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

Текст из файла (страница 6)

6.3 Расчет контура заземления

Заземление электроустановок – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.). Эквивалентом земли может быть вода, реки или моря, каменный уголь в коренном залегании и т. п.

Заземление служит для уменьшения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал уходит в землю тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.

Величина тока стекания в землю зависит от сопротивления заземляющего контура. Чем сопротивление будет меньше, тем величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки будет меньше.

Заземляющие устройства должны удовлетворять возложенным на них определенным требованиям, а именно величины сопротивление растекания токов и распределения опасного потенциала.

Поэтому основной расчет защитного заземления сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. Это сопротивление зависит от размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя – проводников (электродов), соединённых между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй, и заземляющими проводниками, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Заземляющее устройство подстанции предусматривается с соблюдений требований к сопротивлению: заземляющее устройство должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом.

Предусматривается прокладка новых полос заземления в месте установки здания ЗРУ-110 кВ.

В проектируемом здание, магистрали заземления прокладываются по стенам. Все металлические части электрооборудования, находящегося внутри здания, которые могут оказаться под напряжением, а также металлические части коммуникаций в здании, должны быть подключены к общему контуру заземления здания. Общий контур заземления здания подключается к контуру заземления ПС не менее чем в четырех точках.

Требуемая величина сопротивления заземляющего устройства обеспечивается за счет искусственных вертикальных заземлителей и горизонтальных заземлителей. Заземляющие устройство выполняется в виде контура из стальной полосы сечением 50х5 мм, глубина заложения горизонтальных элементов заземления 0,7 м, вертикальных стержней диаметром 16 мм и длиной 5м, соединенных стальной полосой 50х5 мм, объединяющих их между собой в заземляющую сетку. Горизонтальные заземлители прокладываются по территории подстанции и в совокупности образуют замкнутый контур. Расстояние между вертикальными заземлителями принимаем равными из длине, то есть 5 м. Площадь заземляющего контура

S = 1425 м². Удельное сопротивление грунта r = 100 Омм.

Основной целью расчета заземления является определить число заземляющих стержней и длину полосы, которая их соединяет.

Длина горизонтальных заземлителей для ЗРУ-110 кВ, м:

(6.9)

где S – площадь заземляющего контура, м², принимается площади ЗРУ-110 кВ, S = 1425 м².

Количество вертикальных заземлителей (электродов), шт.

(6.10)

Общая длина вертикальных заземлителей, м:

(6.11)

Сопротивление заземляющего контура, Ом:

(A.12)

где r – удельное сопротивление грунта, Ом·м; А – коэффициент, значение которого при 0t’_отн0.5.

, (6.13)

где - относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов.

Тогда сопротивление заземляющего контура:

Проверим по допустимому сопротивлению, Ом:

(6.14)

где – нормированное сопротивление растеканию тока, Ом.

Условие выполняется.

6.4 Определение напряжения прикосновения

Так как важным показателем безопасности электроустановки является величина напряжения прикосновения U_пр, то независимо от того, что сопротивление растеканию тока без учета естественных заземлителей должно быть меньше нормированному значению, важно определить значение напряжения прикосновения и сравнить его с допустимым.

Напряжение прикосновения U_пр, В находим по формуле:

(6.15)

где k_пр – коэффициент прикосновения.

Коэффициент прикосновения определяется по формуле

(6.16)

где = 0,69 – коэффициент, характеризующий условия контакта с землей, Ом; М=0,6.

Находим коэффициент прикосновения:

Ток однофазного замыкания , А составляет 18 кА, предельно допустимое значение напряжения прикосновения при аварийном режиме электроустановок напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью составляет500 В.

Находим напряжение прикосновения для ЗРУ-110 кВ:

Нормативное значение прикосновения меньше рассчитанного значение, можно сделать вывод, что принятая схема заземления удовлетворяет условиям безопасности.

7 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИСПОЛНЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Во время проведения предпроектного обследования ПС 220 кВ Старт установлено, что существующие оборудование ОРУ-110 кВ морально и технически устарело, также существующие конструкции ОРУ-110Кв находятся в неудовлетворительном состоянии для дальнейшей эксплуатации требуют капитального ремонта. Так же подстанция находится в 4 климатическом районе, поэтому наблюдаются значительные снежные заносы на территории площадки реконструкции.

Расположение ПС Старт в районе с сильными снегозаносами и снегопадами являются основанием для применения, при реконструкции, распределительного устройства 110 кВ в закрытом исполнении. В рамках настоящего дипломного проекта рассматривается два варианта исполнения распределительно устройства 110 кВ – закрытое распределительное устройство на традиционном оборудовании и комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией (КРУЭ).

Закрытое распределительное устройство 110 кВ - техническое решение для районов России с большим снежным уровнем. Оборудование размещается в здании, что позволяет производить оперативные переключения при любых температурных условиях.

Здание отличается высокой степенью надежности и теплоизоляции.

Закрытое распределительное устройство обеспечивает возможность обслуживания и замены высоковольтного оборудования, не прибегая к дополнительным техническим средствам (внутри здания имеются инвентарные грузоподъемные устройства). Эксплуатационные работы можно вести в течение всего года. Уменьшается территория занятая оборудованием. Возможно сокращение территории подстанции.

Снижаются эксплуатационные расходы по благоустройству территории подстанции (чистка снега зимой, уборка травы летом). Исключаются использования тяжелой техники зимой для чистки снега на территории подстанции для организации подъезда к оборудованию.

В связи с тем, что высоковольтное оборудование и вторичные шкафы (КРОССЫ РЗА, привода) будет защищено от атмосферных воздействий снижается вероятность его повреждения и повышается безопасность обслуживающего персонала.

Оперативные переключения возможны при неблагоприятных погодных условиях (сильный ветер дождь, резкие скачки температуры).Снижается время на ежедневный осмотр оборудования. Исключаются повреждения оборудования и отключения от внешних воздействий на РУ-110 кВ.Облегчается оперативное облуживание и выполнение ремонтов оборудования.

В ЗРУ будет обеспечена стабильная освещенность для возможности производства переключений в темное время суток (безошибочное определение положения коммутационных аппаратов, прочтение надписей на оборудовании и переключающих устройствах).

Результаты технико-экономического сопоставления вариантов реконструкции по дисконтированным затратам показали наиболее экономически целесообразным вариант с использованием ЗРУ.

Вывод: учитывая сложную снеговую обстановку на площадке реконструкции, а также после расчета экономических показателей эффективности проектирования принято решение о реконструкции РУ 110 кВ в исполнении - закрытое распределительное устройство 110 кВ на традиционном оборудовании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании исследования расположения ПС 220 кВСтарт, принято решение о конструктивном исполнении распределительного устройства 110 кВ – закрытое распределительное устройство на традиционном оборудовании. Высоковольтное оборудование размещается в здании, что позволяет облегчить оперативные переключения и выполнение ремонтов оборудования, а так же исключить повреждения оборудования и отключения от внешних воздействий РУ-110 кВ.

Для проверки установленной коммутационной аппаратуры на соответствие ожидаемым токам КЗ и выбора вновь устанавливаемого оборудования произведены расчеты токов короткого замыкания сети 110 кВ .

Произведен выбор основного оборудования, устанавливаемогов ЗРУ-110 кВ. Все основное оборудование, проектируемое для реконструкции подстанции, соответствует требованиям предъявляемые к новому оборудованию. Так же произведен выбор аккумуляторной батареи. На основании данных о токах нагрузки существующего оборудования 110 кВ и учитывая загрузку существующих трансформаторов собственных нужд, принято об отсутствии увеличения мощности ТСН.

Защита оборудования подстанции от прямых ударов молнии обеспечивается системой пяти отдельностоящих и установленных на четырех опорах ВЛ110 кВ молниеотводов, которые присоединяются к контуру заземления. При этом определены зоны защиты молниеотводов. Рассчитан контур заземления. Требуемая величина сопротивления заземляющего устройства обеспечивается за счет искусственных вертикальных и горизонтальных заземлителей.

Результаты расчетов показали безусловную предпочтительность варианта с ЗРУ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СТО 56947007-29.240.10.028-2009 «Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшем напряжением 35-750 кВ» [Текст]. – М.: ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект», 2009 г. – 96 с.

2. СТО 56947007-.29.240.30.010-2008 «Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения» [Текст]. - М.: ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект», 2007 г. – 132 с.

3. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февраля 2015 года [Текст] – М.: КноРус, 2015. - 488 с.

4. ГОСТ 9920-89 «Электроустановки переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ»[Текст]- М.: Изд-во стандартов, 2013. - 135 с.

5. СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». [Текст] - М.: Омега-Л, 2003. - 106 с.

6. РД 153-34.0 - 20.608-2003. Методический указания, Проект производства работ для ремонта энергетического оборудования электростанций, Требования к составу, содержанию и оформлению [Текст] - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 36 с.

7. Зевин, М.Б. Электрооборудование электростанций и подстанций (примеры расчетов, задачи, справочные данные): Практикум для студентов образовательных учреждений сред. Проф. Образования / Л.К. Карнеева, Л.Д. Рожкова. – Иваново: МЗЭТ ГОУ СПО ИЭК, 2006. – 224 с. [Текст] - М.: Издательство стандартов, 2013. - 35 с.

8. Зевин, М.Б. Электромонтер-кабельщик [Текст]: учебное пособие для средних профтехучилищ. / М.Б. Зевин, А.Н. Трифонов. - М.: Высшая школа, 1984. - 239 с.

9. Герасименко, А.А. Передача и распределение электрической энергии [Текст]: учебное пособие / А.А. Герасименко, В.Т. Федин. - Красноярск: Издательские проекты, 2006. - 720 с.

10. Вольдек, А.И. Электрические машины [Текст]: учебник для студентов высших технических учебных заведений - 3-е издание / А.И. Вольдек. - Л.: 1978. - 832 с.

11. Акимова, Н. А. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования [Текст]: учеб.пособие / Н. А. Акимова, Н. Ф. Котеленец, Н. И. Сентюрихин; под ред. Н. Ф. Котеленц. - М.: Академия, 2006. - 120с.

12. Бейербах, В. А. Инженерные сети, инженерная подготовка и оборудование территорий, зданий и стройплощадок [Текст]: учеб.пособие / В. А. Бейербах. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. - 215с.

13. Бодин, А. П. Электроустановки потребителей [Текст]: справочник/ А. П. Бодин.- М.:Энергосервис, 2005. - 200с.

14. Почавец, В.С. Электрические подстанции [Текст]: учебное пособие / В.С. Почавец. - М.: Изд-во УМЦ ЖДТ (Маршрут) , 2012 . - 492 с.

Характеристики

Список файлов ВКР