8.6. Розрахунок блискавкозахисту

Захист підстанційного обладнання від перепруг, викликаних прямими ударами блискавок, виконується з допомогою системи стержневих вертикальних блискавковідводів. Грозозахист повинен надійно захищати всю територію підстанції та об’єкти, що на ній знаходиться. Пристрій грозозахисту виконаний на основі положень РД 34.21.122-87.

1. Середньорічна тривалість грози в регіоні, де розміщена підстанція (Львів) становить N = 60-80 год/рік. Відповідно до цієї величини, питома кількість ударів блискавки на 1 рік рівна n = 5,5 (1/(ріккм²)).

ВРВ має форму чотирикутника з площею: S = 120 х 80,5 = 9660 м².

За висоту захисної зони приймаємо висоту порталу, тобто h_х = 23 м.

Визначаємо імовірне число попадань блискавки в об’єкт на протязі року.

2. Визначаємо тип та категорію блискавкозахисту:

• категорія блискавкозхисту ― ІІІ;

• визначаємо тип зони захисту ― зона Б.

3. Для захисту підстанції встановлюємо чотири окремостоячі стрижневі блискавковідводи. Відстані між блискавковідводами по довжині і ширині відповідно L₁ = 120 – 2 × 2,5 = 115 м, L₂ = 80,5 – 2 × 2,5 = 74,5 м.

Висота зони захисту ― висота порталу для ВРП 400 кВ h_П = h_Х = 23 м.

4. Торцеві області зони захисту визначаються як для зони одиночних стрижневих блискавковідводів.

Висоту стрижнів пристрою блискавкозахисту приймаємо 38 м.

Висота умовних конусів зони захисту.

(м).

Границя зони захисту одиночних блискавковідводів на рівні землі.

(м).

Границя зони захисту одиночних блискавковідводів на рівні висоти h_Х.

(м).

Попарно, для стрижнів грозозахисту розміщених вздовж та поперек периметра зони захисту, визначаємо параметри зони захисту, які обумовлені взаємодією блискавковідводів:

Для пари стрижнів пристрою грозозахисту, розташованих вздовж периметра підстанції.

Оскільки 2h = 76 (м) < L₁ = 115 (м) ≤ 4h = 152 (м), то мінімальна відстань до границі зони захисту по вертикалі рівна:

(м).
(м).

Мінімальна відстань від прямої, що проходить через осі блискавковідводів, до границі зони захисту по горизонталі.

(м).

Для пари стрижнів пристрою грозозахисту, розташованих поперек периметра підстанції.

Оскільки h = 38 (м) < L₂ =74,5 (м) ≤ 2h = 76 (м), то мінімальна відстань до границі зони захисту по вертикалі рівна:

(м).
(м).

Мінімальна відстань від прямої, що проходить через осі блискавковідводів, до границі зони захисту по горизонталі.

(м).

Графічне зображення в масштабі зони захисту ВРП та місця розміщення блискавковідводів наведені на рис..8.6.

Рис.8.6.Зона блискавкозахисту

8.7. Заходи по забезпеченню безпеки функціонування підстанції

Експлуатація підстанції може проходити у випадку виникнення стихійних лих чи надзвичайних ситуацій (ураган, землетруси, повені, пожежі, аварії чи катастрофи на розташованих поряд підприємствах). Внаслідок стихійних лих на підстанцію можуть діяти різні вражаючі фактори: надлишковий тиск повітря (ударна хвиля), виділення тепла та продуктів горіння та багато інших. При цьому обладнання може вийти з ладу.

При дії сильного вітру чи ударної хвилі можуть бути пошкоджені повітряні лінії, які підходять до підстанції, вийти з ладу автоматика, комутаційна апаратура, виникнути розриви в кабельному господарстві. Також в наслідок ударної хвилі можуть пошкодитися трансформатори та інше маслонаповнене обладнання, що в свою чергу може призвести до виникнення пожежі.

Вібрація від землетрусу може призвести до розгерметизації трансформатора, що приводить до витоку олії з системи охолодження трансформатора.

Для зменшення пожежонебезпеки проведені заходи, що зменшують можливість витікання олії. На трансформаторах та іншому відповідальному обладнанні встановлена апаратура, яка дозволяє отримувати об’єктивну інформацію про стан даного обладнання. До таких пристроїв відносяться теплові реле для визначення температури олії та обмоток, вібродатчики і інші пристрої.

Під трансформаторами побудовані спеціальні ями, заповнені щебенем для аварійного зливу олії, від яких відходять бетоновані колектори до олієзбірника, який розрахований на 80% олії трансформаторів. Маслоприймач заповнений гравієм, щоб загасити полум’я горючої олії у випадку його пошкодження. Блочні трансформатори укріплені бетонними перегородками для запобігання пошкодження сусіднього трансформатора та інших апаратів при пожежі чи аварії трансформатора.

Підвищення стійкості системи енергозабезпечення досягається проведенням як загальноміських, так і об'єктових інженерно-технічних заходів.

Створюються дублюючі джерела електроенергії, газу, і води шляхом прокладання декількох підвідних електро-, газо-, водопостачальних комунікацій.

Для нормальної і безперебійної роботи підстанції здійснені заходи укриття і підсилення конструкцій сховищ горючих матеріалів. При монтажі і реконструкції підстанції встановлені захисти, які при короткому замиканні і при перенапругах вимикають пошкоджені ділянки.

Надійне функціонування підстанції буде забезпечується тоді коли передбачені всі необхідні захисти на всіх елементах об’єкту та їх узгоджена дія:

• на трансформаторах встановлені диференційний захист від коротких замикань, захист від перевантажень, захист від замикань на землю, газовий захист та автоматика яка запобігає виникненню аварії, а при її виникненні локалізує пошкодження викликане нею. Окремо встановлюється релейний захист вводів трансформаторів, а також шин від міжфазних замикань, перевантажень і замикань на землю.

- на лінії електропередач встановлені такі захисти: трьохступеневий дистанційний захист від міжфазних замикань чотирьохступеневий струмовий захис від замикань на землю.

- відкриті розподільчі злагоди побудовані на амортизуючих опорах для підвищення їх стійкості та міцності при виникненні аварійних ситуацій чи стихійних лих.

- для закритих розподільчих злагод, залів релейного захисту, та інших приміщень підвищена фізична стійкість перекриття будівель, щоб у випадку аварій та стихійних лих не допустити людські жертви і пошкодження апаратури та пристроїв, які знаходяться в приміщеннях.

- грозозахист вкючає комплекс міроприємств та пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, безпеки будівель, споруд, обладнання та матеріалів від вибуху, пожеж та руйнування, які можливі при дії блискавки. на території підстанції встановлено групу поодиноких стержневих блискавковідводів, зона захисту яких перекривається і захищає всю територію підстанції від випадкового попадання блискавки в обладнання та приміщення, а також заземлення всієї апаратури, яка знаходиться на її території. Вздовж ліній електропередач встановлені блискавкозахисні троси.

- приміщення, де розміщені пристрої релейного захисту і автоматики відповідають всім вимогам діючих норм і правил пожежної безпеки. Вони забезпечені двома вогнегасниками типу ОУ-5 і ящиком з піском об’ємом 0,5 м². Вогнегасники і ящик з піском повині розміщуватися при вході в приміщення.

Адміністративні споруди знаходяться на певній відстані від приміщень олійного господарства та від відкритих розподільчих злагод.

Від шкідливого впливу електромагнітного поля на людину застосовуються засоби захисту: стаціонарні, переносні та пересувні екрануючі пристрої. Екрануючі пристрої повині відповідати вимогам ГОСТ 12.4.154-85. Переносні та пересувні екрануючі пристрої заземлюються на місці їхнього встановлення приєднанням до заземлюючого пристрою гнучким мідним провідником перерізом 10 мм².

Небезпеку для людини також можуть становити становлять металеві та інші провідні частини електроустановок, які нормально не знаходяться під напругою, але можуть опинитися короткочасно або тривало під напругою, внаслідок порушення ізоляції. Дотик людини до таких частин може привести до ураження її електричним струмом. Небезпека ураження людини електричним струмом може бути зумовлена також стіканням електричного струму з якої-небудь частини електроустановки в землю і протіканням електричного струму в землі при пошкодженні ізоляції. Одним із заходів захисту від ураження людини електричним струмом є захисне заземлення, тобто спеціальне з’єднання частин електроустановки з землею.

Територія підстанції огороджена сіткою, щоб недопустити випадкової появи сторонніх осіб. На входах до підстанції встановлені попереджувальні знаки “Стороннім вхід заборонено!”, “Обережно, висока напруга!”