Выбор формы и размеров электродов

Расчет заземляющего устройства подстанции

Исходные данные для расчёта приведены в табл. 13.1.

Таблица. Исходные данные подстанции

План и разрез типовой подстанции 110/6(10) кВ представлен на рис.1

Рисунок 1 – Типовая понизительная подстанция на 110/10/6 кВ

Общие сведения

На подстанции необходимы три вида заземлений: защитное, рабочее, молнииезащитное.

Для всех трех видов заземлений используется одно и то же заземляющее устройство (ЗУ). Его сопротивление выбирается по наименьшей допустимой величине, которую обычно имеет защитное сопротивление, поэтому ниже рас-сматривается расчет защитного сопротивления.

При вычислении периметра заземляющего контура учтено, что контур расположен только на открытой части подстанции с отступом по 2 м с каждой стороны от забора и от ЗРУ (рис.2).

Рисунок 2 – Расчет периметра заземляющего контура для подстанции

Периметр Р = (А₁ + В₁)·2 = (26 + 36) ·2= 124 м,

где А₁=30 – 2 – 2 = 26 м;

В₁=48-8-2-2=36 м.

Расчет ЗУ состоит из следующих основных этапов:

Определение допустимого сопротивления ЗУ

На стороне ВН (110 кВ) расчётное сопротивление следует взять по [3]:

R_{Р ВН} = 0,5 Ом.

На стороне НН (10/6 кВ) расчётное сопротивление R_{Р НН} вычисляется по формуле:

где I_З – ток замыкания на землю в сети 6(10) кВ с изолированной нейтралью:

где L_К, L_В – суммарная длина взаимосвязанных кабельных и воздушных линий предприятия, км.

По ПУЭ принимается R_{Р НН} = 10 Ом.

ЗУ является общим для электроустановок на различное напряжение, поэтому расчетным сопротивлением ЗУ является наименьшее из требуемых.

Окончательное значение сопротивления (меньшее из двух): R_З = 0,5 Ом.

Определение необходимого сопротивления искусственного заземлителя

На ПГВ в качестве естественного заземлителя используется система «трос – опоры», что позволяет применять искусственный заземлитель с большим со-противлением.

Характеристики системы «трос – опоры» заданы в исходных данных.

При числе опор с тросом более 20 сопротивление растеканию системы «трос-опоры» (естественное заземление)

где r_ОП - расчетное, т.е. наибольшее (с учетом сезонных колебаний), сопротив-ление заземления одной опоры, Ом;

r – активное сопротивление одного пролета троса, Ом;

n_ТР – число тросов на опоре.

Активное сопротивление стального троса

гдеL – длина пролета, м;

F – площадь сечения троса, мм².

При числе тросов на опоре n_ТР = 1, числе цепей ЛЭП-110 кВ n_Ц = 2 сопротивление системы «трос-опоры» R_Е = 1,41 Ом.

Необходимое сопротивление искусственного заземлителя R_И с учетом использования естественного заземлителя составит:

где – расчетное сопротивление ЗУ;

– сопротивление естественного заземлителя.

Выбор формы и размеров электродов

В качестве вертикальных электродов используется пруток диаметром 18 мм, длиной ℓ = 5 м, а для горизонтальных электродов – полоса 5×40 мм (оба из чер-ной стали).