Отчет по преддипломной практике в ОАО Энергокурган (стр. 4 из 8)
- нейтрали генераторов, трансформаторов, подлежащих заземлению в соответствии с принятой системой рабочего заземления;
- разрядники и молниеотводы;
- металлические части электрического оборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением при повреждении изоляции, например основания и кожухи электрических машин, трансформаторов, аппаратов, токопроводов, металлические конструкции РУ, ограждения и т.п.;
- вторичные обмотки измерительных трансформаторов, нейтрали обмоток 380/220 В силовых трансформаторов.
Расчет заземляющего устройства проводится в следующем порядке:
1. В соответствии с ПУЭ устанавливают допустимое сопротивление заземляющего устройства Rз . Если заземляющее устройство является общим для установок на различное напряжение, то за расчетное принимается наименьшее из допустимых.
2. Определяют необходимое сопротивление искусственного заземлителя с учетом использования естественного заземлителя, включенного параллельно, из выражения
Rи =
; (4.1)где Rз – допустимое сопротивление заземляющего устройства принятое по п.1;
Rи – сопротивление искусственного заземлителя;
Rе – сопротивление естественного заземлителя.
3. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта rр для горизонтальных и вертикальных электродов с учетом повышающего коэффициента Кп , учитывающего высыхание грунта летом и промерзание его зимой по формулам:
rр.г = rудКп.г; (4.2)
rр.в = rудКп.в; (4.3)
где rуд – удельное сопротивление грунта;
Кп.г и Кп.в – повышающие коэффициенты для горизонтальных и вертикальных электродов соответственно.
4. Определяют сопротивление растеканию одного вертикального электрода по выражению:
Rв.о =
; (4.4)где l – длина стержня, м;
d – диаметр стержня, м;
t – глубина заложения, расстояние от поверхности почвы до середины стержневого заземлителя, м;
5. Определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования Ки.в :
N =
; (4.5)где Rо.в.э – сопротивление растеканию одного вертикального электрода, определенное в п.4;
Rи – сопротивление искусственного заземлителя, найденное в п.2.
Коэффициент использования заземлителя учитывает увеличение сопротивление заземлителя вследствие явления экранирования соседних электродов.
6. Определяют расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов Rр.г.э по формуле
Rр.г.э =
; (4.6)где Rг.э – сопротивление растеканию горизонтальных электродов, определяемое по выражению:
Rг,э =
; (4.7)где l – длина электрода;
b - ширина полосы;
t – глубина заложения электрода.
7. Уточняют необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов
Rв.э =
; (4.8)8. Определяют число вертикальных электродов с учетом уточненного сопротивления вертикального заземлителя:
N =
; (4.9)9. Принимают окончательное число вертикальных электродов, намечают расположение заземлителей.
Рассмотрим расчет заземляющего устройства для данной подстанции.
1. Заземляющее устройство и грозозащита подстанции должны быть выполнены в соответствии с ПУЭ п. 1.7. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 0,5 Ом в любое время года [13 п.1.7.51].
Удельное сопротивление грунта: r=100 Ом*м.
2. При расчете заземляющего устройства сопротивлением естественных заземлителей пренебрегаем, они уменьшают общее сопротивление заземляющего устройства, их проводимость идет в запас надежности. Тогда
Rн= 0,5 Ом;
3. Определим расчетные удельные сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных заземлителей, принимая:
Кп.г.=4,5 и Кп.в.=1,5 [22];
rр.г = 100*4,5=450 Ом;
rр.в = 100*1,5=150 Ом;
4. Находим сопротивление стеканию тока одного вертикального электрода. В качестве вертикального электрода примем круглый стальной стержень диаметром 14 мм, длиной 10м. Верхние концы стержней заглублены на глубину 0,8 м от поверхности земли.
Таким образом
Н=0,8 м;
t=H+l/2=0,8+10/2=5,8 м.;
l=10 м;
d=14*10-3 м.;
Rов.э =
Ом;5. Определим примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования Ки.в.=0,35.[22]
N =
;6. Определим сопротивление стеканию тока горизонтального заземлителя
Для выравнивания потенциалов по всей площади подстанции выполняется уравнительный контур из стальных полос сечением 40x4 мм2, прокладываемый на глубине 0,8 м от поверхности земли.
Н=0,8 м.;
t=0,802 м.;
L=586 м.;
b=0,04 м.;
Rг,э =
Ом;7. Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов:
Rв.э =
Ом;8. Определяем окончательное число вертикальных электродов:
N =
;9. Таким образом, заземляющее устройство подстанции «______ская» состоит из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Горизонтальный заземлитель (стальные полосы) прокладывается на расстояние 0,8 – 1 м от фундаментов или оснований оборудования. Заземляющие стержни заглубляются в грунт с помощью вибромолота с расстоянием между стержнями 4 м.
Защитное заземление подстанции удовлетворяет требованиям рабочих заземлений и заземлений средств грозозащиты. Однако при присоединении средств грозозащиты к защитным заземлениям подстанции необходимо учитывать их особенности.
Защитные и рабочие заземлители отводят в землю ток промышленной частоты, и их сопротивление является стационарным, тогда как через средства грозозащиты проходит ток молнии, который имеет импульсную форму. При стекании с заземлителей больших токов молнии в землю вблизи поверхности электродов создаются очень высокие напряженности электрического поля, под воздействием которых пробивается слой земли, прилегающий к поверхности электрода. Вокруг электрода образуется проводящая зона искрения, которая как бы увеличивает поперечные размеры электрода и тем самым снижает его сопротивление. Однако, наибольший эффект снижения сопротивления за счет искрения имеет место только в том случае, когда электроды имеют небольшие размеры и их индуктивное сопротивление практически не влияет на процесс отвода тока в землю. Такие заземлители называются сосредоточенными.
Следовательно, на подстанции возле каждого молниеотвода устанавливается по три стержня, а у каждого ОПНа (ограничителя перенапряжения)– по одному стержню.
К заземляющим устройствам ОРУ присоединены заземляющие тросы ЛЭП и все естественные заземлители подстанции.
Рисунок 6 Схема защитного заземления подстанции
4.2 Молниезащита
При проектировании зданий и сооружений системы электроснабжения необходимо учитывать и предотвращать возможность их поражения ударами молнии. Особенно это относится к открытым электроустановкам.
Молнии характеризуются большим разрушающим действием, объясняемым большими амплитудой, крутизной нарастания и интегралом тока.
В соответствии с Руководящими указаниями по защите электростанций и подстанций 3-500 кВ от прямых ударов молнии (ПУМ) и грозовых волн, набегающих с линий электропередачи, защите подлежат следующие объекты, расположенные на их территории:
а) открытые распределительные устройства (ОРУ), в том числе шинные мосты и гибкие связи, в том числе шинные мосты и гибкие связи;
б) здания машинного зала и закрытые распределительные устройства (ЗРУ);
в) здания маслохозяйства.
ОРУ станций и подстанций защищаются от ПУМ стержневыми молниеотводами и только для протяженных шинных мостов и гибких связей применяются тросовые молниеотводы.
Защита ОРУ осуществляется установкой стержневых молниеотводов на порталах подстанций или устройством отдельно стоящих стержневых молниеотводов со своими обособленными заземлителями.
Молниеотводы, установленные на порталах подстанций, дешевле отдельно стоящих молниеотводов, так как требуют меньше металла на изготовление. Они ближе располагаются к защищаемому оборудованию, поэтому эффективнее используется их защитная зона. Но при поражении портального молниеотвода ударом молнии с большой амплитудой и крутизной фронта импульса тока на молниеотводе и на портале значительно возрастает напряжение. Это напряжение может оказаться достаточным, чтобы вызвать «обратное» перекрытие изоляции ОРУ с заземленных элементов на токоведущие части подстанции.
Порядок расчета стержневых молниеотводов:
hа ≥ Д/8·p;
h=hа + hх – полная высота молниеотвода,