Понизительная подстанция ПАРУС (1226933), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Приложение В.449ЗАЗЕМЛЕНИЕ И МОЛНИЕЗАЩИТА9.1 Расчет заземляющего устройства подстанцииНа понизительных подстанциях заземляющее устройство (ЗУ) служит: для защиты обслуживающего персонала от опасных напряженийприкосновения к металлическим частям, которые нормально не находятся поднапряжением, но могут оказаться под напряжением из-за поврежденияизоляции, а также от опасных напряжений шага (защитное заземление); для присоединения нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов(рабочее заземление); для присоединения молниеотводов (грозозащитное заземление).Для выполнения заземления используют естественные и искусственныезаземлители. В качестве естественных заземлителей на подстанции могут бытьиспользованы заземлители опор ВЛ, соединенные с ЗУ грозозащитным тросом,и свинцовые оболочки кабелей.

В качестве искусственных заземлителей применяют горизонтальные и вертикальные стальные стержни или полосы.Размещение горизонтальных заземлителей производится таким образом,чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала наплощади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории РУпрокладывают заземляющие полосы на глубине 0,5-0,7 м вдоль рядов оборудования со стороны обслуживания на расстоянии 0,8-1 м.На понизительных подстанциях заземляющее устройство, как правило,выполняется единым для РУ всех напряжений. Целью расчета являетсяопределение количества и длины, искусственных заземлителей, применениекоторых позволяет обеспечить требуемое сопротивление Rдоп. Согласно [4],если на подстанции имеются РУ-110 кВ и выше и принято решение овыполненииЗУссоблюдениемтребованийпредъявляемыхсопротивлению и напряжению прикосновения, Rдоп= 0,5 Ом.45кегоТаким образом, должно выполняться условие:R доп  R з ,(8.1)где Rз – расчетное сопротивление заземлителя, Ом.До начала расчета ЗУ подстанции определяются конфигурация и параметрысетки из горизонтальных заземлителей в соответствии с планом расположенияна территории подстанции оборудования, конструкций РУ и сооружений.В реальной практике проектирования заземляющих устройств подстанцийрасчетсопротивленияспециальныхпрограммсложногоназаземлителяосновепроизводятрезультатовсспециальныхпомощьюзамеровхарактеристик грунта в месте расположения подстанции.

В дипломном проектерасчет ЗУ подстанций, произведем по упрощенной методике, изложенной в [4].Составляется условная, так называемая расчетная модель заземляющегоустройства, которая представляет собой горизонтальную квадратную сетку извзаимно пересекающихся полос с вертикальными электродами. Расчетнаямодель погружена в однородный грунт с удельным сопротивлением ρ,Ом∙м.hгρalSSaРисунок 8.1 – Расчетнаямодель заземлителя46Определим сопротивление заземлителя, преобразованного в расчетнуюмодель, Ом.Rз  Аρρ,S Lг  Lв(8.2)где S – площадь заземляющего устройства, S = 10258 м2; ρ – удельноесопротивление грунта, для суглинистого грунта, согласно [4], ρ= 100 Ом; Lг –длина горизонтальных заземлителей, м; Lв – длина вертикальных заземлителей,м.A  0,444  0,84 lв  h г,S(8.3)где lв – длина вертикального заземлителя, lв = 3м; hг – глубина заложениягоризонтальных заземлителей, hг = 0,6м.Произведем расчет, подставив значения в выражение (8.1.3).A  0,444  0,84 3  0,6 0,415 .10258Определим длину горизонтальных заземлителей, м.Lг  22  25  S ,L г  24  10258  2431 м.47(8.4)Определим количество вертикальных заземлителей, шт.n в  0,3  0,35  S ,(8.5)n в  0,33  10258  34 шт.Определим длину вертикальных заземлителей, м.Lв  n в  lв ,(8.6)Подставив значения в выражение (8.1.6), получим:L в  34  3  102 м.Определим сопротивление заземлителя, по выражению (8.1.2), Ом.R з  0,418 100100 0,426 Ом.10258 2431  102Таким образом, определенное расчетом сопротивление искусственныхзаземлителей, позволяет обеспечить требуемое сопротивление, и удовлетворяетусловию:0,5  0,426 Ом.Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований,предъявляемых к напряжению прикосновения, должно обеспечивать в любоевремя года при стекании с него тока замыкания на землю значения напряженийприкосновения, не превышающие нормированных [4].48Должно выполняться условие, В:U пр.доп  U пр ,(8.7)За расчетную длительность воздействия, принято, время протекания токакороткого замыкания, состоящее из времени срабатывания защиты и времениполногоотключениявыключателя.Времяпротеканиятокакороткогозамыкания, определено, при расчете величины теплового импульса.

Согласно[4], при длительности воздействия 2,04 с, Uпр.доп = 500 В.Определим напряжение прикосновения, В.U пр  I к  R з  К пр ,(8.8)где Iк – ток однофазного короткого замыкания на землю, в РУ питающегонапряжения, указан в таблице 3.4, Iк = 6311 А; Rз – сопротивление заземлителя,Ом; Kпр – коэффициент напряжения прикосновения. a S К пр  M    Llгв0,45,(8.9)где а – расстояние между вертикальными заземлителями, м; M – параметрзависящий от грунта, по [4], M = 0,62; β – коэффициент, определяемый посопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока со ступней.гдеRч,Rч  Rс(8.10)Rч – сопротивление тела человека, Rч =1000 Ом; Rс – сопротивлениюрастекания тока со ступней, Rс =300 Ом.49βПодставивзначенияв1000 0,769 .1000  300выражение(5.9),определимкоэффициентнапряжения прикосновения:К пр 10  10258  0,62  0,769  243130,45 5,93  10 3 .Определим напряжение прикосновения по выражению (5.8), В.U пр  6311  0,426  5,93  10 3  15,94 В.Напряжение прикосновения не превышает нормированного значения,условие (5.7) выполняется:500  15,94 В.Заземляющее устройство выполнено с соблюдением требований,предъявляемых к напряжению прикосновения.9.2 Молниезащита подстанцииОдним из важных условий бесперебойной работы подстанций являетсяобеспечение надежной грозозащиты зданий, сооружений и электрооборудования.

Защита подстанций от прямых ударов молнии осуществляется стержневыми и тросовыми молниеотводами.При разработке системы молниезащитыдляконкретныхподстанцийследуетрекомендациями, [2]:50пользоватьсяследующимиОткрытые подстанции и ОРУ напряжением 20-500 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии. Выполнение зашиты от прямых ударовмолнии не требуется: для подстанций напряжением 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1600 кВА и менее – независимо от числа грозовыхчасов в году; для всех ОРУ и подстанций напряжением 20 и 35 кВ в районах счислом грозовых часов в году не более 20; для ОРУ и подстанций напряжением220 кВ и ниже на площадках с удельным сопротивлением грунта в грозовой сезон более 2000 Ом∙м при числе грозовых часов в году не более 20.Защита от прямых ударов молнии ОРУ напряжением 220 кВ и выше должнабыть выполнена стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми,как правило, на конструкциях ОРУ (порталах).

Следует использовать такжезащитное действие высоких объектов, которые являются молниеприемниками(опоры ВЛ. прожекторные мачты, радиомачты и др.). На конструкциях ОРУнапряжением 35-150 кВ стержневые молниеотводы могут устанавливаться приэквивалентном удельном сопротивлении грунта в грозовой сезон: до 500 Ом∙м(35 кВ) и до 1000 Ом м (110 и 150 кВ).Здания ЗРУ и закрытых подстанций следует защищать от прямых ударовмолнии в районах с числом грозовых часов в году более 20. Защиту зданий ЗРУи закрытых подстанций, имеющих металлические покрытия кровли или железобетонные несущие конструкции кровли, следует выполнять заземлением этихпокрытий.

Для зашиты зданий ЗРУ и закрытых подстанций, крыша которых неимеет металлических покрытий либо железобетонных несущих конструкцийилинеможетбытьзащищена,следуетустанавливатьстержневыемолниеотводы или молниеприемные сетки непосредственно на крыше зданий.Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установкамолниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивнымсоображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами,имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом.Молниеотводысостоятизчетырехконструктивныхмолниеприемника, несущей конструкции, токоотвода, и заземлителя.51элементов:Молниеприемникдолженнадежнопротивостоятьмеханическимитепловым воздействиям тока молнии. Несущая конструкция должна иметьвысокую механическую прочность, которая исключила бы случаи падениямолниеотводанаоборудованиеподстанции.Токопроводящийспускмолниеотвода соединяется с заземляющим устройством ОРУ.

Электрическиесоединения отдельных частей токоотвода между собой, с молниеотводом и ЗУвыполняются при помощи сварки, [4].По результатам опытов на моделях доказано, что вокруг стержневогомолниеотвода существует защищенная зона, которая не поражается прямымударом молнии. Согласно методу расчета и построения зон зашиты, онапредставляется в вертикальном сечении конусом с образующей в видегиперболы.Если высота защищаемого объекта равна hх, то для этой высоты радиусзащиты молниеотвода, м.rx 1,6  h ap,hх1h(8.11)где hа – активная высота молниеотвода, м; h – высота молниеотвода, м; p –коэффициент для разных высот молниеотводов, согласно [4] при высотемолниеотвода до 30 м, p = 1.Активная высота молниеотвода, м.hа  h0  h х ,(8.12)где h0 – высота конуса зоны защиты, м; hх – высота защищаемого объекта, м.52Высота конуса зоны защиты, согласно [10], для молниеотводов высотой до30м, с надежностью защиты 0,99, определяется, м:h 0  0,8  h ,(8.13)Для более частого случая, двух стержневых молниеотводов разной высоты,зона защиты представлена на рисунке 8.2rx12bxrx2ah02 h2h1 h01hсhxРисунок 8.2 – Зона защиты двухстержневых молниеотводов разной высотыНаименьшая ширина зоны защиты 2bx, м, определяется согласно [4].Для двух молниеотводов одной высоты:2b x  4  rх где7  hа  а,14  h а  аrx – радиус защиты молниеотвода, м;молниеотводами, м.53(8.14)а – расстояние между двумяДля двух молниеотводов разной высоты:h  hx,2b x  2  rс  сhс(8.15)где rс – радиус зоны защиты на высоте hc, м.rс 1,5  h1  h 2 ,2(8.16)где h1, h2 – высота первого и второго молниеотводов, соответственно, м.hс 0,92  h1  h 2 ,2(8.17)Высота защищаемых объектов по всей территории ОРУ-220 кВ 8 м,высота молниеотводов 30 м.

Характеристики

Список файлов ВКР