Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная" (стр. 12 из 14)
b/ - общая ширина контура с установленными через каждые 5 метров вертикальными заземлителями.
Принимаются следующие значения необходимых параметров для дальнйшего расчета:
Удельное сопротивление грунта из глины
(выбирается по таблице (8.1 /17/);Сопротивление заземляющего устройства трансформатора:
Сопротивление естесственного заземлителя трансформатора:
Сопротвление металлической оболочки кабеля:
Коэффициент горизонтальной полосы:
Коэффициент вертикальной полосы:
Уголок принимается равным b = 5 см.
Сопротивление естесственного заземлителя определится по следующему выражению:
, (12.3) 
Сопротивление искусственного заземлителя определится по следующему выражению:
, (12.4) 
Удельное расчетное сопротивление горизонтальной полосы определится:
, (12.5) 
Удельное расчетное сопротивление вертикальной полосы определится:
(12.6) 
Сопротивление одного стержня определится по выражению:
(12.7)где t = 3,2 м - глубина заложения.
Количество вертикальных стержней определится:
(12.8)где
= 0,41 - коэффициент использования вертикальных электродов,характеризующий степень использования его поверхности из-
за экранирующего влияния соседних электродов.
Принимается целое число nВЕРТ = 73 шт.
Сопротивление заземляющей полосы определится по выражению:
(12.9)где b = 0,05 м - ширина полосового заземлителя;
Окончательное сопротивление горизонтальной полосы в контуре определится:
(12.10)где
= 0,2 - коэффициент использования горизонтальных электродов, характеризующий степень использования его поверхности из-за экранирующего влияния соседних электродов. 
Окончательное сопротивление вертикальных электродов определится:
, (12.11) 
Количество вертикальных электродов по уточненному сопротивлению определится:
, (12.12) 
т.к
окончательно принимается число вертикальных электродов nВЕРТ = 66 шт.Вывод: Сетка по территории идет в запас.
Сопротивление заземлителя определится по выражению:
, (12.13) 
Данное значение сопротивления заземлителя соответствует ПУЭ.
Внутреннюю сеть заземления выполняют в виде магистралей заземления, проложенных во всех помещениях электроустановки. С заземлителями внутреннюю сеть соединяют в нескольких местах. Выполняют сеть заземления стальными полосами сечением не менее 24 мм2, при толщине не менее 3 мм. Все соединения заземляющих проводников между собой и с заземлителем выполняют сваркой.
Каждый заземляющий элемент установки присоединяют к заземлителю при помо-щи отдельного ответвления.
К кожухам электрооборудования заземляющие проводники присоединяют при по-мощи болтов или сварки.
Открыто проложенные заземляющие проводники окрашивают в фиолетовый цвет.
Для снижения напряжения прикосновения у рабочих мест может быть выполнена подсыпка щебня слоем толщиной 0,1- 0,2 м.
12.2 Расчёт молниезащиты
Главная понизительная подстанция 110/10 кВ защищается четырьмя стержневыми молниеотводами, установленными на концевых опорах. Защита изоляции электрооборудования 110 кВ, и 10 кВ подстанции от волн грозовых перенапряжений, набегающих с воздушных линий, обеспечиваются ограничителями перенапряжения типа ОПН-110У1 и вентильными разрядниками типа РВС-10У1, а также наличием грозозащитного троса воздушной линии 110 кВ по всей длине и на заходах.
Заход ВЛ 110 кВ на портал и приёмные устройства подстанции выполняется раздельно на одноцепных опорах.
Защита изоляции от обратных перекрытий осуществляется путём заземления опор.
Трос на приёмное устройство подстанции не заводится. Участки концевая опора - приёмное устройство защищаются двумя стержневыми молниеотводами, установленными на концевых опорах ВЛ 110 кВ и два отдельно стоящих молниеотвода защищают ЗРУ 10 кВ.
М1 -молниеотвод на концевой опоре воздушной линии 110 кВ с одной стороны.
М2 -молниеотвод на концевой опоре воздушной линии 110 кВ с другой стороны.
М3 -отдельно стоящий молниеотвод за силовым трансформатором возле ЗРУ с одной стороны.
М4 -отдельно стоящий молниеотвод за силовым трансформатором возле ЗРУ с другой стороны.
Расчетная высота молниеотводов М1 и М2 определится согласно выражению:
(12.14)где hX = 11 м - высота концевой опоры, на которую ставится штырь;
hA= 8 м - высота штыря.
Верхняя граница зоны защиты представляет собой дугу окружности радиуса R, соединяющую вершины молниеотводов и точку, расположенную на перпендикуляре, восстановленном из середины расстояния между молниеотводами на высоте h0, которая определится исходя из выражения:
(12.15)где a - расстояние между молниеотводами, м;
rX - радиус зоны защиты молниеотвода, м.
Радиус зоны защиты молниеотвода определится:
, (12.16) 
, 
Необходимо чтобы выполнялось условие: h0 > hX. Данное условие 15,7 м > 11 м - выполняется.
Значение h0 определится исходя из необходимой (требуемой) ширины зоны защиты bХ, которая, в свою очередь, определяется высотой защищаемого сооружения и его размерами в плоскости, перпендикулярной оси молниеотводов:
, (12.17) 
Для отдельно стоящих молниеотводов расчет производится по аналогии с предыдущим.
Расчетная высота отдельно стоящих молниеотводов М3 и М4 определится:
Радиус зоны защиты молниеотвода определится:
, 
Условие 23,3 м > 11 м - выполняется.
Условие защиты всей площади для молниеотводов высотой менее 30 м:
т к. 
, то условие 
- выполняется.Так как условие выполняется, то защищаемый объект полностью находится в зоне защиты молниеотводов.
12.3 Функции заземления
Заземление какой-либо части электрической установки - это преднамеренное соединение её с заземляющим устройством с целью сохранения на ней достаточно низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы или её элементов в выбранном режиме.