Отчет по преддипломной практике в ОАО «Энергокурган»

          Защитные и рабочие  заземлители отводят в землю  ток промышленной частоты, и их сопротивление является стационарным, тогда как через средства грозозащиты проходит ток молнии, который имеет импульсную форму. При стекании с заземлителей больших токов молнии в землю вблизи поверхности электродов создаются очень высокие напряженности электрического поля, под воздействием которых пробивается слой земли, прилегающий к поверхности электрода. Вокруг электрода образуется проводящая зона искрения, которая как бы увеличивает поперечные размеры электрода и тем самым снижает его сопротивление. Однако, наибольший эффект снижения сопротивления за счет искрения имеет место только в том случае, когда электроды имеют небольшие размеры и их индуктивное сопротивление практически не влияет на процесс отвода тока в землю. Такие заземлители называются сосредоточенными.

    Следовательно, на подстанции возле каждого молниеотвода устанавливается по три стержня, а у каждого ОПНа (ограничителя перенапряжения)– по одному стержню.

    К заземляющим устройствам ОРУ  присоединены заземляющие тросы  ЛЭП и все естественные заземлители  подстанции.

     Рисунок 6  Схема защитного заземления подстанции 
 
 
 
 

4.2 Молниезащита 
 

     При проектировании зданий и сооружений системы электроснабжения необходимо учитывать и предотвращать возможность их поражения ударами молнии. Особенно это относится к открытым электроустановкам.

Молнии  характеризуются большим разрушающим  действием, объясняемым большими амплитудой, крутизной нарастания и интегралом тока.

В соответствии с Руководящими указаниями по защите электростанций и подстанций 3-500 кВ от прямых ударов молнии (ПУМ) и грозовых волн, набегающих с линий электропередачи, защите подлежат следующие объекты, расположенные на их территории:

а) открытые распределительные устройства (ОРУ), в том числе шинные мосты и  гибкие связи, в том числе шинные мосты и гибкие связи;

б) здания машинного зала и закрытые распределительные  устройства (ЗРУ);

в) здания маслохозяйства.

ОРУ станций и подстанций защищаются от ПУМ стержневыми молниеотводами и только для протяженных шинных мостов и гибких связей применяются тросовые молниеотводы.

Защита  ОРУ осуществляется установкой стержневых молниеотводов на порталах подстанций или устройством отдельно стоящих стержневых молниеотводов со своими обособленными заземлителями.

    Молниеотводы, установленные на порталах подстанций, дешевле отдельно стоящих молниеотводов, так как требуют меньше металла  на изготовление. Они ближе располагаются  к защищаемому оборудованию, поэтому эффективнее используется их защитная зона. Но при поражении портального молниеотвода ударом молнии с большой амплитудой и крутизной фронта импульса тока на молниеотводе и на портале значительно возрастает напряжение. Это напряжение может оказаться достаточным, чтобы вызвать «обратное» перекрытие изоляции ОРУ с заземленных элементов на токоведущие части подстанции. 

        Порядок расчета стержневых молниеотводов:

h_а ≥ Д/8·p;  

   h=h_а + h_х – полная высота молниеотвода,

где h_а – активная высота молниеотвода;

      h_х1=11,35 м, h_х2=5,5 м – высота защищаемого объекта; р=1 при h ≤ 30 м,

      Д=90 м – большая диагональ четырехугольника с молниеотводами в его вершинах.

h_а ≥ 90/8·1 = 11,25м. Принимаю 11,5 м.;

h = 11,35 + 11,5 = 22,85 м. Принимаю 23 м.;

        Высоту молниеотвода от земли  выбирают такой, чтобы защищаемые  оборудование и конструкции попали  в зону защиты молниеотвода, внутри  которой с достаточной надежностью  (в электроустановках 99,5% – зона защиты типа А) обеспечивалась бы защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии.

      Расчетная зона защиты одиночного  стержневого молниеотвода высотой h < 150 м представляет собой конус с высотой

h_о = 0,85h; 

h_о = 0,85·23= 19,55 м; 

и радиусами  на уровне земли и уровне защищаемого  оборудования

r_о = (1,1 – 0,002h)h; 

r_х = (1,1 – 0,002h)(h – h_х/0,85); 

r_о = (1,1 – 0,002·23)·23 = 24,3 м;                          

r_х1 = (1,1 – 0,002·23)·(23 – 11,35/0,85)= 10,17 м.;  

r_х2 = (1,1 – 0,002·23)·(23 – 5,5/0,85)= 17,42 м.;       

           Два молниеотвода одинаковой высоты, находящихся друг от друга на расстоянии h<L₁<3h (23<L₁=67<3·23=69) образуют общую зону защиты. Зона характеризуется между молниеотводами гребнем в виде ломаной линии; наинизшая точка этого гребня имеет высоту

h_с = h_о – (0,17 + 3·10 ^-4h)(L₁ – h);                                                                                 r_сх = r_о (h_с –h_х)/h_с; 

r_с = r_о ;

h_с = 19,55 – (0,17 + 3·10 ^–4 ·23)(67 – 23) = 11,76 м;       

r_сх1 = 24,3 (11,76 – 11,35) / 11,76 = 0,85 м ;                                                                     

r_сх2 = 24,3 (11,76 – 5,5) / 11,76 = 12,94 м;                                                                             

r_с = 24,3 м; 

     

Рисунок 7 Схема грозозащиты ОРУ-110кВ.

      

             Молниеотводы состоят из молниеприемника,  несущей конструкции, токоотвода  и заземлителя. Молниеприемник  непосредственно воспринимает прямой  удар молнии. Поэтому он должен  надежно противостоять механическим  и тепловым воздействиям тока и высокотемпературного канала молнии. Молниеприемники изготовляются из прокатной стали любого профиля сечением не менее 100 мм² , при длине не более 2,5 м. Несущая конструкция несет на себе молниеприемник и токоотвод, объединяет все элементы молниеотвода в единую, жесткую, механически прочную конструкцию. В энергетике получили широкое распространение конструкции молниеотводов с деревянными, железобетонными и металлическими опорами.

            Токоотвод соединяет молниеприемник  с заземлителем и предназначен для пропускания тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Поэтому он рассчитывается на тепловые и электродинамические воздействия, связанные с прохождением по нему тока молнии. Токоотводы у молниеотводов с деревянными опорами изготовляются различного профиля с сечением, рассчитанным для прохождения полного тока молнии. Рекомендуется брать круглую сталь диаметром не менее 6 мм², угловую сталь сечением не менее 48 мм² и толщиной стенки 4 мм.

          Заземлители молниеотводов служат  для отвода тока молнии в землю. Исходя из требований грозоупорности ЭУ, сопротивления заземлителей не должны превосходить 10-15 Ом.

         Соединение отдельных частей  токоотвода между собой, с молниеприемником  и с заземлителем производится  при помощи сварки. Для предохранения от коррозии токоотводы окрашиваются 
 
 

       4.3 Освещение подстанции 
 

       На  подстанции предусмотрено рабочее  и аварийное освещение. Территория ОРУ-110 освещается прожекторами, питающимися от сети переменного тока напряжением 220 В. Ремонтное освещение осуществляется от переносных светильников с лампами накаливания на напряжение 12 В. Аварийное  освещение принимаем равным 35% от основного, питающееся от сети постоянного тока, т.е. от аккумуляторов.

       Внутреннее  освещение ОПУ выполнено светильниками  типа ЛСПО2

       (с  люминесцентными лампами, подвесные,  для промышленных и производственных зданий). Выбор мощности и количества прожекторов освещения ОРУ производится в соответствии с нормами, установленными в ПУЭ.

       Световой  поток определяется по выражению:

                                                                                   (4.1)                                                                                  

       

       где Е=5 лк – минимальная освещенность, принято для ОРУ ГПП по шкалам освещенности; К_зап=1,5 – коэффициент запаса, учитывающий потери света от загрязнения стёкол прожекторов; е=1 – суммарная условная освещенность от близлежащих источников; μ=1,1 – коэффициент добавочной освещенности за счет отраженного светового потока.

       Число прожекторов:

          ;                                                                          (4.2)                                                                                      

        ;

       где Z=1,2 – отношение средней освещенности к минимальной; S=3750 м² – площадь подстанции;  η=0,65 – КПД светового потока.

       Примем  число прожекторов равным N=8.

       Мощность  одной лампы:

         ;                                                                                     (4.3)                                                                                               

        ;

       где W = 1 Вт/м2 – удельная  мощность.

         К установке принимаем 8 прожектора типа РКУО3–500–001–УХЛ1 с лампами ДРЛ мощностью по 500 Вт.

       Устанавливаются прожекторы по периметру ОРУ -110 через 32 метра на высоте h=14м. 
 
 
 
 
 
 
 
 

       5 Индивидуальное задание по Экономике 

       ФСА - это метод системного исследования функций объекта проектирования, направленный на минимизацию затрат в сфере проектирования строительства, изготовления и эксплуатации системы электроснабжения при сохранении или даже повышении ее качества, полезности, надежности и безопасности.

       Проектная форма ФСА обладает следующими особенностями, определяющими возможность и целесообразность ее использования при выработке проектных решений.

       Цель  творческой формы ФСА – предотвращение появления излишних функций, элементов  и затрат при сохранении (повышении) функциональных и потребительских  свойств объекта проектирования.

       Сфера использования – проектирование системы электроснабжения (СЭ).

       Основной  объект изучения – номинальные функции  СЭ.

       Степень автономности и использования –  подчиненность традиционным этапам опытно-конструкторских работ (ОКР), сливается с процессом проектирования, алгоритмизируя  по заданным целевым функциям.

       Порядок моделирования – от функционального  к структурному.

       Способ  определения номинальных (требуемых) функций – путем построения «дерева  целей» и задач проектирования.

       Разнообразие  способов поиска решений – все приемы творчества.

       Стоимостная оценка функции – исходная процедура  проектирования и интерактивная  для всех этапов.

       В состав задач, решаемых с помощью  ФСА при выполнении проектных  работ входят: определение рациональных границ значений технико-экономических параметров разрабатываемой СЭ или ее элементов и оптимальных требований к составу и ресурсу функций; достижение заданных требований элементам затрат; обеспечение конкурентоспособности; повышение технического уровня, показателей надежности, технологической и экологической безопасности; технологичности СЭ, снижение материалоемкости, энергоемкости, эксплуатационных затрат.