Защита подстанции от ударов молнии и перенапряжения

На подстанциях 6−500 кВ трансформаторы, ОРУ, ЗРУ, маслохозяйство и другие взрывоопасные и пожароопасные сооружения должны быть защищены от ударов молнии. В зданиях и сооружениях с металлической кровлей достаточно заземлить металлические части.

Защита от грозовых перенапряжений РУ и ПС осуществляется:

• 1) от прямых ударов молнии — стержневыми и тросовыми молниеотводами;
• 2) от набегающих волн с отходящих линий — молниеотводами от прямых ударов молнии на определенной длине этих линий защитными аппаратами, устанавливаемыми на подходах и в РУ, к которым относятся разрядники вентильные (РВ), ограничители перенапряжений (ОПН), разрядники трубчатые (РТ) и защитные искровые промежутки (ИП).

Для проектируемой ГПП принимаются к исполнению ограничитель перенапряжения ОПН-110 и ОПН-10 (марки ОПНН-110,ОПН-10/11.5/-IIIУХЛ1(УХЛ2)).

Если зоны защиты стержневых молниеотводов не закрывают всю территорию ОРУ, дополнительно используют тросовые молниеотводы, расположенные над ошиновкой.

На напряжение 110 кВ молниеприемники устанавливаются отдельно стоящими.

Исходные данные для расчета это геометрические размеры ГПП и местоположение объекта:

• — ширина ГПП, А = 30 метров;
• — длина ГПП В = 42 метра;
• — высота ГПП = 7,85 метров;
• — n — среднегодовое число ударов молний в 1 км² земной поверхности в местонахождении объекта в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в часах. Для Кировской области = 20 — 40 ч/год при n = 2 год.

Определяется ожидаемое количество поражений ГПП молниями в год, шт,.

(4.14).

Исходя из вышеприведенных расчетов, тип зоны должен соответствовать зоне «Б» так как ожидаемое количество поражений молниями менее 0,1 /18/.

Определяется высота молниеотвода, по которому уровень h внутри остроугольного треугольника образованного ближайшими четырьмя стержневыми молниеотводами будет защищен, если, диаметр окружности проходящей через диагональ прямоугольника удовлетворяет следующему условию,.

где р = 1 при h<30 метров.

(4.15).

где — расстояние между молниеотводами расположенными вдоль ГПП,.

— расстояние между молниеотводами расположенными поперек ГПП,.

Определяется высота молниеотвода, м,.

(4.16).

Торцевые области зоны защиты для пары стержневых молниеотводов определяются также как для одиночных стержневых молниеотводов, габаритные размеры которых определяются по выражению для зоны защиты.

Определяем высоту конуса зоны защиты, для зоны «Б» выражение имеет вид, м,.

(4.17).

где — вершина конуса зоны защиты, Определяем радиус основания конуса на уровне земли, для зоны «Б» выражение имеет вид, м,.

(4.18).

где — радиус основания конуса на уровне земли.

Определяем радиус зоны защиты на высоте ГПП, м.

(4.19).

Определяем высоту зоны защиты в центре между молниеотводами, м.

(4.20).

где — высота зоны защиты в центре между молниеотводами расположенными вдоль ГПП, где — высота зоны защиты в центре между молниеотводами расположенными поперек ГПП, Находим ширину горизонтального сечения совместной зоны защиты на высоте от уровня земли, между молниеотводами расположенными вдоль ГПП, м.

Находим ширину горизонтального сечения совместной зоны защиты на высоте от уровня земли, между молниеотводами расположенными поперек ГПП, м.

Строим графическое изображение;

Производим расчет зоны защиты для объектов, которые не вошли в зону защиты (ЗРУ).

Высота объекта .

Определяем радиус зоны защиты на высоте ГПП, м.

(4.22).

Находим ширину горизонтального сечения совместной зоны защиты на высоте от уровня земли, между молниеотводами расположенными вдоль ГПП, м.

(4.23).

Находим ширину горизонтального сечения совместной зоны защиты на высоте от уровня земли, между молниеотводами расположенными поперек ГПП, м.

(4.24).

Защита от перенапряжений осуществляется ОПН и тросом по всей длине линий для 110 кВ.