7.4. Розрахунок заземлювального пристрою споживчої трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ

Заземлювальний пристрій виконуємо у вигляді контуру із стальної штаби з прямокутним поперечним перерізом 40х4 мм з вертикальними електродами діаметром 0,012 м довжиною 5 м, викладеного на глибину t= 0,8 м від поверхні землі з двошаровою структурою :₁=270 Ом·м, ₂=140 Ом·м, h₁= 3,5 м, ₁/₂=1,33. Довжина мережі напругою 10 кВ повітряної лінії L_в=35 км, кабельної L_к=11 км..

В якості природного заземлювача використовується залізобетонний фундамент споруди ( площа якого 50 м² )

1) Висуваємо вимоги мережі 0,38 кВ .

Малюємо схему заміщення :

R_д.0,38 R_nR_пов. R_шт.0,38

Для визначення допустимої величини заземлювального пристрою вирахуємо еквівалентний питомий опір двошарового грунту за формулою:

, (7.4.1.)

к=1 при ₁₂.

(Ом·м).

Визначаємо опір природного заземлювача:

, (7.4.2.)

де - еквівалентне значення питомого опору грунту, Ом·м

, (7.4.3.)

де - коефіцієнти, - ;

(Ом·м).

(Ом).

Для визначення R_п будуємо схему мережі 0,38 кВ.

Розташовуємо повторні заземлювачі:

1) на кінцях повітряних ліній або відгалужень;

2) на вводах у виробничі приміщення;

3) за умовами захисту від перенапруг:

(Ом).

(Ом).

Згідно із розрахунками кожен повторний заземлювач повинен мати опір 56,7 Ом, а загальний опір їх на кожній лінії має становити не більше 18,9 Ом.

(Ом) < 18,9 (Ом). (7.4.4.)

(Ом) < 18,9 (Ом). (7.4.5.)

(Ом) < 18,9 (Ом). (7.4.6.)

Рисунок 7.4.1. Розрахункова схема мережі напругою 0,38 кВ:

І.Цех з переробки зерна	VІ. Гараж
ІІ. Вагова	VІІ. Заправна станція
ІІІ. Будинок відпочинку	VІІІ. ПТО і РЕО
ІV. Контора
V. Ремонтна майстерня

Загальний опір повторних заземлювачів на всіх фідерах ПЛ-0,38 кВ:

(Ом). (7.4.7.)

Визначаємо R_екв:

(Ом). (7.4.8.)

Оскільки R_екв менше R_д, ,то штучного заземлювача можна було б і не виконувати, але правила вимагають обов’язкової наявності R_шт, тому R_шт. приймаємо максимально допустиме рівне 56 Ом.

Розрахуємо заземлювач для мережі напругою 10кВ

R_д. (10кВ) R_прR_шт(10кВ)

Визначаємо допустимий опір заземлювача : R_д.= 125/ І_кз.

Де І_кз.- струм замикання на землю :

(А). (7.4.9.)

R_д= 125/15,5= 8,06 Ом < 10 Ом.

Опір штучного заземлення визначаємо за формулою :

(Ом). (7.4.10.)

Порівнявши R_шт(0,4) і R_шт (10) для розрахунку приймаємо менше з них:

R_шт(10) = 14,87 Ом.

Визначаємо опір розтікання струму одного стержня :

, (7.4.11.)

k_с- коефіцієнт сезонності, Кс= 1,5

8. відстань від поверхні землі до середини стержня

h=t+0,5L=0,8+0,5·5=3,3 м.

(Ом).

(7.4.12.)

Кількість вертикальних стержнів визначаємо за формулою :

(7.4.13.)

Приймаємо 8 стержнів.

Схема заземлювального контуру

Визначаємо опір розтікання струму горизонтальної полоси:

, (7.4.14.)

де : b- ширина горизонтальної полоси = 0,04 м

_екв.г..- еквівалентний питомий опір для горизонтального заземлювача , його розраховують шляхом інтерполяції

L_г- довжина одного горизонтального заземлювача =5 м.

Розрахунок _екв.г ведемо використовуючи дані з таблиці «Відносні значення еквівалентного питомого опору _ст/_г. двошарової землі для розрахунку опору простого горизонтального заземлювача.

(Ом·м). (7.4.15.)

(Ом).

(См).

Опір штучного заземлювача :

, (7.4.16.)

де - коефіцієнт використання складного заземлювача , його вибираємо з однойменної таблиці.

Для визначення також застосовується метод інтерполяції

(Ом) < 14,87 (Ом) – умова не виконується.

Збільшуємо кількість вертикальних стержнів на 4 шт.

(Ом) < 14.87 (Ом) – умова виконується.

Отже необхідно взяти 12 вертикальних стержнів.