10. Розрахунок заземлюючих пристроїв і вибір засобів грозозахисту

Вихідними даними для розрахунку заземлення є:

1. Потужність підстанції.

2. Питомий опір грунту.

3. Кількість повторних заземлень на лініях 0,38 кВ.

4. Наявність природних заземлювачів.

Обгрунтування допустимого опору заземлюючого пристрою підстанції 10/0,4 кВ. Допустима величина заземлюючого пристрою підстанції вибирається, виходячи із слідуючої умови.

Якщо заземлюючий пристрій використовується для електроустановок вище 1000 В і до 1000 В то:

де I_З – розрахунковий струм замикання на землю.

, А

де, U_Н - лінійна номінальна напруга кВ.

L_ПЛ і L_КЛ- відповідно довжина електрично зв'язаних повітряних і кабельних ліній.

В переважній більшості випадків струм замикання на землю в сільських мережах не перевищує 10 А, то приймають І_З=10 А.

Тоді:

Нормативний опір заземлення ТП разом з природними заземлювачами і з повторним заземленням ліній 0,38 кВ не повинен перевищувати 4 Ом. При цьому опір самих штучних заземлювачів не повинен перевищувати 10 Ом.

Приклад.

Розрахувати заземлюючий пристрій трансформаторної підстанції напругою 10/0,4 кВ. Від підстанції відходить три повітряні лінії напругою 380/220 В, на яких намічено виконати 15 повторних заземлень нульового проводу. Питомий опір грунту 95 Омм. Заземлюючий контур у вигляді прямокутного чотирикутника, виконується шляхом закладання в грунт вертикальних стальних стержнів довжиною 2,5 м і діаметром 12 мм, з'єднані між собою плоскою полосою 40х4 мм. Глибина закладання стержнів 0,8 м, полоси – 0,9 м. Струм замикання на землю на стороні 10 кВ І_З=10 А.

1. Визначаємо розрахунковий опір грунту для стержневих заземлювачів.

, Омм

де К_С – коефіцієнт сезонності. Табл. 68 ст. 309 (Л4)

К_С=1,1

К_І – коефіцієнт, який враховує вологість грунту. Табл. 69. ст.309 (Л5)

К_І =1,1

Тоді Омм

2. Визначаємо опір вертикального заземлювача із круглої сталі.

, Ом

де L – довжина електрода, м.

h_СР – глибина закладання, яка дорівнює, відстані від поверхні землі до середини стержня, м :

h_СР =0,8+1,25=2,05 м.

Ом

3. Визначаємо загальний опір всіх повторних заземлень.

Ом

де, П - кількість повторних заземлень = 15 шт.

4. Визначаємо розрахунковий опір заземлення нейтралі трансформатора з врахуванням повторних заземлень

Ом

де, r_g - допустиме значення опору заземлюючого пристрою, до якого приєднана нейтраль трансформатора r_g= 4 Ом. Згідно Правил влаштування електроустановок опір заземлюючого пристрою електрообладнання напругою до і вище 1000 В не повинне бути більше 10 Ом , якщо останнє менше 10 Ом.

У цьому випадку Ом.

Приймаємо для розрахунку найменше із всіх цих значень r_ШТ=10 Ом.

5. Визначаємо теоретичну кількість стержнів

шт.

Приймаємо до установки 4 стержні, які розміщені на відстані 5 м, контур у вигляді квадрата довжиною 20 м.

6. Визначаємо опір з'єднувальної полоси

де L - довжина з'єднувальної полоси L=20 м.

–розрахунковий опір грунту Омм. К_С=1,1 К_І =1,6

Омм

h - глибина закладання горизонтальної з'єднувальної полоси h=0,9 м.

b - ширина полоси b=0,04 м.

Ом

7. Визначаємо дійсну кількість заземлювачів з врахуванням коефіцієнтів екранування вертикальних і горизонтальних заземлювачів.

, шт.

де – коефіцієнт екранування вертикальних електродів =0,7.

–коефіцієнт екранування з'єднувальної полоси =0,45

шт.

Приймаємо до монтажу 4 стержні і проводимо перевірочний розрахунок. Дійсний опір штучного заземлення:

8. Опір заземлюючого пристрою з врахуванням повторних заземлень нульового проводу:

З метою захисту трансформатора споживчих трансформаторних підстанцій від набігаючих хвиль атмосферних перенапруг з сторони лінії 10 кВ і з сторони лінії 0,38 кВ передбачається встановлення вентильних розрядників.

Накреслити схему грозозахисту споживчої ТП.

25