Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВО «АМГУ»)

Факультет Энергетический

Кафедра Энергетики

Направление подготовки 13.03.02 – «Электроэнергетика и электротехника»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

на тему «Анализ грозоупорности электроустановок и организация их молниезащиты»

по дисциплине: «Техника высоких напряжений»

Исполнитель студент группы 242-об2				К.Л. Начичко
		(подпись, дата)

Руководитель Преподаватель				Д.А. Дорожинский
		(подпись, дата)

Благовещенск 2025

СОДЕРЖАНИЕ

Y

1 РАСЧЁТ ГРОЗОУПОРНОСТИ 4

1.1 Выбор опор 4

1.2 Выбор изоляторов 6

1.3 Расчёт грозоупорности вл с тросами 6

1.4 Удар молнии в провод при прорыве сквозь тросовую защиту 12

2 ЗАЩИТА ПС ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ 15

2.1 Выбор молниеотвода 15

2.2 Определение импульсного сопротивления заземления 16

3 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ОПН ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ 22

3.1 Выбор номинального напряжения 23

3.2 Выбор номинального разрядного тока и класса пропускной способности 23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 28

Задание

Вариант ?(утерян, но данные остались)

Таблица 1 – Исходные данные

Напряжение	220 кВ
Тип грунта первого слоя	Песок
Тип грунта второго слоя	Торф
Количество цепей	2
Сечение проводника	120
Территория	Хабаровский край

Рисунок 1 – План РУ 220 кВ ПС

1 Расчёт грозоупорности

1.1 Выбор опор

На заданное напряжение выбираем унифицированные металлические опоры типа марки 3П220-2- I.

Рисунок 1 – Эскиз опоры 3П220-2- I

Рисунок 2 – Схема 220-5Н. "Мостик" с выключателями

в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий

Рисунок 3 – Характеристика опоры 3П220-2- I

1.2 Выбор изоляторов

На заданное напряжение выбираем изоляторы марки ОСК 8-220-Б09-2 УХЛ1;

Материал: полимер;

Степень загрязнения (Хабаровский край): 2 ( см/кВ);

Высота 1 изолятора м;

Длина пути тока утечки (берём из характеристики подвесных линейных изоляторов): Lу= 570 мм=57 см;

Длина возможного пробоя:

см; (1)

Определяем количество изоляторов в гирлянде:

шт (2)

1.3 Расчёт грозоупорности вл с тросами

1. Удар молнии в опору

1) Длина разрядного пути:

м (3)

Таблица 2 – Номинальные и наибольшие рабочие напряжения электрических систем

	20	35	110	150	220	330	500	750	1150
	23	40,5	126	172	252	363	525	787,5	1200

Наибольшее длительно допустимое рабочее (линейное) напряжение:

кВ

2) Коэффициент перехода импульсного перекрытия в дугу тока промышленной частоты:

(4)

Время перекрытия изоляции мкс

3) Коэффициент, учитывающий разницу в конструкции изоляторов:

(5)

Коэффициент, учитывающий снижение градиента разрядного напряжения с увеличением длины гирлянды

4) 50 % разрядное напряжение линейной изоляции:

(6)

Импульсное сопротивление заземлителя Ом

Коэффициент, связывающий индуктивность пораженной опоры с импульсным сопротивлением заземлителя соседних опор и высотой опоры:

для 2 троса

Высота опоры м

Коэффициент ответвления тока в опору (Kотв=0,85…0,95): Kотв=0,8 для металлических опор

Коэффициент взаимной индукции между каналом молнии и телом опоры на единицу высоты опоры: мкГн/м

Индуктивность на единицу высоты опоры (L0=0,5…0,7мкГн/м):

L0=0,6 мкГн/м

Длительность фронта эквивалентной волны тока молнии: мкс

5) Критический ток молнии:

кА (7)

; ; ;

Вероятность перекрытия линейной изоляции:

(8)

Таблица 3 - Вероятность успешной работы АПВ

U, кВ	3-10	20-35	110	220-500
	0,5	0,7	0,75	0,8

для кВ

Высота подвеса троса м

м (по РД таблица П13.1)

(по РД рисунок П13.2)

Высота подвеса верхнего провода м

Высота подвеса нижнего провода м

Стрела провеса троса в середине пролета при условии

м (9)

Средняя высота подвеса троса

м (10)

Длина габаритного пролета м по справочнику (Электротехнический справочник В 4 т. / Под общ. ред. В.Г. Герасимов. Под общ. ред. А.Ф. Дьяков.)

Длина пролета м (11)

Число грозовых часов

Плотность разрядов молнии на землю:

(12)

1 трос

Общее число ударов молнии на 100 км длины линии при м :

(13)

Число ударов молнии в опору:

принимается (14)

Удельное число грозовых отключений от обратных перекрытий линейной изоляции при ударе молнии в опору:

(15)

2. Удар молнии в трос в середине пролета

Волновое сопротивление коронирующей ВЛ

Рисунок 4 - Расстояние между проводами

Расчет взаимных волновых сопротивлений

м

м

Ом; (16) Ом; (17)

Волновое сопротивление троса, рассчитанное по геометрическим параметрам линии

Ом; (18)

Волновое сопротивление коронируемой линии

Ом. (19)

Скорость распространения волны

м/с (20)

Средняя напряженность поля (РД 153-34.3-35.125-99) кВ/м (См. рисунок 4)

Рисунок 5 - Средняя напряженность поля

Геометрический коэффициент связи

(21)

Коэффициент связи с учетом короны

(22)

Критическая крутизна фронта тока молнии, при котором происходит перекрытие изоляции

кА/мкс. (23)

Критического значения тока молнии

кА (24)

Вероятность перекрытия линейной изоляции при ударе молнии в трос в середине пролета

(25)

Число ударов молнии в трос в середине пролета на 100 км линии

(26)

Принимается Nтр  19.

Ожидаемое удельное число грозовых отключений ВЛ из-за ударов молнии в трос в середине пролета

(27)