8.2 Расчет заземляющего устройства для трансформаторной подстанции.

Подобрать конструкцию заземления для трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ, подсоединённой к электросети с изолированной нейтралью. При этом принять: разомкнутый контур ЗУ, в качестве вертикального электрода – уголок шириной b_в=16 мм; в=50 м, горизонтальный электрод – S_г=40 мм²; d_г=12 мм.

Исходные данные: Грунт каменистый, Н₀=5 м, l_воз=9 км, l_каб=60 км, n_в=6 шт, l_в=2,5 м, а_в=5 м, R_e=15 Ом.

Расчетный ток замыкания на землю:

(8.1)

Где U_л – линейное напряжение сети, кВ; 1_каб – общая длина подключенных к сети кабельных линий, км; 1_воз – общая длина подключенных к сети ЛЭП, км.

Определение расчетного удельного сопротивления грунта:

Ρ_расч=ρ_табл·ψ=700·1,3=910 Ом·м

Где ρ_табл=700 Ом·м – измеренное удельное сопротивление грунта (из табл. 6.3 для каменистого грунта); ψ=1,3 – климатический коэффициент, принятый по табл. 6.4 для каменистого грунта.

Определение необходимости искусственного заземлителя и вычисление его требуемого сопротивления.

Сопротивление ЗУ выбирается из табл. 6.7 в зависимости от U ЭУ и ρ_расч в месте сооружения ЗУ, а также режима нейтрали данной электросети:

(8.2)

R_е> , => искусственный заземлитель необходим. Его требуемое заземление:

(8.3)

Определение длины горизонтальных электродов для разомкнутого контура ЗУ:

l_г=n_в·а_в=6·5=30 м

где а_в – расстояние между вертикальными электродами n_в.

Расчетное значение сопротивления вертикального электрода:

Н=Н₀+0,5·l_в=0,5+0,5·2,5=1,75 м

Расчетное значение сопротивления горизонтального электрода:

Коэффициенты использования для вертикальных и горизонтальных электродов по данным табл.6.9 равны: η_в=0,73, η_г=0,48.

Расчетное сопротивление группового заземлителя:

R>R_и, значит увеличиваем количество электродов

Принимаем n=25.

l_г=125 м

R_г=17,2 Ом

По табл.6.9 η_в=0,63, η_г=0,32

R=15,84

R>R_и

n_в=45

R_г=10,8 Ом

По табл.6.9 η_в=0,58, η_г=0,29

R=10,8 Ом

R_к=R_е·R/(R_е+R)≤

R_л=15·10,8/(15+10,8)=6,27 Ом≤6,3 Ом

R_е – естественное сопротивление, Ом;

R_и – сопротивление искусственного заземлителя, Ом;

R_в – сопротивление вертикального электрода, Ом;

R_г – сопротивление горизонтального электрода, Ом;

R – сопротивление группового заземлителя, Ом;

R_к – общее сопротивление комбинированного ЗУ, Ом;

η_в, η_г – коэффициент использования вертикального и горизонтального электродов;

а_в – расстояние между электродами, м;

- длина электродов, м;

N_в – количество вертикальных электродов.

Рисунки

1 – заземляющий проводник;

2 – горизонтальный заземлитель;

3 – вертикальный заземлитель;

4 – естественный заземлитель (пруток) с R_e=15 Ом;

ЭУ1 – высоковольтная ЭУ;

ЭУ2 – низковольтная ЭУ.

Вывод: Присоединение корпусов электромашин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п., металлических корпусов передвижных и переносных ЭУ и ЗУ при помощи заземляющего проводника сечением не менее 10 мм².

Расположение ЗУ, как правило, в непосредственной близости от ЭУ. Оно должно из естественных и искусственных заземлителей. При этом в качестве естественных заземлителей следует использовать проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и смесей), обсадные трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, и другие элементы. Для искусственных заземлителей следует применять только стальные заземлители.