лабораторная работа ТВН. ДЗ_ТВН_В17. Варианты заданий 17

• Название: Варианты заданий 17
• Анкор: лабораторная работа ТВН
• Дата: 29.11.2022
• Размер: 1.05 Mb.
• Имя файла: ДЗ_ТВН_В17.docx
• Тип: Документы; #819140
• страница: 2 из 2

А теперь рассмотрим основные положения новой методики.

Согласно новому изданию Инструкции защищаемые объекты подразделяются на обычные и специальные. Обычные объекты – это жилые и административ-ные здания (театр, банк, больница), а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназначенные для промышленного производства, торговли и т.д. Для них предложено четыре уровня надежности защиты от ПУМ с надеж-ностью от 0,8 до 0,98.

Для специальных объектов (нефтезаводы, химические заводы, электростанции и др.) уровень защиты выше от 0,9 до 0,999. Следовательно, подстанцию нужно защищать с надежностью 0,999.

На рис. 2.5 приведена зона защиты одиночного молниеотвода. А размеры h_o; r_o; r_x, r_cx зависят от надежности защиты.



Рисунок 2.5 - Зона защиты одиночного молниеотвода: 1 – граница зоны защиты на уровне h_x; 2 – то же на уровне земли.

Для зоны защиты требуемой надежности (рис. 5.5) радиус горизонтального сечения r_x, на высоте h_x, определяется по формуле:
(2.5)

В табл. 2.1 приведены расчетные формулы для надежности 0,999.
Таблица 2.1. Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода

Надежность защиты PЗ	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса h0, м	Радиус конуса r0, м
0.999	от до 30	0.7h	0.6h
	от 30 до 100	[0.7-7.14*10-3(h-30)]h	[0.6-1.43*10-3(h-30)]h
	от 100 до 150	[0.65-10-3(h-100)]h	[0.5-2*10-3(h-100)]h

На рис. 2.6 приведены зоны защиты двойного молниеотвода.



Рисунок 2.6 - Зона защиты двойного молниеотвода:

1 – граница зоны защиты на уровне h_x1; 2 − граница зоны защиты на уровне h_x2;

3 – то же на уровне земли.

Молниеотвод двойным, когда между стержневыми Lне превышает значения L_max. В случае оба рассматриваются как одиночные.

Конфигурация и горизонтальных сечений зон защиты стержневого молниеотвода hи расстоянием L между представлена на рис. 2.6. Построение областей зон молниеотвода (полуконусов с h₀, r₀) по формулам табл. 2.1 для одиночных молниеотводов. Размеры областей определяются h₀ и h_c, из которых максимальную высоту непосредственно у молниеотводов, а – минимальную высоту по середине молниеотводами. При между молниотводами L ≤ L_cграница зоны имеет провеса (h_c = h₀). Для L_с<L >L_max h_c определяется выражению:

(2.6)

Входящие в него предельные расстояния L_max и L_c вычисляются по эмпирическим формулам табл. 2.2.

Таблица 2.2 - Расчет зоны защиты двойного стержневого молниеотвода

Надежность защиты PЗ	Высота молниеотвода h, м	Lmax, м	Lc, м
0.999	от до 30	4,25h	2.25h
	от 30 до 100	[4,25-3.57*10-3(h-30)]h	[2,25-0,01007(h-30)]h
	от 100 до 150	4,0h	1,5h

В этой методике [19] приведены формулы расчета зон защиты только для одного и двух молниеотводов, но в ней отсутствуют формулы для 3 и 4 молниеотводов, поэтому ее очень сложно использовать для расчета подстанций.

На кафедре ”Электроснабжение промышленных предприятий” Омского государственного технического университета было предложено усовершенствовать эту методику расчета и довести ее до удобного применения [29]. Для этого на основании расчета и эксперимента новую методику было решено дополнить формулами для расчета зон защиты 3 и 4 молниеотводов, аналогичным формулам Акопяна

h_1,2,3,4 = h_o + D/8 и h_1,2,3 = h_o + D/8,

но здесь должен стоять другой коэффициент К, а не 8.

Эти зависимости можно получить, если преобразовать формулы, приведенные в [19]. Однако расчеты показали, что коэффициент К в этой методике не является постоянным и зависит от многих причин. Наибольшее влияние оказывает вероятность защиты, влияют также размеры подстанции.

В работе [29] значение коэффициента К было определено для расчета высоты молниеотводов подстанций 110/ 6-10 кВ и 35/ 6-10 кВ, вероятность защиты которой принята Р = 0,999. Если изменять размеры подстанции в допустимых пределах, то значение коэффициента К можно принять равным 7:

h_1,2,3,4 = h_c + D/7 и h_1,2,3 = h_c + D/7 (2.7)



Рисунок 2.7 - Сравнение зон защиты двойных молниеотводов по старой методике [17] и по новой [19] (здесь h_с – наименьшая высота защиты между молниеотводами по методике Акопяна)

Молниеотводы по новой методике будут получаться примерно на 5% выше, чем по старой. Основная причина в том, что у новой методики меньше значение h_c (рис. 2.7).

Определение формулы для 3 и 4 молниеотводов теперь позволяет выполнять молниезащиту подстанции в следующей последовательности:

1. Наметить места установки молниеотводов.

2. Разбить площадь подстанции на четырехугольники и треугольники.

3. Определить высоты молниеотводов по формулам

h_1,2,3,4 = h_c + D/7 и h_1,2,3 = h_c + D/7.

3. Если какой-то объект оказывается за пределами треугольников (например, ЗРУ), то его защищенность проверяется построением зон защиты двух соседних молниеотводов.

Предложенная методика удобна как для ручного расчета, так и для составления программы на ЭВМ.

Выполнение работы



Рисунок 2.8 - Изображение на экране монитора подстанции 110/(6-10) кВ

(без ремонтной перемычки)



Рисунок 2.9 - План подстанции 110/6-10 кВ



Рисунок 2.10 - Установка молниеотводов на территории подстанции



Рисунок 2.11 - Выбор первого треугольника



Рисунок 2.12 - Расчет зон защиты в первом треугольнике



Рисунок 2.13 - Выбор второго треугольника



Рисунок 2.14 - Расчет зон защиты во втором треугольнике



Рисунок 2.15 - Пример расчета зон защиты молниеотводов подстанции

110/(6-10) кВ



Рисунок 2.16 - Результат выполнения работы в программе

Вывод:

Возможны два способа защиты подстанций.

1. Установка молниеотводов на конструкциях и подсоединение их к общему заземляющему устройству подстанции.

2. Установка отдельно стоящих молниеотводов со своими обособленными заземлениями.

Защита подстанции от прямых ударов молнии осуществляется в следующей последовательности.

1. Определить возможность установки молниеотводов на конструкциях [8].

2. Намечаются места установки молниеотводов (подстанцию нужно защитить минимальным числом молниеотводов с активной высотой = 3 – 10 м).

3. Площадь подстанции разбивается на треугольники или четырехугольники, определяются активная высота (формула (2.3)) и высота молниеотводов.

4. Проверяется защищенность объектов, находящихся за пределами треугольников или четырехугольников (строятся зоны защиты по формулам (2.1) и (5.2)). Если какой-либо объект не попал в зону защиты, то увеличивается число молниеотводов или их высота.

Библиографический список

1. Правила устройства электроустановок: 6-е издание.– СПб.:ДЕАН, 1999.−928 с.

2. Рекомендации по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35–750 кВ. − М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. − 80 c.

3. Руководство по защите электрических сетей 6−1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений. РД 153-34.3-35.125-99: 2-е издание. −СПб., 1999. −353 с.

4. Техника высоких напряжений: изоляция и перенапряжения в электрических системах / Под общ. ред. В.П. Ларионова. − М.: Энергоатомиздат, 1986. −464 с.

5. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения / Под ред.

В.В. Афанасьева. − Л.: Энергоатомиздат, 1987. −544 с.

6. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения./ Под ред. И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова. − М.: Энергоатомиздат,1989. −768 с.

7. Правила устройства электроустановок: 7-е издание (1 и 7 разделы). – СПб.: ДЕАН, 2002. − 176 с.

8. Правила устройства электроустановок: 7-е издание (2 и 4 разделы). – СПб.: ДЕАН, 2002. − 220 с.

9. Руководящие указания по расчету зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов / СЦНТИ. – М.,1974. – 19 с.

10. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

РД 34.21.12г. – 87 / Минэнерго СССР. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 56 с.

11. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 448 с.

12. Федоров А.А. Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1979. – 408 с.

13. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 208 с.

14. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат , 1990. – 576 с.

15. Электрическая часть электростанций / Под. ред. С.В. Усова. – Л.: Энергия, 1977. – 556 с.

16. Гордон С.В. Монтаж заземляющих устройств. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 128 с.

17.Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига. – М.: Энергия, 1976. – 488 с.

18. Электротехнический справочник: В 4т. / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова и др. Т.3.: Производство, передача и распределение электрической энергии. – 8-е издание. − М: МЭИ, 2002. − 964с.

19. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. – 48 c.

20. Солуянов Ю.И. Повышение эффективности защитных мер электробезопасности электроустановок промышленных предприятий. − Казань: Изд-во Казан. гос. ун-та, 2004. −294 c.

21. Техника высоких напряжений: Учебник для вузов / И.М.Богатенков, Ю.Н. Бочаров, Н.И. Гумерова, Г.М. Иманов и др.; Под ред. Г.С. Кучинского. – СПб.: Энергоатомиздат. Санкт- Петербур. отд., 2003. – 608 с.:ил.

22. Корякин Р.Н. Справочник по молниезащите. – М.: Энергосервис, 2005.–880 с.

23. Техника высоких напряжений / Под ред. М.В. Костенко. – М.: Высш. школа, 1973. – 528 с.

24. Грозозащита ВЛ 3-35 кВ и выше при помощи мульти-камерных разрядников и изоляторов-разрядников. Г.В. Подпоркин, Е.Ю. Енькин, Е.С. Калакутский, В.Е. Пильщиков, А.Д. Сиваев. Рекламный проспект ОАО НПО ”Стример”, 2010.- 12 с.

25. Подвесные ОПН как средство повышения надежности работы воздушных линий электропередач (опыт применения). Зубков А.С., Власов В.В.,

Сухар А.В. , Тезисы третьей Российской с международным участием научно-практической конференции, Новосибирск, 2010 г. 7 с.

26. Ассоциация «РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ» Технический циркуляр № 11/2006, г. Москва, 16 октября 2006г.

27. Рекомендации по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35−750 кВ.− М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004.− 80 c.

28. Шкаруба М.В. Изоляция и перенапряжение в электрических системах: Учебное пособие.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006.- 64 с.

29. Д. И. Данилов, М. В. Шкаруба. Совершенствование методики расчета молниезащиты подстанции. Материалы X Международной IEEE научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин». 2016 г.