Для строящейся понижающей трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ необходимо спроектировать заземляющее устройство. На подстанции будут установлены два трехфазных трансформатора, работающих параллельно при изолированных нейтралях со стороны высшего напряжения и глухозаземленных нейтралях со стороны 0,4 кВ. Сопротивление естественного заземлителя принять 15 Ом. В качестве искусственных заземлителей применить:
– вертикального, стержни длиной Lв = 3 м, диаметром d = 16 мм;
– горизонтального, стальную полосу сечением 4×20 мм2, при глубине заложения t0=0,7 м.
Расчет выполнить методом коэффициента использования по допустимому сопротивлению. Земля однородная.
Исходные данные
Вариант Lкл, км Lвл, км Вид грунта Климатическая зона
9 6 21 Чернозем 4
Решение
Расчетный ток замыкания на землю определяется по выражению:
Iз=Uл350(35∙lкл+lвл),
где Uл – линейное напряжение сети;
lкл – длина кабельной линии электрически связанной с воздушной линией;
lвл – длина воздушной линии электрически связанной с кабельной линией.
Iз=1035035∙6+21=6,6 А.
Требуемое сопротивление заземлителя:
Rз=125Iз,
где Iз – ток замыкания на землю, А.
Rз=1256,6=18,9 Ом.
Расчетное удельное сопротивление грунта, в котором будут, располагаться электроды заземления определяется по формуле:
ρрасч=ρ∙k,
где ρ – удельное сопротивление грунта (таблица 1.1 МУ);
k – сезонный повышающий коэффициент (таблица 1.2 МУ).
ρрасч=30∙1,1=33 Ом∙м
Определим сопротивление растеканию тока с одного заземлителя R1=Rв в зависимости от типа заземлителя
. Для трубчатого или стержневого в земле сопротивление растеканию тока с одного заземлителя определяется по формуле:
Rв=ρрасч2πLв (ln2Lвd+0,5ln4t+Lв4t-Lв),
где Lв – длина вертикального электрода, м;
t – расстояние от поверхности земли до середины электрода, м;
d – диметр вертикального электрода, м.
Rв=332∙3,14∙3 ln2∙30,016+0,5ln4∙2,2+34∙2,2-3=11 Ом
Определяется требуемое сопротивление искусственного заземляющего устройства по формуле:
Rизу=Rе∙RзRе+Rз ,
где Rе – сопротивление естественного заземлителя, Ом.
Rизу=15∙18,915+18,9=8,36 Ом ,
Определяется расстояние между вертикальными заземлителями
а = 2Lв , принимается а =1 ÷ 3Lв .
а = 2·3=6 м
Предварительно рассчитывается необходимое количество вертикальных заземлителей по формуле:
n=Lга ,
где Lг – длина горизонтального заземлителя, м.
n=586≈10,
Определяется сопротивление растеканию тока с горизонтального заземлителя, при типе горизонтального заземлителя протяженного в земле (труба, стержень, кабель) по формуле:
Rг=ρрасч2πLгln2Lг20,5b∙t0,
где Lг – длина горизонтального заземлителя, м;
b – ширина полосы, м;
t0 – глубина заложения горизонтального заземлителя, м.
Rг=332∙3,14∙58ln2∙5820,5∙0,02∙0,7=1,25 Ом,
Определяется сопротивление растеканию тока искусственных заземлителей:
Ru/=Rв∙RгRв∙ηг+Rг∙ηв∙n ,
где ηг – коэффициент использования горизонтального электрода с учетом вертикальных электродов (таблица 1.3 – 1.4);
ηв – коэффициент использования вертикальных электродов (таблица 1.5 МУ).
Ru/=11∙1,2511∙0,4+1,25∙068∙10=1,07 Ом
Общее сопротивление заземляющего устройства определяется по формуле:
Rзу=Rе∙Ru/Rе-Ru/ ,
Rзу=15∙1,0715+1,07=0,99 Ом ,
Полученное сопротивление искусственных электродов не должно превышать требуемое сопротивление.
Ru/< Rизу
1,07< 8,36 условие выполняется
Приведем схему спроектированного заземляющего устройства.
Рис
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
