4. Пример расчета

4.1 Исходные данные (выбраны произвольно)

Трансформаторная подстанция напряжением 10/0,4 кВ с изолированной нейтралью на стороне 0,4 кВ площадью 36 х 17 = 612 м² предназначена для снабжения электроэнергией механического цеха завода. Мощность трансформатора на подстанции 630 кВ∙А.

Предприятие расположено в пределах III климатической зоны.

Почва в месте расположения подстанции супесок.

Требуется рассчитать параметры заземлителя для подстанции.

4.2 Расчет

Подготовить форму табл. 3.1 и определим значения исходных параметров для их записи.

Однофазный ток замыкания на землю на стороне 10 кВ в соответствии с требованием ПУЭ не более 20 А. Допустимое сопротивление заземления на стороне 10 кВ

Ом (табл. 1.3)

Для оборудования на 0,4 кВ при мощности трансформатора 630 кВ∙А

R₀ = 4 Ом (табл. 1.2). Следовательно допустимое сопротивление заземлителя трансформаторной подстанции определяется созданием необходимого уровня электробезопасности на стороне 0,4 кВ.

Принимаем сопротивление заземлителя трансформаторной подстанции с учетом коэффициента запаса (К_з = 1,1) равным

R₀ = 4 / 1,1 = 3,63 Ом.

Удельное сопротивление супесчанного грунта Р₀ = 300 Ом∙м (табл. П.1.1). коэффициент сезонности для III климатической зоны Z = 1,5, толщина слоя сезонных изменений в грунте Н₁ = 1,8 м (табл. П.1.2).

Соединительную горизонтальную полосу заземлителя располагаем на глубине Н₂ = 0,8 м. Коэффициент F = 2,0 (табл. П.1.1).

Заземляющее устройство будет изготовлено из прутковой стали диаметром d = 0,01 м для соединительных полос и Д = 0,012 м для вертикальных электродов. Ширина соединительной полосы в данном случае

Т = d = 0,01 м.

На основании табл. 3.1 заполняем форму табл. 3.2 и вводим в ПК.

Анализ результатов расчета (табл. 3.3) показывает, что наиболее полно удовлетворяет требованиям (см. 3), предъявляемые к заземляющим устройствам, заземлитель варианта № 5.

Заземлитель варианта № 5 с длиной соединительной полосы НМ₂ = 105 м размещается по контуру подстанции (L_Н = 36 х 2 + 17 х 2 = 106,0 м). Расход металла на заземлитель НМ₄ = 210 пог. метров превышает минимальную величину (192 п.м.) на 8,5 %, что не превышает 10 %. Длина вертикальных электродов из прутковой стали Д = 0,012 м составляет 5,0 м, что не вызывает затруднений при их заглублении в супесчаный грунт.

Количество вертикальных электродов для варианта № 5 составляет 21 шт при расположении их друг от друга на расстоянии 5,0 м (К₀ = 1,0).

Расчетное сопротивление контура выбранного варианта (№ 5) составляет R₃ = 3.558 Ом, что удовлетворяет требованию ПУЭ R₃ ≤ R₀, так как 3,558 < 3,36.

Приложение 1

Таблица П.1.1

Удельное сопротивление грунта и коэффициент его изменения

№ п/п	Грунт	Удельное сопротивление грунта при влажности 10 – 20 %, Р0, Ом·м	Коэффициент, F
1	Песок	700	2,4
2	Супесок	300	2,0
3	Суглинок	100	2,0
4	Глина	40	2,1
5	Торф	20	1,4
6	Каменистая глина	100	1,3
7	Мергель, известняк	1500	1,5
8	Скалистый	3000	1,2
9	Щебень, гравий	6500	1,2

Таблица П.1.2