Разработка оптимального варианта понизительной подстанции для электроснабжения промышленных и (стр. 16 из 18)

м.

Ширину зоны защиты на высоте защищаемого объекта определять не обязательно, потому что, как видно из построений зоны защиты на листе графической части проекта, территория подстанции полностью перекрывается зонами защиты четырех одиночных молниеотводов.

В соответствии с требованиями [13] выбираю для молниеотводов стальной трехстержневой заземлитель собранный из стержней диаметром d =15 мм, длина которых l =2,5 м. Расстояние между стержнями с=5 м. Стержни соединены между собой стальной полосой с размерами 40 х 4 мм (по таблице 2 [13]). Заземлитель заглублен в землю на глубину t=0,7 м. Токоотвод выполняется из круглой стальной проволоки диаметром 6 мм (по таблице 3 [13]).

Рассчитаем сопротивление импульсного заземлителя.

Сопротивление одного стержня заземлителя:

(99)

Ом

Сопротивление всех вертикальных заземлителей:

(100)

где

число вертикальных заземлителей;

коэффициент использования ( по таблице 5 [14]).

Ом.

Сопротивление соединительных полос:

(101)

где

ширина полосы, м.

Ом.

Общее сопротивление заземлителя:

(102)

Ом.

Импульсное сопротивление заземлителя:

(103)

где

импульсный коэффициент ( [1]).

Ом.

Допустимое импульсное сопротивление заземлителя молниеотвода

Ом по [2]. Так как 5,12 Ом < 10 Ом, то заземлитель удовлетворяет требованиям ПУЭ и может применяться на проектируемой подстанции.

16. Заземление подстанции

Согласно ПУЭ [2] заземляющие устройства электроустановок 110 кВ выполняются с учетом сопротивления заземляющего устройства

Ом или допустимого напряжения прикосновения.

Расчет по допустимому сопротивлению

Ом приводит к неоправданному перерасходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении заземляющего устройства для подстанции небольшой площадью, не имеющей естественных заземлителей. Опыт эксплуатации РУ – 110 кВ и выше позволяет перейти к нормированию напряжения прикосновения, а не величины .

Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения, должно обеспечивать в любое время года ограничение напряжения прикосновения

до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве должно быть не выше 10 кВ. Заземляющее устройство для установок 110 кВ и выше выполняется из вертикальных заземлителей, соединительных полос, полос, проложенных вдоль рядов оборудования, и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении и создающих заземляющую сетку с переменным шагом.

Произведем расчет заземляющего устройства по допустимому напряжению прикосновения.

Расчетная длительность воздействия напряжения прикосновения:

(104)

Где

полное время отключения выключателя (для выключателя МКП – 110 это время составляет 0,08 с).

с.

Наибольшее допустимое напряжение прикосновения для

с

=1,5∙83,5∙0,75+0,75∙1000=844 В

Коэффициент прикосновения:

(105)

где

длина вертикального заземлителя, м (принимаем м [1]);

длина горизонтального заземлителя, м (принимаем м по плану заземляющего устройства на листе графической части проекта);

расстояние между вертикальными заземлителями, м (принимаем м по плану заземляющего устройства на листе графической части проекта);

S – площадь заземляющего устройства, м² (принимаем

м² по плану заземляющего устройства на листе графической части проекта);

М – расчетный параметр, зависящий от

;

удельное сопротивление слоев земли, Ом·м;

коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растеканию тока от ступней .

(106)

Ом;

;

М=0,536 для

(по тексту 7.5 [1]).

Потенциал на заземлителе:

(107)

В,

что меньше допустимого, так как 2958,6 В < 10000 В.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства:

(108)

где

ток, стекающий с заземлителя проектируемого заземляющего устройства при однофазном КЗ, А.

(109)

Где

сопротивление нулевой последовательности трансформаторов, Ом.

кА.

Ом.

Действительный план заземляющего устройства преобразуем в расчетную модель со стороной

м.

Число ячеек по стороне квадрата:

(110)

Принимаем m = 6.

Длина полос в расчетной модели:

(111)

м.

Длина сторон ячейки:

(112)

м.

Число вертикальных заземлителей по периметру контура:

(113)

Общая длина вертикальных заземлителей:

(114)

м.

Относительная глубина:

(115)

где

глубина заложения горизонтальных проводников, м (t = 0,7 м).