 |
Задача 1. Указание к решению задачи. Исходные данные
|
|
|
|
Задача 1
Рассчитать заземляющее устройство трансформаторной подстанции напряжением 6/0, 4 кВ. Подстанция понижающая, имеет два трансформатора с изолированными нейтралями на стороне 6 кВ и глухозаземленными нейтралями на стороне 0, 4 кВ; размещена в отдельном кирпичном здании. Предполагаемый контур искусственного заземлителя вокруг здания имеет форму прямоугольника длиной 15 м и шириной 10 м.
В качестве естественного заземлителя будет использована металлическая технологическая конструкция, частично погруженная в землю; ее расчетное сопротивление растеканию, с учетом сезонных изменений, составляет Re=15 Ом. Ток замыкания на землю неизвестен, однако известна протяженность линий 6 кВ – кабельных lкл=70 км, воздушных lвл=65 км.
Заземлитель предполагается выполнитьиз вертикальных стержневых электродов длиной lв=5 м, диаметром d=12 мм, верхние концы которых соединяются с помощью горизонтального электрода – стальной полосы длиной Lг=50 м, сечением 4х40 мм, уложенной в землю на глубине t0=0, 8 м.
Расчетные удельные сопротивления грунта, полученные в результате измерений и расчета равны:
- для вертикального электрода длиной 5 м rрв=120 Ом× м;
- для горизонтального электрода длиной 50 м rрг=176 Ом× м.
Указание к решению задачи
Проводим расчет заземлителя в однородном грунте методом коэффициентов использования по допустимому сопротивлению [4].
1. Расчетный ток замыкания на землю на стороне с напряжением U=6 кВ, [4, с. 204]:
А
2. Требуемое сопротивление растеканию заземлителя, который принимаем общим для установок 6 и 0, 4 кВ, (табл 1):
Ом
3. Требуемое сопротивление искусственного заземлителя [4, с. 207]:
|
|
|
Ом
Тип заземлителя выбираем контурный, размещенный по периметру прямоугольника длиной 15 м и шириной 10 м вокруг здания подстанции.
Вертикальные электроды размещаем на расстоянии а=5 м один от другого.
Из предварительной схемы следует, что в принятом нами заземлителе суммарная длина горизонтального электрода Lг=50 м, а количество вертикальных электродов:
n=Lг/а=50/5=10 шт., (Рис. 1)
4. Уточняем параметры заземлителя путем проверочного расчета.
Определяем расчетное сопротивление растеканию вертикального электрода [4, с. 90, табл. 3. 1]:
Ом
где d=12 мм =0, 012м – диаметр электрода;
t=t0+lB=8+0, 5× 5=3, 3 м
5. Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтального электрода [4, с. 90, табл. 3. 1]:
Ом
где В=40 мм =0, 04 м – ширина полки уголка,
t=t0=0, 8 м – глубина заложения электрода.
6. Для принятого нами контурного заземлителя при отношении a/lB=5/5=1 и п=10 шт. по таблице 4 определяем коэффициенты использования электродов заземлителя:
hв=0, 56 – коэффициент использования вертикальных электродов,
hг=0, 34 – коэффициент использования горизонтального электрода.
7. Находим сопротивление растеканию принятого нами группового заземлителя, [4, с. 108]:
Ом
Это сопротивление R=3, 9 Ом больше, чем требуемое RИ=3, 6 Ом, поэтому принимаем решение увеличить в контуре заземлителя количество вертикальных электродов до п=13 шт.
8. Затем, для прежнего отношения a/l=1 и вновь принятого количества вертикальных электродов п=13 шт., по таблице 4 находим новые значения коэффициентов использования электродов заземлителя:
вертикальных hв=0, 53 и горизонтального hг=0, 32.
9. Находим новое значение сопротивления растеканию тока группового заземлителя:
Ом
Это сопротивление R=3, 32 Ом меньше требуемого RИ=3, 6 Ом, но так как разница между ними невелика, RИ –R =0, 28 Ом и она повышает условия безопасности, принимаем этот результат как окончательный.
|
|
|
Итак, окончательная схема контурного группового заземлителя состоит из 13 вертикальных стержневых электродов длиной 5 м, диаметром 12 мм с расстоянием между ними равным 5 м и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 70 м, сечением 4х40 мм, заглубленных в землю на 0, 8 м (Рис. 1б. ).
|
Исходные данные | Номера вариантов | ||||||||||
| U, кВ | |||||||||||
| Контур заземлителя длина ширина | |||||||||||
| Re, Ом | |||||||||||
| lкл, м | |||||||||||
| lвл, м | |||||||||||
| lв, м | 2, 5 | 2, 5 | 2, 5 | 2, 5 | 2, 5 | ||||||
| d, мм | |||||||||||
| Lг, м | |||||||||||
| сечение полосы, (размеры), мм | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 | 4х40 |
| t0, м | 0, 8 | 0, 5 | 0, 8 | 0, 5 | 0, 8 | 0, 5 | 0, 8 | 0, 5 | 0, 8 | 0, 5 | 0, 8 |
| rрв, Ом× м | |||||||||||
| rрг, Ом× м | |||||||||||
Примечание: Вариант 0 – вариант задания для решенного ранее типового примера расчета.
|
|
|
