Расчет заземляющих устройств на трансформаторных

2.7 Расчет заземляющих устройств на трансформаторных

подстанциях 10/0,4кВ

В проекте принята одна трансформаторная подстанция (КТП 1) мощностью 160 кВ×А.

Согласно ПУЭ п.1.7.62 сопротивление заземляющих устройств нейтрали со стороны 0,4 кВ для подстанций такой мощности допускается не более 4 Ом.

При общей длине воздушных линий 10 кВ ( l_В) электрически связанных между собой (30 км в данном проекте см. исходные данные), емкостной ток замыкания на землю может быть определен по следующей формуле

, (27)

где U – междуфазное напряжение сети, кВ.

Сопротивление заземляющих устройств должно удовлетворять следующему условию

, (28)

 Где в качестве U_Р  принимается 125 В, если заземляющее устройство используется одновременно до и выше 1000 В. Сопротивление этих сетей должно быть не более 4 ом.

Для сети 10 кВ, питающей садоводство “Лес” емкостной ток определяется по формуле 20

 0.9 А

Следовательно сопротивление по условию 21 должно быть не более

138 Ом

Поскольку полученный результат больше допустимой величины (4 ом), то в качестве расчетного принимаем окончательно сопротивление 4 Ом.

В связи с тем, что естественные заземлители в местах расположения подстанции отсутствуют, расчетное сопротивление искусственного заземлителя так – же составляет 4 Ом ( сопротивление заземляющего выпуска из опоры ). Грунт в садоводстве согласно исходным данным суглинок, следовательно, его удельное сопротивление r по [5] составляет 200 Ом × м.

Предлагается сооружение заземлителя с расположением вертикальных электродов в виде трех лучей, направленных вдоль ВЛ 0,4 кВ. Материал, круглая сталь диаметром 20 мм, верхние концы вертикальных стержней погружены в землю на глубину 0,7 м, приварены к горизонтальным электродам из той же стали.

Расчетные удельные сопротивления грунта с учетом повышающих коэффициентов (2,2 для горизонтальных электродов и 1,5 для вертикальных [5]) составляют

r_расч.г = 2,2 × 200 = 440 Ом × м

r_расч.в = 1,5 × 200 = 300 Ом × м

Определяем сопротивление растекания одного вертикального электрода диаметром20 мм и длиной 2 м при погружении ниже уровня земли на 0,7 м определяется по следующей формуле

, (29)

где t – расстояние от уровня земли до середины электрода для нашего случая t = 1,7 м при наших условиях

 Ом

Приняв расстояние между электродами 5 м и считая, что электродов в каждом луче в один ряд, не более 6 штук находим из [6] коэффициент использования вертикальных электродов К_ИВ = 0,8.

Определяем примерное число вертикальных заземлителей по следующей формуле

 (30)

Коэффициент использования горизонтальных электродов находим из [6]

К_ИГ = 0,86.сопротивление растекания одного горизонтального электрода определяется по следующей формуле

, (31)

где t – расстояние от электродов до поверхности земли, м;

l_Г  -общая длина горизонтальной части заземляющего устройства.

Уточняем величину сопротивления растекания, которую должен иметь вертикальный электрод

Уточняем число вертикальных электродов

Окончательно принимаем 16 вертикальных электродов, при этом сопротивление заземляющего устройства 3,7 Ом < 4 Ом это означает, что выбранное заземляющее устройство удовлетворяет требованию, изложенному в пункте 1.7.62 ПУЭ.

Заземляющее устройство соединяем сваркой с заземляющим выпуском опоры, что еще более понижает общее сопротивление растекания.

3 Экономическая часть

3.1 Технико-экономическое сравнение вариантов

Технико-экономическое сравнение в данном проекте предусматривается для двух вариантов электроснабжения садоводства. Первый вариант предусматривает электроснабжение от двух ТП, а второй вариант предусматривает электроснабжение от одной ТП. Эти два варианта необходимо сравнить по приведённым затратам.

Капитальные затраты рассчитываются для каждого варианта отдельно и определяются по следующей формуле

К_i= K_ТПi + K_Лi, (32)

Где К_ТПi– стоимость трансформаторной подстанции и её монтажа из [ ], руб;

 К_Лi– стоимость воздушной линии 0,38 кВ, справочная величина взятая из [ ], руб.

К₁ = 148000 + 515685 = 663685 руб.

К₂ = 8400 + 541260 = 625260 руб.

Расходы на электроэнергию определяются для каждого варианта отдельно по следующей формуле

С_Эi = А×W , (33)

где А – потери мощности воздушной линии трансформатора кВт/год;

W – стоимость электроэнергии составляет 0,27 руб/кВт×ч.

Потери мощности включают в себя потери в ВЛ и потери мощности в трансформаторе и определяются по следующей формуле

А = DР_с + DР_хх + DР_кз ,  (34)

где DР_с – потери мощности в сетях ВЛ, кВт;

DР_хх­ – потери мощности в трансформаторе при холостом ходе, кВт;

DР_кз – потери мощности в трансформаторе при коротком замыкании, кВт.

А₁ = (6,469 + 1927,2 + 2600)×2 = 9060 кВт×ч

А₂ = 9,857 + 3591 + 6110 =9711 кВт×ч

Расход на электроэнергию определяется по формуле 20

 С_Э1 = 9060 × 0,27 =2446 руб/год

С_Э2 = 9711× 0,27 = 2621 руб/год

 Эксплуатационные расходы для каждого варианта отдельно определяются по следующей формуле

С_i = С_Эi + C_Тоi+ С_Рi, (35)

где C_Тоi – стоимость технического обслуживания составляет 5% от К_i;

С_Рi – стоимость ремонта составляет 2% от К_i .

С₁ = 2446 + 33184 + 13273 = 48903 руб/год

С₂ = 2621 + 31263 + 12505 = 46389 руб/год

Приведённые затраты для каждого из вариантов определяются следующим образом

З_i = C_i+ E_н × К_i , (36)

где Е_н –

З₁ = 48903 + 0,15 × 663685 = 148445 руб/год

З₂ = 46389 + 0,15 × 625260 = 140781руб/год

Годовая экономическая эффективность определяется следующим образом

Э_г = З₁ – З₂ , (37)

 Э_г = 148455 – 140781 = 7674руб/год

Исходя из результатов расчетов мы видим что по приведенным затратам в данном технико – экономическом сравнении целесообразно принять второй вариант по которому электроснабжение предусматривается от одной ТП.