Задание. Рассчитать заземляющее устройство подстанции 110/35/6 кв.
Исходные данные:
а) подстанция понизительная; имеет два трансформатора 110/35/6 кв сглухо заземленной нейтралью со стороны 110 кв; для питания собственных нужд имеется трансформатор 6/0,4 кв с заземленной нейтралью со стороны низшего напряжения; распределительные устройства 110 и 35 кв открытого типа, 6 кв — закрытого;
б) компоновка оборудования и сооружений подстанции показ, на рис. 15;
в) удельное сопротивление грунта, измеренное при средней влажности с помощью стержневого электрода длиной 2,5 м и заглубленного в землю на 0,8 м,составило ом ∙ см, а с помощью полосового электрода, уложенного на глубине 0,8 м, ом ∙ см; по данным метеослужбы местность относится к первой климатической зоне;
г) в качестве естественного заземлителя может быть использована система «трос — опоры» двух подходящих к подстанции воздушных линий 110 кв на металлических опорах каждая с одним грозозащитным тросом; трос стальной сечением 50 мм2; длина пролета 250 м; наибольшее сопротивление заземления опоры 15 ом; число опор с тросом на каждой линии больше 20; данные измерений сопротивления системы «трос — опоры» отсутствуют;
|
|
д) расчетный ток замыкания на землю на стороне 110 кв 5 ка, стороне 35 кв 40 а, на стороне 6 кв 30 а.
Сопротивление растеканию тока согласно требованиям Правил устройства электроустановок должно быть не более 0,5 ом (см. стр. 18).
Если расчёт вести по напряжениям прикосновения и шага, значения которых в этом случае должны быть даны, то необходимо будет воспользоваться уравнениями (11) и (12). Пусть в и в. Составляем предварительную схему размещения электродов на территории подстанции, выбрав их форму — полосовые и стержневые (уголки) и размеры (рис. 15).
Рис. 15. Схема заземления подстанции 110/35/6 кв.
По табл. 5 находим коэффициенты прикосновения и .
Пусть площадка подстанции имеет гравийную засыпку, благодаря чему поверхностного слоя грунта составляет 105 ом ∙ см. Тогда, приняв ом, найдем из (13) и (14):
;
.
Теперь можно определить требующееся :
по напряжению прикосновения (11)
ом;
по напряжению шага (12)
ом.
В качестве расчетного следует принять меньшее значение, т. е. 0,52 ом.
Сопротивление естественного заземлителя определяем по (16) и (17):
ом.
Требуемое сопротивление искусственного заземлителя получим из (15), приняв ом:
ом.
Предварительную схему заземления наносим на план подстанции (рис. 15), приняв контурный тип заземления из полосовых электродов сечением 4х40 мм и стержневых из угловой стали 50х50 мм длиной 2,5 м. При этом образуются как бы три заземлителя: контур вокруг ЗРУ из полосовой стали, заложенный на дно котлована фундамента глубиной м; контур по периметру ОРУ, выполненный из полос, заглубленных на 0,8 м, и вертикальных электродов (уголков); двух магистралей внутри контура из полос, проложенных на глубине 0,8 м, и вертикальных электродов (уголков), отстоящих один от другого на расстоянии 10 м. К этим магистралям присоединяются молниеотводы, устанавливаемые на конструкциях открытых распределительных устройств (ОРУ).
|
|
Кроме того, вдоль осей оборудования предусматриваем прокладку выравнивающих проводников. Сопротивление растеканию тока эти проводников не учитываем.
Параметры заземления. Определяем сопротивления растеканию контуров и магистралей. Длины полос определяем по схеме.
Контур вокруг ЗРУ: длина полосы м; коэффициент использования принимаем равным единице, так как сторон этого контура расположены на большом расстоянии одна от другой.
Поскольку полоса закладывается в землю на большую глубину (2,5 м), сопротивление растеканию ее не будет зависеть от климатических условий, т. е. коэффициент сезонности ; за расчетное удельное сопротивление принимаем измеренное удельное сопротивление при стержневом заземлителе, т. е. ом ∙ см. Сопротивление растеканию контура (полосы) определяем по формуле, приведенной в табл. 1, строка 6:
ом.
Внутренние магистрали. Длина одной магистрали м; количество уголков в ней шт. Коэффициент сезонности согласно табл. 7 составляет для полосы ; для уголка .
Сопротивление растеканию одной полосы магистрали и одного стержневого электрода определяем по формулам, приведенным в табл. 1:
ом;
ом.
Сопротивление растеканию одной магистрали найдем по (18) предварительно определив по табл. 2 и 3 коэффициенты экранирования и :
ом.
Сопротивление растеканию обеих магистралей
ом.
Контур вокруг ОРУ: длина контура (полос) м; .Число уголков неизвестно. Сопротивление , которым должен обладать контур, найдем из следующей зависимости:
, ом; (21)
,
откуда ом.
Сопротивление полосы контура равно:
Теперь нам остается определить количество уголков . Для этого подставим численные значения , и в (16)
ом.
Задаваясь числом электродов , находим по табл. 2 и 3 значения и , при которых удовлетворяется это равенство.
В данном случае это условие выполняется при , когда и .