Контрольная ТВН. Контрольная работа ТВН (1). Типовой расчет по дисциплине Техника высоких напряжений
 Скачать 111.74 Kb.
|
|
Харитонов А.В. ИД-1135-17 Типовой расчет по дисциплине «Техника высоких напряжений» «ЗАЩИТА ОТКРЫТОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА (ОРУ) ПОДСТАНЦИИ» 2020 год ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТ 1.1. Определить параметры изолирующих подвесок для промежуточных опор воздушных линий (ВЛ), подходящих к ОРУ, и для порталов ОРУ. Расчеты выполнить для обоих классов напряжения. Определить импульсные напряжения перекрытия изоляционных конструкций для каждого расчетного случая. 1.2. Определить параметры контура заземления подстанции (длину и число вертикальных электродов, шаг сетки), обеспечивающие допустимую величину его стационарного сопротивления заземления. 1.3. Построить зависимость импульсного сопротивления контура заземления подстанции от тока молнии. 1.4. Рассчитать зависимость максимального напряжения на силовом автотрансформаторе от крутизны фронта набегающей волны, определить длину опасной зоны и защищенного подхода. Определить ожидаемое число повреждений изоляции оборудования на подстанции (ОРУ-1 и ОРУ-2, рис. 1) от ударов молнии в ЛЭП в пределах защищенного подхода. 1.5. Расставить на территории ОРУ молниеотводы для защиты электрооборудования от прямых ударов молнии, определив их минимально необходимое число и высоту. 1.6. Определить число повреждений в год изоляции электрооборудования ОРУ от прямых ударов молнии в молниеотводы и прорывов молнии в зону защиты. 1.7. Определить показатель грозоупорности подстанции. 1.8. Предложить методы повышения грозоупорности подстанции.  Рис. 1. Упрощенная схема подстанции 2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Таблица 1. Исходные данные к типовому расчету  Таблица 2. Исходные данные, зависящие от класса напряжения  3. РАСЧЕТЫ 1.1. Определить параметры изолирующих подвесок для промежуточных опор воздушных линий (ВЛ), подходящих к ОРУ, и для порталов ОРУ. Расчеты выполнить для обоих классов напряжения. Определить импульсные напряжения перекрытия изоляционных конструкций для каждого расчетного случая. Выбираем изоляторы: для 330кВ - ПС 120В, для 150кВ - ЛК-70/150-2. Импульсные напряжения перекрытия изоляционных конструкций: для 330кВ – U50%=5*146*17=12410 кВ. для 150кВ - U50%=885 кВ по табл.5. Определить параметры контура заземления подстанции (длину и число вертикальных электродов, шаг сетки), обеспечивающие допустимую величину его стационарного сопротивления заземления. Находим расчетное сопротивление грунта в месте сооружения заземляющего устройства [4] с учетом повышающих коэффициентов, удельное сопротивление вертикальных и горизонтальных электродов ρрвэ=ρуд∙кпв ρргэ=ρуд∙кпг, где ρуд- удельное сопротивление грунта; кпв;кпг- повышающий коэффициент. кпв= 1,5 кпг=2,2 ρуд=130 Ом∙м ρрвэ=130∙1,5=195 Ом ρргэ=130∙2,2=286 Ом Выбираем тип электрода: стальной прут диаметром 16мм и длиной 3м. Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rовэ=  [ln + ln ],где l – длина электрода, м; d – диаметр электрода, м. t=0,7+ l,м t=0,7+ ∙3=1,05 мRовэ=  [ln + ln ] = 108 ОмОпределяем необходимое теоретическое число вертикальных электродов nтеор=  nтеор=  =27 штОпределяем расстояние между электродами а=  ,где Р – принятый периметр. а=  =9,6 м Определяем число электродов с учетом коэффициента использования n=  n=  =49 шт квэ=0,55 Определяем тип горизонтального электрода и находим его сопротивление Rогэ=  ,где l- длина периметра, м. t=0,7+ d , мt=0,708 м Rогэ=  =0,175 ОмОпределяем сопротивление горизонтального электрода с учетом коэффициента использования R’г.э=  R’г.э=  =0,39 Омгде Кг.э=0,45. Построить зависимость импульсного сопротивления контура заземления подстанции от тока молнии. Импульсное сопротивление: Rи=αи* Rс αи - импульсный коэффициент; Rс – стационарное сопротивление. Импульсный коэффициент: 
 Расставить на территории ОРУ молниеотводы для защиты электрооборудования от прямых ударов молнии, определив их минимально необходимое число и высоту. Высоту вершины молниеприемника принять равной h = hx + (10…18) м, где hx – высота порталов ОРУбольшего класса напряжения Uном1 (табл. 2). 330кВ: h = 20 + 15=35 м. Минимально необходимое число молниеотводов на территории ОРУ для защиты электрооборудования от прямых ударов молнии примем – 4 шт. Определить число повреждений в год изоляции электрооборудования ОРУ от прямых ударов молнии в молниеотводы и прорывов молнии в зону защиты. Импульсная прочность для изоляторов 150кВ - ЛК-70/150-2: U50%=885 кВ по табл.5. Определить показатель грозоупорности подстанции. Среднее число лет безаварийной работы подстанции определяется по формуле:  М=1/(5+3+2+1)=0,091 лет. 1.8. Предложить методы повышения грозоупорности подстанции Подстанции 110 - 750 кВ с КРУЭ подвергаются воздействию грозовых, низко- и высокочастотных коммутационных и резонансных перенапряжений и должны быть надежно защищены от них. Комплекс для защиты изоляции газонаполненных элементов КРУЭ и оборудования ПС может включать в свой состав следующие технические средства: • нелинейные ограничители перенапряжений как обычного исполнения (ОПН), так и в элегазе (ОПНЭ), для ограничения амплитуд низкочастотных коммутационных перенапряжений, возникающих при коммутациях ненагруженных воздушных линий и силовых трансформаторов (автотрансформаторов), и грозовых перенапряжений, набегающих с ВЛ. • предвключаемые резисторы в элегазовых выключателях, снижающие амплитуду низкочастотных коммутационных перенапряжений при плановых включения; линий, а при аварийном отключении ВЛ из-за неуспешного АПВ или ОАПВ, снижающие амплитуду и скорость напряжения, восстанавливающегося на контактах коммутирующего элегазового выключателя; • встроенные в элегазовые разъединители предвключаемые резисторы двустороннего действия, уменьшающие амплитуду и растягивающие фронт высокочастотных коммутационных перенапряжений, возникающих при коммутациях участков холостых шинопроводов КРУЭ в процессе сборки (или разборки) схемы ПС; • снижение сопротивления заземления опор и повышение эффективности тросовой защиты ВЛ на подходах к ПС, что ограничивает амплитуду и число волн грозовых перенапряжений, набегающих с воздушной линии на подстанцию. Для каждой ПС с КРУЭ возможно применение нескольких вариантов комплекса защитных средств, в той или иной мере отличающихся как по составу, так и по параметрам входящего в состав защитного комплекса технических средств. Окончательный выбор варианта должен основываться на сопоставлении технико-экономических показателей и прогнозируемого уровня эксплуатационной надежности. Следует обеспечить грозозащиту как КРУЭ и подходов входящих и выходящих присоединений ВЛ, так и питающих КРУЭ блочных трансформаторов (автотрансформаторов). Расчеты, целью которых является формирование комплекса мер грозозащиты оборудования КРУЭ и ПС, а также подходов воздушных присоединений, выполняются по методам и программам, изложенным в 3 части настоящего Руководства. Этот комплекс мер включает средства, направленные на снижение числа набегающих волн за счет повышения грозоупорности ВЛ на подходе к ПС (снижение сопротивления заземления опор, повышение эффективности тросовой защиты) и ограничение амплитуд грозовых воздействий за счет использования ограничителей типа ОПН, элегазовых ограничителей типа ОПНЭ и др. средств. Этот комплекс должен ограничить амплитуды атмосферных перенапряжений, воздействующих на внутреннюю изоляцию компенсирующих реакторов и блочных трансформаторов (автотрансформаторов) до уровня, определяемого нормативами МЭК, но не более, чем до (2,5 - 2,6)Uфм,т.е. до величины, когда надежность работы внутренней изоляции определяется не грозовыми перенапряжениями, а длительным воздействием рабочего напряжения частоты 50 Гц. Для того, чтобы амплитуды волн грозовых перенапряжений не превзошли этой величины, защита должна быть выполнена следующим образом. Вблизи, на расстоянии 15 - 20 метров от питающего КРУЭ блочного трансформатора (или AT) устанавливаются два ограничителя типа ОПН: один - между блочным трансформатором и КРУЭ на входящем в последнее воздушном присоединении, второй - на ВЛ между блочным трансформатором и генераторными шинами. |