99435

Применение метода эквивалентных зарядов к расчёту стационарного сопротивления заземлителя сложной формы

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Выберем модель для расчёта электрического поля заданной электродной системы: определим тип количество и место расположения эквивалентных зарядов; зададим координаты расчётных точек; покажем на рисунке взаимное расположение источников поля и расчётных точек. Используя метод электростатической аналогии построить...

Русский

2016-09-15

689.5 KB

1 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ивановский государственный энергетический Университет

Кафедра “Высоковольтных электроэнергетики, электротехники и электрофизики”

Курсовая работа по физико-математическим основам специальности на тему:

“Применение метода эквивалентных зарядов к расчёту стационарного сопротивления заземлителя сложной формы”

              Выполнил студент 3-25 гр.

           Шавандин С.В.

                     Проверил преподаватель

                                                                       Шишкова И.Е.

Иваново 2004

 

Вариант №9

При выполнении работы принять:

  1.  Номер рисунка  -  1
  2.  l1=2.5м.
  3.  l2=1.0 м.
  4.  h=2.0 м.
  5.  Диаметр электрода d=6 см.
  6.  Количество эквивалентных зарядов n=5.
  7.  Число точек при оценке точности модели m=7.
  8.  Величина допустимого шагового напряжения Uш,доп=100В.
  9.  Длина шага lш=0.8 м.
  10.  Удельное сопротивление грунта =100 Ом*м.
  11.  Ток стекающий с заземлителя I=10А.

Расположение заземлителя в однородном грунте с проводимостью

                                    =

   I

 =const

 I h

L1

d

l2                                                    l2

1) Выберем модель для расчёта электрического поля заданной электродной системы: определим тип, количество и место расположения эквивалентных зарядов; зададим координаты расчётных точек; покажем на рисунке взаимное расположение источников поля и расчётных точек.

Тип эквивалентных зарядов – линейные.

Количество эквивалентных зарядов n=5.

Переносим заряды с поверхности проводника на его ось.

2) Составим систему линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных эквивалентных зарядов. Запишем СЛАУ в общем виде, используя относительные величины.

            =1

                     =1

                     =1

                     =1

                     =1

                      z

 52                                       1                           51   

 

 42                                      2                                          41

                                                                  

                                                  32                                           31

       x

                              

                                                                                                                        

                     32                                          31                   

. 3

                         l1/2      42                              2     . 2                                4  .    41           

                      l1/2        52                              1        .1                                  5 .    51

 l2                                            l2

3) Рассчитаем потенциальные коэффициенты входящие в СЛАУ, и представим их по составляющим в виде таблицы.

 

11=7,621

11=7,4594

11=0,16164

12=1,2915

12=1,098

12=0,193


13=1,3604

13=1,02165

13=0,3388

14=1,9737

141=0,80679

142=0,785656

141=0,19075

142=0,19049

 

15=2,683

151=1,212928

152=1,149287

151=0,160376

152=0,160218

 

21=1,291

21=1,0981

21=0,1929

22=7,6986

22=7,4594

22=0,239229


23=2,93

23=2,49797

23=0,42913

24=2,83

241=1,21293

242=1,1492876

241=0,23515

242=0,23465

 

25=1,974

251=0,8068

252=0,785656

251=0,19076

252=0,19049

 

31=0,8876

31=0,67589

31=0,211709

32=1,916

32=1,6472

32=0,268568

33=8,599

331=7,013116

332=1,09861

331=0,247508

332=0,240356

 

35=1,6245

351=0,675889

352=0,5304141

351=0,212068

352=0,286156

34=3,328

341=1,64723

342=0,758486

341=0,66521

342=0,25679

 

41=0,9975

41=0,806795

41=0,190759

42=1,448

42=1,212928

42=0,235156


43=2,2625

43=1,8425

43=0,419977

44=8,547

441=7,4594

442=0,62433

441=0,23923

442=0,22367

 

45=2,011

451=1,0986

452=0,534696

451=0,192903

452=0,184496

 

51=1,3733

51=1,2129

51=0,16637

52=0,9976

52=0,8068

52=0,19076


53=1,262

53=0,92774

53=0,33418

54=2,0108

541=1,098613

542=0,5347

541=0,192904

542=0,1844963

 

55=8,402

551=7,4594

552=0,6243285

551=0,16164

552=0,156609

4) Найдём неизвестные величины эквивалентных зарядов. Используя метод электростатической аналогии, построить распределение линейной плотности тока по заземляющему электроду при его растекании с заземлителя. График представить в относительных величинах.

С=Q/=( 1*l1+2*l2+3*l3+4*l4+5*l5)*4**а */=0.44447339   

G=0.44447339*4*

R=1/G   

 =1/ 

=100 Ом*м

R=17,90376507 Ом

                                                                   0,057145

0,0669 0,0669

           0,0524

0,0771 0,0676 0,0771

  5) Оценим точность выбранной расчётной модели.

                     =

                     =

                     =

                     =

                     =

=

=

 

 

                                                                                                                      

   

                           

                                           z

 52                                       1                           51   

 

 42                                      2                                          41

                                                                  

                                                  32                                           31

       x

                              

                                                                                                                        

                     32                                          31                    .  7

            . 3                            4  .

                         l1/2      42                              2                                         41           

                                           . 2                              5 .

                      l1/2        52                              1                                              51

        . 1             6  .

 l2                                            l2

6) Найдём стационарное сопротивление растеканию тока с заземлителя.

С=Q/=( 1*l1+2*l2+3*l3+4*l4+5*l5)*4**а */=0.44447339   

G=0.44447339*4**

R=1/G   

 =1/ 

=100 Ом*м

R=17,90376507 Ом

7) Рассчитаем и построим в относительных величинах распределение потенциала по поверхности земли. Найдём длину запрещённой зоны и величину напряжения прикосновения к токоотводу для человека, находящегося на границе запрещённой зоны.

 52           1                    51   

 42      32      2  31      41

 

      0                 0,8                1,6                2,4                 3,2                4,0                 4,8                5,6                    x

   

              42      32   2       31       41

              52              1                     51

                                                                       

 

 

X



5.6

0.19714316

4.8

0.22146434

0.056108

4.0

0.25107832

0.02961398

3.2

0.28687308

0.03579476

2.4

0.328649

0.04177593

1.6

0.3726689

0.0440399

0.8

0.40554618

0.032855727

0

0.42280283

0.01725665

Найдём допустимую величину шагового напряжения

баз.=I*R=10*17,90376507=179,0376507

U*ш,доп.=100/179,0376507=0,55854173

Так как величина U*ш,доп. больше любой величины , то для заземлителя с данными параметрами запрещённой зоны нет.

Найдём величину напряжения прикосновения к токоотводу для человека, находящегося     на расстоянии 1,6 метра от центра заземлителя.

L=1,6

=0,3726889

U*пр.=1-=0,6273111

Uпр.=0,6273111*100*17,90376507=1123,123 В

8)Найдём минимальное и максимальное значения сопротивления растеканию тока с заземлителя. Используем упрощенный подход к выбору расчётной модели.

q=1/*11

Rmin -

 

                      С=Q/=( 1*l1+2*l2+3*l3+4*l4+5*l5)*4**а */=0.50378656 *4**а  

G=0.50378656*4**

R=1/G   

 =1/ 

=100 Ом*м

Rmin=15.79587029 Ом

Rmax -

   С=Q/=( 1*l1+2*l2+3*l3+4*l4+5*l5)*4**а */=0.25189329 *4**а

G=0.25189329*4**

R=1/G   

 =1/ 

=100 Ом*м

Rmax=31.59173932 Ом

H

R

0

31.59173932 Ом

h

17,90376507 Ом

µ

15.79587029 Ом

9) Рассчитаем ёмкость уединённого электрода, форма которого совпадает      с показанной на рисунке.

q*=1/11

С=Q/=( 1*l1+2*l2+3*l3+4*l4+5*l5)*4**а=0,50378656*4*3,1415*8,85*10-12                        =56,02565*10-12 Ф =56,02565 пФ.

10) Определим ёмкость электрода заданной формы относительно земли, расположенного над землёй на высоте h.

q*=1/(11-11)

        

            С=Q/=( 1*l1+2*l2+3*l3+4*l4+5*l5)*4**а=0,58213636*4*3,1415*8,85*10-12=64,74077 пФ

H

С

h

64,74077 пФ

µ

56,02565 пФ

              


=29,5

=1,65

=11,7

=7,44

=2,2

=30,71

=7,84


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42320. Базы данных реляционных и объектно-реляционных СУБД 1.19 MB
  Рассмотрим смысл этих понятий на примере отношения таблицы СТУДЕНТЫсодержащего информацию о студентах некоторого вуза табл. Тип данных определяет диапазон значений которые можно сохранить в переменной или столбце таблицы отношения а также набор операций разрешенных для данных этого типа. Например предположим что в БД кроме таблицы СТУДЕНТЫ Табл. Допустим что столбец Имя таблицы СТУДЕНТЫ и столбец ФИО таблицы ПРЕПОДАВАТЕЛИ имеют одинаковые типы данных максимальную длину в обоих столбцах используется кириллица и смысл...
42321. Архитектура баз данных и способы доступа к ним в пакете Delphi 361.5 KB
  Архитектура баз данных Современная система управления базами данных такая как InterBse SQL Server пакета Delphi или Microsoft SQL Server 2000 может поддерживать хранение и обработку множества баз данных к которым одновременно могут обращаться множество пользователей. Прежде чем учиться управлению этими базами данных познакомимся с их структурой то есть с представлением базы данных на логическом и физическом уровнях. При этом будет рассмотрен список объектов поддерживаемых базами данных InterBse SQL Server 6 сокращённо...
42322. Операции с базой данных 238.5 KB
  Операции с базой данных Цель работы Изучить операции с базами данных в целом. Получить навыки использования приложения IBExpert для создания удаления регистрации подключения извлечения метаданных резервного копирования и восстановления базы данных СУБД Firebird. Изучить SQLоператоры для создания подключения и удаления базы данных. Исходные данные Студент получает индивидуальный вариант исходных данных который используется при выполнении всех лабораторных работ.
42323. Домены. SQL-операторы для работы с доменами 135.5 KB
  Домены Цель работы Изучить типы данных Firebird. Исходные данные Вариант исходных данных с кратким описанием предметной области получен студентом при выполнении первой лабораторной работы. Эта модель стала революционным событием в развитии баз данных . Элементы реляционной модели данных и формы их представления приведены в таблице 1.
42324. Таблицы. SQL-операторы для работы с таблицами и индексами 197.5 KB
  Изучить способы создания изменения и удаления таблиц. Теоретические сведения Таблицы Tbles Firebird реляционная СУБД поэтому все данные в Firebird хранятся в виде двумерных таблиц со строками и столбцами. Основные ограничения которым должны удовлетворять таблицы: Каждый столбец в таблице имеет уникальное имя. Первичный ключ это столбец который выбран для уникальной идентификации записей базы данных строк таблицы.
42325. Технология создания простейшей информационной системы 8.22 MB
  База данных должна содержать две таблицы: Товары и Приход товаров. Таблицы оперативной части ИС предназначены для работы с оперативной информацией значение которой актуально обычно только в течение короткого времени от момента поступления такой информации до момента окончания её обработки. Рабочая структура таблиц приведена ниже: Таблица Товары Название поля Смысл Тип Длина Tovr Наименование товара Строка 20 EdIzm Единица измерения Строка 10 Zen Цена за единицу измерения Целочисленный Таблица Приход товаров Название поля...
42326. Технология создания простейшей информационной системы (часть 2) 1.12 MB
  Например в компоненте DBGrid подчинённой таблицы отображается содержимое только тех строк подчинённой таблицы в которых содержимое поля внешнего ключа подчинённой таблицы ссылается на содержимое поля первичного ключа той строки главной таблицы на которую указывает курсор главной таблицы содержимое других строк подчинённой таблицы остаётся невидимым для пользователя. Для отказа от этого механизма визуализации в окне инспектора объектов компонента набор данных подчинённой таблицы в нашем случае это компонент Tble2 таблица Prihod...
42327. Ограничения целостности. SQL-операторы для работы с ограничениями 124.5 KB
  Ограничения целостности Цель работы Изучить используемые в Firebird типы ограничений целостности. Изучить SQLоператоры для работы с ограничениями. Теоретические сведения Ограничения целостности данных представляют собой такие ограничения которые вводятся с целью предотвратить помещение в базу противоречивых данных. Ограничения внешнего ключа Foreign keys ссылочная целостность.
42328. Триггеры, генераторы, исключения 133 KB
  Студент получает индивидуальный вариант исходных данных с кратким описанием предметной области, который используется при выполнении всех лабораторных работ. При этом каждая очередная лабораторная работа является продолжением выполненной ранее и поэтому они должны обязательно выполняться последовательно. Варианты заданий к лабораторной работе №5 № варианта Имя пользователя Имя файла БД Имя таблицы Бизнес-правило для поля 1 TEM001 SLRY.FDB Цех Дата_поступления 2 TEM002 STUFF.FDB Собрано День_недели 3 TEM003 STUFFPLUS.FDB Изделия Наименование 4 TEM004 TELEPHONE.