ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Кафедра: «Электроснабжение железных дорог» Расчёт заземляющих устройств подстанции Выполнил студент Кучерявый А. А. Группа ЭС – 005 Преподаватель Фёдоров САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004 1. Схема подстанции, вариант ВН1/Uнн 6 кВ ВН1 0,4 кВ Рассчитать заземляющее устройство понизительной подстанции 6/0,4 кВ, находящейся во второй климатической зоне. На стороне UВН: Iз=30 А. Собственные нужды получают от ТСН UВН/0,4 с заземлённой нейтралью 0,4 кВ. Естественных заземлителей нет. Удельное сопротивление земли ρ=150 Ом∙м. Оборудование подстанции занимает площадь 7×14. 2. Сопротивление заземляющего устройства Заземляющее устройство для установок 6, 10, 35 кВ в данном случае используется и для заземления 0,4 кВ. Сопротивление заземляющего устройства нейтрали на стороне 0,4 кВ должно быть не более R3нн< 4 Ом (ПУЭ). 2.1. Сопротивление заземляющих устройств Сопротивление заземляющего устройства ВН1 в случае их использования и для U = 0,4 кВ, Ом: Rç 125 , Iç (1) Где Iз – соответственно IЗВН1, А. R3 - соответственно сопротивление заземляющих устройств ВН1. Rç 125 4,17 Ом. 30 2.2. Сравнение полученных значений Rз, с Rm и выбор наименьшей величины для расчета. RЗннRз Принимаем Rз=4 Ом. 3. Выбор конструкции заземляющего устройства 2 Заземляющее устройство выполняется в виде контура с заземлителями. Контур выполняется из полосы 40×4 мм, и располагается на глубине 0,7 м вокруг оборудования подстанции. Расстояния от полосы до внешнего контура площади подстанции 1 м. (рис. 1). Расположение контура заземляющего устройства. 1м 1 2 3 1м 1м 1м Рис. 1. 1 - площадь, занятая подстанцией; 2 - заземляющий контур (полоса); 3 - вертикальные заземлители. 3.1. По исходным данным и рис. 1 определяем длину полосы контура. По заданию оборудование подстанции занимает площадь 7×14, следовательно размеры заземляющего контура составят: 9×16 м. Таким образом длина полосы контура: 2*9+2*16=50 м. 3.2. Сопротивление заземляющей полосы. Сопротивление заземляющей полосы (горизонтального заземлителя) определяется из выражения, Ом: rï где 0,366 ðàñ÷ l lg 2l ï , bt (2) ρрасч - расчетное сопротивление земли, Ом∙м; l- длина полосы, м; b- ширина полосы, м; t - глубина заложения полосы, м; ðàñ÷ k ñ , (3) 3 где кс - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта, для заданного района, принимаем кс = 3; ρ- удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности , Ом∙м. ðàñ÷ 3 150 450 Ом∙м. 0,366 450 2 50 rï lg 11,7 Ом. 50 0,04 0,7 3.3. Сопротивление вертикальных заземлителей В качестве вертикальных заземлителей выбраны стержни длиной lс =5 м и диаметром d = 12 мм. Сопротивление одного стержня (вертикального заземлителя), Ом: râ где 0,366 ðàñÿ 2 lc 1 4t lc lg lg lñ d 2 4t lc , (4) ρрасч=1,25ρ, Ом∙м, ρрасч=1,25∙150=187,5 Ом∙м; l –длина стержня, м; d- диаметр стеожня. м: t - расчетная глубина заложения для стержней, м: t lc 0,7 . 2 5 0,7 3,2 м, 2 0,366 187,5 2 5 1 4 3,2 5 râ lg lg 42,55 Ом. 5 0,012 2 4 3,2 5 t 3.4. Предварительное количество вертикальных заземлителей Определяем предварительное количество вертикальных заземлителей. Для данного расчета принимаем расстояние между электродами а = 5 м. Тогда ппр=1/5=50/5=10. Окончательно: nâ râ , Rç â (5) где rв - сопротивление одного стержня. Ом; Rз - наименьшее сопротивление заземляющего устройства, Ом; ηв - коэффициент использования вертикальных заземлителей без учета влияния полосы контура, принимаем ηв=0,53. nâ 42,55 20 . 4 0,53 4 3.5. Сопротивление полосы Сопротивление полосы с учетом выбранного количества вертикальных заземлителей, Ом: Rr rr r , (6) где rr - сопротивление полосы, Ом; ηr - коэффициент использования полосы с вертикальными электродами, принимаем ηr =0,27. Rr 3.6. 11,7 43,3 Ом. 0,27 Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей, Ом: RÂ RÂ 3.7. Rr Rç . Rr Rç 43,3 11,7 16,02 Ом. 43,3 11,7 Уточненное количество стержней: nâ nâ 3.8. расчетов. (7) râ . Râ Rç (8) 42,55 0,13 . 16,02 20 Конфигурация заземляющего устройства с учетом выполненных 5