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

23646. Язык Одессы. Слова и фразы 5.69 MB
  Прислушайтесь к речи которая звучит на улицах города: русская и украинская а когда в Одессе было много евреев то можно было услышать и идиш новоеврейский; не путать с ивритом древнееврейским на котором говорят в Израиле. В 1886 году в Одессе вышел в свет Опытъ словаря неправильностей въ русской разговорной рьчи преимущественно въ Южной Росіи В. В Одессе занять значит дать взаймы: Я занял ему сто рублей. Вы удивлены потому что за театром в Одессе находится Северная гостиница где далеко не скучают.
23647. Как Это Сказать По-Английски 5.07 MB
  Суть метода Прежде чем объяснить суть метода давайте постараемся выяснить почему живя в чужой стране и постоянно слыша иноязычную речь человек просто так сам по себе может выучить язык этой страны причем чем человек моложе тем меньше времени ему нужно чтобы свободно заговорить почужому. УРОК 1 Я ДЕЛАЮ ЭТО ОБЫЧНО ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ОБЫЧНО –usually КАЖДЫЙ ДЕНЬ –every day ДВАЖДЫ В НЕДЕЛЮ –twice a week 4 РАЗА В МЕСЯЦ –4 times a month ПО ВОСКРЕСЕНЬЯМ –on Sundays ПО ВЫХОДНЫМ –at weekends on one's free days ПО БУДНЯМ...
23648. ЧТЕНИЕ И ПЕРЕВОД АНГЛИЙСКОЙ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 2.53 MB
  Словазаменители [4. Английские звонкие согласные звуки в конце слова [4. Английские глухие согласные звуки в конце слова [4. Звуковое значение буквосочетания 'wa' в начале слова [4.
23650. Поиск списка реакций химического синтеза 145.5 KB
  Список элементарных химических реакций типа a b  i можно выразить в виде фактовпредикатов: rxn i[ab]. В целях упрощения представим в виде исходных фактов только эти необходимые реакции: rxn w [j r]. rxn j [c d]. rxn r [k l].
23651. Поиск пути в порождаемом пространстве состояний (на примере игры «восьмёрка») 97.5 KB
  1й список исходное состояние 2й список состояние после одноходовой допустимой перестановки. попадания в пройденные вершины графа необходимо вести список пройденных состояний. Здесь Yсписок характеризующий начальное состояние; Xs список характеризующий заданное конечное состояние. Третий аргумент предиката trans1 список пройденных состояний список списков.
23652. Экспертная система по составлению учебных расписаний 59 KB
  При составлении расписаний лучше исходить не из заданной цели к тому же трудно сформулировать какое расписание €œлучше€ а из возможностей комбинирования учебных дисциплин. Далее можно попытаться оценить относительную ценность полученных расписаний их уже будет не так много с точки зрения быстрейшего и полного освоения дисциплин специализации в необходимой пропорции с факультативными и общеобразовательными курсами. Представим что студенту желающему специализироваться в конкретной области предоставлена возможность самостоятельного...
23653. Логическое программирование задачи поиска пути на конечных графах пространства состояний 680 KB
  Рассмотрим ориентированный ациклический граф: Наличие ориентированной связи двух соседних вершин отображается в программе в виде фактовпредикатов edgex y. edgeac. edgecf. edgefh.