10. Расчёт заземляющих устройств

Исходные данные:

Площадь подстанции £ = 60x45 = 2700ти²;

Длительность воздействия тока на человека t = 0,12 + 0,045 = 0,22 с;

Допустимый ток, протекающий через человека 1_доп = 250 мА ;

Допустимое напряжение U^ = 400 В;

Длина вертикальных заземлителей 1_в = 5 м;

Расстояние между вертикальными заземлителями а = 5 м;

Длина горизонтальных заземлителей 1_Г = 250 м;

Удельное сопротивление грунта р = 350 Ом • м;

Сопротивление тела человека R₄=1000 Ом

Сопротивление растекания от ступень в землю:

R_c =1,5- р = 1.5-350 = 525СЫ; (10.1)

_₌ 1000 R₄+R_c 1000 + 525

Коэффициент прикосновения:

0Д4; 00.3)

( ¹в ' ¹Г \0,45 / ^J ' \0.45

a-Js 5-л/2700 Потенциал на земле:

С/ ₌ 1857.14 < 10 кЯ; (10.4)

³ К_п 0,14

Допустимое сопротивление заземляющего устройства Проектируемая подстанция имеет схему соединения обмотки ВН трансформа- тора "Звезда с изолированной нейтралью", следовательно, ток замыкания на землю будет определяться, в основном, емкостью между проводом и землёй. Примем в ин- женерном расчёте, что ток замыкания на землю равен:

1₃ = 0,5 • = 0,5 • 1,39 = 0,695 кА ; (10.5)

56

4s-4 л/2700-4 ₄₉ О⁰-¹¹)

п_в = = = 41.57 принимаем п_в = 42.

1 _в 15

Общая длина вертикальных заземлителей

L_e =i_t ._Пв =5-42 = 210 м; (10.12)

Относительная глубина

l,+t 5 + 0,7

^-^-WO*. (Ю-6)

1₃ 695

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

-Js = л/2700 =51.96 м. (10.7)

Число ячеек по стороне квадрата:

т = —^=-1 = —^^ 1 = 1,41 принимаем т = 2 . (10.8)

2-sfs 2-51.96

Длина полос в расчетной модели:

Ьг = 2- yfs • (m +1) = 2 • 51.96 • (2 +1) = 311.76 м. (¹⁰-⁹)

Длина сторон ячейки:

, Js л/2700

о = = = 25.98м

т 2

Число вертикальных заземлителей по периметру контура

4S л/2700

(10.10)

= ОД 1 > 0,1 тогда (10.13)

А = 0,385 - 0,25 • ^ti = 0,385 - 0,25 • ^{5 + 0,7} = 0,36 (10.14)

■JS л/2700 ⁷

р_жв =1-350 = 350 Омм. (10.15)

Общее сопротивление сложного заземлите ля:

R + = + — = 2,43 Ом (10.16)

³ -JS L-L 51.96 311.76-210

Что меньше допустимого R_3don = 3,23 Ом

Найдем напряжение прикосновения:

U_np = К_П • /₃ • R₃ = 0,14 • 695 • 2,43 = 236.6 В, что меньше допустимого напряжения.

57

11.Расчет молниезащиты

Согласно ПУЭ (4.2.135.), защита ОРУ 110 кВ и выше от прямых ударов молнии должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитное действие вы­соких объектов, которые являются молниеприёмниками (опоры BJI, прожекторные мачты, радиомачты и т.д.).

Предусмотрим для защиты ПС от прямых ударов молнии два стержневых мол­ниеотвода.

Радиус действия одного молниеотвода на высоте наиболее выступающих элемен-

где г_х - радиус действия молниеотвода, h_a - активная высота молниеотвода, h_x - высота наиболее выступающей части ОРУ, h - высота молниеотвода, р = 1 для молниеотводов при h < 30 м, р = 5,8 для молниеотводов при h > 30 м.

тов ОРУ:

^rx ~ h а "

(11.1)

b_x =4-r_x[(7-h_a-a)/(14-h_a-a)].

Ь_я = h-h_v;

a

X '

(11.2) (11.3)

Рисунок 9- Зона защиты двух молниеотводов

58

Примем h = 26 м, h_x = 4.5 ж, а = 50 ж ;

h_a =26-4.5 = 21.5 л/; (11.4)

г = 21.5-[1,6/(1 + (4.5/26)-1)]= 29.32 л*; (11.5)

= 4 • 29.32[(7 • 21.5 - 50)/(14 -21.5 - 50)]= 46.96 м . (11.6)

Выбранная нами высота и расположение молниеотводов соответствует зоне защиты силовых трансформаторов и распределительного устройства 110 кВ и 10 кВ. Положение стержневых молниеотводов указано на плане общего вида под­станции.

59

Заключение

При выполнении курсового проекта "Понизительная подстанция на два напряжения 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. Разработана однолинейная схема и план подстанции.

60

Список литературы

1. Электрическая часть электростанций и подстанций, справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - Б.Н.Неклепаев; И.П.Крючков

• М.: Энергоатомиздат, 1989. - 605 с.

  2. Правила устройства электроустановок. - Спб.: Изд. ДЕАН, 2001.-928 с.

  3. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 е.: ил.

  4. Основы проектирования районных трансформаторных подстанций: Учеб. По­собие. - Воронеж: Изд. «Научная книга», 2005. 104 е.: ил.

  5. Спутник сельского электрика: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп.

• М.: Росагропромиздат, 1989. - 254 е.: ил.

6. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. Пособие для вузов.

• М.: Энергия, 1979. - 408 е., ил.

6. Справочник по технике безопасности. -6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энер­гоатомиздат, 1984. - 824 е., ил.

7. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: Учеб. пособие.

• ML: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2006. - 480 е., ил.

6. Электротехника. Справочник. Том 2. / B.JI. Лихачев.

• М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 448 с.

10.Электротехника. Справочник. Том 3. / В.Л. Лихачев. - М.: СОЛОН - Пресс, 2006. - 560 с.

61