Расчет заземления подстанции

Все металлические части электроустановок нормально не находящиеся под напряжением, должны заземляться. Для заземления используются естественные и искусственные заземлители. В зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства или допустимого напряжения соприкосновения, определяется число электродов.

Порядок расчета заземления: l = 5 м; а = 5 м; d = 12 мм; R_з = 4 Ом; t = 0.5 м; L = 210 м; ρ=400Ом·м

В сетях с незаземленной нейтралью заземляющее устройство заземлений подстанций высокого напряжения должно иметь сопротивление:

(3.1)

где U_РАСЧ – расчетное напряжение принимаем 125 В, так как заземляющее

устройство используется также и для установок подстанции напряжением до 1000 В; I_РАСЧ – полный ток замыкания фазы на землю.

Таким образом, в качестве расчетного сопротивления принимается сопротивление: r₃ = 0,5 Ом.

Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использования системы трос-опора. Это сопротивление R_n можно вычислить следующим образом по формуле:

(3.2)

где r_C – сопротивление системы трос – опора.

См,

Ом.

Рекомендуемое для предварительных расчетов удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя для нашего грунта составляет 30 Ом×м. Повышающие коэффициенты К_r и К_В равны соответственно 3,5 и 1,5. Они определяются из таблиц [14] для горизонтальных протяженных электродов при глубине заложения 0,8 м и для вертикальных электродов при глубине заложения вершины 0,5..0,8 м.. В качестве вертикальных электродов применяются электроды, изготовленные из круглой стали диаметром 12 мм, длиной 5 м с одним отточенным концом. К ним присоединяются горизонтальные электроды – полосы 30´4 мм², приваренные к верхним концам вертикальных.

Расчетное удельное сопротивление для горизонтальных электродов

r_расч.г = К_г×r_гр 3.3)

где r_гр – удельное сопротивление грунта.

r_расч.г = К_г×r_гр=3,5×30=105 Ом×м,

r_расч.в = К_в×r_гр=1,5×30=45 Ом×м,

Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода при погружении ниже уровня земли на 0,8 м

(3.4)

где l – длина вертикального электрода, равняется 5 м; d – диаметр вертикального электрода, равный 0,012 м; t – геометрический параметр, в данном случае равный l/2+0,8 ,м.

Определим примерное число вертикальных электродов при предварительном коэффициенте использования, принятом равным h_в = 0,6:

(3.6)

Определим сопротивление растеканию горизонтальных электродов. Коэффициент использования соединительной полосы в контуре при числе электродов порядка 20 и отношении между расстояниями между вертикальными электродами и их длиной, равном 1 равен по таблицам h_в=0,27.

Сопротивление растеканию полосы по периметру контура (l=296,4) равно:

(3.7)

где в = 30 мм – ширина полосы.

Ом.

Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования h_в=0,47, принятого при числе электродов порядка 18 и отношении расстояний между вертикальными электродами и их длине равном 1.

(3.8)

Окончательно принимаем 18 вертикальных электрода. Все соединения элементов заземляющих устройств, в том числе и пересечения, выполняются сваркой внахлест. У входов и выходов на территорию ОРУ должно быть обеспечено выравнивание потенциалов путем укладки двух полос на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно. Расстояние от границ заземлителя до забора с внутренней стороны должно быть не менее 3 м. Число и месторасположения заземлителей представлены на рисунке 3.1