Грозозащита подстанции на напряжение 110 кВ (стр. 6 из 6)
Критическая крутизна волны напряжения, при которой может произойти пробой промежутка трос-провод.
, (80)где Wтр – волновое сопротивление троса; Ер – разрядная напряженность, Ер=750кВ/м; v – скорость движения волны, v=250м/мкс; к – коэффициент электромагнитной связи, к=0.23; lп – длина пролета, lп=90 м; lт-п – расстояние трос-провод, при учете защитного угла троса, м.
(81) 
, (82)где D – диаметр троса, D=0.012м по ГОСТ-3063-66
Тогда:
Р(амкр) = exp·(-0.06·амкр) = exp·(-0.06·23.56) =0.243
Критический ток молнии:
, (83)где v - скорость распространения электромагнитной волны, v=250 м/мкс
тогда
Вероятность импульсного пробоя воздушного промежутка трос-провод при ударе молнии в трос:
Ртр= Р(амкр)·Р(Iмкр), (84)
где:
Р(Iмкр)= exp·(-0.008·Iмкр) = exp·(-0.008·8.482) = 0.934
тогда: Ртр=0.243·0.934=0.227
Вероятность установления дуги при пробое воздушного промежутка трос- провод:
hтр =(1.6·Еср- 6)·10-2, (85)
где Еср – средняя напряженность, кВ/м
, (86)где:
(87)тогда:
hтр =(1.6·33.045- 6)·10-2=0.469
Число грозовых отключений линии:
nоткл =nуд·[Рα·Рпр·hпр+(1 - Рα)·(Dоп·Роп·hоп +Dтр·Ртр·hтр)]
nоткл=74.82·[0.00182·0.968·0.7+(10.00182)·(0.911·0.0793·0.7+0.0889·0.227·0.469)]=
=4.576»5отключения (88)
Число отключений линии с учетом применения АПВ за год:
Nапв =nоткл.·(1-βапв), (89)
где βапв - коэффициент успешности срабатывания АПВ, βапв =(0.8 ÷ 0.9). Принимаем βапв =0.85
Nапв =nоткл.·(1-βапв) = 4.576·(1-0.85) =0.69
Заключение
Как было сказано выше, эффективность защиты подстанции характеризуется числом перекрытия изоляции, поскольку каждое перекрытие сопровождается возникновением больших токов короткого замыкания и мощных дуг, а образующиеся при перекрытиях срезы напряжения представляют серьезную опасность для внутренней изоляции трансформаторов.
Произведя необходимые расчеты получили, что среднее годовое число перекрытий изоляции β=0,0135. При таком значении β число лет работы подстанции без отключений М=74 года. Что говорит о высоком уровне грозоупорности подстанции, если учесть, что срок службы электрооборудования подстанции гораздо ниже.
Эффективность молниезащиты воздушной линии электропередач определяется исходя из среднегодового числа грозовых отключений. В результате расчетов получили число отключений Nоткл.уст.=0,69. Что говорит о том, что для данной ВЛЭП использование одного троса вполне удовлетворяет необходимые требования по молниезащите. Но, следует отметить , что выбор одноцепных железобетонных опор является положительным фактором, так как по статистике среднегодовое число грозовых отключений для одноцепных ВЛ существенно меньше, чем для двухцепных.
Для увеличения эффективности молниезащиты следует уменьшать вероятность прорыва молнии сквозь защиту, а также уменьшать среднегодовое число перекрытий изоляции подстанции. Этого добиваются путем применения других конструкций опор (в требуемых ситуациях), заземлителей, используя иную конфигурацию системы молниеотводов, применяя большее чем один число тросов и т.д.
В целом можно утверждать, что рассчитанная подстанция удовлетворяет требуемым условиям грозозащиты.
Список использованных источников:
1.Кузнецов Ю.И. Методические пособия к курсовой работе по курсу «Перенапряжения и грозозащита»-Изд.:ТПУ, 2003
2.Кузнецов Ю.И., Леонтьев Ю.Н. Руководство к лабораторным работам по технике высокого напряжения Изд.:ТПУ,1975, 170 с
3.Иерусалимов М.Е., Орлов Н.Н. Техника Высоких Напряжений Изд.:Киев-1967,444с
4.Бажанов С.А., Воскресенский В.Ф. Профилактические испытания оборудования высокого напряжения. Изд. М: Энергия 1977-288с.