8 Расчет заземления подстанции

На РПП предусматривается защитное заземление, обеспечивающее защиту обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения к металлическим частям, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.

В расчёте заземления не учитываются естественные заземлители, которые на РПП, как правило, отсутствуют. Поэтому расчёт осуществляется только для заземлений, выполняемых искусственно.

Искусственное заземляющее устройство может выполняться из прутковой или полосовой стали в виде сетки на глубине 0,50,7 м, к которой присоединяется заземляемое оборудование. Расстояние между полосами сетки должно быть не более 6 м. Граница заземляющего устройства должна находиться на территории подстанции на расстоянии не менее 3 м от ограждения.

Если сопротивление сетки превышает допускаемое по нормам ПУЭ, то к сетке добавляют вертикальные электроды длиной 35 м. Расстояние между электродами принимается не менее их длины.

Расчёт заземляющего устройства РПП осуществляется в соответствии с рекомендациями 1, исходя из условия, что в любое время года его сопротивление R_з не должно превышать допустимого значения 0,5 Ом.

Сопротивление искусственного заземлителя подстанции состоящего из сетки:

Площадь, используемая под заземлитель подстанции меньше площади самой подстанции:

На подстанции прокладываются горизонтальные проводники d₀=2 см с шагом b=4 м.

Общая протяженность горизонтальных проводников сетки составляет:

План заземляющего устройства показан на рисунке 8.1:

Рисунок 8.1 - План заземляющего устройства

В реальных условиях удельное сопротивление грунта неодинаково по глубине. Как правило, верхние слои имеют большее удельное сопротивление, а нижние, увлажненные слои – меньшее сопротивление. В расчетах многослойный грунт представляем двухслойным: верхний толщиной с удельным сопротивлением, нижний с удельным сопротивлением. Величины,,принимаются на основе замеров с учетом сезонного коэффициента. Принимаем:=2 м,=160 Ом∙м,=80 Ом∙м.

Определяем допустимое напряжение прикосновения , для чего задаёмся расчётной длительностью воздействия:

						(8.1)
где	=0,2 c	-	время действия релейной защиты (см.п.4),
	=0,055 c			-	полное время отключения выключателя 110 кВ (см.п.4),

Далее по справочным данным [1] для полученного определяем. Получили В.

Затем определяем коэффициент напряжения прикосновения :

						(8.2)
где		-	параметр, зависящий от . Так как=160/80=2, то =0,62 [1].
		-	коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока от ступеней,
	= 5 м			-	длина вертикального заземлителя,
	= 10 м			-	расстояние между вертикальными заземлителями.
						(8.3)
	В расчетах принимаем =1000 Ом, Ом.

Тогда коэффициент напряжения прикосновения составит:

Определяем потенциал на заземлителе:

	(8.4)

Значение потенциала в пределах допустимого (меньше 10 кВ).

Для определения сопротивления заземляющего устройства необходимо знать ток , стекающий в землю через заземлители, величина которого составляет некоторую долю от тока однофазного КЗ. Для подстанций, на которых имеются заземлённые нейтрали трансформаторов этот ток составляет:. Ток однофазного короткого замыкания (см.п.4).

Для расчёта принимаем ток, стекающий в землю через заземлители, равным половине тока однофазного КЗ:

Определим допустимое сопротивление заземляющего устройства:

	(8.5)

Контур заземления заменяется расчетной квадратной моделью со стороной, равной:

Число ячеек по стороне квадрата:

	(8.6)

Принимаем = 23.

Длина полос в расчётной модели:

	(8.7)

Длина сторон ячейки:

	(8.8)

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при = 2:

	(8.9)

Принимаем = 44.

Общая длина вертикальных заземлителей:

	(8.10)

Относительная глубина:

				(8.11)
где		-	глубина, на которой прокладывается заземление.

Так как относительная глубина 0<0,052<0,1, то коэффициент А определяется по формуле:

	(8.12)

Относительная толщина слоя:

				(8.13)
где		-	толщина верхнего слоя грунта.

Относительное эквивалентное удельное сопротивление заземлителя определим по [1], для чего сначала по таблице для=2, =2 и находим отношение=1,136, тогда

Определяем общее сопротивление сложного заземлителя:

	(8.14)

что меньше допустимого .

Найдём напряжение прикосновения:

	(8.15)

что меньше допустимого значения 367 В.

Определим наибольший допустимый ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном КЗ:

	(8.16)

что больше расчетного .