9 Расчёт молниезащиты подстанции

Одним из важнейших условий бесперебойной работы подстанции является обеспечение надежной молниезащиты зданий, сооружений и электрооборудования подстанции.

Правильно выполненная молниезащита надёжно защищает объект и тем самым значительно повышает его эксплуатационные показатели. В то же время дополнительные затраты на устройство молниезащиты по сравнению с общими затратами на строительство энергообъекта, как правило, весьма незначительны (не более 0,5%). Необходимость молниезащиты различных сооружений и установок связана с тем, что при ударах молнии на них оказывается определённое воздействие, представляющее опасность как для самих сооружений, так и для находящихся в них людей.

Аварийное отключение подстанции высокого напряжения приводит к большому экономическому ущербу, так как от подстанции отходит целый ряд линий, питающих большое число потребителей. Авария на подстанции приводит к длительному перерыву в электроснабжении этих потребителей. Положение может существенно осложниться за счет развития аварии на подстанции в системную аварию. Кроме того, время, необходимое для ликвидации аварии на подстанции, особенно при повреждении внутренней изоляции аппаратов, может быть весьма значительным. Поэтому к молниезащите подстанций предъявляются значительно более жёсткие требования, чем к молниезащите линий электропередачи и других объектов, и, хотя подстанции имеют небольшие размеры и удары молнии в них довольно редки, необходима гарантированная защита всей территории подстанции от прямых ударов молнии.

Защита подстанции осуществляется прожекторными мачтами типа ПМЖ-19,3. Прожекторные мачты предназначены для установки светильников и молниезащиты. Местоположение мачт выбрано так, чтобы вся территория подстанции оказалась защищена от прямых ударов молнии.

На высоте защищаемого объекта (наиболее выступающих элементов ОРУ) радиус действия молниеотвода определяется по формуле:

Принимаем 6 молниеотводов, устанавливаемых на прожекторных мачтах, и 2 дополнительных молниеотвода, устанавливаемых на порталах.

Молниеотводы устанавливаем:

1, 3, 4, 5, 6, 7 – на прожекторных мачтах;

2 - на линейном портале 110 кВ;

8 - на линейном портале 35кВ.

Зону защиты 8 молниеотводов показываем на рисунке 9.1

Наименьшая ширина зоны защиты в середине между молниеотводами определяется по формулам:

Суммарная зона защиты молниеотводов значительно превышает сумму зон защиты одиночных молниеотводов. Построение зоны защиты для многократного молниеотвода выполняется последовательным построением внешней кромки для каждой смежной пары молниеотводов (рисунок 9.1).

Оборудование, расположенное внутри защитной зоны защищено при выполнении условия:

Максимальным диаметром окружности, проходящей через следы молниеотводов, является диаметр окружности, проходящей через молниеотводы 4-5-8, равный 83 м. Проверим выполнение условия:

Токопроводящий спуск молниеотвода соединяется с заземляющим устройством ОРУ, если молниеотвод установлен на конструкции ОРУ. При этом должно быть установлено два-три или один-два вертикальных электрода длиной 3-5м соответственно на таком же расстоянии от стойки с молниеотводом. Отдельно стоящие молниеотводы могут иметь собственные заземлители.

От стоек конструкции ОРУ с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в трех-четырех направлениях для ОРУ-35кВ и не менее чем в двух-трех для ОРУ-110кВ.

Рисунок 9.1 – Общая зона действия молниеотводов установленных на РПП.