Проектирование понизительной ТП ст.Тырма ДВЖД (1336125), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

В зависимости от удельного сопротивления грунта, типа грунта, нормируемого сопротивления ЗУ, климатического района, особенностей монтажа и прочих факторов УЗК могут комплектоваться электродами модульного глубинного типа серий СЦП-ХР, СН-ХР, СМП-ХР, СМ-ХР изготовленных из стали оцинкованной, стали нержавеющей, стали омеднённой или меди соответственно или электролитическими электродами серии ЗЭН-ХР, ЗЭМ-ХР изготовленных из стали нержавеющей или меди соответственно.

4.1.1 УЗК на базе модульных глубинных электродов

УЗК на базе модульных глубинных электродов представляет собой совокупность стержней выполненных из коррозионностойких металлов, соединённых между собой муфтами и погруженных на заданную глубину (до 30 метров). Совокупность соединённых стержней образуют вертикальный электрод заземления. Вертикальных электродов в составе УЗК, как правило, несколько. Между собой электроды соединяются горизонтальными заземлителями из коррозионностойких металлов с помощью болтовых зажимов или термитной сварки.

Соединение стержней обеспечивается с помощью муфт из коррозионностойких металлов (латунь, нержавеющая сталь). Муфта выполнена так, чтобы стержни встречались на её середине, а силы, возникающие во время погружения, передавались со стержня на стержень, а не через муфту, сохраняя тем самым целостность резьбового соединения.

Имея больший диаметр по сравнению с диаметром стержня, муфта принимает на себя основную истирающую нагрузку от грунта во время погружения, сохраняя от повреждений защитное покрытие стержней. Кроме того, благодаря муфте значительно снижается поверхность бокового трения на сами стержни, что обеспечивает их погружение на большую глубину.

Соединение стержней с помощью муфт является наиболее прочной конструкцией при погружении электрода в грунт. Другие конструкции соединения стержней между собой (соединение с помощью цапфы, шпилечное соединение, вкручивание или вбивание друг в друга) не обеспечивают достаточной прочности конструкции в процессе погружения и рассчитаны на погружение на глубины, не превышающие 5-6 метров.

4.1.2 УЗК на базе электролитических электродов

В грунтах с высоким удельным электрическим сопротивлением (как правило, более 500 Ом*м), когда достижение нормируемого сопротивления заземляющего устройства требует неоправданно большого количества традиционных заземлителей и недопустимо больших площадей монтажа, целесообразно использовать УЗК на базе электролитических электродов. Принцип работы электролитических электродов состоит в искусственном изменении электрических свойств грунта. Многократное уменьшение электрического сопротивления грунта производится за счёт пропитки околоэлектродного пространства электролитом, выщелачиваемым из электролитической соли, находящейся в электроде. Насыщение околоэлектродного грунта электролитом позволяет исключить промерзание грунта вокруг электрода. Частичная замена околоэлектродного грунта с высоким удельным сопротивлением на низкоомный материал оптимизации заземления (0,3-0,6 Ом∙м) так же позволяет уменьшить сопротивление заземляющего электрода.

4.2 Расчет заземляющего устройства

Заземление выполняется с целью обеспечения экономически целесообразных условий эксплуатации оборудования трансформаторной подстанции. Целью расчета защитного заземления контура является определение таких его оптимальных параметров, при которых сопротивление току растекания контура ( ) и напряжения прикосновения ( ) не превышают допустимых значений. Произведем расчет заземлителя.

Исходные данные представлены в таблице В.1 (приложение В).

За исходные для расчёта принимаем данные: местность относится к первой климатической зоне; площадка отсыпана песчаным грунтом; максимальная глубина сезонного промерзания 2,5 м; грунты среднепучинистые.

Расчет основан на графоаналитическом методе, заключающимся в применении теории подобия [18], который предусматривает:

– замену реального грунта, у которого изменяется по глубине удельное сопротивление, эквивалентной двухслойной структурой с сопротивлением верхнего слоя и сопротивлением нижнего слоя. Значения сопротивлений этих слоев определяют методом вертикального зондирования (ВЭЗ);

- замену реального и сложного заземляющего контура, в конечном виде имеющего вид сетки, состоящей из поперечных и горизонтальных заземлителей.

Расстояние между заземлителями принимается увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. Причем первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0; 20,0 м [1]. В целях уменьшения сопротивления ЗУ растеканию тока применяются вертикальные заземлители.

Но изначально, для районов с многомёрзлым грунтом для расчёта принимается 3-х слойная структура земли, которую приводим к 2х слойной. При этом параметры первого слоя неизменны, параметры второго заменяются эквивалентным в соответствии с формулой:

, (4.1)

где - сопротивление слоя «положительных температур», Омм; S - площадь заземляющего контура, м²; h₁ - толщина верхнего "деятельного" слоя, м; h₂ - толщина слоя "отрицательных температур", м; ₂ - сопротивление слоя «отрицательных температур», Омм:

Омм.

Предварительно определяем следующие значения основных расчетных величин по формулам:

Длина горизонтальных заземлителей , м:

, (4.2)

м

Число вертикальных электродов , шт.:

, (4.3)

шт.

Длина вертикального электрода , м, определяется по формуле:

, (4.4)

где – толщина верхнего слоя грунта, м (исходные данные).

м.

Общая длина вертикальных электродов , м:

, (4.5)

м.

Расстояние между вертикальными заземлителями а, м:

, (4.6)

м.

Сопротивление заземляющего контура , Ом:

, (4.7)

где – коэффициент; – эквивалентное сопротивление грунта, Ом^.м.

Эквивалентное сопротивление грунта , Ом^.м:

, (4.8)

где – сопротивление верхнего слоя земли, Ом^.м (исходные данные); – сопротивление нижнего слоя земли, Ом^.м (исходные данные); – коэффициент, равный 0,267.

при , (4.9)

при , (4.10)

при , (4.11)

при . (4.12)

Проверим выполнение условия по формуле (4.9):

,

.

Условие выполняется.

Находим коэффициент по формуле (4.9):

.

Проверим выполнение условия по формуле (4.11):

,

.

Условие не выполняется.

Проверим выполнение условия по формуле (4.12):

,

.

Условие выполняется.

Расчет коэффициента производим по формуле (4.12):

.

Рассчитываем эквивалентное сопротивление грунта по формуле (4.8):

Ом^.м.

Сопротивление заземляющего контура находим по формуле (4.7):

Ом.

Проверяем сопротивление контура по допустимому значению, Ом:

, (4.13)

где – допустимое сопротивление, Ом; Ом [13].

Ом

Условие выполняется.

При расчете заземляющего устройства в условиях вечной мерзлоты необходимо определить напряжение прикосновения.

При проектировании заземляющих устройств исходят из величин допустимых напряжений прикосновения. Допустимое значение прикосновения – это максимальное безопасное напряжение, которое может быть приложено к человеку в течение определенного времени.

Напряжения прикосновения находим , В:

, (4.14)

где – ток однофазного замыкания на землю в РУ питающего напряжения, кА; – коэффициент прикосновения.

К_пр = М  , (4.15)

где – коэффициент, характеризующий условия контакта человека с землей.

, (4.16)

где – сопротивление тела человека, ; – сопротивление растекания тока со ступней человека, Ом.

, (4.17)

где – коэффициент, значение которого определяем из [18], .

Коэффициент, характеризующий условия контакта определяем по формуле:

Ом.

Расчитываем коэффициент прикосновения по формуле (4.15):

К_пр = .

Определяем ток однофазного замыкания на землю, кА:

, (4.18)

кА.

Находим напряжение прикосновения для РУ – 220 кВ по формуле (4.14):

В.

Значение нормируемого напряжения прикосновения, для электроустановок U > 220 кВ и времени воздействия I_кз составляет 400 В, [7].

В.

Так как условие выполняется, то электробезопасность обслуживающего персонала обеспечивается.

4.3 Заземляющее устройство подстанции

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью. Электроустановки напряжением выше 1 кВ в отношении мер электробезопасности разделяются на электроустановки с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью и электроустановки с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью.

Заземляющее устройство, выполненное с соблюдением требований к его сопротивлению, в любое время года должно иметь сопротивление не превышающее 0,5 Ом [1] с учетом сопротивления искусственных заземлителей и естественных. Выравнивание электрического потенциала и обеспечение присоединения электрооборудования к заземлителю на территории, занятой оборудованием, производится путем прокладки горизонтальных поперечных и продольных заземлителей и объединения их между собой в заземляющую сетку. На расстоянии 0,8-1 м от основания оборудования (фундаментов) и в траншеи глубиной 0,5-0,7 м от уровня поверхности земли вдоль осей электрооборудования со стороны обслуживания прокладываются продольные заземлители. При условии обращения оборудования сторонами обслуживания друг к другу, а расстояние между основаниями (фундаментами) не более 3 м, то разрешается увеличение расстояния на 1 м от основания (фундамента) оборудования, с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования.

В траншеи глубиной 0,5-0,7 м от уровня поверхности земли прокладываются поперечные заземлители в удобных местах между электрооборудованием.

На границе территории, занимаемой заземляющим устройством, горизонтальные заземлители прокладываются так, чтобы в сумме они принимали вид замкнутого контура.

Характеристики

Список файлов ВКР