1 Рекомендації щодо написання й оформлення контрольної роботи

Контрольна робота містіть чотири завдання, варіанти задач обираються згідно з номером журналу груп (табл. 1.2, 1.3, 2.1, 2.3).

Роботу оформлюють на аркушах форматом А4, обсягом до 15 сторінок друкованого тексту (розмір шрифту 14, інтервал 1,5). Обов’язкові поля. Аркуші повинні бути зброшуровані й пронумеровані. Зразок оформлення титульної сторінки подано у додатку В.

Матеріал необхідно викладати логічно, послідовно й відповідно до плану роботи. Не допускається дослівного механічного переписування тексту з опрацьованої літератури, за винятком цитат, які повинні супроводжуватися посиланням на джерело.

Робота має містити: зміст, вступ, виконані завдання, висновки, список використаної літератури.

Контрольна робота, що відповідає вимогам, може бути оцінена позитивно й зарахована. Якщо робота не зарахована, вона, з урахуванням зроблених зауважень у рецензії, повинна бути перероблена й разом з першим відгуком подана на повторне рецензування.

Виконання контрольної роботи є обов’язковою умовою для допуску студента до складання іспиту.

Контрольна робота надають для перевірки не пізніше ніж за два тижні до початку сесії.

Розв’язання задач здійснюється згідно з літературою запропонованої методичними вказівками.

2 Варіанти для контрольної роботи

2.1 Контрольне завдання № 1 Розрахунок штучного заземлення та занулення електроустановок

2.1.1 Тема. Вибір і розрахунок штучного заземлення

Мета роботи – набуття практичних навичок у розрахунках захисного заземлення і ознайомлення з різними методами розрахунку, що застосовуються в даний час для виробничого електроустаткування.

По закінченні занять студент зобов’язаний:

– знати методи і порядок розрахунку захисного заземлення;

– уміти користуватися довідковими і нормативними даними при розрахунку.

Приклад розрахунку Визначити параметри заземлення: кількість, розміри і розміщення на плані об’єкта, що захищається, вертикальних і горизонтальних електродів для виробничої ділянки з електроустаткуванням. Вихідні дані наведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1 – Вихідні дані до розрахунку захисного заземлення

Трансформаторна підстанція напругою U, кВ	Розміри приміщення		Розрахунковий опір природного заземлювача, Rпр, Ом	Протяжність лінії електропередач		Параметри вертикального електрода		Параметри горизонтального електрода	Ґрунт	Кліматична зона (підвищення вологість)
	Довжина L, м	Ширина В, м		lК.Л.,км	lВ.Л., км	Довжина lВ, м	Діаметрd, мм	Площа смуги, мм2
10/0,4	18	6	17	50	60	3	12	6 х 56	суглинок	IІI

Розрахунок

У нашому випадку заземлювальний пристрій використається для електроустановки напругою понад 1000 В, тому розрахункове значення струму замикання на землю може бути визначене за напівемпіричною формулою:

,

де U_л – лінійна напруга мережі (на високій стороні трансформаторної підстанції), кВ; l_к.л.,l_в.л. – довжина електрично зв’язаних відповідно кабельних і повітряних ліній, км.

Таким чином,

Відповідне отриманому розрахунковому значенню струму замикання на землю, нормативне значення опору заземлювального пристрою Rз знаходимо за формулою (табл. дод. А.1.2):

R_з= 125/I_з,R_з = 125/51,71 = 2,32 Ом.

При використанні природних заземлювачів необхідний опір штучного заземлювача Rш.з. визначається за формулою:

де R_пр – опір розтікання струму природних заземлювачів, Ом; R_ш.з. – необхідний опір штучного заземлювача, Ом; R_з.пуе – розрахунковий нормований опір ЗП, Ом;

Визначаємо розрахунковий питомий опір землі за формулою:

де – розрахунковий питомий опір землі, Ом·м; – питомий електричний опір різних ґрунтів і води, Ом·м; ψ – коефіцієнт сезонності, що враховує промерзання або висихання ґрунту.

Для кліматичного пояса ІІІ опір ґрунту = 130 Ом·м (табл. дод. А.1.3, суглинок) та ψ = 1,5 (табл. дод. А.1.4, з підвищеною вологістю) тоді:

Омм.

Обчислюємо опір розтікання струму одиночного вертикального заземлювача Rв. У випадку стержня круглої площі (трубчастого) заземлювача, заглибленого в землю, розрахункова формула має вигляд:

де ρ_р.з.– розрахунковий питомий опір ґрунту Ом·м; l – довжина вертикального стержня, м; d – діаметр, мм; t –відстань від поверхні ґрунту до середини довжини вертикального стержня, м.

Рисунок 1.2 – Схема заглиблення стержня

Розрахуємо наближену кількість вертикальних стержнів:

де R_в – опір розтікання струму одиночного вертикального заземлення, Ом; R_ш – необхідний опір штучного заземлювача, Ом;

Отриману кількість стержнів округляємо до найближчого більшого довідкового значення (табл. дод. А.1.6). Отже, n = 40.

Визначаємо конфігурацію групового заземлювача (контур) з урахуванням можливості його розміщення на відведеній території й відповідній довжині горизонтальної смуги:

l_г = 1,05·а·п,

де а – відстань між вертикальними стержнями, м; п – кількість вертикальних стержнів;

а = k ·l_в,

де k – коефіцієнт кратності, рівний 1, 2, 3; l_в – довжина вертикального стержня, м.

Коефіцієнт кратності приймемо рівним 2.

а = 2·3 = 6 м,

l_г = 1,05·6·40 = 252 м.

Периметр будинку = 2 (18 + 6) = 48 м.

Обчислюємо опір розтікання струму горизонтального стержня Rг. У випадку горизонтального смугового заземлювача розрахунок виконується за формулою:

де ρ – розрахунковий питомий опір ґрунту, Ом·м; l – довжина горизонтальної смуги, м; b – ширина смуги, м; t – відстань від поверхні ґрунту до середини ширини горизонтальної смуги, м;

Рисунок 1.3 – Схема заглиблення смуги

Вибираємо коефіцієнти використання вертикальних стержнів (η_в) і горизонтальної смуги (η_г) з урахуванням кількості вертикальних стержнів (п) і відношення відстані між стержнями (а) до їх довжини (l_в) (табл. дод. А.1.6, дод. А.1.7).

; η_г = 0,29; η_в = 0,58.

Розрахуємо еквівалентний опір розтіканню струму групового заземлювача:

,

де R_в, R_г – відповідно опори вертикального стержня й горизонтальної смуги, Ом; η_в, η_г – відповідно коефіцієнти використання вертикальних стержнів і горизонтальної смуги, Ом; n – кількість вертикальних стержнів.

Отриманий опір розтікання струму групового заземлювача не повинен перевищувати необхідний опір:

R_гр≤ R_ш.з.

1,95 < 2,04.

Тобто отриманий опір відповідає необхідній умові.

Таким чином, ми визначили основні конструктивні параметри заземлювача, при яких опір розтікання струму вибраного групового заземлювача (R_гр) не перевищує необхідного опору (R_ш.з.).

Таблиця 1.2 – Варіанти завдання для розрахунку

№ вар.	Розміри об’єкта, що захищається, м		Ґрунт	Кліматичні зони (вологість нормальна)	Rпр., Ом	Довжина кабельних ліній lк.л., км	Довжина повітряних лінійlв.л., км
	L	B
1	12	19	Глина	I	15	15	20
2	14	22	Пісок	II	16	17	22
3	16	24	Супісок	III	17	18	28
4	11	22	Суглинок	IV	18	15	19
5	12	24	Пісок	I	19	14	22
6	13	26	Глина	II	20	13	19
7	15	25	Суглинок	III	21	15	26
8	10	20	Супісок	IV	19	16	22
9	11	22	Суглинок	I	17	17	20
10	13	19	Пісок	II	16	18	24
11	14	23	Глина	III	15	14	21
12	15	30	Супісок	IV	14	15	26
13	13	27	Суглинок	I	16	14	20
14	12	28	Глина	II	17	16	21
15	14	26	Пісок	III	21	17	22
16	13	25	Глина	IV	22	18	24
17	16	30	Суглинок	I	20	19	20
18	15	27	Пісок	II	17	20	22
19	14	22	Супісок	III	19	22	24
20	13	29	Суглинок	IV	21	14	17
21	12	25	Пісок	I	20	15	26
22	14	26	Суглинок	II	18	16	24
23	17	30	Глина	III	17	17	30
24	14	26	Супісок	IV	16	18	21
25	15	28	Пісок	I	15	19	26