11 Расчет защиты подстанции от прямых ударов молнии

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

Правильно выполненная молниезащита надежно защищает объект и тем самым значительно повышает его эксплуатационные показатели. В то же время дополнительные затраты на устройство молниезащиты по сравнению с общими затратами на строительство предприятия, как правило, весьма незначительны (не более 0,5%). Необходимость молниезащиты различных сооружений и установок связана с тем, что при ударах молнии на них оказывается определенное воздействие, представляющее опасность как для самих сооружений, так и для находящихся в них людей.

Аварийное отключение подстанции высокого напряжения приводит к большому народнохозяйственному ущербу, так как от подстанции, как правило, отходит целый ряд линий, питающих большое число потребителей. Авария на подстанции приводит к длительному перерыву в электроснабжении этих потребителей. Положение может существенно осложниться за счет развития аварии на подстанции в системную аварию. Кроме того, время, необходимое для ликвидации аварии на подстанции, особенно при повреждении внутренней изоляции аппаратов, может быть весьма значительным. Поэтому к молниезащите подстанций предъявляются значительно более жесткие требования, чем к молниезащите линий электропередачи и других объектов, и, хотя подстанции имеют небольшие размеры и удары молнии в них довольно редки, необходима весьма гарантированная защита всей территории подстанции от прямых ударов молнии.

Защита открытых распределительных устройств ГПП осуществляется стержневыми молниеотводами. На высоте h_x защищаемого объекта (наиболее выступающих элементов ОРУ) радиус действия молниеотвода определяется по формуле

(11.1)

; (11.1)

где h- высота молниеотвода; h_a - активная высота молниеотвода; р- коэффициент, равный: р=1 для молниеотводов при h<30м; р=5,5/h для молниеотводов при h>30м.

ha=h - hx

(11.2)

h_a=30 – 16,5=13,5

Принимаем четыре молниеотвода высотой h=30м. Общая зона действия четырёх стержневых молниеотводов показана на рис.11.1.

Радиус действия r_x каждого молниеотвода определяем по формуле (11.1), а b_x - по формуле

(11.3)

;

;

;

;

;

;

Объект высотой h_x внутри зоны защиты будет защищен, если выполняется условие

(11.4)

где D- диагональ четырехугольника.

= 8∙13,5∙1=108 м ;

Проверим условие

<

<

<

<

Молниеотводы устанавливаем:

1-8 -на порталах

9-10 –на прожекторных мачтах

ОРУ-220 кВ

Т-1

Т-2

ОРУ-110 кВ

Рисунок 11.1 – Зона защиты десяти стержневых молниеотводов

Токопроводящий спуск молниеотвода соединяется с заземляющим устройством ОРУ, если молниеотвод установлен на конструкции ОРУ. При этом должно быть установлено два-три или один-два вертикальных электрода длиной 3-5м соответственно на таком же расстоянии от стойки с молниеотводом. Отдельно стоящие молниеотводы могут иметь собственные заземлители.

От стоек конструкции ОРУ с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух-трех направлениях для ОРУ-110кВ.

Расстояние по воздуху от конструкций ОРУ, на которых установлены молниеотводы, до токоведущих частей должно быть не менее длины гирлянды.