9. Для установок напряжением выше 1000 в с большими токами замыкания на землю проверяется термическая устойчивость соединительных проводников s
где Iрасч – расчетный ток короткого замыкания через проводник, при котором температура проводника не превысит допустимую; в качестве расчетного тока принимается установившийся наибольший ток через заземляющий проводник при замыкании на рассматриваемом устройстве или коротком замыкании на землю вне его для возможной в эксплуатации схемы сети с учетом распределения тока короткого замыкания на землю между заземленными нейтралями сети (в курсовом проекте условно принимается значение тока трехфазного короткого замыкания в точке К1)
tп - приведенное время прохождения тока короткого замыкания на землю,
С – постоянная; для стали С=74; для голой меди С=195; для кабелей с медными жилами С=182, с для алюминиевыми С=112.
Рассчитывается заземление подстанции с двумя трансформаторами 35/10кВ мощностью 6300 кВА со следующими данными:
грунт – суглинок;
климатическая зона – 3;
дополнительно в качестве заземления используется водопровод с сопротивлением растеканию 1,5 Ом
Предполагается сооружение заземлителя с внешней стороны подстанции, с расположением вертикальных электродов в один ряд по периметру 250м; метод погружения – ввертывание ; материал – круглая сталь диаметром 20 мм и длиной 5м; верхние концы вертикальных стержней, погруженные на глубине 0,7 м, приварены к горизонтальному электроду из той же стали.
Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства Rз. Так как заземляющее устройство является общим для сетей напряжением 35, 10 и 0,4 кВ, то расчетным сопротивлением заземляющего устройства является наименьшее из требуемых.
Для стороны 35 кВ требуется сопротивление заземления 0,5 Ом.
Для стороны 10 кВ требуется
RЗ=125/IЗ ,
где IЗ – ток замыкания на землю, определяемый по формуле:
IЗ=U(lВ+35lК)/350;
где - lВ и lК соответственно длина воздушных и кабельных линий)
Длину кабельных линий определяется по ситуационному плану
lК=250 м.
Тогда
IЗ =10(35 lК+lВ)/350=250/10=250 А
RЗ=125/IЗ=125/250=0,5 Ом.
Для стороны 0,4 кВ требуется сопротивление заземления 4 Ом.
Таким образом в качестве расчетного заземления принимается сопротивление RЗ=0,5 Ом.
Определяется необходимое сопротивление искусственного заземлителя включенного параллельно, из выражений:
=
=0,75
Ом
По [3,6 и т.п.] определяется расчетное удельное сопротивление грунта составляет 100 Ом. Повышающие коэффициенты для климатической зоны 2 учитывающие высыхание грунта летом и промерзание его зимой принимаются равными 4,5 для горизонтальных протяженных электродов при глубине заложения) 0,8 м и 1,8 для вертикальных стержневых электродов длиной 2 – 3м и при глубине заложения их вершины 0,5 –0,8 м.
Расчетные удельные сопротивления:
для горизонтальных электродов
ρрасч.г=4,5 100=450 Ом м
для вертикальных электродов
ρрасч.в=1,8 100=180 Ом м
Определяется сопротивление растеканию одного вертикального электрода
Rо.в.э. по формулам[3,6 и т.п.], для стержневых электродов из круглой стали.
Rо.в.э
22,3
Ом
Определяется примерное число вертикальных заземлителей n при предварительно принятом по [3,6 и т.п.] коэффициенте использования Ки.в=0,6
n=Rо.в.э./ Ки.в Rи=22,3/0,6 0,75=50
Определяется сопротивление растеканию горизонтального электрода Rг.э из круглой стали диаметром 20 мм, приваренного к верхним концам вертикальных электродов. Коэффициент использования горизонтального электрода в ряду 50 и отношении расстояния между стержнями равном 1 (а/l= =5/5) принимается равным 0,21.
b=2d=2 0,02=0,04 м
Rо.г.э
1,2
Ом
Rг.э= Rо.г.э/Ки=1,2/0,21=5,72
Уточняется необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов.
=
0,86
Ом
Уточняется число вертикальных электродов с учетом коэффициентов использования
n=Rо.в.э./ Rв.э.= 22,3/0,86=25,9
Окончательно принимается число вертикальных электродов из условий размещения.
n=26
Проверяется термическая устойчивость полосы 40х4 мм2. Минимальное сечение полосы
s
=2600
/ 74=47,1 мм2
Полоса 40х4 мм2 условию термической устойчивости удовлетворяет.