Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрооборудование подстанций и осветительные сети предприятий, организаций и учреждений. Учебное пособие
.pdf
где ρср – удельное сопротивление грунта, Ом∙м; l – длина трубы или
0,5th l= +
2
2
ln
2
ср
пол
l
R
l bt
ρ
=
π⋅ ⋅
0,5th b= +
стержня, см; d – диаметр длины или стержня, заглубленного в грунт,
см; t –расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, см;
k = 1,5.
Значения ρср приведены в табл. 2.32, а более точные значения ко-
эффициента k – в табл. 2.33.
Длина вертикальных электродов обычно 2…5 м. Рекомендуемые
наименьшие размеры отдельных заземлителей по условиям устойчивости и коррозии:
• диаметр круглой стали – 6 мм; толщина полос – 4 мм;
• сечение полос – 48 мм2; толщина полок уголков – 4 мм;
,
где h = 50…80 см – расстояние от поверхности земли до заземлителя;
б) сопротивление растеканию полосового заземлителя, уложенного на глубину h:
,
где l – длина полосы, см; b – ширина полосы, см, для прутковой стали b = 2d ( d диаметр стального прута); t – глубина заложения полосы, см:
.
Таблица 2.32
Средние удельные сопротивления грунтов
Грунт
Глина
Глина каменистая
Земля садовая
Известняк
Суглинок
Скала
Торф
Вода:
– грунтовая
– речная
Удельное
сопротивление ρ
70
100
50
2000
100
4000
20
50
100
гр
Грунт
Лесс
Мергель
Песок
Песок крупнозер-
нистый с валунами
Супесок
Чернозем
Удельное
сопротивление ρгр
290
2000
500
1000
300
30
161
Значение коэффициента k для различных климатических зон
один
заз.конт э
R
nR=
⋅η
1, 05l an= ⋅
тр пол
заз.кон
тр г пол в
RR
R
R Rn
⋅
=
⋅η + ⋅ ⋅η
Параметры Климатические зоны
Климатические данные:
• средняя низшая температура, ˚С
• средняя высшая температура, ˚С
• среднегодовое количество осадков, см
• продолжительность замерзания вод, дни
Коэффициент k:
• при применении стержневых
электродов длиной 2…3 м, при глубине
0,5…0,8 м
• при применении протяженных
электродов и глубине заложения 0,8 м
1 2 3 4
–20/–15
+16/+18
40
170…190
1,8…2,0
4,5…7,0
–14/–10
+18/+22
50
150
1,5…1,8
3,5…4,5
–10/0
+22/+24
50
100
1,4…1,6
2,0…2,5
4. Определяется необходимое число трубчатых заземлителей:
,
Таблица 2.33
0/+5
+24/+26
30…50
0
1,2…1,4
1,5…2,0
где R
R
заз конт
экранирования, учитывающий взаимное влияние электродов.
5. Рассчитывается длина полосы, соединяющей электроды между
собой:
где a = 5 м – расстояние между электродами; n – число электродов.
6. Определяется общее сопротивление заземляющего контура:
где η
тальных заземлителей соответственно (табл. 2.34, 2.35).
162
– сопротивление растеканию одиночного заземлителя;
один
– сопротивление заземляющего контура; ηэ – коэффициент
,
,
и ηв – коэффициенты использования вертикальных и горизон-
г
Таблица 2.34
пр пр расч заз.кон. пр доп
U kI R U
⋅
= ≤
Коэффициенты использования η
размещенных в ряд и по контуру, без учета влияния горизонтальных
Размещение
вертикальных
электродов
В ряд
По контуру
Число
вертикальных
электродов
2
3
5
10
15
20
4
6
10
20
40
60
100
и ηв для вертикальных заземлителей,
г
электродов связи
Отношение расстояний между вертикальными
электродами к их длине
0,84…0,87
0,76…0,80
0,67…0,72
0,56…0,62
0,51…0,56
0,47…0,50
0,66…0,72
0,58…0,65
0,52…0,58
0,44…0,50
0,38…0,44
0,36…0,42
0,33…0,39
0,90…0,92
0,85…0,88
0,79…0,83
0,72…0,77
0,66…0,75
0,65…0,70
0,76…0,80
0,71…0,75
0,66…0,71
0,63…0,66
0,55…0,61
0,52…0,58
0,49…0,55
0,93…0,95
0,90…0,92
0,85…0,88
0,79…0,89
0,78…0,80
0,74…0,79
0,84…0,86
0,78…0,82
0,74…0,78
0,68…0,79
0,64…0,69
0,62…0,67
0,59…0,65
7. Определяется напряжение прикосновения при расчетном сопро-
тивлении заземления:
.
Значения допустимых напряжений прикосновения приведены
в табл. 2.36.
Коэффициенты использования ηг и ηв для горизонтальных соединительных
электродов в ряду и контуре из вертикальных электродов
Отношение
расстояний
Размеще-
ние
В ряд
По кон-
туру
между
вертикаль-
ными
электродами
к их длине
Таблица 2.35
Число вертикальных электродов в ряду
4 5 6 8 10 20 30 50 70 100
1
2
3
1
2
3
0,77
0,89
0,02
0,45
0,55
0,70
0,74
0,86
0,90
0,40
0,48
0,64
0,67
0,79
0,89
0,36
0,43
0,60
0,62
0,75
0,82
0,34
0,40
0,56
0,42
0,56
0,68
0,27
0,32
0,45
0,31
0,46
0,58
0,24
0,30
0,41
0,21
0,36
0,49
0,21
0,28
0,37
0,20
0,26
0,35
0,20
0,34
0,47
0,19
0,24
0,35
163
Таблица 2.36
max maxКЗ раз.тр
II<
min minКЗ раз.тр
II>
1, 6
1
xa
x
p
rh
h
h
= ⋅
+
Рекомендуемое предельно допустимое напряжение прикосновения
в зависимости от его длительности
Время действия защиты
(время отключения), с
Допустимое напряжение
прикосновения, В
10 5 2 1 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2
22…25 40 60 80 90 110 120 140 160 180
2.9. Молниезащита подстанций
и воздушных линий
Рекомендуемые схемы молниезащиты подстанций приведены и
подробно описаны в [6].
Трубчатые разрядники предназначаются для защиты изоляции линий и подстанций, а вентильные – для защиты изоляций оборудования подстанций и электрических машин.
Вентильные разрядники выбирают по номинальному напряжению,
а трубчатые разрядники – по номинальному напряжению и по пределам токов отключения:
;
где I
раз.тр max
мых разрядником данного тока; I
и I
раз.тр min
– верхний и нижний предел токов, отключае-
– действующее значение трех-
КЗmax
фазного тока КЗ, умноженное на коэффициент k, учитывающий апериодическую слагающую тока (k = 1,3 – для понизительных подстанций;
k = 1,5 – для генерирующих станций); I
– действующее значение
КЗmin
двухфазного тока КЗ без учета апериодической составляющей.
Технические данные вентильных и трубчатых разрядников приведены соответственно в [7,8] и табл. 2.37–2.40, а ограничителей перенапряжения – в табл. 2.41.
Открытые распредустройства подстанций 20…35 кВ защищаются
от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми молниеотводами.
Для стержневого молниеотвода зона защиты
,
164
где rx – радиус защиты; hx – высота защищаемого объекта; hа = h – hx –
h
( )
2
21
ку р
ку расч
к ном
tg tg
QU
QP n
qU
=α⋅ ⋅ ϕ − ϕ = = ⋅
( )
x
a hh<4 −
активная высота молниеотвода; h – высота молниеотвода; p – коэффи-
циент, зависящий от высоты молниеотвода:
p = 1 при h ≤ 30 м; p = 5,5 /
При двух стержневых молниеотводах условием слияния их зон за-
щиты является выражение
Для защиты площади ОРУ или открытой подстанции применяют
четыре молниеотвода, зона защиты которых определяется выражением
где D – диагональ четырехугольника, по углам которого устанавливаются молниеотводы (рис. 11.6 в [2]).
Зона защиты одиночного тросового молниеотвода определяется по
формуле
При двух тросовых молниеотводах расстояние между тросами
Основные технические данные разрядников серии РТВ
(трубчатый винипластовый)
Тип
исполнения
пряжение, кВ
Номинальное на-
Наибольшее допу-
РТВ-10-0,5/2,5 У1 10 12 0,5 2,5 15 60 2,35
РТ-10-2/10 У1 10 12 2,0 10,0 15 60 2,32
РТВ-20-2/10 У1 20 24 2,0 10,0 40 100 2,55
РТВ-35-2/10 У1 35 40,5 2,0 10,0 100 140 2,85
a ˂ 7∙(h – h
D ˂ 8∙(h – h
Ток отключения,
(действующее
значение)
Нижний
предел
кВ (действующее
стимое напряжение,
).
x
),
x
.
кА
значение)
Верхний
предел
при h ˃ 30 м.
Размеры искровых
промежутков, мм
внешнего
S
2
.
Таблица 2.37
внутрен-
него S
1
Масса, кг
165
Основные технические данные разрядников серии РТФ
(трубчатый фибробакелитовый)
Ток отключения, кАРазмеры искровых
промежутков, мм
Таблица 2.38
Тип
жение, кВ
Номинальное напря-
мое напряжение, кВ
Наибольшее допусти-
Ниж-
ний
предел
Верх-
ний
предел
Внеш-
него
S
2
Внут-
реннего
S
1
РТФ-3-0,3/5 УХЛ1 3 3,6 0,3 5,0 10 75 1,38
РТФ-6-0,5/10УХЛ1 6 7,2 0,5 10,0 20 150 1,6
РТФ-10-0,5/5 УХЛ1 10 12 0,5 5,0 25 150 1,6
РТФ-35-1/5 УХЛ1 35 40,5 0,5 2,5 130 250 2,34
РТФ-35-0,5/2,5УХЛ1 35 40,5 1,0 5,0 130 200 2,36
РТФ-35-2/0,5 УХЛ1 35 40,5 2,0 10,0 130 220 3,96
Таблица 2.39
Технические характеристики разрядников
U
Тип Назначение
РВО-6 Для защиты от атмосферных
РВО-10 10 26 30,5 48
перенапряжений изоляции
ном
кВ
6 16 19 32
U
,
при f = 50Гц,кВ
не менее не более
пробивное
,
U
имп.
пробивное
эллектрооборудования
переменного тока, тока, f
= 50Гц, в сетях с любой
системой заземления
нейтрали
РВРД-6 Для защиты от атмосферных
РВРД-10 10 25 30 23,5
перенапряжений изоляции
6 15 18 14
вращающихся электрических
машин переменного тока
РВМ-35 Для защиты от
РВС-35 Т1 35 78 98 125
атмосферных и
35 75 90 116
кратковременных внутренних
перенапряжений изоляции
электрооборудования
электростанций и подстанций
переменного тока
Масса, кг
, кВ
166
×
до-
1 17×
1 19×
1 25×
1 20×
1 29×
1 41, 5×
1 19 2 25× +×
2 29×
3 25×
3 33, 3×
4 19 2 25× +×
3 33,3 2 19× +×
6 33, 3×
6 33, 3×
Таблица 2.40
ние, кВ
тация – число
элементов
Типовая комплек-
Остающееся напряже-
Импульсное
Пробивное напряже-
пустимое напряже-
амплитудой, А
ном токе с длиной
фронта волны 8 мкс с
ние, кВ, при импульс-
более
20 мкс, кВ, не
предразрядном
времени от 8 до
напряжение при
ствующее значение)
в сухом состоянии и
ние при частоте 50 Гц
Не менее Не более 3000 5000 10000
под дождем, кВ (дей-
Номи-
наль-ное
разрядника,
напряжение
Технические данные разрядников серии РВС на напряжение 13,8…220 кВ
Класс на-
кВ
пряжения
разрядника,
Тип
кВ
РВС-13,8Т1 13,8 17 34 42 61 51 55 60
РВС-15, РВС-15Т1 15 18 38 48 67 57 61 67
РВС-20, РВС-21 20 24 49 60,5 80 75 80 88
РВС-22Т1 22 20 40 50 70 60 65 73
РВС-33Т1 33 29 58 70 94 88 94 101
РВС-35 35 40,5 78 98 125 122 130 143
РВС-60, РВС-66Т1 60 65,9 134 169 215 207 221 243
РВС-66, РВС-66Т1 66 58 116 140 188 176 188 204
РВС-66 66 72 150 182 232 226 242 264
РВС-132МТ1 132 119,7 232 267 376 378 404 444
РВС-150М1, РВС-
РВС-110М, РВС-110МТ 110 102 200 250 285 315 335 367
150МТ1 150 138 208 250 375 435 465 510
220МТ1 220 198 400 500 530 630 670 734
РВС-230МТ1 230 204,5 400 500 530 630 679 734
РВС-220М, РВС-
167
Основные электротехнические параметры ОПН,
HP
U
ОПН для сетей класса напряжения 1…35 кВ
Таблица 2.41
Параметр
Класс напряжения сети, кВ (действ.)
Наибольшее длительно допустимое рабочее
напряжение, кВ (действ.)
Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, кА 5 10
Выдерживаемый импульсный ток 4/10 мкс, кА 65 65
Максимальное значение прямоугольного импульса
тока длительностью 2000 мкс, А
Удельная поглощаемая энергия, КДж/КВ, не менее 2,6 3,5
Примечание. Удельная энергия отнесена к наибольшему длительно допустимому
рабочему напряжению ограничителя.
ОПН
Тип ограничителя
О1; П1 О1; П1
1,3; 6; 10; 15;
20; 24; 27; 35
1,3; 6; 10; 15;
20; 24; 27; 35
300 400
1,3; 6; 10; 15;
20; 24; 27; 35
1,3; 6; 10; 15;
20; 24; 27; 35
При выборе молниезащиты ВЛ следует руководствоваться данны-
ми табл. 2.42.
Таблица 2.42
Характеристика молниезащиты линий
Напряжение линий,
тип опор
3…10 кВ; деревянные
35 кВ; деревянные
35 кВ, металлические
(с тросом и без него)
110 кВ; деревянные
110 кВ; металлические
Отдельные металлические опоры защищаются
трубчатыми разрядниками. При пересечении линий
на опоре, ближайшей к пересечению, устанавиваются
заземляющие спуски
Отдельные металлические опоры защищаются
трубчатыми разрядниками. В местах пересечений
линий на опорах, ограничивающих пролет пересечения,
устанавливаются трубчатые разрядники
Снижение импульсных сопротивлений заземлений опор
до 10 Ом
Отдельные металлические опоры защищаются
трубчатыми разрядниками. В местах пересечения на
опорах устанавливаются трубчатые разрядники
Подвеска тросовых молниеотводов, снижение
импульсных сопротивлений опор до 10 Ом
Характеристика молниезащиты
168
2.10. Компенсация реактивной мощности
( )
21ку расч
tg tgQP=α⋅ ⋅ ϕ − ϕ
2
ку р
к ном
QU
n
qU
= ⋅
( )( )
max
1C P a Wb k= ⋅+ ⋅ ±
Порядок расчета:
1. Для укрупненных расчетов мощность компенсирующего
устройства определяется по выражению
,
где α = 0,9 − коэффициент, вводимый в расчет для учета компенсации
реактивной мощности синхронными двигателями; P − активная нагрузка горного предприятия; tg φ
сации, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности за год, и после компенсации.
2. Выбрав по [10] тип конденсатора, определяют количество:
где q
− мощность одного конденсатора при номинальном напряже-
к
нии, квар; U
− рабочее напряжение конденсатора, кВ.
р
Схемы подключения конденсаторных батарей приведены в [2].
Точное значение коэффициента мощности определяется согласно
табл. 2.43.
и tg φ2 − тангенс угла φ до компен-
1
,
Порядок расчета:
1. Оплата за пользование электроэнергией, руб., производится по
двухставочному тарифу согласно выражению
где P
max
муме нагрузки энергосистемы, кВт; a – стоимость 1 кВт заявленной
мощности, руб; W − фактический расход электроэнергии, учтенный
счетчиком активной энергии, кВт·ч; b − стоимость 1 кВт·ч, руб; k −
соответствующая скидка (–) или надбавка (+) к тарифу за высокий
или низкий коэффициент мощности.
2.11. Определение стоимости электроэнергии
и основных показателей электропотребления
,
− заявленная потребителем мощность, участвующая в макси-
169
Скидка с тарифа на электроэнергию и надбавка к тарифу опреде-
max
э
э
tg
Q
P
ϕ=
max
max
max
tg
Q
P
ϕ=
прис
P
ф прис з
PP k= ⋅
QP= ϕ
W Pt=
WW= ϕ
а раб
C
c
Wn=⋅
ляются в зависимости от степени компенсации реактивной мощности, описываемой коэффициентами:
;
где Q
− оптимальная реактивная нагрузка потребителя, участвующая
э
в максимуме энергосистемы, квар; Q
− фактическая реактивная на-
max
,
грузка потребителя, участвующая в максимуме энергосистемы, квар,
Для удобства использования приведенных выражений расчет реко-
мендуется свести в табл. 2.43.
Таблица 2.43
Таблица для расчета расхода электроэнергии
и определения коэффициента мощности
кВт
ном,
Потребитель
ность потребителя, P
Номинальный КПД дви-гателя η
Номи-нальнаяустановленнаямощ-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
, кВт
ном
P =
Присоединенная мощность
з
,кВт
η
Время работы t, ч
Фактиче-ская мощность
Коэффициент загрузки k
tgφ фактический
сosφ фактический
сosφ при номинальной нагрузке
Суточный расход
электроэнергии
, квар
tg
фф
Реактивная мощность
, кВт·ч
аф
, квар·ч
tg
ра
2. Удельная стоимость электроэнергии, руб/кВт·ч, определяется
выражением
,
где C − общая стоимость электроэнергии, руб.; W − расход электроэнергии, кВт·ч; n
− число рабочих дней в году.
раб
Шкала скидок с тарифа и надбавок к тарифу приведена
в табл. 2.44.
170
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]