Расчет защитного заземления

Рассчитать и спроектировать заземляющее устройство трансформаторной подстанции с одним понизительным трансформатором 6/0,23 кВ мощностью Q = 200 кВА. Подстанция служит для питания цехового оборудования и расположена в пристройке к цеху (размеры пристройки 6х8м). Трансформатор питается от сети 6 кВ с изолированной нейтралью. Со стороны низшего напряжения нейтраль также изолирована. Длина линий электропередач 6 кВ составляет l = 70 км, из них длина воздушных линий составляет 1В = 19 км, кабельных – 1k = 51 км. Удельное сопротивление грунта, измеренное при средней влажности с помощью стержневого электрода, составляет ρ/изм = 104 Омсм, а с помощью полосового – ρ//изм= 0,7104 Омсм. Местность относится к 3 климатической зоне. В качестве естественного заземлителя может быть использована металлическая эстакада, пристроенная к зданию цеха. Сопротивление растеканию тока с эстакады RE = 12 Ом. Сечение соединительной полосы 40х4 мм, глубина заложения h = 0,8 м. Для искусственных заземлителей имеются прутки диаметром d = 12 мм и длиной 1 = 5 м.

Решение. Для того, чтобы определить допустимое сопротивление защитного заземляющего устройства, рассчитаем ток замыкания фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью по формуле:

I3 = 6 (3551 + 19)/350 = 30,926 А.

Учитывая то, что заземляющее устройство является общим для электроустановок напряжением до 1000 В и свыше 1000 В, находим допустимое сопротивление заземляющего устройства:

R3 = 125/30,926 = 4,04 Ом.

Однако, поскольку для электроустановок мощностью источника более 100 кВА (в нашем случае 200 кВА) допустимое сопротивление R3 = 4 Ом, следует выбрать меньшее значение, т.е. 4 Ом.

Поскольку сопротивление естественного заземлителя (эстакады) RE = 12 Ом – больше нормируемого, определяем необходимое сопротивление искусственных заземлителей по формуле:

RИ = 124/(12 – 4) = 6 Ом.

Определим среднее арифметическое измеренное сопротивление грунта:

ρизм = (ρ'изм + ρ"изм)/2 = 0,85104 Омсм.

С учетом 3 климатической зоны и нормальной влажности грунта для вертикального электрода (прутка) длиной 5 м находим коэффициент сезонности k = 1,2, и соответственно:

ρрасч = 0,851041,2 = 1,02104Омсм = 102 Омм.

Далее определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя по формуле:

Количество заземлителей находим по формуле: , для чего необходимо определить порядок входа в табл. П.2.7. Исходя из размеров подстанции (6х8 м), отношение расстояния между заземлителями к их длине (5 м) следует взять равным 1. Тогда при пэ = 0,642 количество заземлителей n = 6.

Длина соединительной полосы определяется из формулы:

Ln= 1,0556 = 31,5 м.

Сопротивление растеканию тока с полосы находим по формуле:

Из табл. П.2.6 определим коэффициент использования полосы. Для наших условий nп = 0,72. Соответственно сопротивление растеканию тока группового искусственного заземлителя определим из формулы:

Таким образом, для оборудования заземляющего устройства необходимо заложить 6 прутков имеющихся размеров, соединив их полосой длиной 31,5 м, что обеспечит безопасные условия работы на трансформаторной подстанции.

Другие статьи по экологии

Имитационная модель динамики численности русского осетра
Современные экологические исследования включаются в проблему, затрагивающую динамику развития сложных надорганизменных и внутриорганизменных процессов. В этих исследованиях большое значение ...

Природа Кавказа Тебердинский заповедник
ЦЕЛЬ ИСЛЕДОВАНИЯ ПРОБЛЕМЫ: Цель данной работы заключается в исследовании заповедников Кавказа, на примере Тебердинского заповедника. ЗАДАЧА РАБОТЫ: Дать полную характеристику Теберди ...

Экологические болезни на примере воздействия ртути на животных и человека
На рубеже XXI века человечество в полной мере ощутило глобальные экологический кризис, который однозначно указывает на антропогенную токсификацию нашей планеты. К наиболее опасным загрязните ...