Министерство образования и науки Российской Федерации
ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электроснабжения
ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ
Методические указания к лабораторному практикуму
Факультет электроэнергетический,Ф ЗДО
Специальность 140211 “Электроснабжение”
Направление 140400 “Электроэнергетика и электротехника. Профиль – Электроснабжение”
Вологда
ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ: методические указания к лабораторному практикумудля студентов специальности 140211 И НАПРАВЛЕНИЯ 140400 дневной и заочной форм обучения. – Вологда: ВоГТУ,2011.-20с.
В методических указаниях излагаются нормативные требования к заземляющим устройствам электроустановок, станций и подстанций. А так же методика автоматизированного (компьютерного) проектирования и проектирования по инженерной методике заземляющего устройства подстанции.
Утверждено редакционно- издательским советом ВоГТУ
Составители:
Ананьев В.П., канд. техн. наук, доцент,.
Рецензент: Немировский А.Е., доктор технических наук,
профессор, зав.каф. “Электрооборудование”
Подписано в печать Усл.печ. Тираж
Печать офсетная. Бумага офисная. Заказ
Отпечатано: РИО ВоГТУ, г. Вологда, ул.Ленина,15.
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторная работа посвящена закреплению знаний по разделам “Режимы электрической нейтрали в электроустановках и Молниезащита станций и подстанций” лекционного курса “ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ”.
Целью и названием работы является изучение и освоение компьютерной и инженерной методик проектирования заземляющего устройства подстанции. Получение навыков выбора типа подстанции, основного электрооборудования, схемы распределительных устройств, размеров заземляющего контура. Выбор и обоснование режима нейтрали, требуемого согласно ПУЭ сопротивления заземляющего устройства.
НОРМАТИВНАЯ ЧАСТЬ
Основные понятия и определения
Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. [1] п.1.7.28.
Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности. [1].п. 1.7.29.
Работа электрических сетей напряжением 2-35кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.
Работа электрических сетей напряжением 110кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью.
Электрические сети напряжением 220кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.[1] п. 1.2.16.
Искусственный заземлитель – заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.[12] п.1.7.16.
Естественный заземлитель – сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемую для целей заземления.[1] п.1.7.17.
Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к их сопротивлению либо к напряжению прикосновения, а также с соблюдением требований к конструктивному выполнению.[1] п.1.7.88.
Для исключения электрической связи внешней ограды с заземляющим устройством расстояние от ограды до элементов заземляющего устройства, расположенных вдоль нее с внутренней, внешней или с обеих сторон, должно быть не менее 2м.[1] п.1.7.93.
Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом с учетом сопротивления естественных и искусственных заземлителей. [1] п.1.7.90.
Горизонтальные заземлители следует прокладывать по краю территории, занимаемой заземляющим устройством так, чтобы они в совокупности образовывали замкнутый контур на глубине 0,5 – 0,7 м. Вертикальные заземлители должны быть длиной 3 – 5м. [1] п.1.7.90.
Считается, что сопротивления естественных и искусственных заземлителей взаимодействуют параллельно.
Если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок до 1кВ и выше 1кВ то при выборе его сопротивления должны учитываться тебования для обоих диапазонов напряжения с учетом режима электрической нейтрали.
Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.
Искусственные заземлители не должны иметь окраски.
Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4. [1] п.1.7.111.
1. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
a) Определим необходимое сопротивление искусственного заземлителя с учетом использования естественных заземлителей.
,
Где 
- сопротивление искусственного заземлителя, Ом;
- сопротивление естественного заземлителя, Ом;
-сопротивление заземляющего устройства требуемого согласно ПУЭ, Ом.
b) Определим расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов[2]:
= 
ln 
, Ом,
Где 
- удельное спротивление грунта, Ом/м;
l – длина горизонтальных стержней (периметр контура), м;
h – глубина залегания горизонтальных электродов (контура), м.
Если > 
, то необходимо применение вертикальных электродов.
c) Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа определяем по выражению из [2]:
= 
, Ом,
Где l – длина вертикального электрода, м;
t-расстояние от поверхности земли до центра вертикального электрода, м;
d- диаметр вертикального электрода, м.
d) Для дальнейшего проектирования необходимо предварительно задаться числом вертикальных электродов. Этот параметр выбирается либо произвольно, либо из компьютерной методики.
Далее определяется расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов с учетом влияния вертикальных электродов:
= 
,
Где 
- коэффициент использования горизонтальных электродов.
находят из табл. 8.7 [3], рассчитав предварительно отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине.
Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов;
= 
.
Определяем коэффициент использования вертикальных электродов из табл. 8.5 [3] - 
.
Находим число вертикальных электродов:
.
На этом шаге инженерной методики необходимо сделать итерацию т.е
вернуться к п.d. и повторить расчет необходимое число раз до получения устойчивого решения.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
