5. Инженерный расчёт заземляющего устройства

Определим необходимое сопротивление искусственного заземлителя с учетом использования естественного заземлителя, включенного параллельно:

(Ом) (5.1)

Определим расчетное значение растеканию горизонтальных электродов

, (5.2)

где l − длина горизонтальных стержней, м;

K_И,Г − коэффициент использования горизонтальных электродов K_И,Г = 0.4 (отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине, принятом из табл. 10.7 [4] ).

R_р.г.э. = ·ln =3 (Ом)

Т.к. , то необходимо применение вертикальных стержней.

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа определяем по формуле из табл.12.1 [1]:

, (5.3)

где ρ − удельное сопротивление грунта, Ом/м;

l − длина вертикального стержня, м;

t − расстояние от поверхности до центра стержня, м;

d − диаметр вертикального стержня, м.

(Ом)

Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов [1]:

, (5.4)

где R_И − сопротивление искусственного заземлителя R_И = 1 (Ом) [4].

R_в.э. = =1,5 (Ом)

Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования К_И,В,У=0.44 (отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине, принятом из табл.10.5 [4] ):

. (5.5)

N =

Окончательно принимаем к установке 18 вертикальных электродов, расположенных по контуру.

6. Определение массы металла заземляющего устройства Массу металла заземляющего устройства определим по формуле:

М_зу= М_г.ст + М _в.ст. (6.1)

Массу металла вертикальных стержней определим по формуле:

М_в.ст =N·L·R²·p·π, (6.2)

где N -количество вертикальных стержней;

L -длина вертикального стержня, м;

R -радиус вертикального стержня, м;

р - удельная плотность железа, равная 7800 кг/м³.

N=18 шт., L =5 м, R =0,01 м:

М = 18·5·0,01²·7800·3,14=208 (кг)

Массу металла горизонтальных стержней определим по формуле:

М_г.ст =N·L·R²·p·π, (6.3)

где N -количество горизонтальных стержней;

L -длина горизонтального стержня, м;

R -радиус горизонтального стержня, м;

P - удельная плотность железа, равная 7800 кг/м³.

Чтобы определить количество горизонтальных стержней, нужно учесть стыковой нахлест на сварной шов равный 120 мм и максимальную длину стального прутка, которая не превышает 12 м.

Периметр контура равен: (м)

Количество стержней с учетом нахлеста:

шт.

N=11 шт., L =12 м, R =0,01 м:

М_г.ст = 11·12·0,01²·7800·3,14=323 (кг)

Тогда масса металла заземляющего устройства будет равна:

М_зу= М _в.ст.+М_г.ст =208+323=531 (кг)

Чертеж заземляющего устройства представлен в приложении.

Выводы

В ходе лабораторной работе спроектировано заземляющее устройство подстанции с помощью ЭВМ и инженерной методики. Для обеспечения требуемого сопротивления необходимо 24 стержня по расчету с помощью ЭВМ и 18 стержней по инженерной методике. В итоге к установке выбираем 18 вертикальных стержневых заземлителей.

Список использованных источников

1. Фёдоров А.А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий / А.А. Фёдоров, Л.Е. Старкова: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.: ил.

2. Правила устройства электроустановок. 7-е издание – СПб.: Издательство ДЕАН, 2008. – 704 с.

3. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций: Справочный материал для курсового и дипломного проектирования/ Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

4. Федоров А.А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий/ А.А. Федоров, Г.В. Сербиновский: Кн. 1. Проектно-расчетные сведения. – М.: Энергоатомиздат, 1973. – 520 с.

5. Ананьев В.П. Оптимизация систем электроснабжения/ В.П.Ананьев,: Методические указания к лабораторному практикуму. – Вологда.: ВоГТУ,

2006. – 20 с.