5.4 Выбор опорных изоляторов

Выберем опорные изоляторы типа ИОР-10-3,75УХЛ2 (И – изолятор; О – опорный; Р – ребристый; 10 – номинальное напряжение, кВ; 3,75 – минимальная разрушающая сила на изгиб, кН; УХЛ – для работы с холодным и умеренным климатом; 2 – для работы под навесом или в открытых помещениях) и проверим их по следующим условиям:

а) по номинальному напряжению:

.

б) по допустимой нагрузке на изолятор:

, где – допустимая нагрузка на головку изолятора, равная ; – разрушающая нагрузка изолятора на изгиб.

Расчётную силу, действующую на изолятор, определим по формуле где – поправочный коэффициент на высоту шины: где – высота изолятора; – ширина одного пакета; – высота одного пакета.

В итоге получим

Так как опорные изоляторы типа ИОР-10-3,75УХЛ2 удовлетворяют всем условиям, примем данные изоляторы к исполнению.

5.5 Расчет компенсирующих устройств

Так как коэффициент мощности нагрузки cosφ=0,77 меньше 0.92, то рассчитаем мощности компенсирующих устройств, доведя до 0.92.

Суммарной мощности нагрузки на шинах ГПП:

Sгпп = 36,94 МВА

Активная и реактивная составляющие суммарной мощности нагрузки на шинах ГПП при сosφ=0,77:

МВт

Активная и реактивная составляющие суммарной мощности нагрузки на шинах ГПП при :

Реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать:

Для компенсации реактивной мощности установим одну батарею конденсаторов типа КС2-1,05-60 (К – косинусный; С – пропитка синтетическим диэлектриком; 2 – исполнение в корпусе 2-го габарита; 10 – номинальное напряжение, кВ).

6 Расчет заземляющих устройств

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель – металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй. Он бывает естественным и искусственным.

Естественным заземлителем называются металлические конструкции и устройства, которые помимо своих основных функций выполняют и функции заземлителей.

6.1 Расчёт естественных заземлителей

6.1.1 Расчёт сопротивления стоек порталов

Для железобетонной стойки портала:

Сопротивление стоек порталов:

6.1.2 Расчёт сопротивления стоек разъединителей, заземлителей, трансформаторов напряжения, заземлителей, ограничителей перенапряжений и выключателей

Для железобетонной стойки:

Сопротивление стоек разъединителей при t=1,5 м:

Сопротивление стоек трансформаторов напряжения, ограничителей перенапряжений и выключателей:

Сопротивление стоек заземлителей:

6.1.3 Расчёт суммарного сопротивления естественных заземлителей

Суммарное сопротивление естественных заземлителей:

,

Согласно ПУЭ заземляющее устройство электроустановок сети с эффективно заземлённой нейтралью (с большими токами замыкания на землю) выполняются с учётом допустимого сопротивления . Так как , то сооружение искусственных заземлителей не требуется.

7 Расчёт молниезащиты

Для защиты подстанций от атмосферных перенапряжений применяют молниеотводы и разрядники.

Молниеотвод предназначен для защиты подстанции от прямых ударов молнии. Молниеотводы бывают стержневые и тросовые. Стержневые устанавливаются непосредственно на подстанции, а тросовые на подходах к подстанции Зона защиты молниеотвода – это часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определённой степенью надёжности.

Проектируемая ГПП относится к зоне защиты А.

Установим по одному молниеотводу на вводных порталах на расстоянии L2=20м друг от друга и два молниеотвода возле здания ЗРУ на таком же расстоянии. Расстояние между молниеотводом, установленным на портале и молниеотводом, установленным возле ЗРУ, равно: L1=45 м. Наибольшая высота защищаемого объекта (портала) hx=13 м.

Полное сопротивление кабеля:

Рассчитаем зону защиты стержневых молниеотводов.

Оптимальная высота защиты:

hопт=D/8=48/8=6

Высота молниеотвода:

h=hопт+hx=6+13=19 м

Верхняя граница зоны защиты представляет собой дугу окружности, соединяющую вершины молниеотводов и точку, расположенную на перпендикуляре, восстановленном из середины расстояния между молниеотводами на высоте h0:

h0=0,85h=0,85*19=16,15 м

Определим активную высоту молниеотвода:

ha=h-hx=19-13=6 м

Граница зоны защиты на уровне земли:

r0=(1,1-0,002h)*h=(1,1-0,002*19)*19=20,18 м

Граница зоны защиты на высоте hx=13 м:

rx=(1,1-0,002h)*(h-hx/0,85)=(1,1-0,002*19)*(19-13/0,85)=3,93 м

При l>h:

hmin=h0-(0,17+3*10-4*h)*(l-h)=16,15-(0,17+3*10-4*19)(45-19)=11,58 м

т.к. dx<0 то молниеотводы не имеют единой зоны защиты. Необходимо увеличить высоту молниеотвода.

Примем высоту молниеотвода равной h=20 м

h0=0.85h=0.85*20=17 м

Определим активную высоту молниеотвода:

ha=h-hx=20-13=7 м

Граница зоны защиты на уровне земли:

r0=(1,1-0,002h)*h=(1,1-0,002*20)*20=21,2 м

Граница зоны защиты на высоте hx=13 м:

rx=(1,1-0,002h)(h-hx/0,85)=(1,1-0,002*20)(20-13/0,85)=4,98 м

При l>h:

hmin=h0-(0,17+3*10-4*h)(l-h)=17-(0,17+3*10-4*20)(45-20)=13,2 м

т.к. dx>0 то молниеотводы связаны между собой.

Рассчитаем зону защиты на высоте 7 м.

rx=(1,1-0,002h)(h-hx/0,85)=(1,1-0,002*20)(20-7/0,85)=12,46 м

При l>h:

hmin=h0-(0,17+3*10-4*h)(l-h)=17-(0,17+3*10-4*20)(45-20)=12,6 м

Т.к. dx>0,то молниеотводы связаны между собой. Все оборудование попадает в зону защиты.