13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / ТВН_практика / ещё пример стр 37

Задача 2

Выбрать защитные аппараты для защиты ПС от набегающих импуль-

сов перенапряжений. На ПС расположены 2 силовых трансформатора 220/ 110/ 10 кВ. Схема ОРУ-220 кВ выполнена “четырёхугольником”, схема ОРУ -

110 кВ выполнена с секционированной рабочей системой шин, с 4-мя отхо-

дящими ВЛ. Схема ЗРУ-10 кВ выполнена с двумя секциями шин. Показать их подключение на схеме и на плане (определив место установки).

Задача 4

Расставить защитные аппараты на схеме подстанции 500/220/35/10 кВ,

на которой установлены 2 автотрансформатора 500/220/35 кВ и 2 транс-

форматора 35/10 кВ. К ПС подходят 2 ВЛ 500 кВ, 6 ВЛ 220 кВ и 10 ВЛ

35 кВ. Схемы соответствующих РУ выбрать самостоятельно. Доказать чис-

ленно правильность расстановки защитных аппаратов.

Контрольные вопросы по теме занятия

1.Дайте структуру маркировки ОПН.

2.Перечислите основные характеристики ОПН.

3.Каковы преимущества ОПН перед разрядниками?

4.Поясните принцип действия ОПН.

5.Назовите классы энергоемкости ОПН и принцип деления их на клас-

сы.

6.Мероприятия по повышению надежности ОПН.

7.Каковы правила расстановки ОПН в установках различных классов

напряжения?

81

Тема 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЗАЩИЩЕННОГО ПОДХОДА

К ПОДСТАНЦИИ

Цель занятия: освоить методику выбора длины защищенного подхода к ПС, электростанции.

При проведении практического занятия необходимо установить связь между расположением ОПН на плане РУ и длиной защищаемого подхода. При заданном расположении оборудования на ПС и конструктивном исполнении ВЛ показать как определяется длина защищенного подхода линии. При реше-

нии такой задачи целесообразно использовать результаты предыдущих занятий.

Рассчитанная длина защищенного подхода сравнивается с рекомендованной для ВЛ рассмотренного класса напряжения.Пример решения задачи такого типа показан в примере выполнения расчетного задания.

Краткие теоретические сведения

Подстанция имеет небольшие размеры и ее можно надежно защитить от ударов молнии. А ЛЭП с такой надежностью защитить трудно, да и нет необ-

ходимости. Поэтому при ударе молнии в ЛЭП волна может быть безопасной для линии, но опасной для подстанции. От этих волн требуется защита. Сначала следует определить, какие волны опасны для подстанции. Дело в том, что чем дальше от подстанции удар молнии на ЛЭП, тем менее она опасна, т.к. при пробегании волны по линии она деформируется.

Для этого они должны все пробежать по линии такое расстояние, чтобы стать безопасными, т.е. ниже кривой опасных волн. С этой целью перед подстанцией обязательно защищают часть ЛЭП (подход), на котором нужно исключить удар в провод. А все удары за пределами подхода для подстанции безопасны. Они могут представлять опасность лишь для изоляции трансформатора. Поэтому перед трансформатором необходимо поставить вентильный разрядник или ОПН.

При этом расстояние между трансформатором и разрядником (l) должно

82

быть меньше критического (lкр), иначе на процесс срабатывания разрядника накладываются колебания, возникающие в контуре РВ – трансформатор, и на трансформаторе будут недопустимые перенапряжения.

Если l > lкр, то нужно поставить еще один комплект ОПН у того трансформатора, где l > lкр, либо поставить ОПН на группу выше.

Если все перечисленные требования выполнены, то число перекрытий можно оценить по формуле

N3пер = NБП,

где NБП − число ударов молнии в ЛЭП без подхода (); l – длина ЛЭП, м;

lП– длина подхода, м;

- вероятность прихода опасной волны с линии.

Следовательно, подход к подстанции (lп = 1 4 км) должен быть защищен так же тщательно, как и сама подстанция, чтобы исключить на нем прорыв, ми-

нуя трос и перекрытие гирлянд.

Число перекрытий на подходе можно оценить по формуле

,

где - число ударов молнии в подход ();

− вероятность прорыва, минуя трос; − вероятность удара в опору − вероятность возникновения тока, выше гро-

зоупорности опоры подхода, то есть приводящего к перекрытию гирлянды.

Чтобы исключить прорыв и перекрытие на подходе принимаются следу-

ющие меры.

Если ЛЭП полностью защищена тросом, то на подходе принимают меры:

1.Сопротивление опор Ом;

2.Защитный угол троса ;

3.На первой опоре, где начинается трос, установить комплект трубчатых

83

разрядников.

У ЛЭП на деревянных опорах тросом защищен только подход. Поэтому дополнительно к перечисленным мерам нужен комплект разрядников на по-

следней опоре подхода, где заканчивается трос.

Длина защищенного подхода / должна быть выбрана исходя из условия ограничения амплитуды тока через ОПН до тока координации с учетом спада-

ния тока молнии.

Обычно длину защищенного подхода принимают равной 1 - 2 км. При этом волна, дошедшая до подстанции, будет иметь значительно более пологий фронт и несколько меньшую амплитуду.

Обычно длину защищенного подхода принимают равной 1 - 2 км. При этом волна, дошедшая до подстанции, будет иметь значительно более пологий фронт и несколько меньшую амплитуду. Это облегчает работу вентильных раз-

рядников и способствует ограничению остаточных Напряжений на его рабочем сопротивлении, что в свою очередь предотвращает возникновение опасных пе-

ренапряжений на подстанционной изоляции.

При длине защищенного подхода от 1 до 2 км расчетная крутизна волны определяется пропорциональной интерполяцией.

Если линия не имеет тросов по всей длине, то длина защищенного подхо-

да должна быть не меньше критической, так как за пределами подхода число ударов в провод и обратных перекрытий резко возрастает, в особенности на ли-

ниях с металлическими опорами.

Поэтому в практике принято рекомендовать наибольшие допустимые расстояния от разрядников до защищаемого оборудования в зависимости от длины защищенного подхода. Эти рекомендации получены на основании ис-

следования кривых опасных волн типовых подстанций.

84

Задачи для самостоятельной проработки

Задача 1

Определить длину защищенного подхода к ПС 220/10 кВ, если рас-

стояние между разрядником и трансформатором составляет 60 м, между разрядником и удаленным разъединителем 200 м. На ПС установлены раз-

рядники РВМГ-200 на каждую систему шин. Рассмотреть наиболее тяже-

лый случай. По ВЛ 220 кВ с проводами АС-300 набегает ЭМВ, вызванная ударом молнии в ВЛ.

Задача 2

Определить длину защищённого подхода к ПС 500/220/110/10 кВ, ес-

ли расстояние между ОПН и автотрансформатором составляет 65 м, между ОПН и удалённым линейным разъединителем 300 м. Рассмотреть решение задачи для ВЛ 500 кВ и ВЛ 220 кВ. В случае необходимости выбрать до-

полнительные защитные аппараты.

Задача 3

Определить длину защищённого подхода к ПС 110/10 кВ, если рассто-

яние между разрядником и трансформатором 40 м, между разрядником и удалённым разъединителем 150 м. На подстанции установлены разрядники РВМГ-110. Провода ВЛ 110 кВ марки АС-185.

Контрольные вопросы по теме занятия

1.Дайте понятие защищенного подхода.

2.От чего зависит длина защищенного подхода к ПС?

3.Чем определяется безопасное расстояние между защитным аппаратом и защищаемым оборудованием?

4.Как определяется длина защищенного подхода на линии без грозоза-

щитных тросов?

5. Требования к параметрам ЛЭП при полной защите тросом.

85

СИТУАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ

Защита открытого распределительного устройства (ОРУ) подстанции от

прямых ударов молнии. Расчет контура заземления ОРУ

Исходные данные (табл. 2): номинальное напряжение ОРУ (Uном); число ячеек ОРУ (nя); число воздушных линий электропередачи в схеме ОРУ (nвл);

число (nтр) и тип грозозащитных тросов на линиях; длина пролета линии (lп);

измеренное при средней влажности почвы удельное сопротивление грунта в районе расположения ОРУ (pизм); число грозовых часов за год в районе распо-

ложения подстанции (nч).

1.Используя исходные данные, а также данные таблицы 3, начертить план и боковой разрез ОРУ, определить его основные размеры.

2.На территории ОРУ расставить молниеотводы для защиты электро-

оборудования от прямых ударов молнии. Определить необходимое число мол-

ниеотводов и рассчитать их высоту. На плане и боковом разрезе ОРУ показать границы зоны защиты молниеотводов.

3. С учетом сопротивления заземления естественных заземлителей (си-

стемы трос-опора воздушных линий) определить допустимую величину стаци-

онарного сопротивления заземления контура заземления ОРУ.

4. Определить параметры контура заземления (длину и число вертикаль-

ных электродов, шаг сетки), обеспечивающие допустимую величину его стаци-

онарного сопротивления заземления.

5.Подсчитать импульсное сопротивление заземления контура во время грозового сезона.

6.Определить число повреждений в год изоляции электрооборудования ОРУ от прямых ударов молнии в молниеотводы. Оценить, находится ли в допу-

стимых пределах показатель надежности (число лет безаварийной работы элек-

трооборудования) молниезащиты ОРУ. Указать, какие мероприятия могут

улучшить этот показатель.

86

Таблица 2 - Варианты ситуационного задания

Таблица 3 - Исходные данные

Указания к выполнению ситуационного задания

По данным примера определяем:

размеры ячейки: ширина – 15,4 м,

длина – 70,5 м;

размеры ОРУ: ширина – 15,4· 12 = 184.8 м,

длина – 70,5 м.

2. Выбрать место установки и высоту молниеотводов – они должны обес-

печивать зону защиты на высоте шинных порталов по всей территории ОРУ,

также должны быть защищены линейные порталы. Эффективность определен-

ных указанным ниже способом зон защиты молниеотводов подтверждена дли-

тельным опытом эксплуатации и оценивается как 0,995.

Объекты высотой hx, находящиеся внутри образуемого молниеотводами прямоугольника, защищены в том случае, если минимальная ширина внутрен-

ней зоны r0х больше нуля (рис. 4). В рассматриваемом примере молниеотводы целесообразно расположить на линейных порталах (рис. 5).

88

г

к

к

в

б

h

и а

к

к З

Рис.2. - Поперечный разрез ячейки ОРУ 220 кВ по присоединению блока

90