4. Проектирование трансформаторной подстанции инженерной методикой.
Принимаем, что на подстанции присутствует естественное заземление, сопротивление которого равно 1 Ом. В качестве вертикальных заземлителей принимаются стальные стержни диаметром 0.02 м и длиной 5 м, которые погружают в грунт. Верхние концы электродов располагают на глубине 0.7 м от поверхности земли. К ним приваривают горизонтальные электроды из круглой стали того же типа, что и вертикальные электроды.
Методика расчета заземляющего устройства приведена в [3].
Определим расчетное значение сопротивления горизонтальных электродов по следующей формуле [3]:
,
Ом,
(4.1)
где
–
сопротивление растеканию тока
горизонтальных электродов, Ом;
=
70 – удельное сопротивление грунта,
Ом
м;
– длина
горизонтального заземлителя, м;
–
диаметр
стержня, м;
– глубина
залегания горизонтальных электродов
(контуров), м.
= (
+
)
= (
)
=
м.
,
Ом.
Т.к.
,
то необходимо применение вертикальных
стержней.
Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа [5]:
,
(4.2)
где
-
сопротивление вертикальных электродов,
Ом;
=75 – удельное сопротивление грунта, Ом∙м;
- длина вертикального электрода, м;
- расстояние от поверхности земли до центра стержня, м.
,
Ом.
Предварительно с учетом отведенной территории наметим расположение вертикальных заземлителей: на основе результатов автоматизированного расчета принимаем 24 вертикальных электрода длиной 3.5 м по периметру.
Принимаю
=24.
Определяю расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов с учетом экранирования вертикальных электродов. При 24 электродах на aЗУ и bЗУ приходится по 7 электродов, разбивающих каждый из них на 6 одинаковых отрезков. Вычислим отношение расстояния между стержнями к их длине:
,
Округляем
полученные значения и принимаем отношения
равные 2. По табл. 8.7 [3] принимаю коэффициент
использования горизонтальных электродов
.
,
Ом,
(4.3)
,
Ом.
Уточняю необходимое сопротивление вертикальных стержней:
,
Ом,
(4.4)
Ом.
Определяю
число вертикальных электродов при
коэффициенте использования
,
принятом по табл. 8.5 [3]:
,
(4.5)
.
Окончательно принимаю к установке 24 вертикальных стержня, расположенных по периметру контура заземляющего устройства.
Определяю массу спроектированного заземляющего устройства по следующему выражению:
,
кг, (4.6)
где ММ.П – масса одного погонного метра стали, кг/м;
aз, bз – длина, ширина заземляющего контура соответственно, м;
N – количество вертикальных стержней;
L – длина вертикальных стержней, м;
Кз = 1,15 – коэффициент запаса.
В моем случае марка стали - Ст3. Сталь марки Ст3 имеет ММ.П =2,45 кг/м. По выражению (4.6) нахожу массу искусственного заземлителя при длине заземляющих стержней L=3.5 м.
Для N = 24
кг
Чертеж заземляющего устройства представлен в приложении.