변전소 그리드의 접지/접지 시스템 설계

변전소 그리드의 접지/접지 시스템 설계

변전소 접지 그리드 소개

고전압 및 중전압에서 ^[1] 공기 절연 변전소 (AIS ) 전자기장 , 나선 케이블과 도체의 정전기 및 대기 조건에 의한 정전기 (급증 ), 유도 전압 활성이 없는 부분에서 잠재적 차이를 만드는 설치 금속 부품과 접지 사이 및 접지의 다른 지점 사이 .

설치의 전기가 통하는 부분과 통하지 않는 부분 사이에 결함이 있는 경우 유사한 상황이 발생할 수 있습니다. , 예를 들어 위상 대 접지 단락에서 .

이러한 잠재적 차이점 잠재력에 근원을 부여하다 및 터치 가능성 또는 둘의 조합 , 이는 인체를 통한 전류 순환으로 이어질 수 있습니다. , 위험한 사람들에게.

터치 전압(E _t ) 고장전류가 흐를 때 손으로 만질 수 있는 접지된 금속 구조물과 접지면 사이에 존재하는 최대 전위차로 정의할 수 있습니다.

금속 구조와 지상 지점 사이의 거리를 1m로 고려하는 것이 일반적입니다.

스텝 전압(E_s ) 고장 전류가 흐를 때 발 사이에 존재하는 최대 전위차로 정의됩니다.

일반적으로 발 사이의 거리는 1m입니다.

스텝 전압의 특정 경우 전송된 전압(E_trrd ) :변전소 부지 외부의 원격 지점에서 변전소 안팎으로 전압이 전달되는 곳입니다.

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다른 개념은 :

• 지상 잠재력 상승(GPR ): 변전소 접지 그리드가 원격 접지의 전위에 있다고 가정되는 먼 접지 지점과 관련하여 얻을 수 있는 최대 전위. 이 전압 GPR은 최대 그리드 전류에 그리드 저항을 곱한 값과 같습니다.
• 메시 전압(E_m ): 접지 그리드 메시 내의 최대 터치 전압입니다.
• 금속 대 금속 접촉 전압(E_mm ): 손에서 손으로 또는 발에서 직접 접촉하여 연결될 수 있는 변전소 부지 내의 금속 물체 또는 구조물 간의 전위차.

그림 1의 다이어그램은 위에서 언급한 현상을 보여줍니다. .

그림 1 - 터치, 스텝 및 전송된 전압

최소화하기 위해 허용되는 값 인체를 통한 전류 , 전기 안전 보장 시설 내부 또는 근처에서 일하는 사람들 또한 타사 장비와의 궁극적인 전기적 간섭을 제한합니다. , AIS 접지가 제공되어야 합니다. (또는 접지 ) 시스템 , 설치의 모든 금속이 아닌 전기 부품을 연결해야 함 금속 구조물, 접지 스위치, 서지 피뢰기, 배전반 및 모터의 인클로저, 변압기 레일 및 금속 울타리 .

접지는 전력 시스템 과전압 및 오류 전류 수준에 영향을 미치기 때문에 , 및 보호 시스템의 정의, 접지 시스템은 보호 계전기 및 서지 피뢰기와 같은 보호 장치가 제대로 작동하도록 설계해야 합니다. .

접지 시스템의 설계 및 구성은 시스템이 예상 설치 수명 동안 작동하도록 보장해야 하며 따라서 향후 추가 사항 및 최종 구성을 위한 최대 오류 전류를 고려해야 합니다.

접지 시스템 매장된 구리 케이블의 메쉬로 만들어집니다. , 추가 접지봉 포함 , 계산되어야 하며 IEEE 표준을 사용하는 것이 좋습니다. 80-2000 .

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변전소 그리드 접지 시스템 설계를 위한 중요 공식

단면 매립된 케이블 상-접지 단락 전류의 값에 따라 계산해야 합니다. , 그러나 3상 단락 전류를 사용하는 것이 일반적입니다. 이 목적을 위해.

이 계산에는 다음 공식을 사용해야 합니다. :위치:

• 나"_K1 위상 대 접지 단락 전류 [A ]
• t_s 오류의 지속 시간 [ ]
• Δθ 최대 허용 온도 상승 [°C ] – 베어 구리의 경우 Δθ =150°C

참조된 IEEE 표준에 따름 최대 허용 스텝 및 터치 전위 및 인체를 통한 최대 허용 전류 (나는_hb ) 및 저항 어스 그리드 (R_g )는 다음 공식으로 계산됩니다.

허용 가능한 최대 걸음 수

허용 가능한 최대 터치 가능성

인체를 통과하는 최대 허용 전류

어스 그리드의 저항

위치:

• C 는 표층 경감 계수이며 다음 공식으로 계산됩니다.
• t_s 오류의 지속 시간 [ ]
• ρ _s 는 표면 재료 저항 [Ω.입니다. m ] – 습식 분쇄된 암석/자갈의 일반적인 값: 2,500 Ω .m
• ρ 는 표면 물질 아래의 대지 저항 [Ω .m ]
• h_s 표면 재료의 두께 [m ]
• A 그라운드 그리드가 차지하는 면적 [m ² ]
• l_T 접지봉을 포함한 도체의 총 매장 길이 [m ]

보호 표면층이 사용되지 않으면 C =1 및 ρ = ρ

이러한 계산은 일반적으로 특정 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다. .

변전소 접지 그리드

그림 2는 지구 그리드의 예를 보여줍니다.

그림 2 – 지구 그리드

지구 그리드 연결의 연결에 가장 적합한 방법은 :

a.) 발열 용접

그림 3 – 발열 용접

발열 용접 지휘자의 영구 연결 프로세스입니다. 용융 금속 및 금형을 사용하는 , 화학 반응을 기반으로 함 금속 산화물 사이 (지휘자 ) 및 발화된 알루미늄 분말 , 연료 역할 , 열 에너지 방출 포함 . 이 화학 반응 불꽃 구성입니다. 테르밋으로 알려진 .

각 금형으로 수행된 발열 용접 횟수가 제조업체의 표시를 초과하지 않도록 해야 합니다.

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b .) C 커넥터 :

유압 압착 도구 및 매트릭스 사용 커넥터의 크기에 적합한 크기로 .

그림 4 - C 커넥터 및 압착 도구

컨트롤 상자에 가깝습니다. 회로 차단기, 스위치 및 절연기 금속 등전위 매트를 설치해야 합니다. , 지구 시스템에 연결됨 , 그림 5에 표시된 것과 유사합니다.

그림 5 - 금속 등전위 매트

알아두면 좋은 정보:

[1] U_n이 됨 네트워크의 정격 전압:HV – U_n ≥ 60kV; MV – 1kV n ≤ 49.5kV .

저자 소개:Manuel Bolotinha

-전기 공학 학위 – 에너지 및 전력 시스템(1974 – Instituto Superior Técnico/University of Lisbon)
– 전기 및 컴퓨터 공학 석사 학위(2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
– 변전소 및 전력 시스템의 수석 컨설턴트; 전문 강사