пз (1234768), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

где – ток однофазного замыкания на землю в РУ питающего напряжения, кВ. Определим ток однофазного замыкания на землю по упрощенной формуле:

(3.11)

кА.

_{Определим коэффициент прикосновения:}

(3.12)

Где β – коэффициент, характеризующий условия контакта человека с землей:

, (3.13)

где - сопротивление тела человека, Ом; - сопротивление растеканию тока со ступней, Ом. Принимаем равным 1000 Ом.

(3.14)

Ом.

Коэффициент М равный 0.804 определяется по [21]:

Тогда напряжение прикосновения, В:

Условие выполняется, контур подходит по напряжению прикосновения.

3.3 Расчет молниезащиты тяговой подстанции

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система - МЗС) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС) [21].

Внешняя МЗС может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы - стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие функции естественных молниеотводов) или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его частью.

Внутренние устройства молниезащиты предназначены для ограничения электромагнитных воздействий тока молнии и предотвращения искрений внутри защищаемого объекта. Токи молнии, попадающие в молниеприемники, отводятся в заземлитель через систему токоотводов (спусков) и растекаются в земле. Внешняя МЗС в общем случае состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей. Для защиты подстанции используем молниеприемники, установленные на портале приема ВЛ-220 кВ и установленные на мачтах осветительной установки. Принимаем к установке молниеприемники высотой 28 метров и проведем проверку. Расчет защитных зон проводим по методике, приведенной в [21]. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода определяется из выражения:

(3.15)

где h – высота молниеприемника, м; - высота защитного конуса, м; - высота защищаемого сооружения, м; - радиус защитного конуса у поверхности земли, м;

определяется максимальной высотой токоведущих частей подстанции от поверхности земли и составляет для РУ-220 кВ 10 метров. Для ввода фидеров КС и ДПР высота составляет 13.6 м.

Молниеотвод считается двойным, когда расстояние между стержневыми молниеприемниками L не превышает предельной величины L_max. В противном случае оба молниеотвода рассматриваются как одиночные.

Величина L_max определяется по [21] и составляет 4.75h при высоте молниеприемника до 30 метров.

м.

Молниеотвод считается двойным.

Построение внешних областей зон двойного молниеотвода (полуконусов с габаритами ) производится по формуле (3.15) для одиночных стержневых молниеотводов.

Размеры внутренних областей определяются параметрами h₀ и h_c, первый из которых задает максимальную высоту зоны непосредственно у молниеотводов, а второй - минимальную высоту зоны посередине между молниеотводами. При расстоянии между молниеотводами L меньшим либо равным L_c граница зоны не имеет провеса (h_c = h₀). Для расстояний L_c  L ≤ L_max высота h_c определяется по выражению:

(3.16)

где равно 2.25h, м.

Для молниеприемников М1-5:

Размеры горизонтальных сечений зоны вычисляются по следующим формулам:

Максимальная полуширина зоны r_х в горизонтальном сечении на высоте h_x, м:

(3.17)

м.

Ширина горизонтального сечения в центре между молниеотводами 2r_cx на высоте h_x меньше либо равной h_c:

(3.18)

м.

Проводим расчеты и параметры расположения и размеров молниеприемников приводим в таблице 3.2 и на листе Д190401 022 004.

Таблица 3.2 – Параметры и расположение молниеприемников

Как видно из расчетов, с помощью молниеприемников высотой 28 метров в количестве пяти штук, обеспечивается заданная зона защиты оборудования подстанции. В том числе и портала фидеров контактной сети и ДПР.

4 ПРИВЕДЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТУРОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ К ТРЕБУЕМЫМ НОРМАМ

4.1 Современные методы заземления

В северных регионах России, в особенности в северо-восточной ее части и на Дальнем Востоке, устройство заземлений сопряжено с рядом дополнительных трудностей, связанных с наличием многолетнемерзлых грунтов, а также галечниковых и скальных пород. В таких условиях надежность заземления зависит, прежде всего, от правильного учета геоэлектрической структуры грунтов, величины удельного электрического сопротивления земли, правильного выбора оптимального метода расчета заземляющих устройств и их рациональных конструкций. Важно также учесть и то, что затраты на устройство заземлений подстанций, линейных объектов в сложных грунтовых условиях достигают 3035 % их сметной стоимости, поэтому уменьшение затрат за счет оптимального проектирования и использования качественных систем заземления имеет огромное значение для всех предприятий электроэнергетики.

Известно множество способов решения проблем заземления в высокоомных грунтах. Назовем наиболее используемые:

1. Замена части грунта вокруг электрода засыпкой с высокой электропроводностью (угольная обработка, засыпка коксовой мелочью и т. п.).

Он осуществляется путем замены части высокоомного грунта другим, имеющим более низкое удельное сопротивление грунтом.

Этот способ используется довольно редко изза удаленности объектов, отсутствия в наличии требуемого объема замещающего грунта, а также дороговизны и проблемы своевременно доставить его на объект.

2. Понижение естественного сопротивления грунта путем добавления в него минеральных солей, рядом с электродом заземления. Соль, смешиваясь с грунтовой влагой, превращается в электролит, тем самым улучшается электропроводность грунта и понижается температура замерзания.

Минусы такого решения:

- в большинстве случаев выполнение контура заземления производится из черной стали, соль вызывает очень сильную коррозию материала электрода, поэтому такие электроды служат не более четырехшести лет;

- понижение концентрации электролита в грунте со временем за счет вымывания солей из грунта весенним таянием и после дождей в летний период, в результате чего снижается срок эффективной работоспособности электрода до 40 процентов за тричетыре года.

3. Глубинный заземлитель.

Данный способ предусматривает бурение глубоких скважин, глубиной от 8 до 100 метров, с последующей установкой стальной шины и засыпкой ее глинисто-песчаной смесью с хлоридом натрия. Этот вид работ дорогой за счет значительного увеличения трудозатрат, связанных с бурением, установкой обсадных труб и других работ. Стоимость устройства такого заземления еще больше возрастает при производстве работ в скальных грунтах.

Также существует проблема наличия значительной погрешности при замере сопротивления глубинных электродов. Это происходит в основном изза разнородности грунта по составу и структуре.

Кроме того, при воздействии токов большой величины (1020 кА), например при грозовом разряде, более значимой является такая характеристика заземляющего электрода, как скорость нейтрализации разряда, чем его удельная электропроводность. В данном случае контур из нескольких коротких электродов большого диаметра более эффективен, чем контур из одногодвух глубинных заземлителей.

В настоящее время ученые разработали электролитическое заземление «Бипрон», [10]. Электрод «Бипрон» представляет собой полую трубку, выполненную из высококачественной нержавеющей стали, диаметром 60,3 мм и длиной 3 метра стандартной комплектации. В стенках трубки имеются отверстия по всей длине электрода (перфорация). Заземлитель заполнен специальной смесью минеральных электролитных солей (электролитический модуль), которые, смешиваясь с грунтовой влагой, превращаются в электролит. Медленно проникая в окружающий грунт через перфорацию, электролит «формирует» область с повышенной электропроводностью и понижает температуру замерзания грунта вокруг электрода.

Характеристики

Список файлов ВКР