Практична робота №5 Розрахунок захисного заземлення
Завдання: Розрахувати захисного заземлення трансформаторної підстанції.
Визначити:
опір поодинокого вертикального заземлювача;
опір протяжної смуги;
кількість заземлювачів;
загальний розрахунковий опір заземлюючого пристрою.
Дано:
напруга трансформатора, U=660 В;
опір природного заземлювача, Rе= 7,7 Ом;
питомий опір ґрунту, о=160 Ом;
сезонний коефіцієнт землі, = 2,3;
довжина електрода lс,= 3,0м
діаметр труби, d=35 мм
глибина заглиблення електрода, Н0=0,65 м
довжина протяжної смуги, Lп=80 м
ширина смуги, в=35 мм
висота смуги, а=10 мм.
Розв’язок
1. Знаходимо опір штучного заземлювача. У мережах напругою до 1000В опір захисного заземлюючого пристрою має бути не більше як 4 Ом, а напругою більшою 1000В – не більше як 0,5 Ом.
2. Знаходимо опір заземлювача поряд із паралельно з’єднаним природним заземлювачем:
Rи = (Rе · Rз) / (Rе - Rз), Ом
де Rе - опір природного заземлювача (труби, тощо), Ом;
Rз – необхідний опір заземлювача, Ом.
Отже,
Rи = (7,7 · 4) / (7,7 - 4) = 8,32 Ом
Рисунок 5.1 Схема заземлюючого пристрою
3. Користуючись схемами, знаходимо опір поодинокого вертикального заземлювача (заглибленої у ґрунт труби) за формулою:
Rв
=
,
Ом,
де lc - довжина електрода, м
d - діаметр труби, м;
h - відстань від поверхні землі до середини електрода, м;
- розрахунковий опір ґрунту, Ом;
Н0 - глибина заглиблення електрода, м;
RВ - опір поодинокого електрода, Ом.
Звідки,
ρ = ρо · ψ, Ом,
де о - питомий опір ґрунту, Ом;
ψ- сезонний коефіцієнт, що враховує можливе збільшення опору ґрунту залежно від вологості і атмосферних умов
Отже,
ρ = 160 · 2,3 = 368 Ом.
Звідки,
h
=
,
м,
Отже,
h
=
,
м.
Rв
=
Ом.
4. Знаходимо опір протяжної смуги:
Rп
=
,
де b - ширина смуги, м;
а - висота смуги, м;
Lп – довжина протяжної смуги, м.
Отже,
Rп
=
Ом.
Орієнтовно визначаємо кількість заземлювачів
nор
=
,
Отже,
nор
=
.
Знаходимо залишкову кількість заземлювачів
n
=
,
Отже,
n
=
.
де ηВ також як і ηП - коефіцієнти використання електродів, які визначають з табл. 2.
7. Визначаємо загальний розрахунковий опір заземлюючого пристрою:
R
=
,
Ом
Отже,
R
=
Ом.
Перевірка:
RИ
R.
8,32 ≥ 6,49 Ом.
Табл.5.1 Дані для розрахунків захисного заземлення
|
||||||||||||
Номер варіанта |
Розрахункові показники |
|||||||||||
Напруга трансформатора, U,В |
Опір природного заземлювача, Rе, Ом |
Питомий опір грунту, о, Ом |
Сезонний коефіцієнт землі, |
Довжина електрода lс,,м |
Діаметр труби, d, мм |
Глибина заглиблення електрода, Н0, м |
Довжина протяжної смуги,Lп, м |
Ширина смуги, в,мм |
Висота смуги,а, мм |
|||
1 |
6000 |
12,0 |
170 |
1,1 |
2,5 |
8 |
0,75 |
50 |
26 |
6 |
||
2 |
400 |
6,4 |
340 |
2,6 |
3,5 |
4 |
0,5 |
150 |
32 |
8 |
||
3 |
660 |
10,5 |
180 |
1,2 |
2,6 |
7 |
0,7 |
60 |
40 |
4 |
||
4 |
4000 |
4,7 |
330 |
2,5 |
3,4 |
5 |
0,6 |
140 |
24 |
8 |
||
5 |
600 |
11,5 |
190 |
1,3 |
2,7 |
6 |
0,8 |
70 |
30 |
5 |
||
6 |
660 |
11,2 |
320 |
2,4 |
3,3 |
6 |
0,8 |
130 |
16 |
6 |
||
7 |
10000 |
3,9 |
200 |
1,4 |
2,8 |
8 |
0,75 |
80 |
20 |
4 |
||
8 |
400 |
11,0 |
310 |
2,3 |
3,2 |
16 |
0,5 |
120 |
26 |
5 |
||
9 |
400 |
7,2 |
210 |
1,5 |
2,9 |
20 |
0,7 |
90 |
20 |
7 |
||
10 |
660 |
9,6 |
300 |
2,2 |
3,1 |
15 |
0,6 |
110 |
32 |
6 |
||
11 |
4000 |
4,5 |
220 |
1,6 |
3,0 |
16 |
0,6 |
100 |
26 |
4 |
||
12 |
6000 |
8,6 |
290 |
2,! |
3,0 |
18 |
0,8 |
40 |
14 |
6 |
||
13 |
400 |
10,4 |
230 |
1,7 |
2,5 |
14 |
0,5 |
40 |
24 |
5 |
||
14 |
660 |
5,2 |
280 |
2,2 |
3,5 |
17 |
0,75 |
150 |
18 |
8 |
||
15 |
4000 |
10,2 |
240 |
1,8 |
2,6 |
27 |
0,85 |
50 |
40 |
4 |
||
16 |
660 |
5,5 |
270 |
2,0 |
3,4 |
15 |
0,7 |
60 |
26 |
7 |
||
Продовження таблиці 5.1
|
||||||||||||
17 |
600 |
5,5 |
250 |
1,9 |
2,7 |
26 |
0,6 |
140 |
28 |
5 |
||
18 |
10000 |
7,4 |
260 |
1,1 |
3,3 |
18 |
0,5 |
70 |
36 |
4 |
||
19 |
400 |
5,2 |
160 |
2,6 |
2,8 |
28 |
0,55 |
130 |
24 |
6 |
||
20 |
400 |
8,8 |
350 |
1,2 |
3,2 |
24 |
0,8 |
80 |
32 |
5 |
||
21 |
660 |
9,9 |
160 |
2,5 |
2,9 |
27 |
0,8 |
120 |
40 |
4 |
||
22 |
4000 |
6,6 |
360 |
1,3 |
3,1 |
15 |
0,75 |
90 |
34 |
5 |
||
23 |
6000 |
4,9 |
140 |
2,4 |
3,0 |
26 |
0,7 |
110 |
24 |
8 |
||
24 |
400 |
7,6 |
370 |
1,4 |
2,5 |
24 |
0,6 |
100 |
30 |
5 |
||
25 |
660 |
6,7 |
130 |
2,3 |
3,5 |
30 |
0,65 |
90 |
28 |
7 |
||
Таблиця 5.2 Коефіцієнти використання в і п при розміщенні електродів по контуру
Кількість електродів,nпр |
в |
п |
4 |
0,76---0,80 |
0,55 |
6 |
0,71---0,76 |
0,48 |
10 |
0,66---0,72 |
0,43 |
20 |
0,62---0,66 |
0,40 |
40 |
0,55---0,61 |
0,32 |
60 |
0,52---0,58 |
0,30 |
100 та більше |
0,49---0,55 |
0,28 |