Провести расчет защитного заземления методом наведенных потенциалов по допустимому сопротивлению для подстанции 220/35 кВ, ток замыкания на землю 4000 А. Дополнительные данные для расчета приведены в таблице 4.
Таблица 4
Параметры условий к задаче 2, соответствующие вариантам
Наименования заданных параметров
Удельное сопротивле- Сопро-
ние, Ом/м
Толщи- Длина тивле-
верти- ние
на верх-
Вариант Площадь кальных
есте-
подстанции,
него электро- ствен-
верхнего нижнего слоя
м2
грунта дов диа- ных за-
слоя слоя грунта, метром земли-
м
12 мм, м телей,
Ом
4 2250 95 60 2,3 2,3 4,8 2,5
Решение
Сопротивление заземлителя растеканию тока Rз согласно требованиям ПУЭ должно быть не более 0,5 Ом.
Сопротивление естественного заземлителя для двух линий Rе=2,5 Ом.
Требуемое сопротивление искусственного заземлителя Rи получим с учётом того, что Rз=0,5 Ом и Rе=2,5 Ом:
Ru=Rе∙RзRе-Rз=2,5 ∙0,52,5 -0,5=0,63 Ом
Составляем предварительную схему заземлителя и наносим ее на план подстанции, приняв контурный тип заземлителя, т.е. в виде сетки из горизонтальных полосовых и вертикальных стержневых (длиной lв=4,8 м) электродов. Вертикальные электроды размещаем по периметру заземлителя.
По предварительной схеме определяем суммарную длину горизонтальных и количество вертикальных электродов: Lг=469 м; n=22 шт.
Составляем расчётную модель заземлителя в виде квадратной сетки площадью S=2250 м2
. Длина одной её стороны будет S= 47(рисунок 1).
Рисунок 2. Расчётная модель
Количество ячеек по одной стороне модели:
m=LГ2∙S-1
m=4692∙47-1=3,99
Принимаем m=4.
Уточняем суммарную длину горизонтальных электродов:
LГ=2∙ (m+1) ∙S
LГ=2∙ (4+1) ∙47=470 м.
Длина стороны ячейки в модели:
b=5m
b=474=11,75 м.
Расстояние между вертикальными электродами:
a=4∙Sn
a=4∙4722=8,5
Суммарная длина вертикальных электродов:
Lв=n∙lв
Lв=22∙4,8=105,6 м.
Относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов:
tотн=lв+tвS
tотн=4,8+0,847=0,12 м.
Относительная длина:
lотн=2,3-24,8=0,06 м.
Расчётное эквивалентное удельное сопротивление грунта ρэ:
ρ=ρ2ρ1ρ2k=2,3602,30,199=4,4 Ом/м.
где где 1 - удельное электрическое сопротивление верхнего слоя земли, Ом·м, принимаем 60 Ом·м;
2 - удельное электрическое сопротивление нижнего слоя, Ом·м, дано в задании 2,3 Ом·м;
k=0,43∙0,1+0,272ln122,34,8=0,199
Следовательно,
ρ=4,4 Ом/м.
Находим коэффициент А:
A=0,444-0,84∙ tотн
A=0,444-0,84∙0,12=0,343
Вычисляем расчётное сопротивление R рассматриваемого искусственного заземлителя:
R=AρS+ρLГ+Lв=0,343∙4,4 47+4,4 469+105,6=0,040 Ом.
Общее сопротивление заземлителя подстанции:
Rε=0,040 ∙2,50,040 +2,5=0,039 Ом.
Определяем потенциал заземляющего устройства в аварийный период:
φ=I∙Rε=4000∙0,039=157,5 В.
Этот потенциал допустим, так как он меньше 10 кВ.
Вывод: таким образом, искусственный заземлитель подстанции должен быть выполнен из горизонтальных пересекающихся полосовых электродов сечением 4×40 мм общей длиной не менее 469 м и вертикальных стержневых в количестве не менее 22 шт
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
