Защита от токов внешних замыканий на землю на стороне ВН

13.4 Защита от токов внешних замыканий на землю на стороне ВН

Защита предусматривается для трансформаторов с глухим заземлением нейтрали обмотки высшего напряжения при наличии присоединенных синхронных электродвигателей в цепях резервирования отключения замыканий на землю на шинах питающей подстанции и для ускорения отключения однофазного КЗ в питающей линии выключателями низшего напряжения трансформатора. Реле максимального тока защиты подключается к трансформатору тока, встроенному в нулевой вывод обмотки ВН трансформатора.

13.5 Защита от токов перегрузки

Согласно [3] на трансформаторах 400 кВА и более, подверженных перегрузкам, предусматривается максимальная токовая защита от токов перегрузки с действием на сигнал с выдержкой времени. Устанавливается на каждой части расщепленной обмотки. Продолжительность срабатывания такой защиты должны быть выбраны примерно на 30% больше продолжительности пуска или самозапуска электродвигателей, получающих питание от защищаемого трансформатора, если эти процессы приводят к его перегрузке.

14. Расчет молниезащиты и заземляющего устройства ПГВ

Защита от прямых ударов молнии установок, зданий и сооружений независимо от их высоты должна быть выполнена отдельностоящими тросовыми или стержневыми молниеотводами.

Открытые распределительные устройства (ОРУ) подстанций 20-500 кВ защищают от прямых ударов молнии стержневыми молниеотводами. Защиту ОРУ 110 кВ можно выполнить на конструкциях независимо от площади заземляющего контура подстанции. При этом от стоек конструкции ОРУ 110 кВ нужно обеспечить растекание тока не менее, чем в двух-трех направлениях и установить вертикальные электроды длиной 3-5 метра на расстоянии не менее длины электрода. Для экономии металла молниеотводы необходимо установить на конструкциях (порталах, опорах линии, прожекторных мачтах и т.п.) и на закрытых распределительных устройствах (ЗРУ). Сами здания, имеющие железобетонные несущие конструкции кровли защищать молниеотводами не требуется.

Защитное действие стержневого молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Во время лидерной стадии развития молнии на вершине молниеотвода накапливаются заряды, создающие на ней очень большие напряженности электрического поля. К этой области и направляется канал молнии. Зоной защиты молниеотвода называется пространство вокруг него, в котором объект защищен от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Защищаемый объект не поражается молнией, если он целиком входит в зону защиты молниеотвода. Защита ПГВ от прямых ударов молнии производится с помощью стержневых молниеотводов. Два молниеотвода устанавливаются на порталах ОРУ 110 кВ, других на ЗРУ.

Условие защищенности всей площади ПГВ выражается соотношением:

,

где D – диаметр окружности, м;

Р – коэффициент для разных высот молниеотводов (до 30 м Р = 1);

h_а – активная высота молниеотвода, м.

Минимальная активная высота молниеотвода

Принимаем h_а = 5 м.

Молниеотводы характеризуются высотой h:

где h_х – высота заземляемого объекта (h_х = 12 м.)

 м

Зона защиты молниеотвода представляет собой конус, с криволинейной образующей. Радиус зоны защиты определяется по формуле:

  м

Наименьшая ширина зоны защиты b_х в середине между молниеотводами (на горизонтальном сечении) на высоте h_Х определяется по формуле:

где а – расстояние между молниеотводами

 м

Граница зоны защиты между молниеотводами (в вертикальном сечении) определяется радиусом R, проходящей через вершины молниеотводов и точку А, распложенную по средине между молниеотводами на высоте h₀, м

 м

Самые высокие объекты входят в зону защиты молниеотводов.

Условия защищенности всей площади выполняется:

(38 £ 40 м)

Воздушные линии на железобетонных опорах защищаются тросовыми молниеотводами на подходе к подстанции. Длина подхода 2 км. Защитный угол тросового молниеотвода равен 25 градусов.

Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала при обслуживании электроустановок. К защитному заземлению относятся заземления частей установки, нормально не находящейся под напряжением, на которые могут оказаться под ним при повреждении изоляции. Заземление позволяет снизить напряжение прикосновения до безопасного значения.

Произведем расчет заземляющего устройства ПГВ.

Установим необходимое допустимое сопротивление заземляющего устройства. В данном случае заземляющее устройство используется одновременно для установок выше 1000 В с заземленной нейтралью и изолированной нейтралью. Согласно [10] сопротивление растекания R_З для установок свыше 1000 В с заземленной нейтралью R_З £ 0,5 Ом, а для установок свыше 1000 В с изолированной нейтралью , но не более 10 Ом. Из двух сопротивлений выбираем наименьшее, т.е. R_З £ 0,5 Ом.

Определим необходимое сопротивление искусственного заземлителя R_Н. Так как данных о естественных заземлителях нет, то R_Н = R_З = 0,5 Ом.

Выберем форму и размеры электродов, из которых будем сооружать групповой заземлитель. В качестве вертикальных электродов выбираем прутки длиной 5 м, диаметром 14 мм. Эти заземлители наиболее устойчивы к коррозии и долговечны. Кроме того, их применение приводит к экономии металла. Прутки погружаем в грунт на глубину 0,7 м с помощью электрозаглубителей. В качестве горизонтальных электродов применяем полосовую сталь сечением 4х40 мм. Во избежания нарушения контакта при возможных усадках грунта укладываем ее на ребро. Соединение горизонтальных и вертикальных электродов осуществляем сваркой.

Размеры подстанции 37х28 м. Тогда периметр контурного заземлителя равен Р = 2 × (37 – 4 + 28 – 4) = 114 м, а среднее значение расстояния между электродами:

  м

где n_В – предварительное число вертикальных электродов.

Отношение а/1 = 1,9/5 = 0,38, тогда из [10] коэффициент использования вертикальных электродов К_{u верт} = 0,29.

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта отдельно для горизонтальных и вертикальных электродов с учетом повышающих коэффициентов К_С, учитывающих высыхание грунта летом и промерзания его зимой.

Расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов:

где К_С.В. = 1,3 – коэффициент сезонности для вертикальных электродов и климатической зоны 2 согласно [10].

r₀ = 40 – удельное сопротивление грунта для глины, Ом×м.

Расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтальных электродов:

где К_С.Г. = 3 – коэффициент сезонности для горизонтальных электродов и климатической зоны 2 согласно [10];

 Ом×м  Ом×м

Определим сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода:

где l = 5 м – длина вертикального электрода, м; d = 14 × 10^-3 диаметр электрода, м; t = 3,2 – расстояние от поверхности грунта до середины электрода, мм;

 Ом

Определим примерное число вертикальных электродов n_В при предварительно принятом коэффициенте использования вертикальных электродов К_{u верт} = 0,29:

Принимаем n_В = 80 шт.

Определим сопротивление растеканию тока горизонтального электрода:

где l = 114 – длина горизонтального электрода, м; t = 3,2 – глубина заложения, м; d_Э – эквивалентный диаметр электрода, м;

 Ом

Уточненные значения коэффициентов использования: К_{u верт} = 0,276; К_uгор = 0,161, тогда уточненное число вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтального электрода:

 шт.

Принимаем n_В.У. = 81 шт.

 ,

Меньше на 10%, следовательно, окончательное число вертикальных электродов – 81.

Для выравнивания потенциала на поверхности земли с целью снижения напряжения прикосновения и шагового напряжения на глубине 0,7 м укладываем выравнивающую сетку с размером ячейки 3,6х6 м.

Похожие работы

Деятельность Ивановского меланжевого комбината

Скачать

47380

0

10

... . За 1940 год сверх плана было выработано 750 тысяч метров ткани. В начале 1941 года Постановлением ЦК Союза рабочих хлопчатобумажной промышленности Ивановскому меланжевому комбинату присвоили звание "Стахановского". На комбинате в то время трудились 1000 коммунистов, 1100 комсомольцев, которые были застрельщиками всех новых начиний, 9978 стахановцев. Достойный вклад внесли меланжисты в дело ...

Расчет схемы электроснабжения плавильного цеха обогатительной фабрики

Скачать

64380

14

0

... ступени напряжения точки КЗ. Произведем вычисления тока КЗ для плавильного цеха обогатительной фабрики. 1) Расчетная схема и схема замещения . ТМ2500/10  Х1 0,0041 К1 К1 К2 Х2 К2 0,00046 ...

Стратегия развития предприятия ОАО "Сукно"

Скачать

83042

16

2

... и ценовым параметрам.  Основные показатели финансово-хозяйственной деятельности общества за предыдущие годы (2006-2008гг.) год представлены в таблице 1. 2.4 Стратегия развития предприятия Целью развития ОАО «Сукно» является дальнейшее наращивание производственного потенциала, создании условий для привлечения инвестиций, направленных на техническое перевооружение производства, расширение ...

Социально-экономическая характеристика Республики Узбекистан

Скачать

150374

7

2

... трасс 4100 км. В городе Самарканд действует международный аэропорт. Самарканд - второй в стране по экономическому и научно-культурному потенциалу после Ташкента. В Самарканде действует большое число научных организаций, включая Институт Археологии при Академии Наук Республики Узбекистан. Мировые известные архитектурные памятники области делают Самарканд самым большим центром международного ...