Расчет повторного заземления нейтрали сети питания электроустановок цеха

Сеть питания электрооборудования цеха трехфазная, 380 / 220 В с заземленной нейтралью на подстанции.

Общая мощность электрооборудования цеха……….кВА (приведите обоснование).

Согласно [11] мощность трансформатора питающей подстанции должна быть не менее мощности оборудования цеха, т.е. более………….кВА.

Для принятых условий нормированное сопротивление повторного заземления нейтрали (R₀) должно составлять…………..Ом (определяйте по [11], выписка в табл. 2.7).

Таблица 2.7.

Нормированное значение сопротивления повторного заземления нейтрали

Характеристика сети	Допустимое сопротивление, Ом	Характеристика питающей подстанции
Сеть с глухозаземленной нейтралью 380 / 220 В	Для повторного заземления – R0 ≤ 10	При суммарной мощности трансформатора более 100 кВА
Для повторного заземления – R0 ≤ 30	При суммарной мощности трансформатора менее 100 кВА

Размеры заземлителей определяются по нормам [11].

Принимаем заземлители искусственные, бракованные трубы, диаметр (d)……….м, толщина стенки………..мм (должна быть больше 3,5 мм [11]), длина (l)……..м, что соответствует требованиям[11]. Диаметр и длину заземлителя определяйте по табл. 2.8.

Таблица 2.8

Наименование параметра	Шифр студента (последняя цифра номера зачетной книжки)
Длина (l), м	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8
Диаметр (d), м	0,1	0,16	0,1	0,14	0,13	0,12	0,11	0,10	0,09	0,08
Толщина стенки, мм	5,0	4,9	4,8	4,7	4,6	4,5	4,4	4,3	4,1	4,0

Заземлители располагаются в земле вертикально по контуру.

Грунт в районе расположения участка цеха – ………., с удельным сопротивлением = ………….Ом ∙ м [12] ( – определяйте по табл. 2.9). В табл. 2.9 представлена выписка из [12].

Таблица 2.9

Удельное сопротивление грунта

Наименование грунта	Удельное сопротивление ( ), Ом ∙ м
Глина Суглинок Песок Грунт каменистый Грунт скалистый	8 – 70 (40) 40 – 150 (100) 400 – 1000 (700) 150 – 400 (100) 2000 – 4000 (2000)

При выполнении расчетов используйте данные табл. 2.9, представленные в скобках.

Расстояние между заземлителями (а) должно быть не менее l [11], принимаем а = 2 l.

Заглубление заземлителя(h) определяем по формуле:

h = х + l / 2, м,

где х – расстояние от поверхности земли до верхней части заземлителя (должно быть не менее 0,7 м [11] ).

Для принятых исходных данных сопротивление растеканию тока в земле одного заземлителя (R) равно

,

где _с – коэффициент сезонности, принимается по нормам, для Украины – 1,75.

Необходимое число заземлителей (n)

,

где _э – коэффициент экранирования труб, определяется в зависимости от а / l по табл. 2.10 [12].

Таблица 2.10

Коэффициент экранирования труб

А / l	э
Количество заземлителей определенное ориентировочно по формуле n' = R / R0
	0,7 0,78 0,85	0,6 0,73 0,80	0,55 0,68 0,76	0,47 0,64 0,70	0,41 0,57 0,67

Для соединения заземлителей принимаем стальную полосу шириной (b)……..м, толщиной……….м, сечением…………..м². Сечение полосы должно быть > 0,00048 м², толщина стенки > 0,004 м [11].

Стальная полоса расположена на глубине (х)………..м.

Длина полосы (l_n)

l_n = 1,05 а n, м

Сопротивление растеканию тока полосы (R_n)

, Ом,

где – коэффициент сезонности для полосы;

для Украины = 4,0 при х = 0,8 м.

Сопротивление всего заземляющего устройства (R₃)

, Ом,

где – коэффициент, учитывающий взаимное экранирование полосы и труб. Определяется в зависимости от а /l по табл. 2.11 [12].

Таблица 2.11

Коэффициент взаимного экранирования полосы и труб

а / l	э.п.
Количество заземлителей
	0,45 0,55 0,70	0,40 0,48 0,64	0,34 0,40 0,56	0,27 0,32 0,45	0,23 0,29 0,40

Сравниваем рассчитанное значение R₃ и нормируемое R₀. По нормам ПУЭ R₃ должно быть меньше или равно R_0.

2.5 Расчет искусственного освещения …………….

(укажите, какого участка, отделения или пролета) цеха

Освещение рабочих поверхностей на участке цеха осуществляется в основном прямым светом от источников, поэтому согласно [13] для необходимого общего равномерного освещения принимаем точечный метод расчета.

При выполнении работ не требуется точное различение цветов, поэтому, согласно [14], для освещения принимаем газоразрядные лампы ДРЛ.

Светильники располагаем выше мостовых кранов, на уровне стропильных ферм. Высота подвеса светильников (h_p) будет:

h_p = H – 0,8, м,

где Н – высота от пола до стропильных ферм (высота участка цеха), м;

0,8 – расположение условной рабочей поверхности, м.

Для фактических условий участка цеха согласно [13] наиболее рациональными по КПД и отвечающими ПУЭ по пожарной опасности являются светильники, приведенные в табл. 2.12.

Таблица 2.12

Типы светильников и их характеристики

Тип светильника	Мощность лампы, Вт	Оптимальное значение l / hp = , где l – расстояние между светильниками
Наименьшая	наибольшая
СД2ДРЛ С34ДРЛ С35ДРЛ			1,30 – 1,8 0,8 – 1,2 0,5 – 0,7 – приведены с учетом допустимых колебаний

Принимаем расположение светильников по вершинам квадратов, как более рациональное [13].

Согласно [13] количество рядов светильников (n) в пролете может быть:

до двух, при ширине пролета пролета до 12 м (для узких помещений

допускается один ряд).

n = 2, при ширине пролета 12 - 18 м;

n = 2 - 3, при ширине пролета 24 м;

n = 3 - 4, при ширине пролета 30 м.

Расстояние от светильников до стен принимаем l/2 [13].

Для пролета шириной. . . . . м принимаем n рядов светильников.

Тогда фактическое расстояние между рядами светильников (l΄ ) определится из уравнения

В = l′/2 + l′/2 + (n-1)l′,

l′ = . . . . ., м,

l′/2 =. . . . ., м,

где В – ширина пролета участка цеха, м

Количество светильников в одном ряду (m) определяется из уравнения

L = l′′/2 + l′′/2 + (m -1)l′′ ,

где L – длина пролета участка цеха, м;

l′′ – фактическое расстояние между светильниками в ряду m;

l′′ = l′, т.к. светильники расположены по вершинам квадратов.

Определяем фактическое значение (λ_ф)

λ_ф = l′/h_p.

Выбираем светильник . . . . . . . . . ., у которого λ = λ_ф (λ – в табл.2.12.).

Вычерчиваем схему расположения светильников. Ниже представлены примеры выполнения этих расчетов и на рисунке 1 – расположение светильников на участке цеха.

Например, пролет шириной (В) =18 м, длиной (L) = 72 м.

Принимаем число рядов светильников (n) = 2. Фактическое расстояние между рядами светильников (l′) будет

В = l′/2 + l′/2 + (2-1)l′ = 18;

l′ = 9м; l′/2 = 4,5м; l′′= l′

Количество светильников в одном ряду (m) будет L = l′′/2 + l′′/2 + (m -1)l′′ = 72 = 9/2 + 9/2 + (m –1) l′′ ; m = 8

Рисунок 1. Схема расположения светильников на участке цеха

На расчетную схему, как на примере (рис.1), наносим три контрольные точки, расположенные на рабочей поверхности. Определяем расстояния от этих точек до проекций светильников на рабочую поверхность. Светильники на схеме пометить цифрами 1, 2, 3 и т.д.

ВНИМАНИЕ! Светильники, расположенные от контрольных точек на расстоянии более 20м – не учитывать, т.к. освещенность от них приближается к нулю.

Результаты расчета сводятся в табл. 2.13. Для того, чтобы исключить нагромождения на расчетной схеме, затрудняющие расчет, рекомендуется вычертить на черновиках 3 отдельные расчетные схемы, на одной из которых определять расстояния от точки А, другой – Б, третьей –В, так, как показано на рис.1 для точки А.

По графикам изолюкс (рис.2) [13] для принятых светильников, высоты их подвеса (h) и расстояний (А₁, А₂, и т.п., табл.2.13),обозначенных на рис.2 буквой d, определить е_ус. и Σе_ус. для каждой контрольной точки. Результаты внести в табл.2.13.

Таблица 2.13

Результаты расчета

Контрольная точка А	Контрольная точка Б	Контрольная точка В
Расстояние от контрольной точки до прекции светильника на рабочую поверхность, м	еус, лк	Расстояние от контрольной точки до прекции светильника на рабочую поверхность, м	еус, лк	Расстояние от контрольной точки до прекции светильника на рабочую поверхность, м	еус, лк
А1 = А2 = А3 = А4 = и т.д.		Б1 = Б2 = Б3 = Б4 = и т.д.		В1 = В2 = В3 = В4 = и т.д.
	Σеус		Σеус		Σеус

Световой поток светильника, необходимый для создания нормируемой освещенности в контрольной точке с наименьшей освещенностью, (F), определяется по формуле: , лм,

где E_н – нормируемая освещенность,

для конкретных условий определена по [14], разряд …….,

освещенность равна …… лк;

К – коэффициент запаса 1,8, выбирается по [14];

μ – коэффициент, учитывающий влияние удаленных ис-

точников света, принимаем равным 1,1 [13];

Σе_ус(min) – наименьшая cуммарная условная освещенность в

контрольной точке от всех светильников (табл. 2.13.).

Мощность источника света выбираем по табл. 2.14 исходя из рассчитанного светового потока (F). Принимаем лампу ДРЛ……., со световым потоком………лм. Если одна лампа не обеспечивает требуемый световой поток, то необходимо принимать 2 или более.

Таблица 2.14

Характеристики источников света

Тип лампы	Мощность, Вт	Напряжение, В	Световой поток (Fл), лм
ДРЛ 125 ДРЛ 250 – 3 ДРЛ 500 ДРЛ 750 ДРЛ 1000 М ДРЛ 1000 – 2			4 800 11 000 21 000 33 000 46 000 50 000

Фактическая освещенность в контрольной точке (Е_ф) будет

, лк.

Отклонение фактической освещенности от нормируемой (Δ) составит

.

Отклонение в большую сторону на 20 % и в меньшую на 10 % допускается [13].