Библиографическое описание:Анализ и совершенствование методов расчёта сопротивлений заземляющих устройств подстанций : научное издание / А. В. Ляхомский [и др.]. - Текст : непосредственный // iPolytech Journal. - 2023. - Т.27, №1. - С. 94-108. - ISSN 2782-4004. - ISSN 2782-6341, DOI 10.21285/1814-3520-2023-1-94-108.
Аннотация:Цель - эффективность функционирования систем энергоснабжения промышленных предприятий обусловлена, наряду с другими аспектами, надежной работоспособностью системы заземления. Безопасная эксплуатационная пригодность систем заземления в значительной степени зависит от целостности и сопротивления цепи заземления. Большой вклад в сопротивление цепи заземления вносят заземляющие устройства, к сопротивлению которых предъявляются определенные требования Правил устройства электроустановок. В процессе эксплуатации систем заземления сопротивление заземляющих устройств возрастает по сравнению с расчетными значениями, что снижает эффективность их работы. В этой связи является актуальным выполнение анализа и совершенствование методов расчета сопротивлений заземляющих устройств подстанций с учетом факторов эксплуатации. Проведен анализ и уточнены результаты расчета сопротивления заземляющих устройств подстанций в зависимости от показателей их функционирования. Для оценки сопротивления заземляющего устройства подстанций использовались расчетные и инструментальные методы. В качестве расчетных рассматривались следующие методы: коэффициентов использования, обобщенных параметров и наведенных потенциалов. Проведенные экспериментальные измерения сопротивления заземляющих устройств подстанций по методу «амперметравольтметра» показали, что относительная погрешность рассмотренных расчетных методов может достигать 48, 46,7 и 28,6%. Для повышения точности расчета сопротивления заземляющих устройств по методу наведенных потенциалов предложено использовать коэффициент эксплуатации заземляющего устройства. Он учитывает влияние срока эксплуатации, периодичность проверки заземляющего устройства подстанции, качество монтажных работ при сооружении заземляющего устройства, грозовую активность в районе расположения подстанции и величину тока однофазного короткого замыкания в сетях напряжением 110кВ и выше. Практика применения коэффициента эксплуатации в расчетах сопротивления заземляющих устройств по методу наведенных потенциалов позволила повысить точность расчетов - относительная погрешность не превысила 3%, что соответствует требованиям нормативно-технической документации Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы России.
In this study, we analyze the results of calculating the resistance of substation earthing equipment taking operational factors into account. The resistance of a substation earthing system was estimated using both calculation (methods of equipment operating factors, generalized parameters and induced potentials) and instrumental (ammeter-voltmeter) methods. During operation, the resistance of the studied earthing system was found to increase in comparison with the rated values, thus reducing its overall efficiency. The resistance of substation earthing equipment measured experimentally by the ammeter-voltmeter method showed the relative error of the considered calculation methods to reach 48, 46.7 and 28.6%, respectively. With the purpose of increasing the calculation accuracy of earthing equipment resistance by the method of induced potentials, it was proposed to use an operating factor. Thus, during the substation operation period of 10, 10-20 and over 20 years, the resistance of the earthing system increases by 1.02-1.1 times due to corrosion. It was shown that the installation procedure and maintenance checks (conducted at least every six years) increase the resistance of earthing systems by 1.02 and 1.05 times, respectively. Lightning discharges and short-circuit currents affect the corrosion rate of earthing systems, thereby increasing their resistance by 1.01-1.03 and 1.03-1.05 times, respectively. Therefore, the operating factor value may range from 1.115 to 1.274. The use of the operating factor in calculating the resistance of an earthing system by the induced potentials method increased the overall calculation accuracy, with the relative error not exceeding 3%. This corresponds to the normative and technical requirements stipulated by the Federal Grid Company of the Unified Energy System of Russia.
