3.4. Вказівки до розв'язування задачі 4

3.4.1. Норма опору захисного заземлення підстанції (з великими струмами замикання на землю) відповідно до ПУЕ-86 повинна бути R_н ≤ 0,5 Ом .

3.4.2. В першу чергу розраховують опір розтіканню струму від природного заземлювача - двох ліній електропередач 110 кВ системи трос - опора. Опір розтіканню струму від грозозахисної системи трос - опора R_е при кількості опор з тросом більше 20

визначають за наближеною формулою

,

де r_оп - прийнятий опір заземлення однієї опори, Ом; n_т - кількість тросів на опорі (приймаємо n_т,= 1 шт r_т - активний опір грозозахисного троса на довжині одного прольоту, визначається:

r_т = 0,15l_прол / S Ом; l_прол - довжина троса в прольоті між опорами; S - перетин сталевого троса, мм²;

3.4.3. Опір штучного заземлення R_шт, яке необхідно улаштувати з урахуванням природного R_е= 1,5 Ом і нормованого

R_н = 0,5 Ом дорівнює

3.4.4. The place the earthing mat as a kind of grid at the substation premises with the area of 7300 m² The ground met consists of vertical rods and horizontal strips connecting vertical rods around the perimeter. For equalization of potentials the horizontal strips are made between the sides of the earthing grid at the depth of H_st = 0.8 m. The calculated mat should encompass both switching centers and main auxiliary buildings and structures of the substation.

3.4.5.Previously the general length of horizontal strips of the mat is l_st = 1360 m; the number of vertical earthing electrodes driven in to the ground around the grid only, is assume as n = 36 pcs .

3.4.6.The calculation model of the earthing wast made as a square grid with the area of S = 7300 m² and with length of one side as

The number of cells m, on one side of the computational model will be found by the formula:

Therefore m = 7.

More precisely, the computational total length of strips l_b, m will make:

Length of the side b of a cell in computational model is

Interval a between vertical rods is

To total length of vertical earthing electrodes ∑l_v,

driven around the grid perimeter is:

3.4.4. На території підстанції площею 7300 м² розміщаємо контурний заземлювач у вигляді сітки. Він складається з вертикальних стрижнів і горизонтальних смуг, які з'єднують вертикальні стрижні по периметру. Для вирівнювання потенціалів горизонтальні смуги прокладають між сторонами контуру заземлювача на глибині Н_см = 0,8 м. Контур, який розраховується, повинен охоплювати розподільні пристрої й основні допоміжні будівлі та спорудження підстанції.

3.4.5. Сумарна довжина горизонтальних смуг контуру l_см== 1360 м; кількість вертикальних заземлювачів, забитих у землю тільки по периметру контуру, орієнтовно приймемо п = 36 шт.

3.4.6.Розрахункова модель контуру заземлення у вигляді квадратної сітки площею S = 7300 м² буде мати довжину однієї сторони l_стор, м

Кількість чарунок m з одного боку розрахункової моделі визначають за формулою

Уточнена розрахункова сумарна довжина смуг l_1см складе:

Довжина сторони b чарунки в розрахунковій моделі

В ідстань а між вертикальними стрижнями визначають за формулою

Сумарну довжину вертикальних заземлювачів ∑l_стор забитих по периметру контуру, визначають за формулою

3.4.7 The relative holding depth t_rd of top part of a vertical earthing, which is in high soil layer:

The relative length l_rv of top part of a vertical rod earthing electrode, which is in high soil layer:

..

3.4.8. Computational equivalent resistance of ground ρ_g of a composite formation earthing electrode made as a horizontal grid with cells of the identical size is

where ρ₁ and ρ₂ - resistivity of top and bottom layers of soil accordingly, Ω·m; k - the extent at 1 ≤ ρ₁ / ρ₂≤ 10 is

Then

3.4.9. Find the resistance of the substation artificial earthing grid R_a.g.

where A - coefficient, at 0 < l_rd < 0.1, is:

Then

3.4.7. Відносну глибину занурення t_відн, верхньої частини вертикального стрижневого заземлювача, що знаходиться у верхньому шарі ґрунту знаходять за формулою

..Відносну довжину l_відн верхньої частини вертикальногострижневого заземлювача, що знаходиться у верхньому шарі

..

3.4..8. Розрахунковий еквівалентний питомий опір землі р, складного групового заземлювача у вигляді горизонтальної сітки із чарунками однакового розміру визначають за формулою

де ₁ і ₂ - питомий опір верхнього і нижнього шарів грунту відповідно, Ом • м; k - показник ступеня при 1  ₁/₂  10

Т оді

3.4.9. Опір штучного контурного заземлення R_к.з підстанції знаходять так:

де А - коефіцієнт при 0 < l_відн< 0,1 визначають з виразу:

А = 0,444 - 0,84l_відн = 0,444 - 0,84 • 0,074 = 0,72 Ом.

Тоді

3.4.10. The artificial earthing grid resistance Ra.g. =0.72  is less, than indispensable Rae = 0.75  , therefore the counted earthing mat is adopted.

The formation earthing grid resistance of the substation with allowance for the natural earthing will make

The resistance R_f.e.g. =0,486  is less, than R_n =0,5  and consequently the counted artificial earthing meets the problem conditions.

3.4.11. The potential of earthing mat at the emergency will make:

_e = I_fe  R_f.e.g.= 4500  0,486 = 2187 V

Such potential is allowed, as it is less than 10000 V.

4. Problems for independent solution

Problem 5. Calculate a system of artificial earthing for electric sets at an airport. Determine the object of earthing by the standard of earthing r_n=4. The input data are adduced in tab. 3.3; 3.4. The number of version is determined by two last digits in the test book. For example, version 38, we take input data from tab. 3.3 and column 3, and from tab, 3.4 from the column 8.

4.1. Hints to the problem 5. 4.1.1.Resistance of a soil

=_mK_s

where _m -the resistance of soil measured, taken from tab. 3. 19 K_s -factor of seasonal prevalence - from tab. 3.3.

5.1.2 We find the resistance of a single earthing electrode, the number of earthing electrodes, operating ratios of a single earthing electrode and strip (tab. 3.2 and items 4.1, 4.2, 4.3 of present practical lesson).

3.4.10. Опір штучного контурного заземлення R_к.з. = 0,72 Ом менший від необхідного R_шт = 0,75 Ом і тому приймають розра- хований контур заземлення.

Опір контурного групового заземлення підстанції з урахуванням природного заземлення складе:

Опір R_г.к.з. = 0,486 Ом менший від R_н = 0,5 Ом, отже, розрахований контур штучного заземлення задовольняє умову задачі.

3.4.11.Потенціал контурного заземлення в аварійний період складе:

_АВ = I_з  Rг.к.з._.= 4500  0,486 = 2187 В

Такий потенціал є допустимим, тому що він менший від і 10000 В.