ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Рассчитать заземляющее устройство отдельно состоящей трансформаторной подстанции с трансформаторными мощностью 630кВ∙А, напряжением 10/0,4кВ, схемами соединений обмоток Д/У_н. Размеры подстанции в плане показаны на рисунке. В подъездной дороге к подстанции на глубине 0,6м уложена водопропускная стальная труба, имеющая сопротивление растеканию тока 25 0м (измерения проводились в сентябре).

Слой земли мощностью 50м – суглинок с удельным сопротивлением =50 Ом ∙м (измерения были проведены также в сентябре) Местность расположения подстанции относится ко II климатической зоне.

1. Сопротивление естественного заземлителя (водопропускной стальной трубы) при наиболее неблагоприятных погодных условиях; так как труба проложена в слое сезонных изменений удельного сопротивления, то

где R_{Е изм} – измеренное сопротивление растеканию тока естественного заземлителя; R_{Е изм}=25 Ом (по заданию);

- коэффициент сезонности; =5 для II климатической зоны для влажных грунтов;

R_Е=25∙5=125 Ом

2. Предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства растекаемого тока по ПЭУ.

Так как заземляющее устройство подстанции должно быть общим для ЭУ напряжением 10кВ и 0,4кВ, то оно должно иметь сопротивление, наименьшее из допустимых для этих напряжений. Но для определения допустимого сопротивления заземляющего устройства для ЭУ напряжением 10кВ подстанции недостаточно данных (нет в задании информации о значении тока замыкания на землю или о длине кабельных и воздушных ЛЭП, подключаемых к подстанции).

Для ЭУ напряжением до 1кВ с глухозаземленной нейтралью при линейном напряжении 0,4кВ сопротивление ЗУ должно быть не более 4 Ома.

Это сопротивление и примем за предельно допустимое для заземляющего устройства подстанции R₃=4 Ома.

3. Необходимое сопротивление искусственного заземлителя подстанции, который будучи параллельно соеденен с естественным, обеспечит сопротивление R_з

Ома.

4. Предварительно выбираем искусственный заземлитель контурного типа, как наиболее компактный и имеющий ряд других преимуществ по сравнению с другими типами заземлителей. Расположим его на плане подстанции (показан штрих пунктирной линией на рисунке).

5. Намечаем использование стержневых вертикальных электродов длиной l_в=2,5м из угловой стали 40*40мм с толщиной полок 5,6мм и горизонтального полового электрода 40*4мм для соединения вертикальных. Расстояние между вертикальными электродами 5м, глубина траншеи 0,7м. Число вертикальных электродов n=10, длина горизонтального электрода l_Г =50м.

6. Горизонтальный электрод располагается в слое сезонных изменений удельного сопротивления грунта, а вертикальные (с учетом глубины траншеи и толщины слоя сезонных изменений) по длине ∆ l ₁=1,3м находятся в слое сезонных изменений и ∆ l ₂=1,2м – ниже слоя сезонных изменений.

Удельное сопротивление талого грунта ₊= _изм=50 Ом∙м (по условию);

Удельное сопротивление грунта в слое сезонных изменений, соответствующее сезону года, когда сопротивление заземляющего устройства принимает наибольшее значение _-= _изм∙ψ=50∙5=250 Ом∙м; эквивалентное удельное сопротивление грунта в месте расположения вертикального электрода

Ом∙м;

Расчетное сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода

где d= 0,95в=0,95∙40=38мм (0,038м);

t=1.25+0.7=1.95м;

Ома;

Определяем ориентировочное число вертикальных заземлителей:

,

где - расчетное сопротивление растеканию одного вертикального электрода, Ом;

- предельно допустимое сопротивление, Ом;

- предварительное значение коэффициента использования вертикальных электродов, = 0,6÷0,8.

.

Принимаем число вертикальных электродов из условия их размещения ().

Расчетное сопротивление растеканию тока горизонтального электрода (шины, поставленной на ребро)

,

где d=0,5в=0,5∙40=20мм (0,02м); t₀=0.7м;

Ома.

7. Сопротивление растеканию тока принятого группового заземлителя

;

при размещении 10 вертикальных электродов группового заземлителя по прямоугольному контуру при отношении расстояния между электродами к их длине, равном 2; , (табл. 3,2; 3,3);

Ома.

Это сопротивление меньше требуемого. Но так как разница невелика и она положительно влияет на безопасность, то принимаем этот результат как окончательный.

8. Полученное значение сопротивления заземляющего устройства подстанции

Ома,

что ниже требуемого ПУЭ.

Параметры заземляющего устройства:

тип искусственного заземлителя групповой с расположением 10 вертикальных стержневых электродов из уголка 40×40мм длиной 2,5м на расстоянии 5м между ними по прямоугольному контуру;

горизонтальный электрод – полоса 40×4мм длиной 50м заглублен на 0,7м;

естественный заземлитель – стальная водопропускная труба связан с искусственным двумя проводниками – полосами 40×4мм.

Сопротивление заземляющего устройства растеканию тока R_З=3,47Ома.

Кроме того по ПУЭ вокруг подстанции на глубине 0,7м и на расстоянии 0,8м от края фундамента здания подстанции проложен замкнутый горизонтальный заземлитель(контур) из полосы 40×4, присоединенный в двух точках к ЗУ подстанции. Сопротивления растеканию тока этого контура и проводников, соединяющих естественный заземлитель с искусственным, в расчете не учитываются. Но они снижают полученное в п.8 значение R_З, что повышает электробезопасность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. – 7-е изд. – М.: Изд-во НЦЭНАС, 2003.-176с.

2. Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок: Справочник / Р.Н.Карякин. - М.: ЗАО «Энергосервис», 2000.-376с.

3. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебн. пособие для вузов / П.А.Долин. – М.: Энергоатомиздат, 1984. -448с.

4. Охрана труда в электроустановках: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Б.А.Князевского. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. -336с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Общие сведения 3

2. Краткая характеристика грунтов 4

3. Заземлители 6

3.1. Одиночные зазамлители 7

3.2. Групповые заземлители 8

3.3. Естественные заземлители 11

3.4. Искусственные заземлители 11

3.5. Устройство искусственных заземлителей 12

4. Общие требования к заземляющим устройствам 14

4.1. Нормы сопротивлений заземляющих устройств 15

4.2. Типы заземляющих устройств 16

4.3. Примеры использования заземляющих устройств 17

5. Расчет защитного заземления 19

6. Пример расчета заземляющего устройства 21

Список литературы 25

Содержание 26

Поиск по сайту: