопротивления фазного (ф) и нулевого (н) проводников, то есть
\(R_{пог}=R_{пог.ф}+R_{пог.н}\) (3)
\(X_{пог}=X_{пог.ф}+X_{пог.н}\) (4)
Ох, уж эта реконструкция!
Автор: E.J.
Эпиграф
«Когда я слышу слово «Реконструкция»,
моя рука тянется к пистолету».
(с) проектировщик, пожелавший остаться неизвестным
Реконструкция – одно из самых неприятных слов для уха проектировщика. Молодые специалисты пока в этом слове не видят ничего угрожающего и отталкивающего, но бывалые проектировщики боятся реконструкции, как сладкоежка – зубного кабинета.
Причину неприязни можно выразить коротко: несоответствие оплаты объему работы. Это несоответствие является следствием разного представления об объеме работ заказчика и проектировщика.
Действительно, вот так выглядит стандартная наживка постановка задачи заказчиком применительно к системам электроснабжения:
- имеется согласованный проект системы электроснабжения объекта, выполненный сторонней проектной организацией Х, а также объект, построенный по этим чертежам;
- у заказчика к этому проекту появились запоздалые замечания (поменялась расстановка электроприемников некоторых потребителей), которые в рамках прежнего договора с организацией Х выполнить нельзя. *Для Вас это уже должно быть тревожным сигналом, так как добровольно от работы никто не отказывается. Возможно, заказчик нарушает условия оплаты, или любит заявлять меньший объем работ, чем потом требует выполнить.*;
- объем работ – перерисовать N линий на планах и согласовать изменения в Горсетях, Энергосбыте, Ростехнадзоре *всего-то!*.
Ну, раз уж попались на крючок, относитесь к этому философски, не Вы первые — не Вы последние. Какие же подводные камни ожидают Вас на пути? Начнем по порядку.
Расчет электрических нагрузок методом коэффициента спроса
Автор: E.J.
Обозначение проблемы.
Коэффициент спроса Кс – это отношение расчетной мощности Рр к суммарной номинальной мощности группы.
|
\(\displaystyle \large {K_с = \frac{P_р}{P_н}}\) |
(1) |
В нормативных документах приводятся таблицы коэффициентов спроса в зависимости от количества электроприемников (ЭП) для различных групп оборудования. При известной номинальной мощности Рн группы и известном количестве ЭП можно без труда вычислить расчетную мощность группы по формуле
|
\(\displaystyle \large {P_р = K_с \cdot P_н}\) |
(2) |
Казалось бы, ничего сложного, но, как показывает практика, даже в таком простейшем случае можно допустить грубейшую ошибку.
Чтобы не быть голословным, приведу пример из жизни – фрагмент из проекта реконструкции центральной районной больницы.
Защита линий при питании от дизельной электростанции
Автор: E.J.
В настоящее время нередки ситуации, когда при реконструкции системы электроснабжения заказчик выдвигает требование о переводе части потребителей в первую (или первую особую) категорию электроснабжения, ранее запитанных по второй категории.
Согласно ПУЭ, п.п. 1.2.19:
Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.
Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания…
Обеспечить первую категорию (тем более первую особую категорию) для потребителей сетевая организация зачастую не может. В этом случае, в выдаваемых технических условиях на подключение содержится следующий пункт: «Так как шины ПС не являются независимым источником для потребителей I категории, в качестве резервного источника предусмотреть автономный источник питания». Самое распространенное решение в этой ситуации – установка дизельной электростанции (ДЭС). При исчезновении питания на питающих фидерах вводно-рапределительного устройства (ВРУ) потребителей I категории, производится запуск ДЭС с последующим подключением этих потребителей.
Допустим, что в результате реконструкции часть схемы существующей системы электроснабжения остается без изменений. Тогда перед проектировщиком встает задача обеспечить защиту существующих, а также вновь прокладываемых линий, от действий тока короткого замыкания (КЗ). Методика расчета токов КЗ до 1000 В подробно описана в ГОСТ 28249-93, а также в РД 153-34.0-20.527-98, и затруднений не вызывает. Но вот как определить факт отключения аппаратом защиты тока короткого замыкания при питании от автономного источника?