Митрофанов (1226864), страница 16

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

Текст из файла (страница 16)

1. Заземление, входящее в комплекс защиты от прямого удара молнии и заноса высоких потенциалов;

2. Заземление, входящее в комплекс защиты от вторичных проявлений молнии.

Для первой группы заземлений расчетным является импульсное сопротивление растеканию тока (импульсный режим), для второй группы, так же как для рабочего и защитного заземлений, - сопротивление растеканию токов промышленной частоты (стационарный режим).

Так как системы заземления различного назначения в пределах установки практически не могут быть выполнены изолированными друг от друга и должны иметь при замыкании на землю одинаковый потенциал, то все они объединяются между собой в общую систему заземления подстанции. При объединении уменьшаются суммарное сопротивление заземления и общие затраты на заземляющие устройства. Заземляющее устройство любого вида состоит из заземлителя, располагаемого в земле и проводника, соединяющего заземляемый элемент установки с заземлителем. Заземлитель может состоять из одного или многих вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется сопротивлением, которое окружающая земля оказывает стекающему току. Сопротивление заземлителя определяется отношением потенциала заземлителя к стекающему с него току. Сопротивление общей системы заземления подстанции должно удовлетворять требованиям к заземлению того электрооборудования, для которого необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.

А.2 Расчет защитного заземления

Все металлические части подстанции, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, должны присоединяться к контуру заземления.

К заземляющему устройству присоединяется грозозащитный трос воздушной линии 110 кВ, оболочка кабелей 6 кВ и все устанавливаемое оборудование подстанции.

Все работы по подземной части заземляющего устройства должны выполняться одновременно со строительными работами нулевого цикла подстанции.

Внутреннюю сеть заземления выполняют в виде магистралей заземления, проложенных во всех помещениях электроустановки. С заземлителями внутреннюю сеть соединяют в нескольких местах. Выполняют сеть заземления стальными полосами сечением не менее 24 мм² при толщине не менее 3 мм. Все соединения заземляющих проводников между собой и с заземлителем выполняют сваркой. Все соединения элементов заземляющего устройства должны обеспечить надежный контакт и выполняться сваркой внахлестку.

Каждый заземляющий элемент установки присоединяют к заземлителю при помощи отдельного ответвления. К кожухам электрооборудования заземляющие проводники присоединяют при помощи болтов или сварки.

Открыто проложенные заземляющие проводники окрашивают в черный цвет. Для снижения напряжения прикосновения у рабочих мест может быть выполнена подсыпка щебня слоем толщиной 0,1-0,2 м.

Расчет защитного заземления имеет целью определить основные параметры заземления - число, размеры и порядок размещения одиночных заземлителей и заземляющих проводников, при которых сопротивление заземлителя растеканию тока в аварийный период не превышает допустимого значения - 0,5 Ом согласно /ПУЭ/.

При расчете заземлителей в многослойной земле обычно принимают двухслойную модель земли с удельными сопротивлениями верхнего и нижнего слоев r₁ и r₂ соответственно и толщиной (мощностью) верхнего слоя h₁ (рис.8.1). Расчет производится способом, основанным на учете потенциалов, наведенных не электроды, входящие в состав группового заземлителя, и называемым поэтому способом наведенных потенциалов. Расчет заземлителей в многослойной земле более трудоемок, но зато дает более точные результаты. Его целесообразно применять при сложных конструкциях групповых заземлителей, что обычно имеет место в электроустановках с эффективно заземленной нейтралью, т.е. в установках напряжением 110 кВ и выше.

Для электроустановок с эффективно заземленной нейтралью напряжением 110 кВ и выше заземлитель можно рассчитывать как по допустимому сопротивлению, так и по допустимым напряжениям прикосновения (и шага). В обоих случаях потенциал заземляющего устройства при стекании с него тока замыкания на землю не должен превышать 10 кВ, если возможен вынос потенциала за пределы зданий и внешних ограждений электроустановки. При потенциале заземляющего устройства выше 5 до 10 кВ должны быть предусмотрены меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики и предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки.

А.3 Определение расчетного тока замыкания на землю

Током замыкания на землю называется ток, проходящий через место замыкания на землю, т.е. в месте случайного электрического соединения токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими проводящими конструкциями или предметами, не изолированными от земли. В электросети напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью обмоток источника тока, т.е. с большим током замыкания на землю, к которым относятся сети 110 кВ и выше, расчетным является наибольший из токов однофазного замыкания (установившееся значение тока), проходящих через заземляющее устройство. При определении этого тока должны быть учтены: возможность замыкания фазы на землю как в пределах проектируемой электроустановки, так и вне ее; распределение тока замыкания на землю между заземленными нейтралями сети; различные варианты схем работы сети, возможные при эксплуатации.

Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.

А.4 Выбор типа заземлителя и составление предварительной схемы заземляющего устройства

На основании данных о территории, на которой возможно размещение искусственного заземлителя, и значений I_з, R_и, r и др. выбирают тип заземляющего устройства – выносной или контурный. Затем после выбора формы электродов (обычно стержневые и полосовые) их ориентировочно размещают на плане участка.

В установках напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью при выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований, предъявляемых к его сопротивлению, размещение электродов должно обеспечить возможно полное выравнивание потенциала на площадке, занятой электрооборудованием.

Во всех случаях следует:

Заземляющие проводники, присоединяющие оборудование или конструкции к заземлителю, прокладывать в земле на глубине не менее 0,3 м;

Вблизи мест расположения заземляемых нейтралей силовых трансформаторов, короткозамыкателей прокладывать продольные и поперечные горизонтальные заземлители (в четырех направлениях);

При выходе заземляющего устройства за пределы ограждения электроустановки горизонтальные заземлители, находящиеся вне территории электроустановки, прокладывать на глубине не менее 1 м. Внешний контур заземляющего устройства в этом случае рекомендуется выполнять в виде многоугольника с тупыми или скругленными углами.

Внешнюю ограду электроустановок не рекомендуется присоединять к заземляющему устройству. Если от электроустановки отходят воздушные линии электропередачи напряжением 110 кВ и выше, то ограду следует заземлять с помощью вертикальных заземлителей длиной 2 – 3 м, установленных у ее стоек по всему периметру через 20 – 50 м. Такие заземлители не требуются для ограды с металлическими стойками и со стойками из железобетона, арматура которых электрически соединена с металлическими звеньями ограды.

Для исключения электрической связи внешней ограды с заземляющим устройством расстояние от ограды до элементов заземляющего устройства, расположенных вдоль нее с внутренней, внешней или с обеих сторон, должно быть не менее 2 м. Выходящие за пределы ограды горизонтальные заземлители, трубы и кабели с металлической оболочкой и другие металлические коммуникации должны быть проложены посередине между стойками ограды на глубине не менее 0,5 м. В местах примыкания внешней ограды к зданиям и сооружениям, а также в местах примыкания к внешней ограде внутренних металлических ограждений должны быть выполнены кирпичные или деревянные вставки длиной не менее 1 м.

Не следует устанавливать на внешней ограде электроприемники напряжением до 1000 В, которые питаются непосредственно от понижающих трансформаторов, расположенных на территории электроустановки. При размещении электроприемников на внешней ограде их питание следует осуществлять через разделяющие трансформаторы. Эти трансформаторы не допускается устанавливать на ограде. Линия, соединяющая вторичную обмотку разделяющего трансформатора с электроприемником, расположенным на ограде, должна быть изолирована от земли исходя из расчетного значения напряжения на заземляющем устройстве.

Если выполнение хотя бы одного из указанных мероприятий невозможно, то металлические части ограды следует присоединить к заземляющему устройству и провести выравнивание потенциалов так, чтобы напряжение прикосновения с внешней и внутренней сторон ограды не превышало допустимых значений. При выполнении заземляющего устройства по допустимому сопротивлению с внешней стороны ограды на расстоянии 1м от нее и на глубине 1 м должен быть проложен горизонтальный заземлитель. Этот заземлитель следует присоединить к заземляющему устройству не менее чем в четырех точках.

Во избежание выноса потенциала не допускается питание электроприемников, находящихся за пределами заземляющих устройств электроустановок напряжением выше 1000 В сети с эффективно заземленной нейтралью, от обмоток напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью трансформаторов, находящихся в пределах контура заземляющего устройства.

Расчет происходит для заземлителя подстанции 110/35/10 кВ.

Исходные данные для расчета:

подстанция понижающая, имеет два трансформатора 110/35/6 кВ с эффективно заземленной нейтралью со стороны 110 кВ; для питания собственных нужд имеются два трансформатора 6/0,4кВ с изолированной нейтралью со стороны низшего напряжения; распределительные устройства 110 и 35 кВ открытого типа, 6 кВ – закрытого.

Ток замыкания на землю 5000 А.

Грунт двухслойный, удельное сопротивление верхнего слоя ρ₁ = 75 Омм, нижнего ρ₂ = 50 Омм, толщина верхнего слоя h = 2 м.

По периметру территории подстанции в грунт забиты вертикальные элементы (стержни) длиной l_В = 5 м, соединенные стальной полосой сечением 4 x 40 мм на глубине Н = 0,8 м. Расстояние между двумя соседними вертикальными электродами а_ср = 15,8 м. Внутри контура проложены полосы в виде сетки 5 × 5 м.

Площадь заземлителя S = 9950 м². = 99,75 м.

Рисунок. А.2. Схема заземлителя

Определяется обобщенный параметр (так как ρ₁ / ρ₂ = 1,5 < 2):

(А.1)

Промежуточные обобщенные параметры С_В, Е_В, С_β и Е_β определяются по табл.10.7/6/ так как µ = ρ₁ / ρ₂ = 1,5 < 2

С_В= 0,52; Е_В = 0,239 + 0,0693 × 2 = 0,3776;

С_β =0,149; Е_β =0,338 + 0,0245 × 2 = 0,387.

Значения параметров В и β:

		(А.2)
		(А.3)

;

Сопротивление заземлителя:

(А.4)

Значение R_з=0,2 Ом, что меньше нормы 0,5 Ом. Сопротивление заземлителя растеканию тока R_з согласно требованиям ПУЭ должно быть не более 0,5 Ом.

Коэффициент напряжения прикосновения:

(А.5)

Определяется параметр М интерполяцией, так как µ = 1,5 (0,5 < µ < 2) М = 0,54.

Определяется напряжение прикосновения:

(8.6)

где I_З – однофазный ток замыкания на землю, А.

Должно выполняться условие:

(8.7)

Условие полностью выполняется.

А.5 Молниезащита подстанции

Молниезащита - это комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и оборудования от воз­можных взрывов, пожаров и разрушений, возникающих при воздействии мол­ний.

Защита электрооборудования подстанции от прямых ударов молнии осу­ществляется с помощью стержневых молниеотводов. Молниеприёмники целе­сообразно устанавливать на порталах, прожекторных мачтах и крышах зданий. Металлоконструкции порталов и мачт при этом используются в качестве токоотводов, соединяющих молниеприёмники с заземлителем.

Характеристики

Список файлов ВКР