Проектирование защитного заземления электроустановок

Практическое задание №3

Проектирование защитного заземления электроустановок.

Вариант №16

Задание: Рассчитать совмещенное ЗУ для цеховой трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ, подсоединенной к электросети с изолированной нейтралью. При этом принять: разомкнутый контур ЗУ, в качестве вертикального электрода - уголок шириной b_в = 16 мм; в = 50 м, горизонтальный электрод - S_г= 40 мм²; d_г = 12 мм.

Исходные данные: Грунт каменистый, H₀= 5 м, l_воз= 15 км, l_каб= 60 км, n_в= 6 шт, l_в= 2,5 м, а_в = 5 м, R_е = 15 Ом.

Расчет:

Расчетный ток замыкания на землю:

где U_л - линейное напряжение сети, кВ; l_каб - общая длина подключенных к сети кабельных линий, км; l_воз - общая длина подключенных к сети ЛЭП, км.

Определение расчетного удельного сопротивления грунта:

где r_табл.=700 Ом × м - измеренное удельное сопротивление грунта (из табл. 6.3 [2] для каменистого грунта); y=1,3 - климатический коэффициент, принятый по табл. 6.4 [2] для каменистого грунта.

Определение необходимости искусственного заземлителя и вычисление его требуемого сопротивления.

Сопротивление ЗУ R_з^н выбирается из табл. 6.7 [2] в зависимости от U ЭУ и r_расч в месте сооружения ЗУ, а также режима нейтрали данной электросети:

R_е > R_з^н, Þ искусственный заземлитель необходим. Его требуемое заземление:

Определение длины горизонтальных электродов для разомкнутого контура ЗУ:

где а_в - расстояние между вертикальными электродами n_в.

Расчетное значение сопротивления вертикального электрода:

Расчетное значение сопротивления горизонтального электрода по (формуле г) :

Коэффициенты использования для вертикальных и горизонтальных электродов по данным табл. 6.9 [2] равны: h_в = 0,73, h_г = 0,48.

Расчетное сопротивление группового заземлителя:

R > R_и, значит увеличиваем количество электродов

Принимаем n = 25.

l_г= 125 м

R_г = 17,2 Ом

По табл. 6.9 h_в = 0,63, h_г = 0,32

R = 15.84

R >R_u

n_в= 45

l_г= 225 м

R_г = 10,3 Ом

По табл. 6.9 h_в = 0,58, h_г = 0,29

R = 10,8 Ом

R_к = R_е×R/(R_е + R) R^м_з

R_л= 15×10,8/(15+10,8) = 6,27 Ом 6,3 Ом

R_е – естественное сопротивление, Ом;

R_и– сопротивление искусственного заземлителя, Ом;

R_в – сопротивление вертикального электрода, Ом;

R_г – сопротивление горизонтального электрода, Ом;

R – сопротивление группового заземлителя, Ом;

R_к– общее сопротивление комбинированного ЗУ, Ом;

h_в, h_г – коэффициент использования вертикального и горизонтального электродов;

а_в– расстояние между электродами, м;

l_в – длина электродов, м;

n_в – количество вертикальных электродов.

Рис. 3.1. Вертикальный электрод

Рис. 3.2. План комбинированного ЗУ R_и

Рис. 3.3. Схема использования освещенного ЗУ в системе защитного ЭУ напряжением до и свыше 1 кВ

1 – заземляющий проводник;

2 – горизонтальный заземлитель;

3 – вертикальный заземлитель;

4 – естественный заземлитель (пруток) с R_е = 15 Ом;

ЭУ1 – высоковольтная ЭУ;

ЭУ2 – низковольтная ЭУ.

Конструктивные решения:

1. присоединение корпусов электромашин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п., металлических корпусов передвижных и переносных ЭУ и ЗУ при помощи заземляющего проводника сечением не менее 10 мм².

2. расположение ЗУ, как правило, в непосредственной близости от ЭУ. Оно должно из естественных и искусственных заземлителей. При этом в качестве естественных заземлителей следует использовать проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей), обсадные трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, и другие элементы. Для искусственных заземлителей следует применять только стальные заземлители.

Список использованной литературы:

1. Бережной С.А., Романов В.В., Седов Ю.И. Безопасность жизнедеятельности. –Тверь: ТГТУ, 1996.

2. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122 – 871 Минэнерго СССР. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Практикум по безопасности жизнедеятельности под ред. Бережного С.А. – Тверь: ТГТУ, 1997.