Файл: Контрольная работа По дисциплине Электробезопасность и охрана труда Направление подготовки 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 336
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет»ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА ИМ. М.С. ГУЦЕРИЕВАКафедратеплоэнергетикиКонтрольная работаПо дисциплине: Электробезопасность и охрана трудаНаправление подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехникапрофиль «Электрохозяйство предприятий и организаций»Выполнил студента группы ЗБ-13.03.02.01 ___________________ ФИОПроверил Доцент Жуков Владимир КонстантиновичДолжность ФИО«___»___________2022г. _______________Принял «___»___________2022г.с оценкой ________________ ________________подписьИжевск2022
ВВЕДЕНИЕ 3
Заземляющие и зануляющие устройства 5
2.1 Заземление 5
2.2 Зануление 6
2.3 Отличие заземления от зануления 8
2.4 Таблицы используемые для расчет защитного заземления трансформаторной подстанции 9
Задание: Расчет защитного заземления трансформаторной подстанции 14
Вывод 17
Пояснения и рекомендации 18
Список литератры 19
2 Основным фактором, который определяет качество заземления трансформаторной подстанции является величина сопротивления растеканию тока. Чем ниже его значение, тем лучше. Снизить сопротивление растекания тока можно:- наращивая площадь заземлителей, увеличивая их количество;- уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта, нагревая его или повышая концентрацию солей.3 Согласно ПУЭ общее сопротивление заземляющего устройства, к которому подсоединяются нейтрали трансформатора должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 370 В или 220 В источников трехфазного и однофазного тока, соответственно. В этих требованиях удельное сопротивление грунта принимается менее 100 Ом * м. При более высоком значении удельного сопротивления грунта, допускается увеличение общего сопротивления заземляющего устройства, но не более, чем в 10 раз.4 Как правило, замкнутый контур заземления, обустраиваемый для трансформаторной подстанции, представляет определенное количество вертикальных заземлителей (электродов), соединенных горизонтальным заземлителем между собой. В качестве горизонтального заземлителя, чаще всего, используют полосовую сталь. Обустраивать наружный контур заземления следует на расстоянии как минимум 1 м от фундаментной плиты, на которой устанавливается трансформаторная подстанция, либо от стены сооружения, в которой находится электроустановка.5 Защитное заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал «уходит в землю» тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.6 Точность теоретических расчетов всегда невысока, т. к. зависит в существенной степени от удельного сопротивления грунта. В связи с этим расчет обычно проводится по принципу достижения значения сопротивления заземления «не более чем». Поэтому в качестве исходных данных используются либо наибольшие величины удельного сопротивления грунта, либо их усредненные значения. Такой подход гарантирует необходимый «запас прочности» и позволит на практике достичь заведомо более низких значений сопротивления заземления.
Проводящие линии в заземляющих устройствах играют разную роль.Для соединения открытых проводящих частей потребителя электроэнергии с глухозаземленной нейтральной точкой источника используется нулевой защитный проводник.Нулевым защитным проводником (PE – проводник в системе TN – S) называется проводник, соединяющий зануляемые части (открытые проводящие части) с глухозаземленной нейтральной точкой источника питания трехфазного тока или с заземленным выводом источника питания однофазного тока, или с заземленной средней точкой источника питания в сетях постоянного тока. Существуют два вида заземлителей – естественные и искусственные.К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.Заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали электроустройства, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество исскуственных заземлителей.
Зануление приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым рабочим проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования (с помощью автоматов защиты) — основное назначение зануления.Нулевой рабочий проводник (N) служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.Нулевой защитный проводник (PE) служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым рабочим (защитным) проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.В чем отличие зануляющего проводника от нулевого рабочего проводника? Зануляющий проводник предназначен только для зануления. В нормальном эксплуатационном режиме ток по нему не проходит.В сетях с глухозаземленной нейтралью нулевой провод обязательно следует заземлить, причем в нескольких местах. Основное заземление нулевого провода – на питающей подстанции, повторные – на линии электропередачи и на вводах в помещения. Зануленное оборудование потребителей обычно заземлять не нужно. Нулевой провод сети надежно заземлен и поэтому оборудование, присоединенное к нему, в дополнительном заземлении не нуждается. Зануление выполняют соединяя корпуса электрооборудования с нулевым проводом сети. При этом каждый корпус должен быть присоединен к нулевому проводу сети отдельным проводником.Зануление должно обеспечить надежное автоматическое отключение участка сети, на котором произошло замыкание. Благодаря занулению любое замыкание на корпус превращается в короткое замыкание и поэтому аварийный участок сразу же отключается автоматом или предохранителями.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
Заземляющие и зануляющие устройства 5
2.1 Заземление 5
2.2 Зануление 6
2.3 Отличие заземления от зануления 8
2.4 Таблицы используемые для расчет защитного заземления трансформаторной подстанции 9
Задание: Расчет защитного заземления трансформаторной подстанции 14
Вывод 17
Пояснения и рекомендации 18
Список литератры 19
ВВЕДЕНИЕ
Электрические трансформаторные подстанции являются промежуточным звеном в системах передачи электроэнергии от электростанций к потребителям. Заземление - обязательная процедура при установке трансформаторной подстанции .1. Искусственное заземление представляет собой организацию контура заземления, который состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника посредством которых выполняется подсоединение электроустановки в целом или отдельного оборудования. Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с электрощитом оборудования. Размеры и количество этих заземлителей, расстояние между ними, удельное сопротивление грунта — все эти параметры напрямую влияют на сопротивление заземления.2 Основным фактором, который определяет качество заземления трансформаторной подстанции является величина сопротивления растеканию тока. Чем ниже его значение, тем лучше. Снизить сопротивление растекания тока можно:- наращивая площадь заземлителей, увеличивая их количество;- уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта, нагревая его или повышая концентрацию солей.3 Согласно ПУЭ общее сопротивление заземляющего устройства, к которому подсоединяются нейтрали трансформатора должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 370 В или 220 В источников трехфазного и однофазного тока, соответственно. В этих требованиях удельное сопротивление грунта принимается менее 100 Ом * м. При более высоком значении удельного сопротивления грунта, допускается увеличение общего сопротивления заземляющего устройства, но не более, чем в 10 раз.4 Как правило, замкнутый контур заземления, обустраиваемый для трансформаторной подстанции, представляет определенное количество вертикальных заземлителей (электродов), соединенных горизонтальным заземлителем между собой. В качестве горизонтального заземлителя, чаще всего, используют полосовую сталь. Обустраивать наружный контур заземления следует на расстоянии как минимум 1 м от фундаментной плиты, на которой устанавливается трансформаторная подстанция, либо от стены сооружения, в которой находится электроустановка.5 Защитное заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал «уходит в землю» тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.6 Точность теоретических расчетов всегда невысока, т. к. зависит в существенной степени от удельного сопротивления грунта. В связи с этим расчет обычно проводится по принципу достижения значения сопротивления заземления «не более чем». Поэтому в качестве исходных данных используются либо наибольшие величины удельного сопротивления грунта, либо их усредненные значения. Такой подход гарантирует необходимый «запас прочности» и позволит на практике достичь заведомо более низких значений сопротивления заземления.
Заземляющие и зануляющие устройства
Заземляющие (зануляющие) устройства содержат проводящие линии (проводники) и заземлители, соединенные определенным образом.2.1 Заземление
Назначение, принцип действия, область применения. Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей, или ее эквивалентом, металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.).Проводящие линии в заземляющих устройствах играют разную роль.Для соединения открытых проводящих частей потребителя электроэнергии с глухозаземленной нейтральной точкой источника используется нулевой защитный проводник.Нулевым защитным проводником (PE – проводник в системе TN – S) называется проводник, соединяющий зануляемые части (открытые проводящие части) с глухозаземленной нейтральной точкой источника питания трехфазного тока или с заземленным выводом источника питания однофазного тока, или с заземленной средней точкой источника питания в сетях постоянного тока. Существуют два вида заземлителей – естественные и искусственные.К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.Заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали электроустройства, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество исскуственных заземлителей.
2.2 Зануление
Назначение, принцип действия, область применения. Зануление - это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.Зануление приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым рабочим проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования (с помощью автоматов защиты) — основное назначение зануления.Нулевой рабочий проводник (N) служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.Нулевой защитный проводник (PE) служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым рабочим (защитным) проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.В чем отличие зануляющего проводника от нулевого рабочего проводника? Зануляющий проводник предназначен только для зануления. В нормальном эксплуатационном режиме ток по нему не проходит.В сетях с глухозаземленной нейтралью нулевой провод обязательно следует заземлить, причем в нескольких местах. Основное заземление нулевого провода – на питающей подстанции, повторные – на линии электропередачи и на вводах в помещения. Зануленное оборудование потребителей обычно заземлять не нужно. Нулевой провод сети надежно заземлен и поэтому оборудование, присоединенное к нему, в дополнительном заземлении не нуждается. Зануление выполняют соединяя корпуса электрооборудования с нулевым проводом сети. При этом каждый корпус должен быть присоединен к нулевому проводу сети отдельным проводником.Зануление должно обеспечить надежное автоматическое отключение участка сети, на котором произошло замыкание. Благодаря занулению любое замыкание на корпус превращается в короткое замыкание и поэтому аварийный участок сразу же отключается автоматом или предохранителями.
2.3 Отличие заземления от зануления
Отличие заземления от зануления значительное. Зануление согласно ПУЭ – это преднамеренная защита, которая используется исключительно в промышленных целях и не должна практиковаться на бытовом уровне.Но все же, очень часто, в квартирах делается зануление. По всем прогнозам, такая система далека от совершенства и совсем не безопасна. Почему же тогда прибегают к такой крайней мере? Отчасти из-за недостатка знаний в этой области, или из-за безвыходной ситуации.Во время ремонта квартиры многие делают полный или частичный электромонтаж не только с целью удобства расположения розеток и выключателей, но и для замены изношенной электропроводки. Так же, современный человек желает сделать свое жилье более безопасным, поэтому, пожелания заказчика сводятся к тому, чтобы в доме было зануление.В трехфазной системе, т.е. по системе заземления TN-C-S или TN-S. в домах зануление не применяют (необходимость использования УЗО)2.4 Таблицы используемые для расчет защитного заземления трансформаторной подстанции
Таблица 1 – Значения удельных сопротивлений грунтов| № п/п | Наименование грунта | Уд. сопротивление Ом*м |
| 1. | Песок | 700 |
| 2. | Супесь | 300 |
| 3. | Суглинок | 100 |
| 4. | Глина | 40 |
| 5. | Садовая земля | 40 |
| 6. | Глина (слой 7-10 м) или гравий | 70 |
| 7. | Мергель, известняк, крупный песок с валунами | 1000-2000 |
| 8. | Скала, валуны | 2000-4000 |
| 9. | Чернозем | 20 |
| 10. | Торф | 20 |
| 11. | Речная вода (на равнинах) | 10-100 |
| 12. | Морская вода | 0,2-1 |