К вопросу проектирования заземляющих устройств подстанций 330(220) кВ для обеспечения электромагнитной совместимости вторичных цепей

Abstract

Цель. Целью статьи является разработка основных положений методики проектирования конструктивного выполнения заземляющего устройства подстанций с открытыми распределительными устройствами 330(220) кВ, которая направлена на обеспечение электромагнитной совместимости вторичных цепей трансформаторов тока. Методика. Для проведения исследований использовались положения теории планирования экспериментов, теория электрических цепей, математическое моделирование в пакете Grounding 1.0 и Microsoft Excel. Результаты. В ходе проведения однофакторных экспериментов получены зависимости сопротивления заземляющего устройства и напряжения между расчётными точками от площади заземляющего устройства, размера ячейки сетки, периметра поперечного сечения заземлителей, эквивалентного удельного сопротивления грунта, тока короткого замыкания и конструктивного коэффициента. Показано, что сопротивление заземляющего устройства и напряжение между расчётными точками практически не зависят от глубины расположения горизонтальных заземлителей в диапазоне глубин от 0,4 м до 1,4 м. Научная новизна. В работе сформулированы три критерия проектирования заземляющих устройств подстанций 330(220) кВ, направленные на обеспечение электромагнитной совместимости вторичных цепей. Практическое значение. Сформулированы положения методики проектирования заземляющего устройства по критерию предотвращения ложного срабатывания релейных защит в аварийных режимах

Мета. Метою статті є розробка основних положень методики проектування конструктивного виконання заземлювального пристрою підстанцій з відкритими розподільними пристроями 330 (220) кВ, яка спрямована на забезпечення електромагнітної сумісності вторинних кіл трансформаторів струму. Методика. Для проведення досліджень використовувалися положення теорії планування експериментів, теорія електричних кіл, математичне моделювання в пакеті Grounding 1.0 і Microsoft Excel. Результати. В ході проведення однофакторних експериментів отримані залежності опору заземлювального пристрою і напруги між розрахунковими точками від площі заземлюючих пристроїв, розміру чарунки сітки, периметра поперечного перерізу заземлювачів, еквівалентного питомого опору ґрунту, струму короткого замикання і конструктивного коефіцієнта. Показано, що опір заземлювального пристрою і напруга між розрахунковими точками практично не залежать від глибини розташування горизонтальних заземлювачів в діапазоні глибин від 0,4 м до 1,4 м. Наукова новизна. У роботі сформульовано три критерії проектування заземлюючих пристроїв підстанцій 330 (220) кВ, спрямовані на забезпечення електромагнітної сумісності вторинних кіл. Практичне значення. Сформульовано положення методики проектування заземлювального пристрою за критерієм запобігання помилкового спрацьовування релейних захистів в аварійних режимах.

Purpose. The purpose of the work is to develop the fundamentals of the design methodology of grounding system design of substations with open switchgears 330 (220) kV, which is aimed at ensuring electromagnetic compatibility of secondary circuits of current transformers. Methodology. To carry out the research, the provisions of the theory of experiment planning, the theory of electrical circuits, mathematical modeling in the package Grounding 1.0 and Microsoft Excel were used. Results. During the one-factor experiments, the dependencies of the grounding system resistance and the voltage between the calculated points on the grounding system area, the size of the grid cell, the perimeter of the grounding system horizontal electrodes cross-section, the equivalent soil resistivity, the short-circuit current and the design factor were obtained. It is shown that the grounding system resistance and the voltage between the calculated points are practically independent of the depth of the horizontal electrodes in the depth range from 0.4 m to 1.4 m. Originality. The paper formulated three criteria for grounding system designing of substations 330 (220) kV, aimed at ensuring electromagnetic compatibility of secondary circuits. Practical value. The fundamentals of the methodology for grounding system designing are formulated according to the criterion of preventing false triggering of relay protections in emergency modes.