Алгоритм решения

1 В соответствие с заданием на курсовой проект составить расчетную схему.

2 Для заданной схемы определить допустимое сопротивление заземляющего устройства:

Согласно ПУЭ для каждого напряжения допустимое сопротивление заземляющего устройства определяется:

при = 6¸35 кВ, £ 10 Ом;

= 0,4 кВ, £ 4 Ом, если номинальная мощность трансформатора ³ 100 кВ×А; и = 10 Ом, если £ 100 кВ×А;

= 110 кВ и выше, £ 0,5 Ом.

Для сложной схемы выбирается наименьшее из .

3 Составить заземляющий контур (сетку)

3.1 Составить план ОРУ по структурной схеме станции

Для ГРЭС:

ОРУ-500 кВ

В

ОРУ-220 (110) кВ

L₁ D

L₂ D

h₁ h₂

А С

Рисунок 14.1 – план ГРЭС

На каждое присоединение в ОРУ существует одна ячейка, кроме того необходимо предусмотреть по 2 резервные ячейки в каждом ОРУ.

Для ТЭЦ

L₄

ЗРУ

L₁ коридор

В h₁ L₃

ОРУ-220 (110) кВ

L₂

h₂ А

Рисунок 14.2 – план ТЭЦ

3.2 Определить шаг ячейки:

для ЗРУ-10 кВ, м;

U=35 кВ, м;

U =110 кВ, м;

U =220 кВ, м;

U =330 кВ, м;

U =500 кВ, м.

3.3 Определить площадь ОРУ ГРЭС

, м² (14.1)

- Определить длину ОРУ-500 кВ:

, м (14.2)

где - шаг ячейки ОРУ-500 кВ,

- количество ячеек,

2 м ¸ 4 м – расстояние до ограждения ОРУ, согласно ПУЭ.

- Определить длину ячейки l ₁ по разрезу, м [2, с. 423]

- Определить ширину ОРУ-500 кВ:

, м (14.3)

- Определить длину ОРУ-220 кВ:

, м (14.4)

- Определить ширину ОРУ - 220 кВ:

, м (14.5)

- Определить длину ячейки l ₂ по разрезу, м. [3, П.12.2; 12.1]

3.4 Составить заземляющую сетку ГРЭС

Провести заземляющий контур, отступив от заграждения 1¸2 м.

Провести вертикальные полосы между ячейками, включая резервные.

Провести горизонтальные полосы вдоль электрооборудования: сборных шин, выключателей, трансформаторов.

3.5 Определить длину заземляющих полос L_Г, сложив длины всех вертикальных и горизонтальных полос.

Согласно ПУЭ заглубление горизонтальных полос составляет , м.

Рисунок 14.3 – заземляющая сетка ОРУ 500-220 кВ

3.6 Определить площадь ОРУ и ЗРУ (для ТЭЦ)

, м² (14.6)

- Определить длину РУ ТЭЦ

, м; (14.7)

где , - расстояние между РУ-10 и 220 (110) кВ

L ₁ =18 м – ширина ЗРУ-10 кВ;

L ₂ – длина ячейки ОРУ-220 кВ, м [3, П.12.2 ]

- Определить ширину РУ ТЭЦ

, м; (14.8)

, м [3, с.119 ]

3.7 Начертить горизонтальную сетку

Провести заземляющий контур, отступив от заграждения 1¸2 м.

Провести вертикальные полосы между ячейками, включая резервные.

Провести горизонтальные полосы по периметру ЗРУ и вдоль электрооборудования: сборных шин, выключателей, трансформаторов.

3.8 Определить длину заземляющих полос L_Г, сложив длины всех вертикальных и горизонтальных полос.

Согласно ПУЭ заглубление горизонтальных полос составляет ,м.

Рисунок 14.4 – заземляющая сетка ТЭЦ

4 Определить длину вертикальных заземлителей

Согласно ПУЭ длина вертикальных заземлителей составляет ,м;

5 Определить расчетно-удельное сопротивление грунта с учетом промерзания

для горизонтальных полос (сетки):

, Ом*м (14.9)

где - коэффициент промерзания для горизонтальных полос;

- сопротивление грунта согласно заданию на КП определяется по таблице 14.1

для вертикальных заземлителей:

, (14.10)

где - коэффициент промерзания для вертикальных заземлителей

Таблица 14.1 Удельное сопротивление грунта

Грунт	Удельное сопротивление, Ом*м	Грунт	Удельное сопротивление, Ом*м
Песок Супесок Суглинок Глина Садовая земля	400-1000 и более 150-400 40-150 8-70	Торф Чернозем Мергель, известняк Скалистый грунт	10-50 1000-2000 2000-4000

6 Произвести проверку заземляющего устройства на термическую стойкость по условию:

; (14.11)

где В_к = I²_по *(t_откл +Т_а) – импульс квадратичного тока, кА² *с (раздел 8 КП)

где C=70A²×C – для стали

Согласно ПУЭ минимальное сечение горизонтальной стальной полосы заземляющего устройства по условию коррозийной стойкости должно быть не менее 48 мм², мм²;

, (14.12)

7 Определить общее сопротивление сложного заземлителя:

, Ом (14.13)

где - эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом×м, определяется по таблице 14.2

Таблица 14.2 Относительное эквивалентное удельное сопротивление

		Относительная толщина слоя (h1 –t)/lв
0,025	0,05	0,1	0,2	0,4	0,8	0,95
	1-4
		1,02 1,03 1,05	1,03 1,07 1,17	1,05 1,1 1,13	1,1 1,13 1,15	1,13 1,15 1,2	1,3 1,32 1,38	1,4 1,5 1,6
		1,05 1,22 1,33	1,1 1,26 1,41	1,15 1,35 1,5	1,22 1,43 1,65	1,35 1,54 1,83	1,86 2,12 2,6	2,4 2,7 3,5
		1,1 1,3 1,52	1,2 1,4 1,7	1,28 1,5 1,88	1,38 1,6 2,08	1,62 1,8 2,33	2,5 2,75 3,52	3,7 5,5 6,0
0,125 0,25 0,5	0,5-4 0,5-4 0,5-4	0,95 0,97 0,99	0,9 0,93 0,96	0,8 0,85 0,92	0,7 0,78 0,88	0,62 0,71 0,83	0,54 0,65 0,79	0,52 0,64 0,77

Рисунок 14.5 – устройство сложного заземлителя.

где a – расстояние между вертикальными заземлителями; ,м - заглубление горизонтальных полос;

h₁ - глубина, равная расстоянию от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, м;

7.1 Определить эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом*м

, , (h₁ –t)/l_в, ,

7.2 Преобразовать действительный план заземляющего устройства в расчетную квадратную модель со стороной:

, м (14.14)

7.3 Определить число ячеек по стороне квадрата:

(14.15)

7.4 Определить длину полос в расчетной модели:

, м (14.16)

7.5 Определить длину стороны ячейки:

, м (14.17)

7.6 Определить число вертикальных заземлителей по периметру контура:

при

, (14.18)

7.7 Определить общую длину вертикальных заземлителей:

, м (14.19)

7.8 Определить относительную глубину вертикальных заземлителей

(14.20)

Если , то ; (14.21)

Если , то (14.22)

Подставляем полученные данные в формулу 14.13

Проверить выполнение условия:

8 Определить напряжение прикосновения:

, В (14.23)

где - коэффициент напряжения прикосновения:

8.1 Определить коэффициент напряжения прикосновения

(14.24)

M – параметр, зависящий от отношения следующим образом:

Таблица 14.3 Параметр М
	0,5
M	0,36	0,5	0,62	0,69	0,72	0,75	0,77	0,79	0,8	0,82

- коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока от ступней :

(14.25)

в расчетах принимают =1000 Ом,- сопротивление тела человека;

- сопротивление растеканию тока от ступней в землю;

где - удельное сопротивление верхнего слоя земли, Ом×м;

- ток, стекающий с заземлителя, заземляющего устройства при однофазном к.з. Для приблизительных расчетов можно принять равным:

, А (14.26)

где ,- ток однофазного к.з.;

- периодическая составляющая суммарного тока трехфазного КЗ.

Проверить выполнение условия:

, В

где - допустимое напряжение прикосновения, зависящее от длительности воздействия токов КЗ; определяется по таблице 14.4

За расчетную длительность воздействия принято:

,

где - время действия релейной защиты, с

- полное время отключения выключателя (с приводом), с

Таблица 14.4 Допустимое напряжение прикосновения
Длительность воздействия, с	до 0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	1-3
Наибольшее допустимое напряжение прикосновения, В

Если напряжение прикосновения больше допустимого значения, то необходимо принять меры для его снижения путем расширения заземляющего устройства за территорию станции, или путем использования естественных заземлителей. [3, с. 578]