1.5 Расставить на территории ору молниеотводы для защиты электрооборудования от прямых ударов молнии, определив их минимально необходимое число и высоту.
ОРУ 20 – 500 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии. Защита от прямых ударов молнии должна быть выполнена стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми на конструкциях ОРУ [ПУЭ].
Высота вершины молниеприемника:
,
где hx – высота порталов ОРУ большего класса напряжения.
Для надежности защиты Pз = 0,999 и высотой молниеотвода h = 39 м [СО 153-34.21.122-2003]:
Высота конуса одиночного стержневого молниеотвода:
Радиус конуса:
Радиус зоны защиты одиночного молниеотвода на уровне (hx =24 м):
м.
Рисунок 3 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
Принимаем 4 стержневых молниеотвода.
Рисунок 4 – схема расстановки молниеотводов на подстанции
1.6 Определение числа повреждений в год изоляции электрооборудования ору от прямых ударов молнии в молниеотводы и прорывов молниезащиты подстанции.
Для ОРУ меньшего класса напряжения Uном2 = 110 кВ.
Число ударов молнии в подстанцию за 100 грозовых часов [4.1, стр 217]:
Вероятность прорыва молнии в зону защиты подстанции:
.
Вероятность перекрытия изоляции при ударе молнии в провод:
.
Число перекрытий изоляции полстанции вследствие прорывов молнии в зону защиты:
.
Импульсное напряжение перекрытия гирлянды изоляторов на порталах ОРУ 110 кВ:
.
Импульсное сопротивление контура заземления подстанции, найденное в п.3:
Удельная
индуктивность опоры по [4.1, стр. 260]: для
одностоечной опоры
мкГн/м.
Крутизна тока
молнии:
Вероятность того, что ток молнии будет равен или превысит заданное значение по:
.
Вероятность того, что крутизна тока молнии будет равна или превысит заданное значение:
.
Результаты расчетов
крутизны тока молнии при
различных значениях тока молнии и
вероятностей
и
приведены в
таблице 6.
Таблица 6 – Расчет
вероятностей
и
|
Iм, кА |
|
|
|
|
0,00 |
59,701 |
1,000 |
0,0084 |
|
10,00 |
58,852 |
0,670 |
0,0090 |
|
20,00 |
58,140 |
0,449 |
0,0095 |
|
30,00 |
57,523 |
0,301 |
0,0100 |
|
40,00 |
56,974 |
0,202 |
0,0105 |
|
50,00 |
56,478 |
0,135 |
0,0109 |
|
60,00 |
56,023 |
0,091 |
0,0113 |
|
70,00 |
55,601 |
0,061 |
0,0117 |
|
80,00 |
55,207 |
0,041 |
0,0121 |
|
90,00 |
54,837 |
0,027 |
0,0124 |
|
100,00 |
54,487 |
0,018 |
0,0128 |
|
200,00 |
51,684 |
0,000 |
0,0160 |
,
кА/мкс
Рисунок 5 – Зависимость вероятности Pa от PI
Вероятность обратного перекрытия гирлянды изоляторов Pобр определяется по рисунку 3 и равна площади фигуры под графиком.
С помощью программы Advanced Grapher, используя функцию интегрирования находим искомую площадь.
Определяем зависимость:
Получаем Pобр = 0.0016239.
Число повреждений изоляции оборудования ОРУ от прямых ударов молнии в молниеотводы [4.1, стр. 280]:
1.7 Определить показатель грозоупорности подстанции
Среднее число лет безаварийной работы подстанции:
где
- среднее число перекрытий изоляции
п.ст. из-за прорывов молнии в зону защиты
молниеотвода (1.6),
- среднее число
перекрытий изоляции п.ст. при ударах
молнии в полниеотводы (1.6),
- средние числа
перекрытий изоляции п.ст. вследствие
набегания по линиям опасных волн
напряжения.
1.8 Методы повышения грозоупорности подстанции:
На импульсное сопротивление большое влияние оказывают сопротивление грунта и геометрические размеры контура заземления. Поэтому для его снижения можно принять следующие меры: 1. Как можно плотнее утрамбовать грунт. Содержание в грунте растворенных веществ (солей, кислот, оснований), также влияет на удельное сопротивление грунта, поэтому с помощью добавок можно добиться уменьшения удельного сопротивления. 2. Увеличить площадь контура заземления подстанции.