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

Государство и рынок в охране окружающей среды
Принципиальным при формировании концепции устойчивого развития и экологизации экономики является вопрос о механизмах реализации такой концепции. В самых общих чертах мировой опыт говорит о т ...

Новая высокоэффективная технология дезактивации радиоактивных солевых растворов и сточных вод с извлечением ценных компонентов и их возвратом в технологический цикл
Одной из основных проблем, определяющих существование и дальнейшее развитие атомной энергетики, является решение задачи сбора и кондиционирования радиоактивных отходов. Для ряда АЭС, напр ...

Трехфазный цикл
Трехфазный цикл имеет отличие от четырехфазного в том, что исключается одна из последних фаз четырехфазного цикла, например процесс охлаждения адсорбента как самостоятельная фаза: слой поглотителя о ...