Методические указания к практическим занятиям по курсу "Электрическая часть электрических станций"

Задавшись климатической зоной, по таблице 2 определить толщину верхнего слоя (,м).

Таблица 1 – Удельные сопротивления грунтов

Грунт	Ом.м	Грунт	Ом.м
Песок		Торф
Супесок		Чернозем
Суглинок		Мергель, известняк
Глина		Скалистый грунт
Садовая земля

Таблица 2

Климатическая зона				VI
Толщина слоя сезонных изменений м	2,2	2,0	1,8	1,6

2. Зная   размеры  и  количество   ячеек ОРУ,  определить  его  площадь   (S, м²)   и  периметр (Р, м).

3. Задаться глубиной заложения (t =0,50,8 м), размером и числом электродов и условно (в масштабе) разместить их на площадке ОРУ      (рисунок 3.1). Причем расстояние между горизонтальными полосами должно быть не более 30 м. Вертикальные проводники установить по периметру сетки, расстояние между ними должно находится в пределах от 1   до 4 .

4. Определить общую длину горизонтальных проводников (, м), количество () и полную длину вертикальных электродов (м), среднее расстояние между вертикальными проводниками ().

5.   Сопротивление заземлителя определяется из следующего выражения:

                                                                               (3.1)

где - функция отношения  , а именно

                          при                          (3.2)

                          при                        (3.3)

- эквивалентное удельное среднее сопротивление земли;

                                                                                      (3.4)

где                           при                        (3.5)

                        при                        (3.6)

6. Сопротивление заземляющего устройства, включая естественные заземлители, находится по формуле:

                                                                                           (3.7)

где -сопротивление естественных заземлителей.

Поскольку на сопротивление естественных заземлителей влияют многие факторы, то его величину определяют непосредственно измерением. В расчетах можно приближенно принять  Ом.

7. По таблице 3 определить наибольшее допустимое напряжение прикосновения (, В). За расчетную длительность воздействия принимается   (см. расчет токов к.з.).

Таблица 3

Длительность воздействия, с	до 0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	1-3
Наибольшее допустимое напряжение  прикосновения, В	500	400	200	130	100	65

8.  Напряжение, приложенное к человеку

                                            ,                                        (3.8)

где                                             

                                            ,                                        (3.9)

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

                                                 ,                                           (3.10)

где =1000 Ом – сопротивление тела человека; - сопротивление растеканию тока от ступней; - сопротивление верхнего слоя земли.

Параметр М, зависящий от отношения , определяется по таблице 4.

Таблица 4

	0,5	1	2	3	4	5	6	7	8	10
М	0,36	0,50	0,62	0,69	0,72	0,75	0,77	0,79	0,80	0,82

- начальное значение периодической составляющей тока при однофазном КЗ на ОРУ

Токи однофазного КЗ на землю в эффективно-заземленных сетях соизмеримы с токами трехфазного КЗ и, если не принять специальных мер, они могут при КЗ в некоторых точках сети оказаться выше токов трехфазного КЗ. Для ограничения токов однофазного КЗ в сетях 110-220 кВ заземляют нейтрали не у всех трансформаторов (частичные заземления). Поэтому при расчете заземления условно можно принять . Как показывает практика, в сетях 330 – 500 кВ из-за большой протяженности линии (большое сопротивление) ток однофазного короткого замыкания не превышает ток трехфазного короткого замыкания.

9.  Проверяется условие .

Если условие не выполняется, то необходимо уменьшить расстояние между горизонтальными заземлителями (увеличивается ), увеличить число и длину вертикальных заземлителей.

3.2. Порядок  выполнения расчета контурного заземлителя в многослойной земле.

Приняты следующие допущения:

а) земля, в которой расположен заземлитель, является идеальным полупространством, состоящим из произвольного числа n слоев. Толщина каждого из n-1 слоя конечна. Подстилающий n-й слой имеет неограниченную мощность (). В пределах каждого i-ого слоя удельное сопротивление земли постоянно и равно . Поверхность земли и границы раздела между слоями горизонтальны;

б) сопротивление растеканию рассматриваемого контурного заземлителя с погрешностью, не превышающей 20%, равно сопротивлению растеканию полусферического заземлителя в многослойной земле, в которой поверхности раздела слоев образованы полусферами с радиусами, равными глубинам расположения поверхностей раздела горизонтальных слоев, а удельные сопротивления слоев земли, образованных полусферами, равны удельным сопротивлениям соответствующих горизонтальных слоев земли. Радиус эквивалентного полусферического заземлителя , найденный из условия равенства сопротивления растеканию контурного заземлителя сопротивлению растеканию полусферического заземлителя в однородной земле

                                                                                        (3.11)

определяется выражением   

                                                 .                                         (3.12)

Расчетная  модель  эквивалентного  полусферического  заземлителя  в       n-слойной земле представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Расчетная схема эквивалентного полусферического заземлителя в n-слойной земле

Для рассматриваемых условий сопротивление растеканию сферического заземлителя находится по следующему выражению

                .              (3.13)

Под эквивалентным удельным сопротивлением неоднородной многослойной земли с полусферическими поверхностями раздела  понимают такое удельное сопротивление однородной земли, при котором рассматриваемый полусферический заземлитель будет иметь то же сопротивление растеканию R, определяемое по

                                                                                     (3.14)

где

                 ,                    (3.15)

                                                    .                                             (3.16)

Расчет напряжения, приложенного к человеку, аналогичен расчету, приведенному выше.

Пример расчета заземляющего устройства.

Задание.

Рассчитать заземляющее устройство ОРУ 110 кВ, выполненное по схеме