Реферат Электроснабжение системы со специальным вопросом разработки программы расчета потерь в распределительных
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
4.1. Защита от прямого попадания молнии
Атмосферное электричество (молния) представляет собой электрический разряд в атмосфере между облаками и землей или между разноименными зарядами облаков.
В большинстве случаев нижняя часть грозовых облаков заряжается отрицательно, а на поверхности индуцируется положительные заряды. Так образуется как бы гигантский заряженный конденсатор, одной обкладкой которого служит грозовое поле, а другое земля. По мере концентрации зарядов увеличивается напряженность электрического поля этого конденсатора при достижении величины 300 кВ/м создается условие для возникновения молнии. Воздействие зарядов молнии могут быть двух видов:
молния – поражает здание и установки (непосредственно удар молнии), молния оказывает вторичное воздействие, объясняемые электростатической и электромагнитной индукцией.
Электростатическая индукция проявляется тем, что на изолированных металлических предметах наводятся опасные электрические потенциалы, вследствие чего возможно искрение между отдельными металлическими элементами конструкций и оборудования.
В результате электромагнитной индукции, обусловленными быстрыми изменением значения тока молнии в металлических незамкнутых контура, наводятся электродвижущие силы, что приводит к опасности искрообразования между ними в местах сближения этих контуров.
Инструкцией по проектированию и устройству молниезащиты подразделяются на три категории. Предусмотрена молниезащита зданий и сооружений в зависимости от назначения, интенсивности грозовой деятельности в районе их расположения, а также от ожидаемого количества поражений молний в год по одной из трех категорий устройства молниезащиты и с учетом типа зоны защиты. Зона защиты молниеотвода – это часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Зона защиты типа А – надежность 99.5% и выше, зона Б – надежность 95% и выше.
Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты ко второй категории, защищают от прямых ударов молнии и статической индукции, а отнесенные к третей категории - только от прямых ударов молнии.
Наиболее часто возникают линейные молнии, длительность которых составляет десятые доли секунды. Такие молнии наиболее опасны при прямом ударе. В основном они поражают предметы, имеющие большую высоту, чем другие расположены по близости, по этому для защиты от молний используют молниеотводы, которые представляют собой возвышающиеся над защищаемым объектом металлические устройства, воспринимающие прямой удар молнии и отводящие молнии в землю.
Каждый район имеет интенсивность грозовой деятельности. Это немаловажный фактор при выборе типа и конструкции грозозащиты. Поэтому ожидание количества поражений молний в год зданий и сооружений необходимо знать. Это число находится по формуле:
N=(S+6h)(L+6h)·n*10-6 =(41+6∙7)(61+6∙7)9∙10-6 = 0,077;
где S и L – соответственно ширина и длина защищаемого здания (сооружения), имеющего в плане прямоугольную форму, м; h – наибольшая высота защищаемого здания (сооружения), м; n – среднегодовое число ударов молний в 1 км2 земной поверхности в месте расположения здания; значения n при разной интенсивности грозовой деятельности следующее:
Интенсивность грозовой 10-20 20-40 40-60 60-80 80 и более
деятельности в год, ч
Среднегодовое число ударов молнии 1 3 6 9 12
в 1 км2 земной поверхности
При выполнении молниезащиты зданий и сооружений для повышения безопасности людей и животных необходимо заземлители молниеотводов (кроме углубленных) размещать в редко посещаемых местах, в удалении на 5 м и более от основных грунтовых и проезжих и пешеходных дорог.
Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых к первой категории, выполняется отдельно стоящим стержневым молниеотводом устанавливаемым на защищаемом объекте. Этот молниеотвод обеспечивает зону защиты типа Б.
Рассматриваемая подстанция относится к первой категории по молниезащите. Для защиты объектов этой категории применяем стержневой молниеотвод. Молниеотвод состоит следующих элементов:
молниеприемника, непосредственно принимающего удар молнии;
несущей конструкции, предназначенной для установки молниеприемников;
токоотвода, обеспечивающего вывод тока молнии в землю.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h ≤ 150 м и представляет собой конус, вершина которого имеет высоту h0 < h. На уровне земли зона образует круг радиусом r0. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения hx представляет собой круг радиусом rx.
Зона защиты типа Б имеет габариты:
h0 = 0,92h
r0 =1,5h
rx =1,5(h-hx /0.92)
Производим расчет для объекта первой категории по устройству молнезащиты. Высота молниеотвода 15 м, молниеотвод устанавливаем на портале высотой 10 м. Защитная зона Б. Принимаем молниезащиту с четырьмя молниеотводами стержневого типа. Длина зоны 61 м, ширина 41 м рис. 4.1.
Габариты подстанции и установка молниеотвода
рис. 4.1.
h0 = 0.92∙25=13,8 м
r0 =1,5∙25=22,5 м
Зоны защиты построим для уровня
hx1 =7 м
Радиус зоны защиты соответственно составляет:
rx1 = 1,5(15-7/0,92)=11,1 м
Определим параметры hc,rcx1
hc = h0 – (0.17+3∙10-4h)(100-h)= 8 м
rcx1 = h(hc - hx1)/hc = 25(8-7)/8= 3.125 м
4.2. Расчет заземления
Защитное действие заземления основано на снижении напряжения прикосновения, что достигается путем уменьшения напряжения на корпус оборудования относительно поверхности земли или за счет малого сопротивления заземления.
Защитное заземление является эффективной мерой для электроустановок, питающихся напряжением 1000 В с изолированной нейтралью и напряжением выше 1000 В с любым режимом нейтрали источника питания.
Различают три вида заземлений: рабочее заземление, защитное заземление и заземление грозозашиты, причем в ряде случаев один и тот же заземлитель может выполнять два или три назначения одновременно. К рабочем у заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, дугогасящих аппаратов, измерительных трансформаторов напряжения, реакторов, заземление фазы при использовании земли в качестве рабочего провода и пр.
Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности людей, обслуживающих электрическую установку, путем заземления металлических частей установки (например, баков трансформаторов), которые нормально имеют нулевой потенциал, но могут оказаться под напряжением при перекрытии или пробое изоляции.
Заземление грозозащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников, стержневых и тросовых молниеотводов или других конструкций, в которые произошел удар молнии.
Различают искусственные и естественные заземлители. В качестве искусственных заземлителей служат заложенные в землю металлические полосы или уголки шириной от 3 до 5 см, толщиной не менее 35 мм длиной 2.5 – 6 м или металлические стержни диаметром 10 – 12 мм или длиной 10 м. Естественными заземлителями называют находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используются для цепей заземления. Для расчета заземления в электроустановке с большим током короткого замыкания, рекомендуется статический метод расчета, учитывающий двухслойное строение грунта с горизонтальной границей раздела меду слоями.
Длина контура заземления 61 м, ширина 41 м, площадь S=61*41= 2500 м2 ,√S=50 м грунт двухслойный, удельное сопротивление верхнего слоя ρ1 = 120 Ом∙м, нижнего ρ2 = 70 Ом∙м. Толщина верхнего слоя h = 2 м. По периметру территории подстанции в грунт забиты вертикальные элементы длиной 5.5 м, соединенные стальной полосой на глубине H = 0.8 м. Расстояние между стержнями αср = 2 м. Внутри контура положены по ширине пять и по длине две полосы, длина полос L=61∙4+41∙7=531 м.
Определяем ток замыкания на землю
где U – фазное напряжение сети, кВ;
Lк –общая длина подключенных к сети кабельных линий, км;
Lв -общая длина подключенных к сети воздушных линий, км.
Обобщенный параметр (так как ρ1 /ρ2 =1.71 < 2)
где l – длина вертикальных стержней; L – общая длина всех горизонтальных соединительных полос; αср – среднее значение расстояния между соседними вертикальными стержнями;H – глубина заложения горизонтальных полос; h – толщина верхнего слоя грунта
S – площадь занимаемая заземлителем
Промежуточные обобщенные параметры определяются из [5,табл. 10.7], так как μ=ρ1/ρ2 = 120/70 = 1.71 < 2
CB =0.52 ; EB = 0.239 + 0.0693∙2 = 0.3776
Cβ =0.149;Eβ = 0.338 + 0.0245∙2 = 0.387
Значения параметров B и β находим по формулам
откуда B=0.52∙1.50.3776 =0.606 ; β = 0.149∙1.50.387 =0.174
Сопротивление заземления вычисляем по формуле
Откуда Rз =0.606∙32.56-0,174 ∙1.4 = 0.463 Ом, что меньше нормы 0.5 Ом.
Из [5,табл. 10.8] определяется параметр M интерполяцией, так как μ=1.71 ( 0.5 < μ < 2 ) M =0.572.
Коэффициент напряжения прикосновения
Напряжение прикосновения
Что меньше допустимого 10 В.
