Проектирование тяговой подстанции
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
щищается молниеотводами №1 - №4, которые установлены на конструкциях ОРУ и прожекторных мачтах; ОРУ - 27,5 кВ защищается молниеотводами №5 - №6. Зона защиты молниеотводов определяется как зона защиты попарно взятых соседних стержневых молниеотводов. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 150 м показана на рисунке 10.
- ширина зоны защиты по середине между молниеотводами на уровне земли, м;
- расстояние между молниеотводами, м;
- высота молниеотводов, м;
- высота вершины защитного конуса, м;
- высота защищаемого оборудования, м;
- минимальная высота зоны защиты между молниеотводами, м;
- радиус защиты молниеотводов на уровне земли, м;
- радиус защищаемого оборудования на высоте защищаемого оборудования, м;
- половина ширины зоны защиты между молниеотводами на высоте защищаемого оборудования, м.
Рисунок 10 - Зона защиты двух стержневых молниеотводов одинаковой высоты
Внешние зоны защиты определяются как зоны одиночных стержневых молниеотводов.
Высота вершины защитного конуса , м, определяется по формуле
. (14.17)
Радиус зоны защиты молниеотводов на уровне земли , м, определяется по формуле
. (14.18)
Радиус зоны защиты молниеотводов на высоте защищаемого оборудования , м, определяется по формуле
. (14.19)
Внутренние размеры зоны защиты , , , м, определяются по формулам:
при
, (14.20)
, (14.21)
, (14.22)
при
, (14.23)
, (14.24)
, (14.25)
при
, (14.26)
, (14.27)
. (14.28)
При расстоянии молниеотводы рассматриваются как одиночные.
Зона защиты двух стержневых молниеотводов разной высоты (до 150 метров) представлена на рисунке 11.
и - высоты соответствующих молниеотводов, м;
и - высоты вершин конусов зон защиты соответствующих молниеотводов, м;
и - радиус зоны защиты соответствующих молниеотводов на
уровне земли, м;
и - радиус зоны защиты соответствующих молниеотводов на высоте защищаемого оборудования, м.
Рисунок 11 - Зона защиты двух стержневых молниеотводов разной высоты
Внешние зоны защиты определяются как зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов соответствующей высоты по формулам (14.17) - (14.19).
Внутренние размеры зоны защиты , , , м, определяются по формулам
, (14.29)
, (14.30)
. (14.31)
Значения величин ; ; ; определяются по формулам (14.20) - (14.28).
Основным условием защищенности площади подстанции является выполнение для всех попарно взятых молниеотводов условия
, (14.32)
Высота молниеотводов ОРУ110кВ - 27,5 м.
Высота молниеотводов ОРУ27,5кВ - 21 м.
Высота прожекторной опоры с молниеотводом - 25 м.
Высота защищаемого оборудования:
ОРУ-110 кВ - 15 м;
ОРУ - 27,5 кВ - 8,5 м.
Для примера рассчитаем зону защиты молниеотводов №1 и №2. Высота молниеотводов равна 27,5 метров, а расстояние между молниеотводами равно 44,4 метра. Расчет выполняется по формулам (14.17) - (14.28).
Высота вершины защитного конуса , м, равна
м.
Радиус зоны защиты молниеотводов на уровне земли , м, равен
м.
Радиус зоны защиты молниеотводов на высоте защищаемого оборудования , м, равен
м.
Минимальная высота зоны защиты между молниеотводами , м, равна
м.
Минимальный радиус зоны защиты посередине между молниеотводами , м, равен
м;
м > 0.
Результаты вычислений зон защиты молниеотводов на территории подстанции сведены в таблицу 16.
Таблица 16 - Расчет зон защиты между молниеотводами
Соседние молниеотводы, м, м, м, м, м, м, м, м, м№1 - №227,5 27,528,74 28,7410,29 10,2923,38 23,3820,377,5844,415,028,74№2 - №327,5 27,528,74 28,7410,29 10,2923,38 23,3815,951,7169,215,028,74№1 - №327,5 27,528,74 28,7410,29 10,2923,38 23,3821,518,7038,015,028,74№5 - №621,0 21,022,22 22,2211,64 11,6417,85 17,8514,008,6642,88,522,04№3 - №527,5 21,028,74 22,2210,29 11,6423,38 17,8518,1813,5738,08,525,48№3 - №627,5 21,028,74 22,2210,29 11,6423,38 17,8512,868,6468,08,525,48№725,026,257,7221,25-----
Для надежной защиты территории подстанции от прямых ударов молний должно выполняться условие (14.32).
14. Разработка устройств релейной защиты
В процессе эксплуатации любой электрической системы существует возможность возникновения в ней перенапряжений и ненормальных режимов работы, которые могут приводить к возникновению аварий. Предотвращение возникновения аварий или их развития при повреждении в электрической системе часто может быть обеспечено путем быстрого отключения поврежденного элемента. Отключение осуществляется коммутационным аппаратом - обычно высоковольтным выключателем, на привод которого воздействует релейная защита.
Газовая защита трансформатора весьма чувствительна практически ко всем видам внутренних повреждений, кроме, пожалуй начальной стадии витковых замыканий, не сопровождающихся образованием дуги. Газовая защита является обязательной для трансформаторов мощностью 6,3 МВА и более, а также для внутрицеховых понижающих трансформаторов мощностью 630 кВА и более. Газовую защиту можно устанавливать и на трансформаторах мощностью 1-4 МВА. Если трансформатор снабжен устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), то для этого устройства дополнительно предусматривается отдельная газовая защита.
Газовая защита не реагирует на повреждения вне бака трансформатора (в цепи от выключателя до бака, включая вводы). Поэтому она должна быть дополнена другими защитами.
Рисунок 12 - Принципиальная схема газовой защиты
Упрощенная принципиальная схема газовой за