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: r₁=270 Ом·м, r₂=140 Ом·м, h₁= 3, 5 м, r₁/r₂=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

, (7.2)

к=1 при r₁> r₂.

(Ом·м)

Визначаємо опір природного заземлювача:

, (7.3)

де - еквівалентне значення питомого опору грунту, Ом·м

, (7.4)

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).

(Ом) < 18, 9 (Ом).

(Ом) < 18, 9 (Ом).

Рисунок7.3- Розрахункова схема мережі напругою 0, 38 кВ:

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

(Ом).

Визначаємо R_екв:

(Ом).

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).

R_д= 125/15, 5= 8, 06 Ом < 10 Ом.

Опір штучного заземлення визначаємо за формулою:

(Ом).

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:

,

k_с- коефіцієнт сезонності, Кс= 1, 5

h- відстань від поверхні землі до середини стержня

h=t+0, 5L=0, 8+0, 5·5=3, 3 м.

(Ом).

Кількість вертикальних стержнів визначаємо за формулою:

Приймаємо 8 стержнів.

Схема заземлювального контуру

Визначаємо опір розтікання струму горизонтальної полоси:

,

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

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

L_г- довжина одного горизонтального заземлювача =5 м.

Розрахунок r_екв.г ведемо використовуючи дані з таблиці «Відносні значення еквівалентного питомого опору r_ст/r_г. двошарової землі для розрахунку опору простого горизонтального заземлювача.

(Ом·м).

(Ом).

(См).

Опір штучного заземлювача:

,

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.