Расчет заземляющего устройства.

Основной защитной мерой от поражения электрическим током являются устройства защитного заземления.

Защитное заземление – преднамеренное соединение с землёй металлических частей электроустановки, которые случайно могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции сети или электроприёмников.

Защитное заземление устанавливается в электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью в обязательном порядке, в электроустановках выше 1 кВ – как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью. Соединение с землей осуществляется посредством металлических электродов или групп электродов, соединенных параллельно. Они называются заземлителями.

Назначение защитного заземления заключается в создании между металлическим корпусом электроустановки и землёй электрического соединения достаточно малого сопротивления, тогда большая часть тока протекает через это сопротивление[15].

Рассчитаем заземление ТП 10/0,4 кВ.

Длина электрически связанных кабельных линий 10 кВ:

=

=(0,25+0,14+0,26+0,16)*2=1,62 км.

Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 0,4 кВ согласно ПУЭ [11] должно быть не более 4 Ом.

Так как сопротивление естественного заземлителя не известно, то принимаем его равным нулю. Грунт – однослойный.

Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 10 кВ равно:

                                     ≥ 10 Ом,                                           

где  – напряжение относительно земли, принимаем =125 В, т.к. заземляющее устройство устанавливается для электроустановки как до, так и выше 1 кВ (ТП 10/0,4 кВ),  – ток, который протекает в месте замыкания фазы на землю в электроустановках с изолированной нейтралью, А, он равен:

                               ,                                            

где  – междуфазное напряжение установки, для которой ведется расчет, кВ; ,  – длина электрически связанных кабельных и воздушных линий, км.

Т.к. используются только кабельные линии, то расчетный ток замыкания на землю рассчитывается по формуле:

                      А.                                   

Тогда сопротивление заземляющего устройства:

Ом.

Т.к. ТП является электроустановкой различных напряжений, то в качестве расчетной величины сопротивления берется наименьшее из имеющихся, т.е. =4 Ом.

Находим величину удельного сопротивления грунта [1]. Для суглинистых почв ρ_расч=150Ом*м

Расчетная величина удельного сопротивления грунта:

где - коэффициент сезонности, определяемый по таблицам в зависимости от климатической зоны [1].

В качестве заземлителей используем прутковые с диаметром d=12 мм и длиной l=5 м. Тогда сопротивление одиночного заземлителя равно:

            Ом.                  

Определяем количество заземлителей с учетом коэффициента использования:

где η – коэффициент использования [1].

Окончательно принимаем к установке 22 вертикальных электродов, расположенных по контуру ТП.

Расположение заземлителей принимаем по контуру. Периметр подстанции равен 202800 мм.

 

Расчет молниезащиты

Наиболее опасным проявлением молнии с точки зрения поражения зданий и сооружений является прямой удар (ПУМ).

Подстанции небольших размеров, как правило, защищаются стержневыми молниеотводами одинаковой выбранной высоты (не более 40-50 м). Конструкция молниеотвода представлена на рисунке 8.2.1.

 

 

Рисунок 8.1 – Конструкция стержневого молниеотвода (а) и

зона защиты одиночного стержневого молниеотвода (б)

1 – молниеприемник; 2 – несущая конструкция; 3 – токоотвод; 4 – заземлители

 

Для защиты ГПП принимаем два стержневых молниеотвода высотой h=50 м.

По степени надёжности защиты различают два типа зон:

А – степень надёжности защиты > 99,5%

Б - степень надёжности защиты 95 - 99,5%.

Для одиночного стержневого молниеотвода определяются параметры молниезащиты для зон.

Зона А:

Высота вершины конуса стержневого молниеотвода , м:

                                 м.                                    

Определяем радиусы защиты на уровне земли:

                м.           

Определяем радиусы защиты на высоте защищаемого сооружения:

 м, 

где м – высота защищаемого объекта (ГПП).

Определяем высоту стержневого молниеприёмника:

                                               м.               

Определяем активную высоту молниеотвода:

                                                   м.                         

Определяем угол защиты (между вертикалью и образующей):

                         .                         

Зона Б:

Высота вершины конуса стержневого молниеотвода , м:

                                            м.                            

Определяем радиусы защиты на уровне земли:

                               м.                            

Определяем радиусы защиты на высоте защищаемого сооружения:

         м,                           

Определяем высоту стержневого молниеприёмника:

м.

Определяем активную высоту молниеотвода:

м.

Определяем угол защиты (между вертикалью и образующей):

.

Защищаемый объект полностью находится в зоне защиты молниеотвода.

Для защиты электроустановок от внутренних и грозовых перенапряжений применяем ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН)[15].

8.3 АВР секционного выключателя

Автоматическое включение резерва – это составляющая автоматики энергосистем, направленная на повышение ее надежности. Заключается в автоматическом подключении к системе дополнительных источников питания в случае потери системой электроснабжения из-за аварии или ошибочного отключения[16].

Основные требования, предъявляемые к устройствам АВР:

1. Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отключения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на не устранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в не отключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.

5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения.

6.                                                                                                                                                                                                                           Для ускорения отключения резервного источника при его включении на неустановившееся КЗ должно предусматриваться ускорение защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку[16].

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения при выполнении пускового органа выбирается так что бы пусковой орган срабатывал только при полном исчезновении напряжения и не приходил в действие при понижении напряжения, вызванных КЗ или самозапусками электродвигателей. Для выполнения этого условия напряжение срабатывания реле минимального напряжения должно быть равным:

,

где К_н- коэффициент надежности, равный 1,2, К_U-коэффициент трансформации трансформатора напряжения, равный 10000/100.

Отстраиваем напряжение срабатывания пускового органа от остаточного напряжения при трех фазном коротком замыкании на шинах КРУ:

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения:

Напряжение срабатывания максимального реле напряжения, контролирующего наличие напряжения на резервном источнике, определяется согласно [12] из условия: , принимаем:

К_В-коэффициент возврата, равный 0,8.

Выдержка времени пускового органа минимального напряжения должна быть на ступень селективности больше выдержек времени защит, в зоне действия которых остаточное напряжение при КЗ оказывается ниже напряжения срабатывания реле минимального напряжения или реле времени. Таким образом выдержка времени минимального напряжения t_ПО должна быть равна: t_ПО=t+∆t, где t –наибольшее выдержка времени защит присоединения, ∆t-ступень селективности, равная 0,5с.

 

Рисунок 8.2 – Схема АВР секционного выключателя

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: