3.Расчет заземляющего устройства

для подстанции 110/10 площадью 25х30

Данные:ρ₁= 90 Ом/м;h₁= 2 м;ρ₂ = 120 Ом/м;t = 0,7 м;l_в = 5 м;t_рз= 0,12 сек;t_{откл в} 0,08 сек;i⁽¹⁾ =2,59 кА

Рассматриваемая подстанция работает в сети с эффективно заземленной нейтралью , согласно ПУЭ заземляющие устройства электрических установок должно иметь сопротивление R₃≤0,5 Ом.

Опыт эксплуатации распределительных устройств 110 кВ и выше, позволяет перейти нормированному напряжению прикосновения. В момент прикосновения человека к заземленному оборудованию находящемуся под потенциалом часть сопротивления заземления шунтируется сопротивлением тела человека.

За расчетную длительность воздействия _В принято:

По таблице[…]для данного времени наибольшее допустимое напряжение прикосновения составляет 400В.

Определим коэффициент прикосновения:

где -коэффициент определяемый по сопротивлению тела человека.

-длина вертикального заземления;

-длина горизонтального заземления;

-расстояние между расстояние между вертикальным заземлением;

-площадь заземляющего устройства;

- параметр зависящий от отношения удельных сопротивлений грунта т.е:

Определяем по таблице [рожк коз]

Определим потенциал на заземлителе

Что в пределах допустимого меньше 10 кВ.

Определим сопротивление заземляющего устройства:

Действующую модель заземляющего устройства преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной:

Определим число ячеек по стороне квадрата по формуле:

Принимаем 5,1

Определим длину полос в расчетной модели по формуле

Определим длину сторон ячейки:

Определим число вертикальных заземлителей:

Принимаем =12

Определяем общее сопротивление сложного заземлителя преобразованного в расчетную модель:

где -эквивалентное сопротивление определяется по таблице [рожк коз] для определения необходимо знать:

ρ₁/ =0,75

/ =1

По данным значения необходимо определить относительную толщину слоя по выражению:

/ =0,92

=1,38·60=110,4 Ом/м

А-коэффициент зависящий от параметров заземляющего устройства

,

что больше допустимого 1,11Ом

Найдем напряжение прикосновения

что меньше

4. Расчет молнии защиты.

От прямых ударов молнии подстанции 110/10 защищаем стержневым молнии отводом

Исходными данными для расчета являются:

-Размер подстанции 25х30 м

-Высота самой высокой точки подстанции h_x=7

-Высота молнии отводов =25 м

Молнии защита выполняется двумя молнии отводами расположенными на земле.

Определим активную высоту молнии отвода по формуле.

Расчет зоны защиты на уровне самой высокой точки подстанции определим по формуле.

=

где r_xрадиус защиты одного из молнии отводов

Расчет зоны защиты на уровне земли определим по формуле

Определим высоту до молнии приёмника по формуле

=

Данные молнии отводы установим на расстоянии 3 метра от ограждения.

Тогда расчетное расстояние между молнии отводами составит

м

Середина расстояния между молнии отводами на высоте при L=26=h_c=h₀=13 м

r_c=r₀=26

Защищаемый объект полностью находится в зоне защиты молнии отводов.

Заземлители для отвода токов должны характеризоваться величиной импульсного сопротивления

где R_з- сопротивление растеканию.

d_u-импульсный коэффициент зависящий от типа заземлителей удельного сопротивления грунта и амплитуды стекающего через заземлитель импульсного тока [///]

В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 12 мм и длиной 2 метра, которые погружаются в грунт методом ввертывания. Глубина расположения верхних концов электродов от поверхности земли 0,7 м, горизонтальные электроды стержневого типа что и вертикальные.

Грунт имеет удельное сопротивление

Определим сопротивление грунта с учетом сезонности

где K_c- коэффициент учитывающий сезонность принимаем равным2

Определяем необходимое количество заземлителей по формуле

где r- сопротивление растекания одного заземлителя Ом; r_доп- допустимое сопротивление заземляющего устройства; - коэффициент использования.

Посчитаем примерное количество заземлителей по формуле (4.7) без учета коэффициента использования, а вместо rдопустимого подставим r₀=3 r_доп=3ˑ10=30 Ом

Тогда примерное число заземлителей

r_доп=10 Ом – нормируемое сопротивление заземляющего устройства.

Определим общее сопротивление заземлителей

Коэффициент использования данного числа и размер заземлителя = 0,7

Определим длину горизонтальных заземлителей если заземлители расположены по контуру

где a- расстояние между одиночными заземлителями, принимаем 80 см

n- число одиночных заземлителей

Определим сопротивление соединительной полосы

где d- диаметр горизонтальных заземлителей 0,012 м

h-заглубление полосы 0,7 м

С учетом экранирования соединительной полосы

где коэффициент экранирования

Определим общее заземляющее сопротивление по формуле.

Тогда импульсное сопротивление будет равен