Проектировка понизительной подстанции 110/10 кВ, основным потребителем которой является КНС-12, страница 17

В целях выравнивания электрического потенциала и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории занятой оборудованием предусматриваем прокладку продольных и поперечных горизонтальных заземлителей с объединением их в заземляющую сетку. При этом в соответствии с требованиями ПУЭ прокладку продольных заземлителей предусматриваем на глубине 0,7 м и на расстоянии 1 м от фундаментов оборудования. Прокладку поперечных заземлителей предусматриваем на глубине 0,7 м, при этом расстояние между ними принимаем увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. По контуру заземляющей сетки предусматриваем равномерно расположенные вертикальные заземлители с глубиной заложения 0,7 м.

Горизонтальные заземлители выполняем из стальных полосовых электродов сечением 4х40 мм, вертикальные заземлители выполняем из стальных стержневых электродов длиной l_в = 5 м и диаметром d = 12 мм.

Схема заземляющего устройства приведена на листе 4 графической части проекта.

По составленной схеме заземляющего устройства определяем суммарную длину горизонтальных заземлителей и количество вертикальных заземлителей:

                                                            

Определим площадь занимаемую искусственным заземлителем:

                                                              

где L_г.п. – длина поперечного горизонтального заземлителя (27,5 м);

L_г.пр. – длина продольного горизонтального заземлителя (30 м).

                                                      

Составим расчётную модель искусственного заземлителя подстанции в виде квадратной сетки площадью S = 825 м² и с тем же, что и в составленной схеме, числом вертикальных электродов. Длина одной стороны расчётной модели определяется по формуле:

                                                                          

                                                        

Определим количество ячеек по одной стороне модели:

                                                                  

                                                     

принимаем m = 6.

Уточняем суммарную длину горизонтальных электродов:

                                                         

                                               

Определим длину стороны ячейки в расчётной модели:

                                                                          

                                                         

Найдём расстояние между вертикальными электродами:

                                                                        

                                                       

Составленная расчётная модель приведена на рис. 11.3.

Определим относительную глубину погружения в землю вертикальных электродов:

                                                              

где t_в – глубина заложения вертикальных заземлителей.

                                                     

Сопротивление растеканию тока сложного заземлителя в виде горизонтальной квадратной сетки с квадратными ячейками одинакового размера и равномерным размещением вертикальных электродов по контуру заземлителя определяется по формуле:

                                                                                                                        

где ρ – удельное электрическое сопротивление грунта (для садовой земли ρ = 50 Ом·м).

Рисунок 11.3 Расчётная модель искусственного заземлителя

Коэффициент А в формуле (11.17) при определяется по формуле:

                                                                                                                         

                                             

Тогда расчётное сопротивление искусственного заземлителя по (11/17):

                          

Определим сопротивление заземлителя с учётом естественных заземлителей:

                                                                

                       

Т.о. заземляющее устройство соответствует требованиям ПУЭ к его сопротивлению.

11.9 Молниезащита подстанции

Согласно ПУЭ открытые РУ и подстанции 20-750 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии (ПУМ), защита от которых осуществляется стержневыми и тросовыми молниеотводами.

Согласно СО 153-34.21.122-2003 подстанция может быть отнесена к специальным объектам, для которых минимально допустимый уровень надёжности защиты от ПУМ устанавливается в пределах 0,9-0,999.

Для проектируемой подстанции примем уровень надёжности защиты от ПУМ равным 0,999.

Молниеприёмники устанавливаем на типовых прожекторных мачтах ПМЖ-16,6, при этом высота молниеотвода будет равной h = 24,3 м.

Зону защиты 4-х стержневых молниеотводов будем определять попарно.

Молниеотвод считается двойным, когда расстояние между стержневыми молниеприёмниками L не превышает значение L_max, которое для уровня надёжности 0,999 определяется по формуле:

                                                              

                                                

Рассчитаем зону защиты между 1-м и 4-м молниеотводами (зона защиты между 2-м и 3-м молниеотводами будет иметь такие же параметры).

Т.к. расстояние между 1-м и 4-м молниеотводами то зону защиты между ними будем рассчитывать как зону защиты двойного стержневого молниеотвода.

Активная высота молниеотвода определяется по формуле:

                                                                   

                                                    

Радиус зоны защиты на уровне земли:

                                                                    

                                                    

Определим расстояние между молниеотводами, при котором зона защиты не имеет провеса:

                                                                 

                                                  

Т.к. расстояние между 1-м и 4-м молниеотводами то зона защиты между ними не будет иметь провеса, т.е.