10 Расчет заземляющих устройств

Согласно ПУЭ заземляющие устройства электроустановок сети с эффективно заземлённой нейтралью 110 кВ выполняется с учётом сопротивления R_з≤0,5 Ом или допустимого напряжения прикосновения.

Расчёт по допустимому сопротивлению R_з≤0,5 Ом производит к неоправданному перерасходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении заземляющих устройств. Опыт эксплуатации распределительных устройств 110 кВ. и выше позволяет перейти к нормированию напряжения прикосновения, а не величиныR₃.

Сложный заземлитель заменяется расчётной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения.

В расчётах многослойный грунт представляется двухслойным: верхний толщиной h₁ с удельным сопротивлением ρ₁, нижний с удельным сопротивлением p₂. Глубина заложения заземляющего устройства t=0,5-0,7м, длина вертикального заземлителя l_в=3-5м, принимаем l_в=5м: расстояние между горизонтальными заземлителями а=5м.

Исходные данные ответвительной подстанции 110/10 кВ:

Площадь подстанции:

Длительность воздействия тока на человека:

Допустимый ток, протекающий через человека:

Допустимое напряжение:

Длина вертикальных заземлителей:

Расстояние между вертикальными заземлителями:

Длина горизонтальных заземлителей:

Удельное сопротивление грунта:

Сопротивление тела человека:

Естественных заземлителей нет.

Сопротивление растекания от ступень в землю

(10.1)

(10.2)

Коэффициент прикосновения:

(10.3)

где М – параметр зависящий от ρ₁/ρ₂, М=0,5; т.к. ρ₁/ρ₂=1.

Потенциал на земле:

(10.4)

Допустимое сопротивление заземляющего устройства

Примем в инженерном расчёте, что ток замыкания на землю равен:

(10.5)

Допустимое сопротивление заземляющего устройства:

(10.6)

Рассчитаем действительный план заземляющего устройства, преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной:

(10.7)

Число ячеек по стороне квадрата:

(10.8)

принимаем m=2.

Длина полос в расчетной модели:

(10.9)

Длина сторон ячейки определяется по формуле:

(10.10)

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при a/l_в=1:

(10.11)

принимаем n_в=33.

Общая длина вертикальных заземлителей:

(10.12)

Относительная глубина вертикальных заземлителей:

(10.13)

тогда:

(10.14)

Определим необходимые параметры для нахождения относительного эквивалентного удельного сопротивления для сеток с вертикальным заземлителем: a/l_в=1; ρ₁/ρ₂=1;

(10.15)

Определяем ρ_э/ρ₂=1, тогда:

(10.16)

Общее сопротивление сложного заземлителя:

(10.17)

что меньше допустимого R_з,доп=4,16 Ом.

Напряжение прикосновения:

(10.18)

Полученное напряжение прикосновения меньше допустимого напряжения прикосновения (400 В).

Заключение

При выполнении курсового проекта “Силовая цепь районной понизительной подстанции 110/10 кВ” была выбрана типовая схема сельской подстанции, соответствующая заданию, выбраны силовые трансформаторы, токоведущие части ОРУ 110 кВ и РУ 10 кВ, изоляторы, защитные и коммутационные аппараты, измерительные трансформаторы и приборы, рассчитаны заземляющее устройство и молниезащита.Выполнена однолинейная принципиальная схема и план и разрез подстанции.

Список литературы

1. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования объектов электроснабжения: Учеб. Пособие/ Н.В. Ситников, С.А. Горемыкин – Воронеж: Изд. «Научная книга», 2006. – 87 с.: ил.

2. Руководящие указания по проектированию городских электрических сетей РД 34.20.185-94, Глава 2.4.

3. Справочник по проектированию электрических сетей: Издание 4-е, переработанное и дополненноепод ред. Д.Л. Файбисовича/ И.Г Карапетян, И.М. Шапиров, Д.Л. Файбисович – Москва, ЭНАС, 2012. – 370с.:ил.

4. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учеб.для студ. Сред. Проф. образования / Юрий Дмитриевич Сибикин. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 368 с.

5. Основы проектирования районных трансформаторных подстанций: Учеб. Пособие/ Н.В. Ситников, А.Н. Низовой – Воронеж: Изд. «Научная книга», 2006. – 87 с.: ил.

6. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования РД 153-34.0-20.527-98, Таблица 7.2.

7. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 7-ое издание.

8. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник/ Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин – Москва: Изд. «Энергоатомиздат», 1987. – 644 с.: ил.