Исходные данные курсовой проект: на станции установлены четыре турбогенератора мощностью Рн.г = 320 МВт; связь с системой осуществляется двумя воздушными линиями на напряжении 500 кВ, потребители питаются с шин среднего напряжения по шести воздушным линиям 220 кВ; Iпо(3) =10 кА; грунт – супесок.
Решение
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
ПР.14.140206.4-07.05
ДП. 1001. 2-00. 3883. ПЗ.
Разработал
Иванов
Проверил
Николаева
Рецензент
Н. Контроль
Утвердил
Расчет заземляющего устройства станции
Литер
Листов
ЧЭнК
1 Составить расчетную схему
С 6 ВЛ
500 кВ к-1 220 кВ
Т1 Т2 Т5 Т3 Т4
Т6
сн сн сн сн
G1 G2 G3 G4
Рисунок 14. 1- расчетная схема ГРЭС
2 Для заданной схемы определить допустимое сопротивление заземляющего устройства:
Согласно ПУЭ для заземляющего устройства РУ 500-220 кВ должно быть
£ 0,5 Ом.
3 Составить заземляющий контур (сетку)
3.1 Составить план ОРУ по структурной схеме станции
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
ПР.14.140206.4-07.05
ОРУ-500 кВ
В 6+2 яч.
ОРУ-220 кВ
L1 10+2яч.
L2 D
h1 h2
А С
Рисунок 14.2 – план ГРЭС
На каждое присоединение в ОРУ существует одна ячейка, кроме того необходимо предусмотреть по 2 резервные ячейки в каждом ОРУ.
3.2 Определить шаг ячейки:
для U=220 кВ, м;
U=500 кВ, м.
3.3 Определить площадь ОРУ ГРЭС
, м2 (14.1)
S=184*196+80*184 = 50784 м2
- Определить длину ОРУ-500 кВ:
, м (14.2)
А=30*6+4=184 м
где - шаг ячейки ОРУ-500 кВ,
- количество ячеек,
2 м ¸ 4 м – расстояние до ограждения ОРУ, согласно ПУЭ.
- Определить длину ячейки l1 по разрезу, м [2, с. 423]
- Определить ширину ОРУ-500 кВ:
, м (14.3)
В=192+4=196 м
- Определить длину ОРУ-220 кВ:
, м (14.4)
С=15*12+4=184 м
- Определить ширину ОРУ - 220 кВ:
, м (14.5)
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
ПР.14.140206.4-07.05
D=76+4=80 м
- Определить длину ячейки l2 по разрезу, м. [3, П.12.2;]
3.4 Составить заземляющую сетку
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 LГ, сложив длины всех вертикальных и горизонтальных полос.
Согласно ПУЭ заглубление горизонтальных полос составляет , м.
LГ = (8*184+7*184)+(5*196+12*80) = 4700 м
Рисунок 14.3 – заземляющая сетка ОРУ 500-220 кВ
4 Определить длину вертикальных заземлителей
Согласно ПУЭ длина вертикальных заземлителей составляет ,м;
принимаю 10 м.
5 Определить расчетно-удельное сопротивление грунта с учетом промерзания
для горизонтальных полос (сетки):
, Ом*м (14.6)
где - коэффициент промерзания для горизонтальных полос;
- сопротивление грунта согласно заданию на КП определяется по таблице 14.1 для супеска – 150 Ом*м.
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
ПР.14.140206.4-07.05
для вертикальных заземлителей:
, (14.7)
где - коэффициент промерзания для вертикальных заземлителей
6 Произвести проверку заземляющего устройства на термическую стойкость по условию:
Согласно ПУЭ минимальное сечение горизонтальной стальной полосы заземляющего устройства по условию коррозийной стойкости должно быть не менее 48 мм2 , мм2;
, (14.9)
Принимаю сечение стальной полосы 18х4=72 мм2
7 Определить общее сопротивление сложного заземлителя:
, Ом (14.10)
где - эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом×м, определяется по таблице 14.2
7.1 Определить эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом*м
, (h1 –t)/lв=(5,5-0,5)/10=0,5 ,
7.2 Преобразовать действительный план заземляющего устройства в расчетную квадратную модель со стороной:
, м (14.11)
7.3 Определить число ячеек по стороне квадрата:
(14.12)
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
ПР.14.140206.4-07.05
;
принимаю 10 ячеек.
7.4 Определить длину полос в расчетной модели:
, м (14.13)
7.5 Определить длину стороны ячейки:
, м (14.14)
7.6 Определить число вертикальных заземлителей по периметру контура:
при
, (14.15)
7.7 Определить общую длину вертикальных заземлителей:
, м (14.16)
7.8 Определить относительную глубину вертикальных заземлителей
(14.17)
Если , то ; (14.18)
Подставляем полученные данные в формулу 14.10
Проверить выполнение условия:
Расчет по допустимому сопротивлению приводит к неоправданному перерасходу проводникового материала. Опыт эксплуатации РУ-220 кВ и выше позволяет перейти к нормированию напряжения прикосновения.
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
ПР.14.140206.4-07.05
8 Определить напряжение прикосновения:
, В (14.19)
где - коэффициент напряжения прикосновения:
8.1 Определить коэффициент напряжения прикосновения
(14.20)
M – параметр, зависящий от отношения [3, т.14.3]
- коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока от ступней :
(14.21)
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: