13.8 Молниезащита
Открытые распределительные устройства и подстанции 20-500 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии. Защита зданий ЗРУ, имеющих металлические покрытия кровли или железобетонные несущие конструкции, выполняется заземлением этих покрытий (конструкций).
Защита от прямых ударов молнии выполняется при помощи специальных молниеотводов или заземлением металлических частей зданий, крыш и т.п.
ОРУ, если оно не попадает в зону защиты других объектов (дымовых труб), защищается с помощью стержневых молниеотводов. Установка молниеотводов на конструкциях ОРУ является наиболее простым и дешевым способом защиты. Это позволяет увеличить высоту молниеотвода и наиболее эффективно использовать их защитную зону.
Молниеотвод состоит из несущей части (опоры), молниеприемника, токоотвода (токоспуска) и заземлителя.
Для определения типа зоны защиты и категории устройств молниезащиты найдем ожидаемое число поражений в год:
,
(196)
где h=40 м - ширина защищаемого объекта;
l=50 м - длина защищаемого объекта;
hx=13,5 м - высота защищаемого объекта;
n=6 - среднее число поражений 1 км земной поверхности в год.
Подставим значения в ():
.
Следовательно, зона защиты - Б, категория устройств молниезащиты - 2.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой hпредставляет собой круговой конус, вершина которого находится на высотеh0<hм. На уровне земли зона защиты образует круг радиусомr0. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого объектаhxпредставляет собой круг радиусомrx.
ОРУ-110 кВ защищают от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми молниеотводами, установленными на порталах подстанции. Высоту молниеотвода определим по выражению:
,
(197)
Где hм - высота молниеотвода, м;
D- максимальное расстояние между молниеотводами, м.
;
(198)
(м).
Примем hм =19,5 м, тогда:
;
(199)
.
Зона защиты одиночного молниеотвода на уровне земли:
;
(200)
(м).
Радиус защиты молниеотвода:
;
(201)
(м).
;
(202)
(м).
Наименьшая ширина защиты двух молниеотводов на высоте 13,5 м при расстоянии между молниеотводами 35 м:
;
(203)
(м).
Наименьшая ширина защиты двух молниеотводов на высоте 13,5 м при расстоянии между молниеотводами 30 м:
(м). (204)
Устанавливаем 4 стержневых молниеотвода.
Рисунок 16. молниезащита ОРУ
13.9 Определение величины тока однофазного замыкания на землю
Реактивная (емкостная) мощность, генерируемая кабельными линиями электрически связанной сети промышленного предприятия:
,
(205)
где qi- удельная зарядная мощностьi-ой кабельной линии, квар/км;
li- длина кабельной линии, км;
U=U/Uн = 10,5/10 = 1,05 - относительное напряжение сети.
Используя данные таблицы, получаем, что Qкл= 95,17 квар.
Емкостный ток однофазного замыкания на землю:
;
(206),
(А).
Следовательно, ток, генерируемый кабельными линиями от одного трансформатора составит:
;
(207)
(А).
Согласно ПУЭ компенсация емкостного тока ОЗЗ должна применяться в сетях 10 кВ при его величине более 20 А. Поэтому компенсация емкостного тока ОЗЗ не применяется.
13.10 Устройства сигнализации и контроля изоляции
На РУ ГПП предусматривается звуковая и световая сигнализация отключения элегазовых выключателей, выполненная в шкафах КРУ трансформаторов напряжения. Предусматривается передача аварийного сигнала на диспетчерские пункты. На РП 10 кВ предусмотрена также передача предупредительных сигналов повышения температуры масла в трансформаторах КТП. Сигнал передается на диспетчерские пункты.
В проекте предусмотрены периодический и постоянный контроль изоляции. Периодический контроль производится в сроки, установленные правилами или при обнаружении дефектов. Постоянный контроль предусмотрен в течение всего времени работы электроустановки. Постоянный контроль изоляции осуществляется посредством трансформаторов напряжения ЗНОЛ-09.10 У3, устанавливаемых на каждую секцию шин ГПП.
Реле КVвключено на напряжение нулевой последовательности. При ОЗЗKVсрабатывает и подает сигнал на щит управления подстанции. Для контроля изоляции на каждой отходящей линии установлены трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ-10. первичной обмоткой данных трансформаторов тока служат три жилы кабеля. При допустимом сопротивлении изоляции и отсутствии замыкания на землю токи утечки по абсолютной величине равны и ток нулевой последовательности равен нулю. При замыкании на землю к току утечки прибавляется ток ОЗЗ и защита срабатывает.
Рисунок 17. Схема сигнализации ОЗЗ