ВКР Кудрин С.В. КВ15-ЭЭ(Б)СС-824 (1210072), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Согласно расчетам грозовых перенапряжений, в каскадной схеме рисунок 2.4, отличающейся наличием на входе РУ дополнительных ОПН рисунок 2.3 (так называемые ОПН линейной ячейки), вероятность повреждения изоляции оборудования РУ при грозовых перенапряжениях на порядок меньше, чем в типовой схеме рисунок 4.3 [10].

2.4 Защитные аппараты

В качестве защитных аппаратов применяются следующие устройства.

Искровой промежуток (ИП) - самый простой грозозащитный аппарат. Его устанавливают непосредственно в близи от защищаемого объекта. Чаще всего искровой промежуток выполняется в виде рогов из круглой стали диаметром от 10 до 12 мм (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - Искровой промежуток

Рисунок 2.7 - Роговой искровой промежуток

Кроме основного искрового промежутка, который непосредственно обеспечивает защитные свойства, разрядное напряжение и вольт-секундную характеристику, делается второй промежуток (рисунок 2.7) для того, чтобы при замыкании птицами не возникал пробой основного промежутка под действием рабочего напряжения.

Искровые промежутки часто применяются в сетях напряжением 6...35 кВ благодаря своей простоте и небольшой стоимости, а также обширному применению АПВ, исправляющему ложное отключение.

Разрядник – это электрический аппарат, который служит для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. Изначально разрядником называли устройство для защиты от перенапряжений, основанное на технологии искрового промежутка. Затем, с развитием технологий, для ограничения перенапряжений начали применять устройства на основе полупроводников и металл-оксидных варисторов, применительно к которым продолжают использовать термин «разрядник».

Разрядник (рисунок 2.8) состоит из двух электродов и дугогасительной трубки. Один электрод крепится на защищаемой цепи, второй электрод заземляется. Пространство между ними называется искровым промежутком. В результате пробоя в трубке возникает интенсивная газогенерация (плазма), и через выхлопное отверстие образуется продольное дутье, достаточное для гашения дуги.

Рисунок 2.8 – Трубчатый разрядник РТВ-20-2/10

Основные типы разрядников:

• Трубчатый разрядник

• Газовый разрядник

• Вентильный разрядник

• Магнитовентильный разрядник (РВМГ)

• Разрядник длинно-искровой.

Принцип работы длинно-искрового разрядника (рисунок 2.9) основан на использовании эффекта скользящего разряда, он обеспечивает большую длину импульсного перекрытия по поверхности разрядника, и предотвращает за счет этого перехода импульсного перекрытия в силовую дугу тока промышленной частоты. Разрядный элемент РДИ, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, в несколько раз большую длины защищаемого изолятора линии. Конструкция разрядника обеспечивает его более низкую импульсную электрическую прочность по сравнению с защищаемой изоляцией. Главной особенностью длинно-искрового разрядника является то, что вследствие увеличенного длины импульсного грозового перекрытия вероятность установления дуги короткого замыкания сводится к минимуму.

Рисунок 2.9 – Длинно-искровой разрядник, смонтированный на опоре

Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) — электрический аппарат, предназначенный для защиты оборудования и систем электроснабжения от коммутационных, и грозовых перенапряжений. ОПН можно назвать разрядником без искровых промежутков. ОПН (рисунок 2.10) на данный момент является одним из эффективных средств защиты оборудования и электрических сетей.

Основным элементом ОПН является варистор. Активная часть ОПН состоит из последовательного набора варисторов, соединенных в «колонку». В зависимости от требуемых характеристик ОПН и его конструкции ограничитель может состоять из одной колонки или из ряда колонок, собранных последовательно либо параллельно. Отличие материала варисторов ОПН от материала резисторов вентильных разрядников состоит в том, что у нелинейных резисторов ограничителей перенапряжения присутствует повышенная пропускная способность, а также высоконелинейная вольтамперная характеристика (ВАХ), благодаря которой возможно непрерывное и безопасное нахождение ОПН под напряжением, при котором достигается высокий уровень защиты электрооборудования. Данные свойства позволили исключить из конструкции ОПН искровые промежутки.

Рисунок 2.10 - ОПН-10 в полимерной изоляции

Материал нелинейных резисторов ОПН состоит в основном из оксида (окиси) цинка — ZnO и оболочки в виде глифталевой эмали, повышающей пропускную способность варистора. При изготовления оксид цинка смешивается с оксидами других металлов. Варисторы на основе оксида цинка являются системой, состоящей из последовательно и параллельно включённых p – n переходов. Именно эти p – n переходы определяют нелинейность ВАХ варистора.

3. РАСЧЁТ И ВЫБОР МОЛНИЕЗАЩИТЫ ПС 110

ВОСТОЧНАЯ.

ПС «Восточная» состоит из двух огороженных территорий. Первая это непосредственно сама подстанция, имеющая габариты 42 х 40,5 м, вторая 20 х 11 м является продолжением ОРУ-110, здесь располагаются кабельные муфты КЛ «Восточная - Энергомаш».

Рисунок 3.1 – План ПС «Восточная»

Для защиты подстанции от прямого удара молнии будут установлены 4 молниеотвода, которые вместе будут образовывать непрерывную зону защиты, покрывающую всё оборудование подстанции.

3.1 Расчет защищаемой зоны двойного молниеотвода М1, М2

Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h₀ < h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Размеры зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h₀ и радиусом конуса на уровне земли r₀. Молниеотвод считается двойным если расстояние между отдельно стоящими молниеотводами не превышает . Т.к. расстояние между молниеотводами М1 и М2 составляет , следовательно молниеотвод двойной [1].

Сначала определим высоту защитного конуса молниеотвода, м:

где - высота вершины конуса стержневого молниеотвода, м; - полная высота молниеотвода, м.

Определим радиус защиты на уровне земли, м:

где - радиус защиты на уровне земли.

Определим радиус конуса на высоте защищаемого сооружения, м:

где - радиус защиты на высоте защищаемого сооружения, м.

Определим высоту стержневого молниеприёмника, м:

где - высота стержневого молниеприёмника

Определим угол защиты, градусы:

где - угол защиты (между вертикалью и образующей), градусы.

Далее в масштабе произведём построение зоны защиты молниеотводов М1, М2 (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Зона защиты двойного стержневого для молниеотвода М1, М2

3.2 Расчет зоны защиты одиночного молниеотвода М3

Производим расчёт молниеотвода М3 высотой 23 м.

Сначала определим высоту защитного конуса молниеотвода, м:

где - высота вершины конуса стержневого молниеотвода, м; - полная высота молниеотвода, м.

Определим радиус защиты на уровне земли, м:

где - радиус защиты на уровне земли.

Определим радиус конуса на высоте защищаемого сооружения, м:

где - радиус защиты на высоте защищаемого сооружения, м.

Определим высоту стержневого молниеприёмника, м:

где - высота стержневого молниеприёмника

Определим угол защиты, градусы:

где - угол защиты (между вертикалью и образующей), градусы.

Далее в масштабе произведём построение зоны защиты молниеотвода М3 (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Зона защиты стержневого для молниеотвода М3

Характеристики

Список файлов ВКР