17

МИНОБРНАУКИ РФ

ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»

Факультет: Электроэнергетический

Кафедра: электроснабжения

Лабораторная работа

по дисциплине: «Оптимизация систем электроснабжения»

тема: Однокритериальная оптимизация заземляющего устройства подстанции

Вариант №

Выполнил студент:

Шифр:

группа ЗЭСВ-31у

Принял преподаватель:

Ананьев В.П

Вологда

2016 г.

Содержание

стр

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.………………...……………………………….……….3

2. ОБРАБОТКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ…….……………….................………..4

3. ОПТИМИЗАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ………………..………………..6

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ...……………....…….…13

5. ВЫВОД………………………………………………………….……..…………16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…….……...…….…………...17

1. Исходные данные

1. По исходным данным (см. табл.1.1) определить: тип подстанции, марку трансформаторов, рабочие напряжения, режим нейтрали, требуемое согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства – R_зу. Все перечисленные выше позиции должны быть обоснованы ссылками на нормативные документы и расчетами.

2. Определить действительные размеры заземляющего устройства с учетом ограждений подстанции.

3. Выбрать шаг изменения длины вертикальных стержней. Произвести моделирование заземляющего устройства с учетом требований ПУЭ и точностью не менее -2%.

4. По результатам моделирования вычислить массу металла для каждого варианта заземляющего устройства. Построить аппроксимирующую модель.

5. Выбрать оптимальную конструкцию заземляющего устройства.

6. Оформить отчет по лабораторной работе в соответствии с требованиями ЕСКД и стандартов ВоГУ.

На подстанции присутствуют естественные заземлители , сопротивление которых равно 1 Ом.

Таблица 1.1

Исходные данные

Ток короткого замыкания I, кА	6.5
Удельное сопротивление грунта ρ, Oм×м	75
Глубина залегания заземляющего устройства h r , м	0,7
Радиус заземляющего стержня r, м	0,01
Строительные размеры подстанции a×b, м×м	35×35

2. Обработка исходных данных

Находим площадь застройки S_П/СТ:

S= a · b = 35 · 35 = 1225 м² (2.1)

Исходя из рассчитанной выше площади застройки подстанции по таблице П4.15 [2], выбираем её тип: ГПП-110-III-2×6300 А2.

Где, согласно источника [2]:

ГПП - главная понизительная подстанция;

высшее напряжение – 110 кВ;

III – схема распределительного устройства высшего напряжения: два блока (линия-трансформатор) с выключателями в цепях трансформаторов с автоматической и ремонтной перемычками;

2×6300 – число и мощность трансформаторов, кВ·А;

А2 – тип распределительного устройства низшего напряжения: одна секционированная система шин и выключатель на вводе 10 кв .

Зная мощность и напряжение подстанции из таблицы 3.6 справочника [5] выбираем марку трансформаторов: ТМ-6300/110/10.

В соответствии с п.1.2.16 [1], работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземлённой, так и с эффективно заземленной нейтралью. Исходя из этого, для расчета мы выбираем сеть с глухозаземлённой нейтралью, так как неизвестен .

Согласно [1] п.1.7.90, “заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом с учетом сопротивления естественных и искусственных заземлителей”.

В соответствии с п. 1.7.90 [1] “вертикальные заземлители должны быть длиной 3-5 м ”

В лабораторной работе длина вертикальных электродов принята равной 3,8-5 м. Глубина залегания электродов задана в исходных данных и составляет 0,7 м.

Определим необходимое сопротивление искусственного заземлителя , с учетом использования естественного заземлителя, включенного параллельно[2]:

, (2.2)

где R_З - допустимое сопротивление заземляющего устройства;

R_И - сопротивление искусственного заземлителя;

R_Е - сопротивление естественного заземлителя.

Согласно [1] п.1.7.93 “внешнюю ограду электроустановок не рекомендуется присоединять к заземляющему устройству. Для исключения электрической связи внешней ограды с заземляющим устройством расстояние от ограды до элементов заземляющего устройства, расположенных вдоль нее с внутренней, внешней или с обеих сторон, должно быть не менее 2 м.”

Находим габариты заземляющего устройства

a_З = a - 2∙2 , м,

a_З = 35 - 2∙2 = 31 м;

b_З = b - 2∙2 , м, (2.3)

b_З = 35 - 2∙2 = 31 м.