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

Текст из файла (страница 4)

Составляется условная, так называемая расчетная модель заземляющего устройства, которая представляет собой горизонтальную квадратную сетку из взаимно пересекающихся полос с вертикальными электродами.

Расчетная модель погружена в одно­родный грунт с удельным сопротивлением ρ, Ом∙м.

Рисунок 6.1 – Расчетная модель

заземлителя

Определим сопротивление заземлителя, преобразованного в расчетную модель, Ом.

, (6.2)

где S–площадь заземляющего устройства, S = 12356 м²; ρ–удельное сопротивление грунта, для суглинистого грунта, согласно [13], ρ = 100 Ом; L_г–длина горизонтальных заземлителей, м;L_в–длина вертикальных заземлителей, м.

, (6.3)

где l_в – длина вертикального заземлителя, l_в = 3м; h_г – глубина заложения горизонтальных заземлителей, h_г = 0,6м.

Произведем расчет, подставив значения в выражение (6.3).

.

Определим длину горизонтальных заземлителей, м.

, (6.4)

м.

Определим количество вертикальных заземлителей, шт.

, (6.5)

шт.

Определим длину вертикальных заземлителей, м.

, (6.6)

Подставив значения в выражение (6.6), получим:

м.

Определим сопротивление заземлителя, по выражению (6.2), Ом.

Ом.

Таким образом, определенное расчетом сопротивление искусственных заземлителей, позволяет обеспечить тре­буемое сопротивление, и удовлетворяет условию (6.1):

Ом.

Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения, должно обеспечивать в лю­бое время года при стекании с него тока замыкания на землю значения напря­жений прикосновения, не превышающие нормированных [13].

Должно выполняться условие, В:

, (6.7)

За расчетную длительность воздействия, принято, время протекания тока короткого замыкания, состоящее из времени срабатывания защиты и времени полного отключения выключателя. Время протекания тока короткого замыкания, определено в 4.3, при расчете величины теплового импульса. Согласно [13], при длительности воздействия 0,085 с, U_пр.доп = 500 В.

Определим напряжение прикосновения, В.

, (6.8)

где I_к – ток однофазного короткого замыкания на землю, в РУ питающего

напряжения, указан в приложение В, I_к = 3653 А; R_з – сопротивление заземлителя, Ом; K_пр – коэффициент напряжения прикосновения.

, (6.9)

где а – расстояние между вертикальными заземлителями, м; M – параметр зависящий от грунта, по [13], M = 0,62; β – коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока со ступней.

, (6.10)

где R_ч – сопротивление тела человека, R_ч =1000 Ом; R_с – сопротивлению растекания тока со ступней, R_с =300 Ом.

.

Подставив значения в выражение (6.9), определим коэффициент напряжения прикосновения:

.

Определим напряжение прикосновения по выражению (6.8), В.

В.

Напряжение прикосновения не превышает нормированного значения, условие (6.7) выполняется:

В.

Заземляющее устройство выполнено с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения.

6.2 Молниезащита подстанции

Одним из важных условий бесперебойной работы подстанций является обеспечение надежной грозозащиты зданий, сооружений и электрооборудова­ния.

Защита подстанций от прямых ударов молнии осуществляется стержне­выми и тросовыми молниеотводами.

При разработке системы молниезащиты для конкретных подстанций сле­дует пользоваться следующими рекомендациями, [5]:

Открытые подстанции и ОРУ напряжением 20-500 кВ должны быть за­щищены от прямых ударов молнии. Выполнение зашиты от прямых ударов молнии не требуется: для подстанций напряжением 20 и 35 кВ с трансформато­рами единичной мощностью 1600 кВА и менее – независимо от числа грозовых часов в году; для всех ОРУ и подстанций напряжением 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20; для ОРУ и подстанций напряжением 220 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 должна быть выполнена стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми, как правило, на конструкциях ОРУ (порталах). Следует использовать также за­щитное действие высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ. прожекторные мачты, радиомачты и др.). На конструкциях ОРУ напряжением 35-150 кВ стержневые молниеотводы могут устанавливаться при эквивалентном 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 ударов молнии в районах с числом грозовых часов в году более 20. Защиту зданий ЗРУ и закрытых подстанций, имеющих металлические покрытия кровли или желе­зобетонные несущие конструкции кровли, следует выполнять заземлением этих покрытий. Для зашиты зданий ЗРУ и закрытых подстанций, крыша которых не имеет металлических покрытий либо железобетонных несу­щих конструкций или не может быть защищена, следует устанавливать стерж­невые молниеотводы или молниеприемные сетки непосредственно на крыше зданий.

Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых уста­новка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом.

Молниеотводы состоят из четырех конструктивных элементов: молниеприемника, несущей конструкции, токоотвода, и заземлителя.

Молниеприемник должен надежно противостоять механическим и тепловым воздействиям тока молнии. Несущая конструкция должна иметь высокую ме­ханическую прочность, которая исключила бы случаи падения молниеотвода на оборудование подстанции. Токопроводящий спуск молниеотвода соединяется с заземляющим устройством ОРУ. Электрические соединения отдельных частей токоотвода между собой, с молниеотводом и ЗУ выполняются при помощи сварки, [13].

По результатам опытов на мо­делях доказано, что вокруг стержне­вого молниеотвода существует защищенная зона, которая не поража­ется прямым ударом молнии. Согласно методу расчета и по­строения зон зашиты, она представляется в вертикальном сечении конусом с образующей в виде гиперболы.

Рисунок 6.2 – Зона защиты одиночного

стержневого молниеотвода

Если высота защищаемого объекта равна h_х, то для этой высоты радиус защиты молниеотвода, м.

, (6.11)

где h_а–активная высота молниеотвода, м; h–высота молниеотвода, м; p– коэффициент для разных высот молниеотводов, согласно [13] при высоте молниеотвода до 30 м, p = 1.

Активная высота молниеотвода, м.

, (6.12)

где h₀ – высота конуса зоны защиты, м; h_х – высота защищаемого объекта, м.

Высота конуса зоны защиты, согласно [14], для молниеотводов высотой до 30м, с надежностью защиты 0,99, определяется, м:

, (6.13)

Для более частого случая, двух стержневых молниеотводов разной высоты, зона защиты представлена на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3 – Зона защиты двух стержневых

молниеотводов разной высоты

Наименьшая ширина зоны защиты 2b_x, м, определяется согласно [13].

Для двух молниеотводов одной высоты:

, (6.14)

где r_x – радиус защиты молниеотвода, м; а – расстояние между двумя молниеотводами, м.

Для двух молниеотводов разной высоты:

, (6.15)

где r_с – радиус зоны защиты на высоте h_c, м;

, (6.16)

где h₁, h₂ – высота первого и второго молниеотводов, соответственно, м;

. (6.17)

Приведем пример расчета зоны защиты с высотой защищаемых объектов 17,1 м.

Определим высоту конуса зоны защиты, с надежностью защиты 0,99, по выражению (6.13), м:

м.

Определим активную высоту молниеотвода, по выражению (6.12), м:

м.

Определим радиус зоны защиты стержневых молниеотводов, по выражению (6.11), м:

м.

Определим наименьшую ширину зоны защиты, по выражению (6.14), м.

м.

Расчет радиуса и ширины зон защиты, для остальных молниеотводов, производим аналогично, по выражениям (6.11-6.14), результаты расчетов представлены в приложение У.

Зона защиты трех и более молниеотводов (многократный молниеотвод), значительно превышает сумму зон защиты одиночных молниеотводов. Оборудование, находящееся внутри защитной зоны, защищено при выполнении условия:

, h_х (6.18)

где D-диаметр окружности проходящей через точки установки молниеотво-дов,м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью выпускной квалификационной работы было произвести расчет по реконструкции подстанции ПС 220/110/35/10 кВ «Селихино».

В соответствии с руководящей документации РД 153.34.0-20.527-98 были произведены расчеты максимальных рабочих токов и токов короткого замыкания, что позволило нам осуществить выбор выключателей, разъединителей, измерительных трансформаторов тока и напряжения.

При использовании графиков нагрузки были выбраны силовые трансформаторы. На стороне 220/110 кВ автотрансформатор АТДЦТН с полной мощностью 63000 ВА. На стороне 110/35/10 кВ был выбран трехобмоточный трансформатор ТДТН-16000.

В ходе реконструкции на ОРУ 220-110 кВ были установлены новые элегазовые выключатели типа ВЭБ 220(110) кВ со встроенными высокочувствительными трансформаторами тока от производителя ЗАО «Энегромаш(Екатеренбург)».

Трансформаторы тока выбирались и проверялись по вторичной нагрузке, которая представляет собой приборы измерения и учета, а так же терминалы микропроцессорной защиты.

Применение нового оборудования на подстанции позволит увеличить срок эксплуатации подстанции, а так же увеличить технико-экономические показатели. Уменьшатся межремонтные сроки капитальных ремонтов, уменьшатся сроки их проведения, уменьшится число внеплановых отключений оборудования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СТО 56947007- 29.240.10.028-2009.Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшем напряжением 35-750 кВ [Текст]/ ОАО «ФСК ЕЭС» -Москва, 2009.: 96с.

2. ГОСТ 14209-97 Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов. [Текст]/2002. -76с.

3. РД 153.34.0-20.527-98.Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования -Москва, 1998. -131с.

1. Барыбин, Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения[Текст]/Ю.Г. Барыбин. -М.: Энергоатомиздат,1990. –576с.

1. Правила устройства электроустановок [Текст]/Колл.авт.-М.: Открытое акционерное общество «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2011. ‒ 1168 с.

2. Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования[Текст] / И.П. Крючков. - 4-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

3. Справочник по проектированию электрических сетей [Текст] / Под ред. Д. Л. Файбисовича. – М.: НЦ ЭНАС, 2005.–320 с.

4. Гринберг–Басин, М.М. Тяговые подстанции. [Текст]/ Пособие по дипломному проектированию. М.М. Гринберг–Басин. - М.: Транспорт,1986 г.- 167 с.

5. СТО 56947007- 29.130.10.095-2011.Выключатели переменно тока на напряжение от 3 до 1150 кВ [Текст]/ОАО «ФСК ЕЭС» -Москва, 2011.: 28с. .

6. [Электронный ресурс] Режим доступа: http:// www.cztt.ru.

7. Макаров, Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4 – 35 кВ и 110 – 1150кВ [Текст]/ Е.Ф. Макаров/ М.: Папирус Про, 2005. – 624 с.

8. Электротехнический справочник [Текст]. В 4т. Т.3. Производство передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. Профессора МЭИ В.Г. Герасимова и др.– М.: МЭИ, 2004. – 964 с.

9. Иванов, А.В. Методическое пособие по расчету систем оперативного тока, собственных нужд, заземляющих устройств и молниезащиты подстанций 35 кВ и выше[Текст]/ А.В. Иванов.– Новгород.: НГТУ, 2000. – 40с.

10. СО 153.34.21.122-2003.Инстукция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций [Текст]/ М.: ЦПТИ ОРГРЭС, 2004-38 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1-Данные суточных ведомостей нагрузок ПС за зимний и летний расчетные дни и с учетом коэффициента развития нагрузок в течение 5–10 лет

ОКОНЧАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ А

Характеристики

Список файлов ВКР