Необходимо рассчитать заземление подстанции с одним трансформатором 6, 10кВ мощностью 400кВА со следующими данными:
Грунт в месте сооружения – суглинок; климатическая зона – 1, дополнительно в качестве заземляющего устройства используется водопровод с сопротивлением 9Ом.
Сооружаем контур по периметру подстанции, материал круглая сталь диаметром 20мм,метод погружения – ввертывание, верхние концы вертикальных электродов находятся на глубине 0,7м, горизонтальные электроды выполнены из того же материала.
1.11.1 Определяем сопротивление заземления
rз= , (67)
где Uрасч– расчетное напряжение на заземляющем устройстве =125В [5;с231];
Iрасч – расчетный ток замыкания на землю, А.
Iрасч = (68)
где Uном – напряжение на высокой стороне;
lкаб – длина кабеля =20км;
lвозд – длина воздушных линий =0.
Iрасч = =20А.
rз= =6,25Ом.
Согласно ПУЭ сопротивление заземления не должно превышать 4Ом, поэтому расчеты необходимо выполнять по rз=4Ом.
1.11.2 Определяем сопротивление искусственных заземлителей с учетом
использования водопровода в качестве естественного заземлителя
. = =0.14Ом, (69)
Rи= =7,14Ом.
1.11.3 Определяем удельное сопротивление грунта
Ртр =Кг∙ , (70)
где Кг =4.5 - повышающий коэффициент для горизонтальных электродов;
–повышающий коэффициент для вертикальных электродов;
- сопротивление грунта. [3;табл. 20]
Rг=4,5∙100=450Ом∙м,
Rв =1,8∙100=180Ом∙м.
1.11.4 Определяем сопротивление одного вертикального электрода.
Rв.о.э= *(ln , (71)
где t – расстояние от середины вертикального электрода до поверхности земли;
l – длина электрода =5м;
d – диаметр стального прутка =20мм;
t =2,5+0,7=3,2 м,
Rв.о.э= (ln =37,62Ом.
1.11.5 Принимаем расстояние между электродами а=5м, а/l=1. Определяем
приблизительное число вертикальных заземлений 16/5=3шт, и коэффициент использования η=0,65.
n = , (72)
n = =8,2шт.
1.11.6 Определяем сопротивление расстоянию горизонтального электрода
из круглой стали диаметром 20мм, приваренного к верхним концам горизонтальных электродов. Коэффициент использования горизонтальных электродов в ряду из стержней при числе их порядка 3 и отношением а/l=1, принимаем равным ηн=0,47.
Rг = ln , (73)
где d– диаметр электрода;
l - расстояние от середины горизонтального электрода до поверхности.
Rг = *ln =93.1Ом.
1.11.7 Уточненное сопротивление расстоянию вертикальных электродов.
Rву= , (74)
Rву= =7,7Ом.
1.11.8 Уточненное число вертикальных электродов
n = , (75)
где ηв– коэффициент использования =0,65;
n = =7,3шт
Окончательно принимаем 8 вертикальных электродов, соединенных между
собой горизонтальным электродом при помощи сварки, при этом сопротивление заземляющего контура по ПУЭ не должно превышать 4 Ом.