5 Расчёт заземляющих устройств

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель – металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй. Он бывает естественным и искусственным.

Е стественным заземлителем называются металлические конструкции и устройства, которые помимо своих основных функций выполняют и функции заземлителей.

5.1 Расчёт естественных заземлителей

5.1.1 Расчёт сопротивления фундаментов трансформаторов

Сопротивление растеканию тока фундаментов двух трансформаторов равно ,

где =100 Ом·м – удельное сопротивление суглинка [4];

D_экв – эквивалентный внешний диаметр фундамента, м;

d_экв – эквивалентный внутренний диаметр фундамента, м;

t=1.8 м – глубина заложения фундамента.

Рисунок 5.9 – Расположение фундамента трансформатора: а) вид сбоку; б) вид сверху

5.1.2 Расчёт сопротивления стоек порталов

Для железобетонной стойки портала:

Сопротивление стоек порталов:

5.1.3 Расчёт сопротивления стоек разъединителей, заземлителей, трансформаторов напряжения, заземлителей, ограничителей перенапряжений

Для железобетонной стойки:

Сопротивление стоек разъединителей при t=1,5 м:

Сопротивление стоек трансформаторов напряжения и тока:

Сопротивление стоек ограничителей перенапряжений, конденсаторов связи:

Сопротивление фундамента выключателя:

5.1.4 Расчёт суммарного сопротивления естественных заземлителей

Суммарное сопротивление естественных заземлителей:

,

где η=0,8 – коэффициент использования заземлителей.

Согласно ПУЭ заземляющее устройство электроустановок сети с эффективно заземлённой нейтралью (с большими токами замыкания на землю) выполняются с учётом допустимого сопротивления . Так как , то требуется сооружение искусственных заземлителей .

5 .2 Расчёт потенциал-выравнивающей сетки

В общем случае конструкция ЗУ представляет из себя металлическую сетку выполненную из горизонтальных полос размером 4*40, заложенную на глубину 0.5 - 0.8 м и вертикальных электродов длинной l(м) заложенных на глубину t (м) (рисунок 10. ).

Рисунок 10 - Расположение заземляющей сетки и электродов

Удельное сопротивление грунта на глубине заложения полосы:

где: К1 - коэффициент учитывающий просыхание и промерзание грунта на этой глубине

(К1 = 4.5 на глубине 0.5 м и К1 = 1.6 на глубине 0.8 м)

Сопротивление всех продольных полос:

где: n - число продольных полос;

 - коэффициент использования.

Сопротивление всех поперечных полос:

Общее сопротивление всей сетки:

Сопротивление заземлителей 0,36<0,5 Ом, что удовлетворяет условиям ПУЭ

6 Расчёт молниезащиты

Зона защиты молниеотвода – это часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определённой степенью надёжности.

Различают зону защиты типа А со степенью надёжности 99,5% и выше и зону защиты типа Б со степенью надёжности 95% и выше.

Проектируемая ГПП относится к зоне защиты типа А.

Для защиты объекта высотой hx внутри прямоугольника, в вершинах которых установлены молниеотводы, диагональ прямоугольника должны удовлетворять условию:

где D – диагональ четырехугольника в вершинах которого расположены молниеотводы

Определим активную высоту молниеотвода

высота защищаемого объекта (портала).

Примем высоту молниеотводов равной

Установим по одному молниеотводу на вводных порталах на расстоянии L₂=28 м друг от друга и два молниеотвода возле здания ЗРУ также на

расстоянии L₂=28 м. Расстояние между молниеотводом, установленным на портале и молниеотводом, установленным возле ЗРУ, примем L₁=42,5 м. Наибольшая высота защищаемого объекта (портала) h_x=11 м.

Рассчитаем зону защиты стержневых молниеотводов для каждой пары молниеотводов.

м

м

м

При L₁=42.5 м

м

м

При L₂=28 м

м

м

Рисунок 6.10 – Зона защиты четырёхкратного молниеотвода:

Литература

1 Неклепаев Б. Н., Электрическая часть электростанций и подстанций : справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие для вузов / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.

2 Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов : учеб. пособие для студентов электроэнергет. спец. Вузов / В. М. Блок, Г. К. Обушев, Л. Б. Паперно [и др.] ; под ред. В. М. Блок. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 383 с.: ил.

3 ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91) «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов».

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

5 Проектирование электрической части станций и подстанций : учеб. пособие для вузов / Ю. Б. Гук, В. В. Кантан, С. С. Петрова. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. – 312 с., ил.

6 Татьянченко Л. Н., Учебное пособие для выполнения курсового проекта и раздела дипломного проекта по курсу «Электрическая часть станций и подстанций» для студентов специальности 1004 «Электроснабжение» всех форм обучения / А. Р. Упит, Л. Н. Татьянченко, АлтГТУ им И.И. Ползунова. – Барнаул : изд-во АлтГТУ, 1997. – 79 с.

7 Типовой проект 407-03-539.90 «ОРУ 110 кВ на унифицированных конструкциях»