1.1.8 Расчет заземляющих устройств

Заземление снижает потенциал по отношению к земле металлических частей электроустановок, оказавшихся под напряжением при аварии. Чтобы создать безопасные условия работы обслуживающего персонала во всех схемах электроснабжения используется заземление электрооборудования.

Заземление выполняется с учетом правил устройства электроустановок (ПЭУ), для этого выполняется расчет элементов схемы заземления.

В соответствии с ПУЭ трансформаторная подстанция должна иметь глухое заземление нулевой точки трансформатора на стороне 0,4 кВ. Одновременно это заземление используется как защитное заземление для электрооборудования на высокой стороне трансформаторной подстанции 10 кВ. В соответствии с ПУЭ сопротивление заземления нулевой точки трансформатора на стороне 0,4 кВ не должно превышать 4 Ом. Заземляющее устройство для электрооборудования 10 кВ должно иметь сопротивление:

, (1.38)

где, - допустимое напряжение на заземляющем устройстве, 125 В;

- ток замыкания на землю в сети напряжения более 1000 В, работающей с изолированной нейтралью, 20 А.

Измерение грунта в месте установки трансформаторной подстанции, производимое летом показывает величину удельного сопротивления грунта:

.

В период измерений влажность была средняя, т.е. не влияла на величину сопротивления. Необходимо определить число электродов заземления цеховой трансформаторной подстанции для обеспечения требований ПУЭ. Сопротивление стальной соединительной полосы не учитывается.

Определяем сопротивление заземляющего устройства для сети 10 кВ при общем контуре заземления:

Сопротивление заземляющего устройства для сети 380/220 В должно быть не более 4 Ом. Принимаем наименьшее допустимое сопротивление заземляющего устройства 4 Ом.

Расчет удельного сопротивления грунта:

где, - коэффициент повышения ( ).

В качестве заземлителей выбирают прутковые стальные электроды, диаметром 14 мм и длиной 5 м, с глубиной от поверхности земли до верхнего конца электрода 0,8 м.

Принимаем к размещению заземлители, заглубленные в грунт, уложенные в ряд, расстоянием между ними а=6.

Определяем число заземлителей:

где, – коэффициент экранирования; , т.е отношение расстояния между электродами равно длине электрода.

По выполненному расчету принимаем к установке 9 прутковых стальных заземлителей, которые обеспечивают условие , которое соответствует требованиям ПУЭ.

1.1.9 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания выполняется для проверки правильности выбора защитных аппаратов. Для выполнения расчета необходимо составить расчетную схему, в которой должны быть показаны все элементы схемы электроснабжения по которым может проходить ток короткого замыкания. Расчетная схема составляется для наиболее удаленного от трансформатора электроприемника.

1.1.9.1 Определяем полное сопротивление питающего трансформатора

(1.29)

– активное сопротивление трансформатора, Ом;

– реактивное сопротивление трансформатора, Ом.

Ом

1.1.9.2 Определяем полное удельное сопротивление магистрального шинопровода

Сопротивление проводниковых элементов схемы, т.е. элементов, для которых может изменяться, определяется по единицу длины и называется удельным сопротивлением.

(1.30)

– удельное активное сопротивление магистрального шинопровода, Ом/км;

– удельное индуктивное сопротивление магистрального шинопровода, Ом/км.

Ом

1.1.9.3 Определяем полное сопротивление магистрального шинопровода

(1.31)

– удельное полное сопротивление магистрального шинопровода, Ом/км;

– длина шинопровода от трансформатора до станка, км, определяется по чертежу схемы с учетом масштаба.

Ом

1.1.9.4Определяем полное удельное сопротивление распределительного шинопровода

– удельное активное сопротивление распределительного шинопровода, Ом/км;

– удельное индуктивное сопротивление распределительного шинопровода, Ом/км.

Ом

1.1.9.5.Определяем полное сопротивление распределительного шинопровода

(1.31)

– удельное полное сопротивление магистрального шинопровода, Ом/км;

– длина шинопровода от трансформатора до станка, км, определяется по чертежу схемы с учетом масштаба.

Ом

1.1.9.6 Определяем полное сопротивление кабеля

(1.32.)

– удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

– удельное реактивное сопротивление кабеля, Ом/км.

Ом

1.1.9.7 Определяем полное сопротивление кабеля

(1.33)

– полное удельное сопротивление кабеля, Ом/км;

– длина кабеля от магистрального шинопровода до станка, км, определяется по чертежу с учетом масштаба.

Ом

1.1.9.8 Определить полное сопротивление станка

(1.34)

– номинальное напряжение сети, В;

I_н.ст – номинальный ток станка.

Ом

1.1.9.9 Определяем суммарное сопротивление элементов схемы

(1.35)

– полное сопротивление питающего трансформатора, Ом;

– полное сопротивление магистрального шинопровода, Ом;

– полное сопротивление распределительного шинопровода, Ом;

– полное сопротивление кабеля, Ом;

– полное сопротивление станка, Ом.

=13,57 Ом

1.1.9.10 Определяем ток короткого замыкания схемы

Расчетный ток короткого замыкания позволяет определить максимальный ток в схеме при возникновении короткого замыкания.

(1.36)

– номинальное напряжение в схеме, В;

– суммарное сопротивление всех элементов схемы электроснабжения, Ом.

А

1.1.9.9 Определяем трехфазный ток короткого замыкания схемы

В трехфазных схемах ток короткого замыкания возрастает от количества фаз, по которым может проходить ток короткого замыкания.

(1.37)

3 – количество фаз в схеме;

– ток короткого замыкания в одной фазе схемы, А.

84 А