Диплом (1205411), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

, (1.62)

где - ток, потребляемый наиболее мощным приводом выключателя,

=100 А.

По формуле (1.62):

Необходимая расчетная емкость батареи, Ач:

, (1.63)

где - длительность разряда при аварии, принимаем =2 ч.

А,

Количество батарей определим по следующей формуле:

, (1.64)

Тогда:

,

Необходимо проверить количество батарей по току кратковременного разряда по формуле:

, (1.65)

где 145 - значение кратковременного допускаемого разрядного тока аккумулятора типа ESPACE6RG70.

Полное число последовательно включенных элементов батареи определим по формуле, шт:

, (1.66)

где - напряжение на шинах выключателя, кВ; - напряжение аккумуляторного элемента при зарядке, кВ.

Тогда получим:

шт,

Число элементов, питающих шины управления и защиты, шт:

, (1.67)

шт,

Расчетную мощность ЗПУ определим как:

, (1.68)

где - напряжение заряда, кВ.

=n2,2+(2-3)=1172,2+2=260 кВ,

Зарядный ток батареи 6RG70 = 10 А.

Мощность подзарядного агрегата по (1.68):

кВт.

Выбираем зарядно-подзарядное устройство ВАЗП-3 80/2 60-40/80.

2 ПРИВЕДЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТУРОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ К ТРЕБУЕМЫМ

НОРМАМ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

2.1 Современные методы заземления

В северных регионах России, в особенности в северо-восточной ее части и на Дальнем Востоке, устройство заземлений сопряжено с рядом дополнительных трудностей, связанных с наличием многолетнемерзлых грунтов, а также галечниковых и скальных пород. В таких условиях надежность заземления зависит, прежде всего, от правильного учета геоэлектрической структуры грунтов, величины удельного электрического сопротивления земли, правильного выбора оптимального метода расчета заземляющих устройств и их рациональных конструкций. Важно также учесть и то, что затраты на устройство заземлений подстанций, линейных объектов в сложных грунтовых условиях достигают 3035 % их сметной стоимости, поэтому уменьшение затрат за счет оптимального проектирования и использования качественных систем заземления имеет огромное значение для всех предприятий электроэнергетики.

Известно множество способов решения проблем заземления в высокоомных грунтах. Назовем наиболее используемые:

1. Замена части грунта вокруг электрода засыпкой с высокой электропроводностью (угольная обработка, засыпка коксовой мелочью и т. п.).

Он осуществляется путем замены части высокоомного грунта другим, имеющим более низкое удельное сопротивление грунтом.

Этот способ используется довольно редко изза удаленности объектов, отсутствия в наличии требуемого объема замещающего грунта, а также дороговизны и проблемы своевременно доставить его на объект.

2. Понижение естественного сопротивления грунта путем добавления в него минеральных солей, рядом с электродом заземления. Соль, смешиваясь с грунтовой влагой, превращается в электролит, тем самым улучшается электропроводность грунта и понижается температура замерзания.

Минусы такого решения:

- в большинстве случаев выполнение контура заземления производится из черной стали, соль вызывает очень сильную коррозию материала электрода, поэтому такие электроды служат не более четырехшести лет;

- понижение концентрации электролита в грунте со временем за счет вымывания солей из грунта весенним таянием и после дождей в летний период, в результате чего снижается срок эффективной работоспособности электрода до 40 процентов за тричетыре года.

3. Глубинный заземлитель.

Данный способ предусматривает бурение глубоких скважин, глубиной от 8 до 100 метров, с последующей установкой стальной шины и засыпкой ее глинисто-песчаной смесью с хлоридом натрия. Этот вид работ дорогой за счет значительного увеличения трудозатрат, связанных с бурением, установкой обсадных труб и других работ. Стоимость устройства такого заземления еще больше возрастает при производстве работ в скальных грунтах.

Также существует проблема наличия значительной погрешности при замере сопротивления глубинных электродов. Это происходит в основном изза разнородности грунта по составу и структуре.

Кроме того, при воздействии токов большой величины (1020 кА), например при грозовом разряде, более значимой является такая характеристика заземляющего электрода, как скорость нейтрализации разряда, чем его удельная электропроводность. В данном случае контур из нескольких коротких электродов большого диаметра более эффективен, чем контур из одногодвух глубинных заземлителей.

В настоящее время ученые разработали электролитическое заземление «Бипрон», [10]. Электрод «Бипрон» представляет собой полую трубку, выполненную из высококачественной нержавеющей стали, диаметром 60,3 мм и длиной 3 метра стандартной комплектации. В стенках трубки имеются отверстия по всей длине электрода (перфорация). Заземлитель заполнен специальной смесью минеральных электролитных солей (электролитический модуль), которые, смешиваясь с грунтовой влагой, превращаются в электролит. Медленно проникая в окружающий грунт через перфорацию, электролит «формирует» область с повышенной электропроводностью и понижает температуру замерзания грунта вокруг электрода.

В качестве засыпки пространства вокруг электрода в системе заземления «Бипрон» используется минеральный активатор грунта «МАГ2000». Данная комбинация в условиях высокоомных грунтов повышает работоспособность всей системы более чем в десять раз, что приводит к значительному снижению общей металлоемкости контура заземления. Это, в свою очередь, ведет к существенному сокращению трудозатрат на монтаж и обслуживание. Срок службы заземлителей «Бипрон» – более 30 лет.

Замена грунта вокруг электрода в системе «Бипрон» на материал с высокой электропроводностью уменьшает начальное сопротивление электрода к земле. Таким образом, стремительный рост сопротивления при понижении температуры замедлится или прекратится вовсе.

2.1.1 Заземляющие электроды ERICO

Электроды ERICO созданы специально для грунтов, обладающих высоким удельным сопротивлением (скальный грунт, песок, вечномерзлый грунт и пр.). В таких грунтах обычно затруднено или принципиально невозможно использование классического способа заземления.

Данный электрод представляет из себя медную трубу с отверстиями, в которую засыпается электролитическая соль. Соли, приникая в окружающий грунт, повышают его электропроводность. Кроме того, электролитическая соль предотвращает промерзание вечномерзлого грунта вокруг электрода, [11].

Основные возможности:

• химические заземляющие электроды ERICO обеспечивают снижение проводимости грунта, путем рассеивания в нем электролитической соли через отверстия в электродах;

• возможность создания заземляющих устройств с низким сопротивлением растекания в грунтах с высоким удельным сопротивлением (скальный грунт, песок и др.);

• постоянное сопротивление заземляющего устройства, не зависящее от сезонного изменения атмосферных и климатических условий содержания влаги в грунте;

• высокая коррозионная стойкость всего заземляющего устройства;

• электроды обеспечивают эффективное рассеивание токов молнии и токов короткого замыкания;

• для создания заземляющих устройств для системы молниезащиты, позволяющих наиболее эффективно рассеивать токи молнии и контролировать направление их стекания дополнительно возможно оснащение электродов горизонтальными радиальными заземлителями;

• два типа химических электродов – вертикальный и горизонтальный (Lобразный), применяемый там, где вертикальное бурение является экономически нецелесообразным;

• заменяют традиционные заземляющие устройства, требующие для размещения, большие площади для размещения, благодаря возможности монтажа в стесненных условиях (необходимое рабочее пространство составляет всего 23 м² площади);

• электроды представляют собой медные трубы диаметром 54 мм, толщиной стенки 2,1 мм, наполненные натуральной электролитической солью;

• выпускаются стандартные цельные электроды длиной 3,05; 3,66; 4,57 и 6,10 м, а также резьбовые электроды, позволяющие с помощью секций длиной 3,05 м увеличивать общую длину электрода.

Для достижения низкого, минимально зависящего от характера грунта и стабильного в течении длительного периода времени сопротивления растекания рекомендуется применять систему заземления, включающую:

• химические заземляющие электроды ERICO, заполненные проводящей электролитической солью, обеспечивающей снижение проводимости окружающего электроды грунта;

• глина на основе Бентонита, являющееся натуральным материалом с низким сопротивлением. Глина помещается на дно скважины, в которую погружается электрод;

• порошок GEM, помещаемый в скважину вокруг электрода по его длине;

• инспекционный лючок для обеспечения доступа к электроду и его вентиляции;

• соединение электрода с заземляющим проводником с помощью экзотермической сварки. Заземляющее устройство на основе химических заземляющих электродов ERICO может использоваться в качестве функционального, рабочего заземления или заземление молниезащиты.

В районах с вечномерзлым грунтом существуют сезонные изменения состояния почвы. За летний период происходит оттаивание верхнего слоя (от 1 до 10 метров  в зависимости от широты и характера климата). Грунт в таком слое имеет такие же свойства, как и грунт в районах с умеренным климатом. Соответственно в зимний период, когда почва замерзает, ее сопротивление резко повышается, как показано на рисунке Г.1 (приложение Г).

Например, при средней температуре 20 °С, илистый грунт с глинистыми включениями и малым содержанием пылеватых песков, имеет удельное электрическое сопротивление 50 Ом∙м.

Известны два способа достижения низкого сопротивления грунта в условиях вечномерзлых грунтов.

Стандартный заземляющий электрод в грунте с удельным сопротивлением 50 и 700 Ом∙м приведен в таблице Г.1 (приложение Г).

Каждая технология эффективна посвоему, однако совместное использование этих методов удваивает их эффективность. Первый способ заключается в добавлении в грунт рядом с электродом электролитных минеральных солей.

Это предотвращает замерзание грунта вокруг заземлителя, делает почву более электропроводной, как показано на рисунке на рисунке Г.2 (приложение Г).

Исследования, выполненные инженерным корпусом вооруженных сил США на Аляске, показывают, что химически обработанная таким образом почва вокруг электрода понижает сопротивление электрода до 90 %, предотвращая промерзание грунта и повышая его проводимость, как показано на рисунке Г.3 (приложение Г).

Характеристики

Список файлов ВКР