Расчет заземляющего устройства КТП-10/0,4 кВ

Грунт – суглинок. ρ_изм = 75 Ом*м;

вертикальный стальной стержень  = 4 м,d = 0,016 м;

стальная полоса связи 40∙4 мм;

глубина заложения 3,3м.

1) Определяем расчетное сопротивление грунта (песок) для стержневых заземлителей по формуле (27):

 

ρ_расч = к_с · к · ρ_изм,                                                           (27)

 

 где  к_с – коэффициент сезонности;

   к – коэффициент, учитывающий состояние грунта при измерении;

   ρ_изм – удельное сопротивление глины, ρ_изм = 75 Ом · м;

 

ρ_расч = 3,5 · 1 · 75 = 262,5 Ом · м.

 

2) Определяем сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали по формуле (28):

 

,                        (28)

 

где  k – числовой коэффициент вертикального заземлителя, (k = 0,2);

  d – диаметр стержня, м;

  h_ср – глубина заложения стержня, м;

  l - длина электрода, м.

 

      

 

3) Сопротивление повторного заземления R_п.з. не должно превышать 30 Ом при ρ = 75 Ом · м и ниже.

При ρ > 75 Ом · м допускают принимать:

 

R_п.з. = 30 · ρ_расч / 75                                       (29)

 

R_п.з = 30 · 262,5 / 75 = 105 Ом.

 

Для повторного заземления принимаем один стержень длиной 4 м и диаметром 16 мм, сопротивление которого 28,54 Ом < 105 Ом.

4) Определяем общее сопротивление всех семи повторных заземлений согласно формуле (30):

r_п.з. = R_п.з./ n                                               (30)

 

 где n – количество повторных заземлений.

 

r_п.з. = 105 / 3 = 35 Ом.

 

5) Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений по формуле (31):

 

r_иск = r_з · r_п.з./ (r_п.з.- r_з)                                      (31)

 

r_иск = 4 · 35 / (35 - 4) = 4,5 Ом.

 

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В не должно быть более 10 Ом и 125 / Iз, если Iз < 10 Ом.

 

r_иск = 125 / 8 = 15,6 Ом.

 

Принимаем для расчета наименьшее из этих значений r_иск = 4,5 Ом.

 

6) Определяем теоретическое число стержней:

 

n_Т = Rb / r_иск = 28,54 / 4,5 = 6,34

 

Принимаем 6 стержней и располагаем их в грунте на расстоянии 6 м друг от друга. Длина полосы связи равна:

 

l = a · n; l =  

 

7) Определяем сопротивление полосы связи:

 

R_г = 0,366 · ρ_расч / l · (lg · 2 · l² / (d · h) = 0,366 · 262,5 / 100 · (lg · 2 · 36² / (0,04

∙ 0,7) = 5,62 Ом · м.

 

8) При n=6; a / l = 6 / 6 = 1; η_в = 0,6; η_г = 0,5.

Тогда действительное число стержней определяется формулой (32):

 

                         n_д = R_b · η_г · [ 1 / (r_иск · η_г) -1 / R_г] / η_в                           (32)

 

n_д = (28,54 · 0,6) / 0,7 * [1 / (15,6 · 0,6) - 1 / ]) = 0,5.

 

Принимаем для монтажа 1 стержень и проводим проверочный расчет.

9) Определяем действительное сопротивление искусственного заземления согласно формуле (33):

 

                              r_иск = R_b · R_г / (R_г · n · η_в + R_b · η_г)                        (33)

 

r_иск = (28,54 · 5,62) / (5,62 · 1 · 0,7 + 28,54 · 0,6) = 7,6 Ом < 10 Ом.

 

Определяем сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода по формуле (34):

 

                             ρ_расч = r_иск · r_п.з. / (r_иск + r_п.з.)                                  (34)

 

ρ_расч =(7,6 · 15,6) / (7,6 + 15,6) = 5,1 Ом < 6 Ом.

 

Если же расчет выполнить без учета полосы связи, то действительное число стержней будет равно:

 

n_д = n_Т / η_в = 6,34 / 0,7 = 9,05 и для выполнения заземления нужно было бы принять 9 стержней.

 

План заземляющего устройства ТП35/10 приставлен на рисунке 1

Рисунок 1 – план заземляющего устройства

 

Заключение

После расчета курсового проекта по электроснабжению поселка, расчетным путем установлено: что бы обеспечить жилой, коммунально-бытовой и производственную части поселка, с учетом перспективного развития поселка на 7 лет, необходимо установить четыре трансформаторные подстанции типа КТП, мощностью ТП1 – 100 кВА, ТП2 – 100 кВА, ТП3 – 100 кВА, ТП4 – 100кВА.

Также путем расчетов выбрана аппаратура, обеспечивающая защиту КТП от токов короткого замыкания и перегрузок, а также от атмосферного перенапряжения. Места установки КТП выбраны в удобных для обслуживания и эксплуатации расположениях, обеспечивающих беспрепятственный подъезд транспорта, оперативного и дежурно – ремонтного персонала.