Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования «Ивановский Государственный Энергетический Университет им. В.И.Ленина»

Кафедра высоковольтных электроэнергетики, электротехники и электрофизики

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

«Защита электрической подстанции от прямых ударов молнии»

Выполнил:

ст. гр.4-25

Кокурин А.Н.

Проверил:

проф., к.т.н. Горячкин С.Н.

Иваново 2013

Содержание

Введение…………………………………………………………………….…...3

1. Требования к молниезащите подстанции……………………………….…….4

2. Размещение молниеотводов……………………………………………….……5

3. Расчет зон защит молниеотводов……………………………………………....6

3.1.Зоны защиты двух стержневых молниеотводов одинаковой высоты……...6

3.2.Зоны защиты двух стержневых молниеотводов разной высоты……………9

3.3.Зоны защиты тросовых молниеотводы одинаковой высоты………………..11

4. Конструктивное исполнение заземляющего устройства подстанции……......14

5. Расчет сопротивления заземления молниеотводов…………………………....15

5.1. Расчет заземлителя отдельно стоящего молниеотвода…………..................15

5.2. Расчет заземлителя портального молниеотвода………………….................19

6. Оценка надежности защиты ОРУ подстанции от прямых ударов молнии.....21

Заключение……………………………………………………………………....26

Список использованной литературы………………………………………..….27

Введение

Целью данного курсового проекта является создание системы защиты от прямых ударов молнии электрической подстанции 220/110/10 кВ. Для этого необходимо выбрать тип, количество и расположение молниеотводов, рассчитать их зоны защиты. Затем произвести расчет сопротивлений заземлений отдельно стоящих и портальных молниеотводов и произвести оценку эффективности защиты ОРУ подстанции от прямого удара молнии.

1. Требования к молниезащите подстанции

Молниезащита подстанции должна выполнятся в соответствии с требованиями ПУЭ и других руководящих документов[4,5].

Защита электрической подстанции выполняется с помощью стержневых и тросовых молниеотводов, подключенных к заземляющему устройству.

Защитное действие молниеотводов основано на избирательном свойстве молнии поражать более высокие и хорошо заземленные объекты по сравнению с расположенными рядом сооружениями меньшей высоты.

Назначение молниеотводов – воспринять подавляющее число ударов молнии в пределах защищаемой территории и отвести ток молнии в землю.

От прямых ударов молнии на данной подстанции должны быть защищены:

- ОРУ, в том числе шинные мосты и гибкие связи,

- ОПУ,

- ЗРУ,

- маслосборник,

- компрессорная,

- токоограничивающие реакторы 10 кВ,

- силовые трансформаторы 220/110/10 кВ.

Все здания и сооружения, находящиеся на территории подстанции, должны быть защищены от прямых ударов молний с помощью молниеотводов или другими способами.

2. Размещение молниеотводов

В данном курсовом проекте для защиты здания ОПУ от прямого удара молнии применяется заземление металлических частей кровли. Плоскую неметаллическую или железобетонную кровлю защищаем наложением плоской сварной сетки с размером ячейки не более 6х6 м из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм непосредственно на кровлю или под слой негорючего утеплителя или гидроизоляции.

Для защиты ОРУ от прямых ударов молнии применяем стержневые и тросовые молниеотводы. Последние используются для защиты подходов ВЛ.

Молниеотводы размещены на металлических и железобетонных конструкциях ОРУ.

От стоек ОРУ 220 кВ с молниеотводами необходимо обеспечить растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух направлениях с углом не менее 90 ° между соседними. Кроме того, должно быть установлено не менее одного вертикального электрода длиной 3- 5 метров на каждом направлении на расстоянии не менее длины электрода от места присоединения магистрали заземления стойки с молниеотводом.

Тросы ВЛ 220 кВ присоединяются к линейным порталам ОРУ при обеспечении растекания тока молнии по магистралям заземления по двум – трем направлениям с углом не менее 90° между ними.

Также выполняем установку отдельно стоящих молниеотводов на осветительных мачтах, с обособленными заземляющими устройствами в тех местах, где при установке молниеотводов на конструкциях ОРУ необходимая грозоупорность не может быть достигнута.

Сопротивление заземления молниеотвода установленного на портале определяется сопротивлением заземления части контура подстанции в радиусе 20 метров от места присоединения к заземлителю заземляющего спуска молниеотвода.

Расстояние по воздуху l_в от отдельно стоящего молниеотвода с обособленным заземлителем до токоведущих частей ОРУ, а также до ЗРУ, зданий и сооружений выбираем по условию:

,

,

где H – высота до точки возможного перекрытия над уровнем земли,

а R_з – сопротивление отдельно стоящего молниеотвода, значение которого должно быть не более 10 Ом.