ДИПЛОМ (1234751), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Для питания КРУ–10 кВ выбираем шинопровод, по которому электроэнергия передается от понижающего трансформатора в КРУ–10 кВ [28].

Экономически выгодное сечение токопровода, мм :

, (4.1)

где – экономическая плотность тока, [25], А/мм ; – рабочий ток нормального режима, А; – расчетное значение тока ввода 10,5 кВ.

Произведем вычисления по формуле (4.1):

А,

мм .

Выбираем алюминиевыйшинопроводCanalisKS 400 А. Параметры гибкого шинопровода приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1–Характеристики шинопроводаCanalisKS 400 А

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОН ЗАЩИТ МОЛНИЕОТВОДОВ, РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

5.1 Определение зоны защиты молниеотводов

Средством защиты от прямых ударов молнии служит молниеотвод – устройство, рассчитанное на непосредственный контакт с каналом молнии и отводящие ее ток в землю.Во время грозы на земле появляются большие индуцированные заряды и у поверхности земли возникает сильное электрическое поле.

Методика расчета молниезащиты, представлена в [29].

Объект считается защищенным, если надежность защиты всех его молниеотводов, не менее 0,9.

Радиус защиты молниеотвода на высоте защищаемого оборудования может быть найден по эмпирической формуле, м:

, (5.1)

гдеp– коэффициент для разных высот молниеотводов, согласно [29], при высоте молниеотвода не более 30 м, при высоте молниеотводов более 30 м; – высота защищаемого оборудования, м; – высота молниеотвода, м.

Высота защищенной точки посредине между молниеотводами определяем согласно[29], м:

, (5.2)

гдеL–расстояние между молниеотводами, м.

Половина ширины зоны между молниеотводами на высоте защищаемого оборудования определяем, согласно [29], м:

, (5.3)

При произвольных расположениях молниеотводов высота должна быть меньше фиктивной высоты , определенной для каждой отдельно взятой пары молниеотводов.

Высота защищаемого оборудования:

– на ОРУ 220 кВ – 17,0 м, высота молниеотвода – 35 м;

– на ОРУ 27,5 кВ – 5,0 м,высота молниеотвода – 20 м.

В качестве примера, рассчитаем зону защиты молниеотводов № 1-2.

Коэффициент , так как высота молниеотвода более 30 м.

Производим вычисления по формулам (5.1)–(5.3):

м,

м,

м.

Аналогично выполняется расчет для остальных молниеотводов. Результаты вычислений зон защиты молниеотводов на территории подстанции сведены в приложении Ж.1.

5.2 Расчет контура заземления

Целью расчета защитного заземления контура является определение таких его оптимальных параметров, при которых сопротивление растекания контура, , и напряжения прикосновения, , не превышает допустимых значений.

Реальный грунт с изменяющимся по глубине удельным сопротивлением заменяется эквивалентной двухслойной структурой с сопротивлением верхнего слоя , толщиной и сопротивлением нижнего слоя .Реальный заземляющий контур, состоящий из системы вертикальных электродов, объединенных уравнительной сеткой, заменяется эквивалентной расчетной моделью с одинаковыми ячейками, однослойной структурой земли, при сохранении их площади , общей длины вертикальных и горизонтальных электродов, глубины их заложения , сопротивления растекания и напряжения прикосновения _.

Таблица 5.2–Исходные данные для расчета заземления

Расчет производим по методике, приведенной в [9]

Длина горизонтальных заземлителей, м:

, (5.4)

где – площадь заземляющего контураоткрытой части подстанции, ,принимаем по плану подстанции =15000 .

Число вертикальных электродов, шт.:

, (5.5)

Длина вертикального заземлителя, м:

, (5.6)

гдеh– толщина верхнего слоя грунта, м.

Общая длина вертикальных заземлителей, м:

_, (5.7)

Расстояние между вертикальными заземлителями, м:

, (5.8)

Сопротивление заземляющего контура, Ом:

, (5.9)

Эквивалентное сопротивление грунта, :

, (5.10)

где –сопротивление верхнего слоя земли, ; – сопротивление нижнего слоя земли, ; , – коэффициенты, зависящие от параметров заземлителей.

Коэффициенты , :

, (5.11)

,

, (5.12)

,

, (5.13)

,

, (5.14)

,

Произведем вычисления по формулам (5.4)–(5.14):

м,

шт.,

м,

м,

м,

“n_в” принимаем равным 43 шт. “ “ принимаем равным 5 м, это максимальное значение. “ “принимаем равным 10 м.

Определяем значение дроби :

,

.

Определяем значение дроби :

,

,

,

Ом.

Проверяем полученное значение :

, (5.15)

где – допустимое значение, 0,5 Ом, принимаем по [30].

Проверяем полученное значение:

.Условие выполняется.

6 ЗАЗЕМЛЕНИЕ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ

6.1 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.

Характеристики

Список файлов ВКР