Решение.

Определяем токи продолжительного режима

Iнорм = Sн / n√3 Uном = 1000/2*√3*10 = 28,9 А

Imax = Sн / (n - 1) √3 Uном = 1000/1*√3*10 = 57.8 А.

Экономическое сечение кабеля

Fэ = Iнорм/Jэ = 28,9/1,2 = 24 мм2.

Принимаем два кабеля ААБ (3×25) мм2, IД = 90 А. Поправочный коэффициент на температуру почвы k1 = 94, и на число кабелей k2 = 0,9.IД/ =0,94*0,9*90=76,14 А, что больше Imax = 57,8 А, следовательно, кабель по длительному нагреву подходит.

Термическая стойкость параллельно соединённых кабелей проверяется по току к. з. непосредственно за пучком кабелей, т.е. в точке К2. Рассчитаем ток к. з.

Сопротивление до шин ГПП по заданному току к. з. Iп. о. = 9,5 кА

Хс= Uср/√3*Тп. о. = 10,5/√3*9,5 = 0,64 Ом

Удельное сопротивление кабеля r 0 = 1,25 Ом/км; Х0 = 0,099 Ом/км; сопротивление кабеля длиной 0,8 км

Х = Х0* l = 0,099*0,8=0,079 Ом

r = r0*l = 1,25*0,8=1,0 Ом.

Результирующее сопротивление до точки К2

хрез = Хс + Хк/2 = 0,64 + 0,079/2 = 0,68 Ом; rрез = rк/2 = 1,0/2=0,5 Ом.

Ток к. з. в точке К2

I п. о. к2 = Uср/ (√3 * √r∑2 + X∑2) = 10,5/ (√3 * √0,682 + 0,52) = 7,2 кА.

По одному кабелю проходит половина тока к. з.7,2/2 = 3,6 кА, поэтому тепловой импульс тока к. з.

Вк = I п. о2 (tотк + Та) = 3,62 (1,2+0,12+0,01) = 17,2 кА2*с

Задача 4

Рассчитать заземляющее устройство заводской подстанции 35/10 кВ, находящейся во второй климатической зоне.

Сети 35 и 10 кВ работают с незаземлённой нейтралью. На стороне 35 кВ Iз = 8 А, на стороне 10 кВ Iз = 19А.

Собственные нужды подстанции получают питание от трансформатора 10/0,4кВ с заземлённой нейтралью на стороне 0,4 кВ. Естественных заземлителей нет.

Удельное сопротивление грунта при нормальной влажности ρ = 62 Ом*м.

Электрооборудование подстанции занимает площадь 18×8 м2.

Решение.

Сопротивление заземляющих устройств для установок 35 кВ:

Rз ≤ 250/Iз = 250/8 = 31,2 Ом.

Сопротивление заземляющих устройств для установок 10 кВ:

Rз ≤ 250/Iз = 250/19 = 13,2 Ом.

Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора 0,4 кВ должно быть не более 4 Ом. Заземляющее устройство выполняется общим, поэтому последнее требование является определяющим для расчёта Rз ≤ 4 Ом. Заземлитель выполняем из вертикальных стержневых электродов длиной lв = 5м, диаметром d = 12 мм, верхние концы которых соединяем с помощью горизонтального электрода - стальной полосы сечением 4×40 мм, уложенной в землю на глубине l0 = 0,7 м. Общая длина полосы по плану 60 м, предварительное число стержней 12. Сопротивление одного стержня rв = 0.27*ρраст. = 0.27*89,9 = 24,3 Ом; здесь ρраст = ксез* ρ = 1,45*62=89,9 Ом*м; ксез = 1,45 для второго климатического района. Необходимое число вертикальных заземлителей

nв = rв/ Rз*ήв = 24,3/4*0,52 = 11,7,где ήв = 0,52 для n = 12.

Сопротивление заземляющей полосы:

rг = (0,366*ρраст. г/Lг) *ln (Lг2/0.5*b*t) = (0,366*3,5*62/60) ln (2*602/0,4*0,7) =8,48 Ом

Сопротивление полосы в контуре из 12 электродов

Rг = rг/ ήг = 8,48/0,34 = 24,9 Ом,