Выбор конструкции и расчет параметров защитного заземления

Заземляющее устройство на подстанции выполняется из вертикальных заземлителей, соединительных полос, полос проложенных вдоль рядов оборудования и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении и создающих сетку с переменным шагом. Расстояние между полосами должно быть не более 30 м.

Площадь подстанции 36 ´ 50 м , рисунок 20 а.

Ток однофазного короткого замыкания на стороне ВН равен 2,938 кА.

а) б)

Рисунок 20 а – заземляющее устройство подстанции;

б – расчётная модель.

Расчёт ведётся при условии, что естественных заземлителей на подстанции нет.

;

Находится допустимое напряжение прикосновения , [2], таблица 16:

Зная наибольшее допустимое напряжение прикосновения, можно определить напряжение на заземлителе:

(58)

где – коэффициент напряжения прикосновения.

Для сложных заземлителей определяется по формуле:

(59)

где – длина вертикального заземлителя, м;

– длина горизонтальных заземлителей, (по плану заземления подстанции, рисунок 9.1, (а));

– расстояние между вертикальными заземлителями,

;

– параметр, зависящий от ;

– площадь заземляющего устройства,

– коэффициент определяемый по сопротивлению тела человека и сопротив-лению растекания тока от ступней ,

Что в пределах допустимого (меньше 10 кВ).

Так как , то сопротивление заземляющего устройства определяется, Ом:

(60)

где – ток, стекающий с заземлителя проектируемого заземляющего устройства при однофазном к.з в пределах электроустановки.

.

Действительный план заземляющего устройства (рисунок 9.1 (а)), преобразуем в расчетную квадратную модель (рисунок 9.1 (б)) со стороной:

Число ячеек по стороне квадрата:

, можно принять .

Длина полос в расчетной модели:

(61)

Длина стороны ячейки:

(62)

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при .

, (63)

принимаем .

Общая длина вертикальных заземлителей:

(64)

Относительная глубина:

, (65)

тогда

(66)

Для

(67)

Определяется тогда

Общее сопротивление сложного заземлителя:

(68)

что больше допустимого

Необходимо принять меры для снижения путем применения подсыпки слоя гравия толщиной 0,2 м в рабочих местах. Удельное сопротивление верхнего слоя (гравия) в этом будет , тогда:

; .

Подсыпка гравием не влияет на растекание тока с заземляющего устройства, так как глубина заложения заземлителей 0,7 м больше толщины слоя гравия, поэтому соотношение и значение М остаются неизменными.

, что меньше допустимого (10 кВ).

, таким образом ,

Напряжение прикосновения

, что меньше допустимого 400 В.

Выбор конструктивного исполнения и расчет

Молниезащиты подстанции

Электрооборудование подстанции защищается от прямых ударов молнии с помощью двух отдельно стоящих молниеотводов.

Несущая конструкция первого выполнена из железобетонной опоры. На верхушке опоры надет железный оголовник с приваренным к нему металлическим стержнем длинной 1 метр. Высота молниеотвода принимается равной 24,3 м.

Вторым молниеотводом принята концевая металлическая опора линии 110 кВ, расположенная в пяти метрах от ограды подстанции, высотой 24,7 м. Расстояние между молниеотводами 48 м.

Зона защиты (территория подстанции размерами 50´36 м) для двух молниеотводов различной высоты строится, начиная с молниеотвода большей высоты по формуле:

(69)

где – высота стержневого молниеотвода;

– высота точки на границе защищаемой зоны, принимается 7 м;

– активная высота молниеотвода;

– коэффициент для различных высот молниеотводов.

(70)

Зона защиты строится для молниеотвода меньшей высоты по формуле:

Наименьшая ширина зоны защиты в середине между молниеотводами при горизонтальном сечении на уровне определяют по кривым [2], рис. 42.

Для этого вначале находятся соотношения:

По графику находится величина

Откуда

После сопряжения защитной зоны молниеотвода 1 с защитной зоной молниеотвода 2 плавной кривой расстояние примерно получается 33 м.

Граница зоны защиты в вертикальном сечении:

(71)

Найденные расчетные значения переносятся на рисунок 21.

Рисунок 21-Зона защиты стержневых молниеотводов.

Как видно из рисунка 21, защищаемый объект находится внутри зоны защиты

.

Заключение

В курсовом проекте проекте рассмотрены вопросы проектирования тупиковой понижающей подстанции 110/10 кВ. Проект выполнен в соответствии с нормами технологического проектирования подстанций высшим напряжением 35-750 кВ и учетом требований Положения о технической политике в распределительном электросетевом комплексе. Для спроектированной подстанции выбрано наиболее современное оборудование, в частности элегазовые выключатели 110 кВ типа ВГТ, элегазовые трансформаторы тока 110 кВ типа ТРГ, разъединители 110 кВ с полимерной изоляцией типа РГП и двигательные приводы к ним типа ПДГ-9, вакуумные выключатели 10 кВ типа ВВ/TEL. Все это позволяет значительно сократить расходы на эксплуатацию, увеличить надежность и повысить безопасность оперативного обслуживания подстанции.

Библиографический список

1. Нормы технологического проектирования подстанций высшим напряжением 35-750 кВ 2006г.

2. А.В. Вычегжанин Проектирование подстанций методическое пособие по курсовому проектированию Киров 2002г.

3. Правила устройства электроустановок

4. «Положение о технической политике в распределительном электросетевом комплексе»