4. Защитное заземление
4.1 Общие данные
Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетокопроводящих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.
Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В переменного тока—трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью; однофазные двухпроводные, изолированные от земли; двухпроводные сети постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока; в сетях выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали.
В зависимости от места размещения заземлителей относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
При выносном заземляющем устройстве заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или 'сосредоточен на некоторой части этой площадки.
При контурном заземляющем устройстве электроды заземлителя размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки.
В открытых электроустановках корпуса присоединяют непосредственно к заземлителю проводами. В зданиях прокладывается магистраль заземления, к которой присоединяют заземляющие провода. Магистраль заземления соединяют с заземлителем не менее чем в двух местах.
В качестве заземлителей в первую очередь следует использовать естественные заземлители в виде проложенных под землей металлических коммуникаций (за исключением трубопроводов для горючих и взрывчатых веществ, труб теплотрасс), металлических конструкций зданий, соединенных с землей, свинцовых оболочек кабелей, обсадных труб артезианских колодцев, скважин, шурфов и т.д.
В качестве естественных заземлителей подстанций и распределительных устройств рекомендуется использовать заземлители опор отходящих воздушных линий электропередачи, соединенные с заземляющим устройством подстанции или распределительным устройством с помощью грозозащитных тросов линий. Если сопротивление естественных заземлителей требуемому сопротивлению растеканию тока удовлетворяет, то устройство искусственных заземлителей не требуется.
Когда естественные заземлители отсутствуют или использование их не дает нужных результатов, применяют искусственные заземлители: стержни из угловой стали 1 размером 50x50, 60x60, 75X75 с толщиной стенки не менее 4 мм, длиной 2,5 - 3 м; стальные трубы диаметром 50 - 60 мм, длиной 2,5 - 3 м с толщиной стенки не менее 3,5 мм; прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.
Заземлители забивают в ряд или по контуру на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остается 0,5 - 0,8 м. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее 2,5 - 3 м.
Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее мм и сечением не менее 48 мм или стальной провод диаметром не менее 6 мм. Полосы (горизонтальные заземлители) соединяют с вертикальными заземлителями сваркой.
Магистрали заземления внутри зданий с электроустановками напряжением до 1000 В выполняют стальной полосой сечением не менее 100 мм или сталью круглого сечения той же проводимости. Ответвления от магистрали к электроустановкам выполняют стальной полосой сечением не менее 24 мм или круглой сталью диаметром не менее 5 мм.
Значения расчетных токов замыкания на землю принимаются по данным энергосистемы, либо путем расчетов.
Расчет заземления производится следующим образом. 1. В соответствии с ПУЭ устанавливается необходимое сопротивление заземления R3
1. Определяют путем замера, расчетом или на основе данных по работающим аналогичным заземлительным устройствам возможное сопротивление растеканию естественных заземлителей Re.
2. Если Re < Кз, то устройство искусственного заземления не требуется. Если Re > R3, то необходимо устройство искусственного заземления. Сопротивление (Ом) растекания искусственного заземления
Rh= R3Re/Re - R34. (4.1)
Далее расчет ведется по Rh. Определяют удельное сопротивление грунта р. При производстве расчетов эти значения должны умножаться на коэффициент сезонности, зависящий от климатический зон и вида заземлителя
Расчетное удельное сопротивление грунта для стержневых заземлителей (вертикальных заземлителей)
Ррасч.в=Rсртабл; (4.2)
для протяженного заземлителя (горизонтальных полос)
Ррасч.в=R'сртабл (4.3)
5. Определяют сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя:
для стержневого круглого сечения (трубчатый или уголковый) в земле
Дв=0.366 ррасч. в/ l х (lg 2l/d + 1/2 lg х 4t + l/4t - l) (4.4)
при этом l > d, t 0 > 0,5 м;
для уголка с шириной полки b d= 0.95b.
Все размеры даны в метрах, а удельное сопротивление грунта в Омхм.
6. Установив характер расположения заземлителей (в ряд или контуром), определяют число вертикальных заземлителей.
nв=Rв/hвх Ru (4.5)
где hв — коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от количества заземлителей и расстояния между ними. Количество вертикальных заземлителей для определения n|в можно принять равным Rв/Ru
7. При устройстве простых заземлителей в виде короткого ряда, вертикальных стержней расчет на этом можно закончить и не определять проводимость соединяющей полосы, поскольку длинна ее относительно не велика (в этом случае фактически величина сопротивления заземляющего устройства будет несколько завышена).
При устройстве заземлителей по контуру из ряда вертикальных заземлителей целесообразной учитывать и сопротивление растеканию полос (горизонтальный заземлитель). Для этого на площади установки заземления намечают, как будут размешены вертикальные заземлители пв, и определяют длину соединительной полосы (м) lг= 1.05 nва, где - а расстояние между вертикальными (обычно отношение расстояние между вертикальными заземлителями к их длине принимают равным аl= 1; 2; 3).
8. Определяют сопротивление растеканию горизонтального заземлителя. Для стержневого круглого сечения.
Rr= 0.366 ррасч.г/l х lg х l2 /dt (4.6)
Здесь l>d; l>4t Для полосы шириной b, d=0,5b. Действительное сопротивление (Ом) растекания горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования.
R'r= Rr/hг (4.7)
где hг —коэффициент использования горизонтального заземлителя.
9. Уточняется сопротивление растеканию заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя.
R'r= R'r/hг
R'в= R'r х Ru/ R'r - Ru (4.8)
n'в = Rв/hвR'в (4.9)
10. Определяют уточненное количество вертикальных заземлителей. Здесь n'в округляется в сторону увеличения.
4.2 Расчет защитного заземления
1. Определим удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности по таблице, для вертикальных заземлителей Rрасч.в=RсRтабл.==1,45х40 ==58 Омхм, для горизонтального заземлителя Rрасч.г = R 'табл 3.5х40 =140 Омхм.
2. Сопротивление растеканию вертикального заземлителя
Rрасч.в/l (lg х 2хl/d +1/2) = 0.366 х 58/2.5(lgх2х2.5/0.95х0.5+1)2 lg х4х1.95+2.5/4- 1.95-2.5)= 18.4
Здесь d=0,95 b;
b—ширина полки уголка t' = to+0,51 =0,7 + 0,5х2,5 =1,95 м.
3. Количество вертикальных заземлителей nв=Rв/hвRз = 18.4/0.7х4=6.6
где Rз—необходимое сопротивление заземления по норме, Ом;
h — коэффициент использования вертикальных заземлителей по таблице равный 0,7. Считаем, что число труб 18,4/4»4.
Принимаем к установке семь уголков.
4. Длина горизонтального заземлителя (полосы) lг=1,05nв а = 1,05х7х2,5=18,4 м. Принимаем /г = 19 м.
5. Сопротивление растеканию горизонтального заземлителя
Rr = 0,366 х Rpacч.r/l х lgхl2/dt = 0,366х140/19хlgl92/0,5х0,04х0,7 = 11,8 Ом.
Здесь d = 0,5 b = 0,5 х 0,04.6.
6. Действительное сопротивление растекания горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования.
R' r = Rr/hr = 11,8/0,67 = 17,8 Ом
hв = 0,67
7. Сопротивление растеканию заземлителей с учетом
сопротивления
горизонтального заземлителя.
R'B = R' r хR3/ R'r - Rз = 17,8х4/17,8 - 4 = 5,2 Ом;
8. . Уточненное количество вертикальных заземлителей
n'B = Rr/hr х R'B = 18,4/0,7 х 5,2 = 5,1
Принимаем к установке шесть вертикальных заземлителей.
5. Автоматическое управление электрооборудованием
5.1 Общая часть
Проект предусматривает контроль технологических параметров, аварийную сигнализацию и автоматическое регулирование горячего водоснабжения (ГВС) и водоснабжения в системе отопления на теплопункте. Автоматическое регулирование выполнено по четырем направлениям:
1. поддержание стабильной температуры ГВС,
2. поддержание стабильной температуры в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха по графику,
3. поддержание стабильного давления ГВС,
4. поддержание стабильного перепада давления в системе
отопления.
Схема регулирования температуры в системе отопления и ГВС выполнена на
базе микропроцессорных датчиков «Метран», микропроцессорного программного регулятора Термодат, исполнительных механизмов МЭО и тирристорных бесконтактных пускателях ПБР.
Схема регулирования давления в системе ГВС и перепада в системе отопления выполнена на базе микропроцессорных датчиков «Метран» и общепромышленных преобразователях частоты фирмы VESPER.
При неисправности оборудования в системе автоматического регулирования звенит звонок, на шкафу автоматики загорается соответствующая сигнальная лампа.
Преобразователи частоты и регулятор Термодат имеют интерфейсные выходы для связи и передачи информации на компьютер.
5.2 Описание схемы управления насосами.
Сигнал 4...20мА от датчика Метран поступает на преобразователь частоты EI - 7011. Поэтому сигналу преобразователь частоты определяет отклонение измеряемого параметра и снижает, либо увеличивает обороты вращения двигателя насоса.
При снижении давления воды в системе до предельно низких значений сигнал передается от электронного манометра ДМ - 2010 Сг на промежуточное реле КН, которое подает сигнал на преобразователь частоты для автоматического отключения насоса.
При этом сигнал с преобразователя частоты поступит на промежуточное реле KL, которое включит звонок и на шкафу автоматики высветится соответствующая сигнальная лампа красного цвета.
|
Обозначение |
Наименование |
Количество |
|
SF1 |
Выключатель автоматический |
1 |
|
SB1 |
Кнопка управления "Стоп" |
1 |
|
SB2 |
Кнопка управления "Пуск" |
1 |
|
КМ1 |
Пускатель |
1 |
|
KL1 |
Реле РП-25, 220В, 50Гс, 4з+1р |
1 |
|
А |
Преобразователь частоты EI-7011 |
1 |
|
Поз. 4а |
Датчик перепада давления Метран-100ДД-143 2-02-МП1-11-015-160кПа-16-42-СК-М20-БВН04-ТТТР14 |
1 |
|
М |
Двигатель электрический 4АМ180М4УЗ 380В,50Гс, п-1500 об/мин |
1 |
