Заземлители разделяются на естественные и искусственные, последние в свою очередь разделяются на вертикальные и горизонтальные. В качестве вертикальных заземлителей используются стальные некондиционные трубы, угловая сталь и стальные стержни. Горизонтальными искусственными заземлителями являются проложенные в земляной траншее стальные полосы или круглая сталь, играющие роль самостоятельных заземлителей или предназначенные для соединения между собой вертикальных заземлителей.

Разновидностью горизонтальных заземлителей являются углубленные заземлители, закладываемые на дно котлована сооружаемого здания или в фундаменты опор воздушных линий.

Вертикальные заземлители (электроды) из угловой стали и отбракованных труб забивают в землю на такую глубину, при которой их верхняя часть находится на 0,5 — 0,6 м ниже уровня земли; расстояние от одного электрода до другого должно быть не менее 2,5—3 м. Работы по забивке заземлителей выполняют с помощью механизмов. Вертикальные заземлители соединяют друг с другом полосовой сталью толщиной не менее 4 мм. Для размещения горизонтальных заземлителей роют траншею шириной 500 и глубиной 700 мм.

Площадка ПС 35/10 кВ «Таранай» расположена в районе уровень грозовой активности которого составляет менее 10 часов в год, согласно карте грозовой активности.

По данным геологических изысканий и электрических измерений, значение удельного сопротивления грунта колеблется от 109 до 692 Ом·м.

В соответствии с ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства в высоковольтных установках до 35 кВ с малым током замыкания на землю Rз ≤ 250/Iз, но не более 10 Ом,

В качестве естественного заземлителя примем фундамент ЗРУ 35 и 10 кВ сопротивление которого составляет 4 Ом.

Сопротивление искусственных заземлителей определим по формуле, Ом:

, (9.1)

где Rз – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом; Rи – сопротивление искусственного заземлителя, Ом; Rе – сопротивление естественного заземлителя, Ом.

, Ом.

Примем для заземления стальные прутковые заземлители диаметром 12 мм и длиной 5 м. Сопротивление одного заземлителя для круглого стержня можно определить по формуле, Ом:

, (9.2)

где ρуд – удельное сопротивление грунта, Ом ·м.

Ом.

Ориентировочное число вертикальных заземлителей без учета экранирования найдем из формулы, шт:

; (9.3)

=23,34 шт.

Принимаем 24 шт.

При коэффициенте экранирования ƞ=0,5 общее число вертикальных заземлителей можно определить по формуле, шт:

, (9.4)

= 47 шт.

Расстояние между заземлителями можно определить по формуле, м:

, (9.5)

где L_n – периметр ПС, м.

м.

9. 2 Молниезащита

Молниезащита - комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии. Устройство молниезащиты сегодня является неотъемлемой задачей при проектировании строительных объектов, и считается одним ин эффективных способов защиты от молнии.

Электроустановки, находящиеся на открытом воздухе, защищаются стержневыми молниеотводами. Для защиты линий, шинных мостов и гибких связей большой протяженности применяют тросовые молниеотводы.

Каждый молниеотвод состоит из следующих элементов:

- молниеприемник;

- несущая конструкция (металлическая), предназначенная для установки молниеприемника;

- токоотвод, обеспечивающий отвод тока в землю;

- заземлитель, отводящий ток молнии в землю и обеспечивающий контакт с землей молниеприемника и токоотвода.

Тип, количество и взаимное расположение молниеотводов определяют геометрическую форму зоны защиты. Под зоной защиты понимают часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности.

Принимается высота молниеотвода h = 20 м

Для одиночных стержневых молниеотводов при высоте менее 60 м радиус защитной зоны составляет, м:

, (9.6)

где h_Х – высота защищаемого объекта, м; h- высота молниеотвода.

=14,3 м.

Необходимое условием защищенности при установке четырех стержневых молниеотводов, м:

, (9.7)

где D – наибольшая диагональ четырехугольника, м

=100 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью выпускной квалификационной работы было строительство ПС 35/10 кВ «Таранай».

В качестве исходных данных были использованы максимальные мощности энергопринимающих устройств, удельное сопротивление грунтов, токи трехфазного короткого замыкания на шинах питающих ПС, длины питающих ЛЭП, и используемая на них марка провода, категория надежности сетей и класс напряжения.

По результатам анализа максимальной мощности, с учетом резервирования потребителей, было решено установить два трансформатора ТМН, мощностью 6300 кВА каждый. Был произведен расчет токов короткого замыкания на шинах 35 и 10 кВ. Произведен расчет максимальных рабочих токов. При выборе трансформаторов напряжения и трансформаторов тока была произведена проверка загрузки их вторичных обмоток приборами релейной защиты, учета и измерения.

При выборе основного оборудования произведена проверка по току, напряжению, на отключающую способность и т.д. В качестве выключателе на стороне 35 кВ были выбраны SIEMENS-3AF0, на стороне 10 кВ- BB/TEL

На основании расчета постоянного тока потребляемого нагрузкой в аварийном режиме была выбрана необслуживаемая, малоразмерная аккумуляторная батарея POWERSAFE 2 VE 225 и зарядно-выпрямительное устройство серии HTP.

Выбор проводов и шинных мостов производился по максимальному току, и по номинальному напряжению для кабеля.

Для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений на подстанции установлены ограничители перенапряжения. Они устойчивы к старению и атмосферным загрязнениям, что в свою очередь повышает надежность ПС

Для защиты от прямых ударов молнии устанавливаются четыре стержневых молниеотвода.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. РД 153–34.0–20.527–98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования [Текст]/ Под ред. Б. Н. Неклепаева. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. – 152 с.

2. Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [Текст]: учеб пособие/ Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. – 5–е изд., стер. – СПб: БХВ–Петербург, 2013. – 608 с.

3. СО 153–34.20.122–2006 Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС». Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ [Текст]. – Введ. 16-06-06. – «Энергосетьпроект», 2006.

4. ГОСТ 22483–77. Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1980. – 24 с.

5. ГОСТ 7746–2001. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия [Текст]. – Минск: Изд-во стандартов, 2001. – 7с.

6. РАО «ЕЭС России». Методические указания по применению ограничителей перенапряжения нелинейных в электрических сетях 6 – 35 кВ [Текст]. – Введ. 01-12-2004. – М. – 52 с.

7. ГОСТ 9920-89. Электроустановки переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции [Текст]. – Введ. 30-06-1990. – М.: Изд-во стандартинформ, 2008. – 6 с.

8. Правила устройства электроустановок [Текст]. – 7 –е тзд. – М.: НЦ ЭНАС, 2006. – 552 с.

9. РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений [Текст]. – М.: Изд-во госэнергонадзор, 1995.

10. Правила эксплуатации электроустановок потребителей [Текст]. – Введ. 31-03-1992. – М.: Главэнергонадзор, 1997.