Грозозащита и заземление подстанции 10/0,4 кВ

От перенапряжений трансформатора 10/0,4 кВ, согласно типовому проекту, защищается вентильными разрядниками: со стороны высокого напряжения – РВО-10, со стороны низкого – РВН-1.

В соответствии с ПУЭ произведем расчет заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали трансформатора, при напряжении 380 В не должно превышать 4 Ом. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом естественных заземлений и повторных заземлений нулевого провода при количестве отходящих линий не менее двух.

Сопротивление повторного заземления выполняется на концах ВЛ или ответвлений на них, длина которых более 200 м, и его значение должно быть не более 30 Ом. Общее сопротивление растекания заземлителей повторного заземления каждой ВЛ не должно превышать 10 Ом при линейном напряжении 380 В.

Так как длина отходящих от проектируемой подстанции ВЛ не превышает 200 м, общее сопротивление заземляющего устройства 4 Ом целесообразно обеспечить за счет заземляющего устройства ТП, к которому непосредственно присоединена нейтраль силового трансформатора 10/0,4 кВ.

Заземляющее устройство выполним в виде квадратного контура со стороной а=10 м, проложенного на глубине l_п=0.7 м от поверхности земли стальной полосой сечением 40х4 мм, соединяющей вертикальные стержни длиной l= 5м и диаметром d=16 мм.

Удельное сопротивление грунта определяем по формуле

ρ =k_c*k_в* ρ_изм (53)

где k_c-коэффициент сезонности; k_в- коэффициент, зависящий от влажности земли; ρ_изм- измеренное сопротивление грунта, Ом*м.

В средних климатических зонах для вертикальных электродов длиной 3-5 м k_с-=1,45-1,115, для горизонтальных электродов длиной 10-15 м k_с=3,5-2,0.

Принимаем в расчете горизонтальных заземлителей k_с=3,5; k_в=1; ρ_изм=20 Ом*м.

ρ =1,45*1*20=29 Ом*м.

Длина соединительной полосы равно периметру контура заземления

L_p =4*a (54)

l_p =4*10=40 м

Сопротивление полосы горизонтального заземляющего устройства будет

(55)

Предварительно принимаем в заземляющем контуре 6 вертикальных заземлителей.

Для горизонтальной полосы, соединяющей стержни длиной 5 м и расстоянием 5 м между ними, с учетом использования горизонтального коэффициента k_и.г.=0,45, сопротивление горизонтального заземляющего устройства определяем по формуле

(56)

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали трансформатора, при напряжении 380 В не должно превышать 4 Ом. Так как сопротивление горизонтальных заземлителей R_г.у > 4 Ом, следовательно, необходимы вертикальные заземлители общим сопротивлением

(57)

Принимаем в расчет вертикальных заземлителей k_с=1,45; k_в=1; ρ_изм

ρ =29 Ом*м.

Расстояние от поверхности земли до середины стержня

h_c= l_п+l/2 (58)

h_c =0,7+3,2=4,9 м.

Сопротивление одного вертикального заземлителя:

(59)

Для 6 вертикальных электродов длиной 5 м и расстоянием между ними 5 м с учетом экранирующего коэффициента использования вертикальных заземлителей k_и.в.=0,65 определяем расчетное количество вертикальных заземлителей по формуле

(60)

Принимаем большее ближайшее число стержней вертикального заземлителя n_в= ; k_и.г=0,45; k_и.в=0,66.

Тогда общее сопротивление горизонтальных заземлителей будет

(62)

Общее сопротивление вертикальных заземлителей будет

(63)

Общее сопротивление заземляющего устройства ТП будет

(64)

Что находиться в пределах нормы.

Таким образом, спроектированное заземляющее устройство соответствует требованиям ПУЭ к обеспечению безопасности обслуживания электроустановок напряжением 380 В с заземленной нейтралью.

Список литературы

1. Коробов Г. В. «Электроснабжение. Курсовое проектирование», 2011 г.

2. Будзко И. А. «Электроснабжение сельского хозяйства», 2000 г.

Однолинейная схема трансформатора 25кВт