Бочкарев (1204509), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

где U_н – номинальное напряжение, U_н = 0,4 кВ; к_п – коэффициент перегрузки, к_п = 1,4; S_Н.ТСН – номинальная мощность трансформатора собственных нужд, для вы­бранного трансформатора, S_Н.ТСН =250 кВА.

Трансформатор присоединяется к шинам 0,4 кВ кабелями, которые необходимо выбрать по условию из [2]:

, (4.45)

где - максимально допустимый ток параллельно включенных кабелей, А;

- количество включенных кабелей, шт; - длительно допустимый ток для принятого сечения кабеля, А.

Произведем расчет по выражениям (4.44 – 4.45).

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки трансформатора соб­ственных нужд

.

Выбираем, по [12, с.401], два 4^х жильных кабеля АВБбШв-4*95мм² с алюминиевыми жилами, прокладываемый в земле. Длину кабеля принимаем 30, м.

.

Для данного кабеля по [4]:

R₀ = 0,326, Ом/км,

Х₀ = 0,078, Ом/км.

На электродинамическую стойкость кабели не проверяют, так как по кон­струкции кабель представляет собой балку, имеющую бесконечно много близ­ких точек закрепления.

4.15 Расчет токов короткого замыкания в точке К3

Расчет токов короткого замыкания в точке К3 приведен в приложении В.

4.16 Выбор трансформатора автоблокировки

Расчётная мощность потребителей автоблокировки (S_аб.рас) определяется по формуле, кВА

, (4.58)

где P_аб.рас, и Q_аб.рас – соответственно активная и реактивная мощность потре­бителей линий АБ,

Мощность трансформатора АБ (S_{ТСН.РАС}), кВА

, (4.59)

где к_С – коэффициент спроса, принимаемый для потребителей линий АБ рав­ным 1.

Произведем расчет мощности трансформатора АБ по формулам (4.58 – 4.59). Расчётная мощность потребителей АБ

.

Мощность трансформатора АБ:

.

По [4] выбираем ближайший по мощности трансформатор АБ типа ТМ–250/10–74У1.

5 РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОНЫ ЗАЩИТЫ МОЛНИЕОТВОДОВ

5.1 Расчет заземляющего устройства

Согласно [12], на понизительных подстанциях заземляющее устройство (ЗУ) служит: 1) для защиты обслуживающего персонала от опасных напряже­ний прикосновения к металлическим частям, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением из-за повреждения изо­ляции, а также от опасных напряжений шага (защитное заземление); 2) для при­соединения нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов (рабочее за­земление); 3) для присоединения разрядников и молниеотводов (грозозащитное заземление).

Для выполнения заземления используют естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных заземлителей на понизительных под­станциях могут быть использованы заземлители опор ВЛ, соединенные с ЗУ грозозащитным тросом, и свинцовые оболочки кабелей. В качестве искусствен­ных заземлителей применяют горизонтальные и вертикальные стальные стержни или полосы.

Размещение горизонтальных заземлителей производится таким образом, чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории РУ прокладывают заземляющие полосы на глубине 0,5-0,7 м вдоль рядов оборудо­вания со стороны обслуживания на расстоянии 0,8-1 м. Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до 1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны обслуживания обращены одна к другой, а расстояние между фундаментами или основаниями двух рядов не превышает 3,0 м.

Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли. Расстояния между ними рекомендуется принимать увеличивающимися от периферии к центру за­земляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от пе­риферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0 и 20,0 м. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам при­соединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к за­земляющему устройству, не должны превышать 6х6 м2.

Вертикальные заземлители длиной 3-5 м обычно располагают в узлах сетки из горизонтальных заземлителей на расстоянии друг от друга не менее собственной длины.

Для подстанций 6-35 кВ ЗУ выполняют, как правило, в виде прямоуголь­ника из полосовой стали с расположенными по контуру вертикальными зазем­лителями, иногда в виде одного-двух рядов горизонтальных и вертикальных заземлителей. Расчет с достаточной для практических целей точностью можно вести методом коэффициентов использования, принимая грунт однородным по глубине. При этом в курсовом проекте для таких подстанций не учитываются естественные заземлители, так как на практике они в большинстве случаев от­сутствуют.

В этом случае расчет ЗУ происходит в следующем порядке[12]:

1. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м

, (5.1)

где ρ – удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности, Ом·м; kс – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта.

В средних климатических зонах (вторая, третья) для вертикальных элек­тродов длиной 3-5 м k_С = 1,45÷1,15, для горизонтальных электродов длиной 10-15 м k_С = 3,5÷2,0.

2. Определяют сопротивление, одного вертикального заземлителя (стержня), Ом

, (5.2)

где l_В – длина стержня, м; t_В – глубина заложения вертикальных заземлителей, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя, м; ρ_РАСЧ.В – расчетное сопротивление земли для вертикальных заземлителей.

Стержни размещаются по периметру сетки из горизонтальных заземлите­лей, причем расстояние между ними принимается не менее их длины.

3. Определяют количество вертикальных заземлителей, шт

, (5.3)

где R_ДОП – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом η_В – коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от расстояния между ними (a), их длины и количества [12] и учиты­вающий их взаимное экранирование.

4. Определяют сопротивление горизонтальных заземлителей, (соедини­тельной полосы контура), Ом

, (5.4)

где L_Г – суммарная длина горизонтальных заземлителей, найденная предвари­тельно по вычерченному плану ЗУ, м; b – ширина полосы горизонтального заземлителя, м; t_Г – глубина заложения горизонтальных заземлителей, м; ρ_РАСЧ.Г – расчетное сопротивление земли для горизонтальных заземлителей.

С учетом коэффициента использования сопротивление сложного гори­зонтального заземлителя, Ом

, (5.5)

где η_Г – коэффициент использования горизонтальных заземлителей [12].

5. Определяют необходимое общее сопротивление вертикальных зазем­лителей с учетом использования соединительной полосы, Ом

, (5.6)

6. Определяют уточненное количество вертикальных заземлителей, шт

, (5.7)

где η_В.Н. – уточненное значение коэффициента использования (используется не­который итерационный расчет, т.к. η_В.Н зависит от n_В.Н), определяется оп таблице 3.2 [12].

В результате найдены конечные параметры заземляющего устройства. В случае если требуемое количество вертикальных заземлителей невозможно разместить по контуру ЗУ с соблюдением условия а/l ≥ 1, используется один из способов снижения сопротивления ЗУ. Например, увеличение площади, зани­маемой ЗУ, увеличение длины вертикальных стержней (но не более 5 м), увели­чение сечения заземлителей (применять не рекомендуется), увеличение глу­бины заложения заземлителей (но не глубже 0,7 м), изменение соотношения между количеством вертикальных стержней и расстояния между ними.

Произведем расчет заземляющего устройства для подстанции по приведенной методике.

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов. Известно, что эквивалентное сопротивление грунта на подстанции составляет 900 Ом·м. Тогда

.

Определяем сопротивление, одного вертикального заземлителя. Согласно паспорту заземления подстанции, вертикальные заземлители вы­полнены из стали круглого сечения диаметром 30 мм и длиной 3 м. ЗУ распо­лагается на глубине 0,5 м. Тогда

Допустимое сопротивление заземляющего устройства для данной под­станции, согласно [3, 12], равняется 4 Ом. Определяют количество вертикаль­ных заземлителей

.

Определим сопротивление горизонтальных заземлителей, (соединитель­ной полосы контура). Для этого необходимо знать общую длину горизонталь­ных заземлителей. Для этого вычертим схему расположении ЗУ на территории подстанции (рисунок 5.1).

Горизонтальные заземлители расположены на расстоянии 1 м от здания ЗРУ-35/10 кВ. Черными кругами показано расположение вертикальных зазем­лителей. Пунктирной линией показаны горизонтальные заземлители, общая длина которых составляет 452 м. Горизонтальные заземлители выполняем стальной полосой размером 40х4 мм.

По выражению 5.1 определим расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтальных заземлителей.

,

Тогда

,

С учетом коэффициента использования определяем сопротивление слож­ного горизонтального заземлителя. Из таблицы 3.3 [12] коэффициент использо­вания горизонтальных заземлителей η_Г = 0,45. Тогда

,

Определяем необходимое общее сопротивление вертикальных заземлите­лей с учетом использования соединительной полосы

,

Определяем уточненное количество вертикальных заземлителей

.

Схематичное изображение заземляющего устройства подстанции представлено на листе чертежей БР 13.03.02 021.003.

Поскольку уточненное количество вертикальных заземлителей меньше первоначального, тогда схема заземляющего устройства останется неизменной.

Соединение вертикальных и горизонтальных заземлителей выполняем при помощи сварки. Соединение внутреннего контура заземления с внутренним контуром заземления подстанции выполняем болтовым.

5.2 Определение зоны защиты молниеотводов

Согласно[3, 12], одним из важных условий бесперебойной работы под­станций является обеспечение надежной грозозащиты зданий, сооружений и электрооборудования. Защита подстанций от прямых ударов молнии осуществ­ляется стержневыми и тросовыми молниеотводами.

Открытые подстанции и ОРУ напряжением 20-500 кВ должны быть за­щищены от прямых ударов молнии. Выполнение защиты от прямых ударов молнии не требуется: для подстанций напряжением 20 и 35 кВ с трансформато­рами единичной мощностью 1600 кВА и менее - независимо от числа грозовых часов в году; для всех ОРУ и подстанций напряжением 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20.

Здания ЗРУ и закрытых подстанций следует защищать от прямых ударов молнии в районах с числом грозовых часов в году более 20. Защиту зданий ЗРУ и закрытых подстанций, имеющих металлические покрытия кровли или железобе­тонные несущие конструкции кровли, следует выполнять заземлением этих по­крытий (конструкций). Для защиты зданий ЗРУ и закрытых подстанций, крыша которых не имеет металлических покрытий либо железобетонных несущих кон­струкций или не может быть заземлена, следует устанавливать стержневые мол­ниеотводы или молниеприемные сетки непосредственно на крыше зданий.

Характеристики

Список файлов ВКР