3.1.3 Пристрій заземлення опор. Вибір грозозахисних тросів

Заземлюючий пристрій, ПЛ повинен забезпечувати необхідний опір заземлення. Згідно [17] 2.5.76. для ПЛЕП 110 кВ із залізобетонними опорами опір заземлюючого пристрою R_З = 15 Ом, при питомому еквівалентному опорі ґрунту від 100 до 500 Ом/м. При природному заземленні опори R_З розраховуємо за формулою:

(3.7)

Опір заземлення R_З = 11,022 Ом не відповідає нормам, тому обираємо конструкцію ЗП опори,опір якого не перевищує 15 Ом.

У якості грозозахисних тросів використовуються сталеві багатожильні оцинковані проводи. За ДСТ 3063-80 для ПЛ 110-220 використовують С-50 і С-70. У нашому випадку для обраного типу опор приймаємо трос С-50.

3.1.4 Визначення числа відключень лінії в результаті атмосферних перенапруг

Вихідні дані для розрахунку N_ВІДКЛ.:

Вихідні дані для розрахунку N_ВІДКЛ.:

Довжина лінії: L = 18,1 км; Довжина прольоту: lpr = 240 м;

Висота опори: hop = 24,5 м; Висота підвісу верхньої фази: 20,33 м;

Висота підвісу троса: hpt = 24,5 м; Габарит лінії: hg = 7,0 м;

Кут захисту троса: α = 17,961 град.; Будівельна довжина гірлянди: lg = 1,17 м;

Радіус тросу: Rtr = 4,55 мм; Довжина верхньої траверси: 2,0 м;

Радіус проводу: Rpr = 10,8 мм; Відстань між крайніми фазами: b = 7,0 м;

Число грозових годин у році: ng = 70; Опір заземлювача опори: R = 11 Ом;

Висота на рівні верхньої траверси: ht = 18,4 м;

Відстань між фазами по вертикалі: lf = 4,0 м;

Імпульсна міцність ізоляції: U = 650 кВ;

Тривалість фронту струму блискавки: tf = 5 мкс;

Коефіцієнт успішності АПВ: Dy = 0,82

Результати розрахунку:

число перекриттів ізоляції при ПУБ в опору: 3,375;

число перекриттів ізоляції при ПУБ в фазу: 0,007818;

число грозових відключень ПЛЕП у рік: 0,544.

K_св=

Початок

Ввід U, Lpr, hop, pt, hg, L, Ng, b, c, Rtr, Rpr, Lt, A, tf, R, D.

Ftr=0.02Lpr

hts=hpt-2ftr/3

Iml=

Nпум=5hts+h /30+b

Nпум=NпумLNg10

P1=10

KI=4hop/Lpr

NI=NпумKI

Pa=10

Zэ=60ln

N2=(Nпум-N1)*Pa

Im2=

Lэкв=hpf- hpf=fs

P2=10

Lop=1.0*hop

Ztr=60ln

Nпер=N1P1+N2P2

Ltr=

m=1-Lop(Lop+Ltr)

Pк=1.6(Eс.раб - 4)10

No₁=Nпер(1-(1-Pк(1-Dy₁))²)

No₂=Nпер(1-(1-Pк(1-Dy₂))²)

Друк :No

Кінець

Рисунок 3.2 – Блок-схема алгоритму розрахунку грозозахисту ПЛЕП 110 кВ із тросом

3.2 Захист врз підстанції від пуб

Вихідними даними для виконання захисту від ПУБ підстанції є план підстанції й основні розрізи по комірках ВРЗ. Згідно [1] пункт 4.2.135 ВРЗ повинні бути захищені від ударів блискавки, захист ЗРЗ з залізобетонними конструкціями можливий шляхом заземлення конструкції. Захист ВРЗ підстанції 110 кВ виконується стрижневими блискавковідводами з встановленням їх на порталах ВРЗ.

Під захистом території й устаткування ПС від ПУБ у першу чергу мається на увазі захист території, на якій знаходиться ВРЗ ПС з урахуванням висоти кріплення струмоведучих елементів (ошиновки, відгалужень). Такі елементи ПС як ЗРЗ, ЗПК вже мають достатню, пов'язану з конструктивним виконанням ступінь захисту (будівлі виконані з використанням залізобетонних конструкцій, що представляють собою готовий заземлюючий контур).

Захист ВРЗ ПС реалізується шляхом застосування стрижневих блискавковідводів, що добудовуються, з припустимою за умовою механічної міцності конструкції блискавковідводів в цілому висотою. Блискавковідводи встановлені на залізобетонних порталах ВРЗ ПС. Виходячи з того, що повна висота блискавковідводу достатньо велика, то розміри зон захисту таких блискавковідводів, що добудовуються, значно більше зон захисту у випадку встановлення окремо стоячих стрижневих блискавковідводів.

Радіус зони захисту блискавковідводу на висоті h_x (висота по ошиновці ВРЗ ПС) визначається за формулою:

, (3.8)

де r_x – радіус зони захисту;

h_x – висота об'єкта, що захищається;

h_м – висота блискавковідводу.

Для захисту підстанції від ПУБ застосовується як правило група блискавковідводів, тому що зона захисту таких блискавковідводів значно більше суми зон захисту утворюючих його одиночних блискавковідводів. Знаючи план ВРЗ визначимо місце розташування блискавковідводів так, щоб приблизно територія підстанції була захищена від ПУБ.

Приймаємо, що блискавковідводи М1, М2, М3, М4 мають однакову висоту h = 18,051 м, тоді:

, (3.9)

де .

Радіус захисної зони віртуального блискавковідводу на висоті h_x визначається як:

(3.10)

де h_c – висота віртуального блискавковідводу, м;

h_x – висота ошиновки, h_x = 11,35 м;

L - відстань між крайніми блискавковідводами, м;

h - повна висота блискавковідводу, м;

Для забезпечення захисту ошиновки обов'язкове виконання умови:

r_cx > r_cxпл, (3.11)

де r_cxпл – відстань від місця установки блискавковідводу на порталі до ошиновки, взяте з плану-розрізу ПС і дорівнює 2 м.

Умова захисту простору всередині системи блискавковідводів виконується при висоті блискавковідводу на рівні:

D ≤ 8h_м, (3.12)

де D – діаметр окружності, проведеної через точки встановлення найбільш віддалених один від одного блискавковідводів;

h_м – діюча висота блискавковідводу.

Умова захисту простору між парами блискавковідводів полягає в тому, щоб відстань між захищаємим об’єктом та точками прикордонної кривої зони захисту віртуального блискавковідводу на висоті ошиновки було не менш необхідного, тобто касання кривої зони захисту ошиновки не допускається.

Результати розрахунку для конкретних варіантів конфігурації системи блискавковідводів наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Параметри зон захисту утворених різними групами блискавковідводів

Група блискавковідводів М1, М2,М3, М4, М5,М6	Радіус зони захисту блискавковідводу rx на висоті hx	Радіус зони захисту блискавковідводів rcx на висоті hx
	hx=11,35 м hx=4 м	М1-М2, М5-М6	М1-М3, М2-М4	М3-М5, М4-М6
19,35 м	10,52 м	0 м	6,65 м	5,8 м
19,35 м	22,5	-	-	-

Виходячи з того, що встановлення чотирьох 18,051-метрових блискавковідводів забезпечує майже гранично мінімальну зону захисту. Оскільки блискавковідвід встановлено на порталі трансформатора, то, згідно ПУЕ, потрібна перевірка трансформатора на вплив імпульсного струму.

Блок-схема алгоритму розрахунку захисту підстанції від ПУБ приведена на рисунку 3.3.

Ввід a1, b, a2, L_p, r_cxпл, h_m, h_x

Початок

N=4

h=h_x+h_m

h_c=0.92*h-0.14*(b1-h)

R_cx=1.5(h_c-1.09*h_x)

h_x:=3

N=6

R=1.5(h-1.09*h_x)

D=

R_cx r_cxпл

D 8*h_m

D 8*h_m

R L_p

“Необхідне встановлення одиночного блискавковідвіду”

Вивід R,h_c,R_cx

Кінець

Рисунок 3.3 – Блок-схема алгоритму розрахунку грозозахисту ПС 110/10 кВ від ПУБ