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

Текст из файла (страница 8)

r₀=(1,1–0,002h)h, (4.2)

r₀=(1,1–0,00220)20=21,2 м.

Согласно плану подстанции расстояние между молниеотводами составляет 12,8 м, что меньше h=18, следовательно, границы внутренней зоны защиты между молниеотводами определяются как для одиночного молниеотвода.

Ширина зоны защиты в середине между молниеотводами на уровне земли:

r_c.0=r₀; (4.3)

r_c.0=21,2 м.

Радиус зоны защиты r_х, м, на высоте защищаемого объекта h_х, м, возле молниеотвода в середине между молниеотводами:

; (4.4)

=12,5 м.

Зоны защиты молниеотводов, построенные на БР 13.03.02 022 004 графической части, показали следующее:

– на высоте 7 м всё электрооборудование находится внутри зоны защиты.

42 Защитное заземление подстанции

С целью защиты обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения на подстанции выполнено защитное заземление, т.е. все металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, надёжно соединены с землёй.

В электроустановках заземляются корпуса трансформаторов, аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, приводы электрических аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, проводов, металлические конструкции зданий и сооружений.

Заземление, предназначенное для создания нормальных условий работы аппарата или электроустановки, называется рабочим заземлением. К рабочему заземлению относится заземление нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек. Без рабочего заземления аппарат не может выполнить своих функций или нарушается режим работы электроустановки.

Для защиты оборудования от повреждения ударом молнии применяется грозозащита с помощью разрядников, ОПН, искровых промежутков, стержневых и тросовых молниеотводов, которые присоединяются к заземлителям. Такое заземление называется грозозащитным.

Обычно для выполнения всех трёх типов заземления используют одно заземляющее устройство.

Для выполнения заземления используют естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных заземлителей применяют водопроводные трубы; металлические и железобетонные конструкции зданий, находящиеся в соприкосновении с землёй; свинцовые оболочки кабелей. Естественные заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками в разных точках.

В качестве искусственных заземлителей используют прутковую круглую сталь диаметром не менее 10 мм (неоцинкованная) и 6 мм (оцинкованная), полосовую сталь толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм². Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ выбираются по термической стойкости (Q_к.доп = 400°С, С=70).

На реконструируемой подстанции два уровня номинального напряжения: 35 и 10 кВ. Сети таких номинальных напряжений работают с изолированной или резонансно-заземлённой нейтралью.

В установках с незаземлёнными или резонансно-заземлёнными нейтралями ограничивается потенциал на заземлителе U_з, т.е. нормируется сопротивление заземляющего устройства R_з. Это объясняется тем, что замыкание фазы на землю вызывает протекание сравнительно небольшого ёмкостного тока, и этот режим может быть длительным. Вероятность попадания под напряжение в момент прикосновения к заземлённым частям увеличивается.

Согласно требованиям ПУЭ в установках 6–35 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при использовании его одновременно для установки собственных нужд напряжением до 1 кВ в любое время года должно быть:

R_з , но не более 4 Ом, (4.5)

здесь I_з – расчётный ток замыкания на землю, А.

Ёмкостной ток замыкания на землю для кабельных сетей определяется по следующей формуле:

I_з = , (4.6)

где U=10 кВ – междуфазное напряжение; L_КЛΣ=32,3 км – длина электрически связанной кабельной сети 10 кВ;

I_з= =32,3 А.

Сопротивление заземляющего устройства согласно левой части условия (4.6):

R_з =7,74 Ом.

Так как на реконструируемой подстанции система электроснабжения собственных нужд подстанции выполнена на напряжении 0,4 кВ с заземленной нейтралью, то сопротивление общего для сети 0,4 и 35 кВ заземляющего устройства в соответствии с требованиями ПУЭ не должно превышать 4 Ом [16]. Поэтому, исходя из требований ПУЭ, для дальнейших расчётов принимается следующее условие:

R_з £ 4 Ом.

Заземляющие устройства электроустановок с незаземлённой или резонансно-заземлённой нейтралью выполняют в виде прямоугольника из горизонтальных и вертикальных заземлителей, иногда в виде одного-двух рядов горизонтальных и вертикальных заземлителей.

Грунт в районе расположения реконструируемой подстанции состоит из двух слоёв. Верхний слой – суглинок с удельным сопротивлением r₁=80 Ом×м и глубиной залегания около 1,5 м. Второй слой – супесок, толщина слоя 5–6 м, r₂=200 Ом×м.

Заземляющее устройство выполнено в виде прямоугольника со сторонами 24 и 22 м, внутри которого проложено несколько полос горизонтальных заземлителей.

В качестве горизонтальных проводников принимается полосовая сталь 40×4 мм, которая прокладывается на глубине 0,5 м.

В качестве вертикальных проводников приняты стальные прутки с длиной l_в, равной 4 метрам, и диаметром 16 мм. Вертикальные заземлители устанавливаются в количестве 4 штук по углам заземляющего устройства для выравнивания электрического потенциала.

Вид сетки заземляющего устройства показан в графической части проекта и на БР 13.03.02 022 005.

В соответствии с БР 13.03.02 022 005 суммарная длина горизонтальных заземлителей составляет 255 м.

Стационарное сопротивление R_ст, Ом, сложного заземлителя, составляющего сетку и включающего горизонтальные и вертикальные электроды:

, (4.7)

где r_э – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – суммарная длина горизонтальных заземлителей, м; n_в и l_в – число и длина вертикальных электродов, м; S – площадь заземлителя, м²; А_{г в} – коэффициент, учитывающий поправку на взаимное экранирование проводников горизонтального и вертикального заземлителей.

Значение коэффициента А_{г в} зависит от соотношения l_в/ . По [10] при

l_в/ =4/ =0,17

определено, что А_{г в}=0,35.

Эквивалентное удельное сопротивление грунта ρ_э, Ом·м, можно найти по выражению:

, (4.8)

здесь h_з – глубина заложения заземлителя; h₁ и h₂ – толщина первого и второго слоев грунта;

=102,86 Ом·м;

=1,946 Ом.

Сопротивление заземления при протекании импульсного тока молнии R_и, Ом, и сопротивление при растекании тока промышленной частоты R_ст, Ом, могут существенно отличаться друг от друга. Они связаны соотношением:

R_и=a_и×R_ст, (4.9)

где a_и – импульсный коэффициент заземлителя, зависящий от типа заземлителя, удельного сопротивления грунта и тока молнии.

Импульсный коэффициент заземлителя:

, (4.9)

где I_м=20 кА – среднее значение тока молнии [17];

=1,12;

R_и=1,12×1,946=2,18 Ом < 4 Ом.

Таким образом, сопротивление заземляющего устройства подстанции полностью удовлетворяет требованиям ПУЭ, т.к. меньше 4 Ом.

Заключение

В ВКР рассмотрена реконструкция ПС 35/10 кВ и изменением схемы присоединения ПС к питающей сети. Для повышения надёжности электроснабжения было принято решение об установке на подстанции двух силовых трансформаторов одинаковой мощности (ТМН–4000/35) вместо установленных в настоящее время трансформаторов ТДНС–10000/35 и ТМН–6300/35 и изменении схемы коммутации ПС 35/10 кВ с одновременной заменой всего устаревшего и изношенного коммутационно-защитного электрооборудования современным. Открытое распределительное устройство 35 кВ ПС выполняется по схеме «двух блоков линия–трансформатор с выключателями в цепях трансформаторов и неавтоматической ремонтной перемычкой со стороны линий». Для реконструированной ПС спроектирована система молниезащиты и разработано заземляющее устройство. Кроме того, расчёты показали, что питающая кабельная линия, выполненная двумя кабелями ААБл–10–(3120), не выдержит полной токовой нагрузки в послеаварийном режиме. Поэтому было принято решение о замене кабелей ААБл–10–(3120) на ААБл–10–(3185).

Список использованных источников

1. Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [Текст]: Учеб. пособие для вузов / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. – 4-е изд., перераб. и доп. − М.: Энергоатомиздат, 2013. − 608 с.: ил.

2. Поспелов, Г. Е. Электрические системы и сети. Проектирование [Текст]: Учеб. пособие для вузов / Г. Е. Поспелов, В.Т. Федин. – 2-е изд., испр. и доп. – Мн.: Высш. шк., 1988. – 308 с.: ил.

3. СТО 56947007-29.240.30.010-2008. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35–750 кВ. Типовые решения [Текст]. Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС». Дата введения – 2007-12-20.

4. РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования [Текст] / Под ред. Б. Н. Неклепаева. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. – 151 с.

5. Рожкова, Л. Д. Электрооборудование станций и подстанций [Текст]: Учебник для техникумов / Л. Д. Рожкова, В. С. Козулин. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.: ил.

6. Ополева, Г. Н. Новое электрооборудование в системах электроснабжения [Текст] / Справочник. Составитель – Г. Н. Ополева. – Иркутск: Издательство Иркутского Государственного Университета, 2003. – 194 с.

7. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии [Текст] / Под общ. ред. профессоров МЭИ В. Г. Герасимова и др. (гл. ред. А. И. Попов). – 8-е изд., испр. и доп. – М.: издательство МЭИ, 2002. – 964 с.

8. Идельчик, В. И. Электрические системы и сети [Текст]: Учебник для вузов / В. И. Идельчик. – Москва: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.: ил.

9. Арматурно-изоляторный завод. Могилев. Номенклатура изоляторов. [Электронный ресурс] – URL: http://www.aiz.by/katalog/izol/insul.shtml.

10. Справочник по проектированию электроснабжения [Текст] / Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.: ил.

11. Меркурий 230, 231 [Электронный ресурс] – URL: http://www.coptima.ru/cat/schetchiki-trehfaznye-3-f-elektronnye-merkuriy.html.

12. Каталог кабельной продукции ОАО «Иркутсккабель» [Текст], 2008.

13. Правила устройства электроустановок [Текст]. – 7-е изд. – СПб.: Издательство ДЕАН., 2002. – 928 с.

14. РД 153–34.3–35.125–99 «Руководство по защите электрических сетей 6–1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений» [Текст] / Под научной ред. Н. Н. Тиходеева – С.-Петербург: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999. – 353 с.

15. Файбисович Д. Л. Укрупненные стоимостные показатели электрических сетей 35–1150 кВ [Текст] / Д. Л.Файбисович, И. Г. Карапетян. – М.: НТФ «Энергопрогресс», 2003. – 32 с.

16. Карапетян, И. Г. Справочник по проектированию электрических сетей [Текст] / И. Г. Карапетян, Д. Л. Файбисович, И. М. Шапиро; под ред. Д. Л. Файбисовича. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ЭНАС, 2009. – 392 с.: ил.

65

Характеристики

Список файлов ВКР