Электроснабжение бумажной фабрики (стр. 12 из 13)
2 максимальная токовая защита с пуском напряжения, устанавливаемая на стороне высшего напряжения защищаемого трансформатора.
Защита, установленная на стороне ВН, выполняется на двухобмоточных трансформаторах с двумя, а на трёхобмоточных с тремя реле тока. Реле присоединяются ко вторичным обмоткам ТТ, соединённым, как правило, в треугольник.
Непосредственное включение реле защиты от токов внешних КЗ в токовые цепи дифференциальной защиты не допускается.
10.5 Защита от токов внешних замыканий на землю на стороне ВН
Защита предусматривается для трансформаторов с глухим заземлением нейтрали обмотки высшего напряжения при наличии присоединений синхронных электродвигателей в целях резервирования отключения замыканий на землю на шинах питающей подстанции и для ускорения отключения однофазного КЗ в питающей линии выключателями низшего напряжения трансформатора. Реле максимального тока защиты подключается к трансформатору тока, встроенному в нулевой вывод обмотки ВН трансформатора.
10.6 Защита от токов перегрузки
Согласно [3] на трансформаторах 400 кВА и более, подверженных перегрузкам, предусматривается максимальная токовая защита от токов перегрузки с действием на сигнал с выдержкой времени. Устанавливается на каждой части расщеплённой обмотки. Продолжительность срабатывания такой защиты должна быть выбрана примерно на 30% больше продолжительности пуска или самозапуска электродвигателей, получающих питание от защищаемого трансформатора, если эти процессы приводят к его перегрузке.
11. ЗАЩИТА ПОДСТАНЦИИ ОТ ГРОЗОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
И ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ
Перенапряжения - это такие повышения напряжения, которые представляют опасность для изоляции электрических установок.
Основным аппаратом защиты от набегающих волн является вентильный разрядник. Для ПГВ предприятия, выполненной по упрощенной схеме с короткозамыкателем и отделителем. Расстояние от разрядника до выводов трансформатора не должно превышать допустимого значения. Эти значения приведены в ПУЭ в зависимости от типа опор, длины подхода, группы разрядников и числа подключенных к подстанции линий. Вентильные разрядники подключают к контуру заземления подстанции по кратчайшему пути.
Для уменьшения токов однофазного КЗ нейтрали трансформаторов 110 кВ, реже 220 кВ, могут быть временно или постоянно разземлены. При воздействии волн атмосферных перенапряжений на линейные вводы трансформаторов на нейтрали могут развиться колебания, приводящие к значительному повышению напряжении над уровнем изоляции нейтрали. Для ограничения этих перенапряжений в нейтраль трансформатора включают вентильный разрядник с номинальным напряжением на класс ниже, чем класс изоляции трансформатора.
Подстанции относятся к 1 категории зданий и сооружений по устройству молниезашиты. Согласно [10] рис.2.5.14 для защищаемой подстанции ожидаемое число поражений молнией в год колеблется от 40 до 60 часов.
В соответствие с ПУЭ в данном случае обязательной молниезащите подлежат как ОРУ 110 кВ, так и ЗРУ 6 кВ. Зона защиты должна обладать степенью надежности 99.5% и выше (зона защиты типа А).
Защиту от прямых ударов молнии на ПГВ выполняем стержневыми молниеотводами, установленными на линейных порталах и на опорах возле здания ЗРУ. При установке молниеотводов на порталах необходимо выполнить следующие условия:
- от молниеотвода обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в 3-4 направлениях;
- на расстоянии 3-5м от молниеотвода установлены 2-3 вертикальных электрода длиной 5м;
- заземляющие проводники вентильных разрядников и трансформаторов присоединены к заземляющему устройству подстанции вблизи друг друга.
Произведем расчет внешних очертаний зоны защиты четырех молниеотводов. При этом используем те же приемы, что и для двойных молниеотводов, взятых попарно в определенной последовательности.
Для расчета принимаем: -высота защищаемого объекта hx=11м;
-высота молниеотводаh=25м; -расстояния между молниеотводами L1=28,85M; L2=4 1,75м; L3=38,14м;
Определяем параметры зоны защиты, учитывая, что L>h.
Высота расположения минимальной зоны
м.Радиус зоны защиты на уровне земли
м.Радиус зоны защиты на уровне hx
м.Параметры hc, гс определим, рассматривая молниеотводы попарно
м. 
м. 
м.Рассчитаем заземляющее устройство подстанции 110/6кВ. В целях обеспечения требований ПУЭ заземлитель выполняем сложным, состоящим из многих взаимно пересекающихся горизонтальных электродов и контура из вертикальных электродов.
Продольные заземлители прокладываем вдоль осей электрооборудования на глубине 0,7 м на расстоянии 1 м от фундаментов или оснований электрооборудования.
Поперечные заземлители прокладываем в удобных местах между оборудованием на глубине 0,7 м и расстоянием между проводниками не более 12 м. В углах каждой ячейки сетки пересекающиеся проводники должны быть надежно сварены.
Вертикальные электроды располагаем по периметру подстанции. Расстояние от границ заземлителя до ограды электроустановки принимаем Зм. Ограда в этом случае не заземляется. Длина электродов из круглой стали диаметром 20 мм - 5 м, глубина погружения вершины ниже уровня земли -0.7м.
Горизонтальные электроды - полосы 40х4 мм2 глубиной заложения 0,7м.
Для стороны 110 кВ при эффективно заземленной нейтрали требуется сопротивление заземления 0,5 Ом. Для стороны 10 кВ - 10 Ом. Т.о. в качестве расчетного принимаем сопротивление R3=0,5 Ом.
Подстанция занимает площадь S=792 м2. Удельное сопротивление земли r0=40 Ом·м.
Длина горизонтальных полос с учетом продольных и поперечных
м.Действительный сложный заземлитель заменяем квадратной расчетной моделью со стороной
м.Число ячеек по сторонам модели равно
Принимаем m=14. Тогда
м.Длина стороны ячейки
Принимаем для вертикальных электродов а/1=2. Тогда число электродов
Относительная глубина погружения вертикальных электродов
Lb =5·12 = 60 м.
Поскольку полученное значение находится в пределах 0,1–0,5, то
Ом.Полученное удовлетворяет необходимым требованиям.
12. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала при обслуживании электроустановок. К защитному заземлению относятся заземления частей установки, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под ним при повреждении изоляции. Заземление позволяет снизить напряжение прикосновения до безопасного значения.
Произведём расчёт заземляющего устройства подстанции ПГВ.
Установим необходимое допустимое сопротивление заземляющего устройства. В данном случае заземляющее устройство используется одновременно для установок выше 1000 В с заземлённой нейтралью и изолированной нейтралью. Согласно [12] сопротивление растекания Rз для установок выше 1000 В с заземлённой нейтралью R3 ≤ 0,5 Ом, а для установок выше 1000 В с изолированной нейтралью R3≤
, но не более 10 Ом. Из двух сопротивлений выбираем наименьшее, то есть R3 < 0,5 Ом.Определим необходимое сопротивление искусственного заземлителя Rн. Так как данных о естественных заземлителях нет, то Rн = Rз=0,5 Ом.
Выберем форму и размеры электродов, из которых будет сооружаться групповой заземлитель. В качестве вертикальных электродов выбираем прутки диной 5 м диаметром 14 мм. Эти заземлители наиболее устойчивы к коррозии и долговечны. Кроме того, их применение приводит к экономии металла. Прутки погружаем в грунт на глубину 0,7 м с помощью электрозаглубителей. В качестве горизонтальных электродов применяем полосовую сталь сечением 4x40 мм. Во избежание нарушения контакта при возможных усадках грунта укладываем её на ребро. Соединение горизонтальных и вертикальных электродов осуществляем сваркой.
Размеры подстанции 37x28 метров. Тогда периметр контурного заземлителя равен р=2·(37-4+28-4)=114 м, а среднее значение расстояния между электродами:
м, (12.1)где na=60 – предварительное число вертикальных электродов.
Отношение а/l=1,9/5=0,38, тогда из [12] коэффициент использования вертикальных электродов Ки.верт=0,29.
Определим расчётное удельное сопротивление грунта отдельно для горизонтальных и вертикальных электродов с учётом повышающих коэффициентов Кс, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание его зимой. Расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов: