R=A*(pэ/√S)+(pэ/Lв+Lв) (14.13)
Где А=0,444-0,84*tот. При 0<tот<0,1 (14.14)
А=0,444-0,84*0,0298=0,419, значит
R=0,419*(64/124)+(64/297+132)=0,237 Ом<0,75 Ом.
Расчет заземлителя по допустимому напряжению прикосновения.
Коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой, определяется по формуле:
α1=M/(lв*Lг/a*√S) (14.15)
где М=0,7125 при p1/p2=3,75 (стр.208 [3]);
α1=0,7125/(3*2976/11,3*124)=0,31 <1.
Коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек, определяется по формуле:
α2=1/1+(1,5*p1/Rh) (14.16)
где Rh=1000 Ом- сопротвление тела человека ;
α2=1/1+(1,5*150/1000)=0,816.
Расчетный ток, стекающий с заземлителя при однофазном замыкании в пределах подстанции, определяется по формуле:
Iз=Iпо*(l-xорез/xотр) (14.17)
Где Iпо- ток однофазного к.з. в месте повреждения, А;
xорез- результирующие индуктивное сопротивление нулевой последовательности до места к.з., о.е.;
xотр- сопротивление нулевой последовательности трансформаторов рассматриваемой подстанции, о.е..
Iпо=(3*Ес°*Iб)/х1рез+х2рез+х0рез (14.18)
Где х1рез- результирующие сопротивление прямой последовательности;
х2рез- результирующие сопротивление обратной последовательности;
х0рез- результирующие сопротивление нулевой последовательности.
х1рез=хс+хл+х∑=0,3277;
х2рез= х1рез=0,3277;
х0рез=хс+3*хл=(хс1+3*хл1)*(хс2+3*хл2)/хс1+3*хл1+хс2+3*хл2=
=(0,22+3*0,438)*(0,17+3*0,48)/ (0,22+3*0,438+0,17+3*0,48)=0,785 (см.п.4)
Iб=2,627 кА- базисный ток на стороне ВН (см. п.4)
Iпо=3*2,627*1/(0,3277+0,3277+0,785)= 5.47 кА.
хотр=хв.тр+хн.тр. = 5,7+2,3=8;
Iз=5,47*(l-0,785/8)=4,9 кА.
Потенциал заземлителя определяется по формуле:
Uз=Iз*Rз (14.19)
Где Rз=RнRе/Rн+Rе=0,237*1,5/0,237+1,5=0,204 Ом<0,5 Ом.
Uз=4,9*0,204=0,9996 кВ<10 кВ.
Напряжение прикосновения определяется по формуле:
Uпр=Uз*a1*a2 (14.20)
Uпр=999,6*0,31*0,816=252,85 В.
При времени срабатывания защиты tср=0,5 с допустимое напряжение прикосновения Uпр.доп.=225 В, следовательно безопасность прикосновения обеспечена ( стр.28. [5] табл.8).
14.2 Противопожарные мероприятия
Одним из важных требований при проектировании подстанции является принятие соответствующих мер по защите оборудования, кабелей и помещений от пожара и взрыва. В комплекс противопожарных мероприятий на подстанции входят: противопожарный водопровод, стационарные установки пожаротушения распыленной водой трансформаторов, реакторов и кабельных помещений, защита помещений ЭВМ газовым пожаротушением, отвод масла от трансформаторов при аварии, строительно-
Конструктивные мероприятия в зданиях и огнестойкие преграды между трансформаторами, пожарная сигнализация.
По уровню оснащенности противопожарными мероприятиям подстанции разделены на три группы:
Первая группа- подстанции 500 кВ с трансформаторами любой мощности, подстанции 220 и 330 кВ с трансформаторами 200 МВ*А и выше и закрытые подстанции 110 кВ и выше с трансформаторами 40 МВ*А и более;
Вторая группа- подстанции 220 и 330 кВ с трансформаторам 40 МВ*А и более ( до 200 МВ*А), подстанции 110 и 154 кВ с трансформаторами 63 МВ*А и выше;
Третья группа- подстанции 220 кВ с трансформаторами менее 40 МВ*А, подстанции 110 и 154 кВ с трансформаторами менее 63 МВ*А.
Подстанции первой группы оборудуются противопожарным водопроводом высокого давления и необходимой емкостью для хранения противопожарного запаса воды. Силовые трансформаторы кабельные помещения оснащаются стационарными установками пожаротушения распыленной водой.
Подстанции второй группы оборудуются водопроводом ( противопожарным) и при необходимости емкостями для хранения воды. Стационарная установка для защиты силовых трансформаторов и кабельных помещений предусматривается в зависимости от размещения и значения подстанции.
На подстанциях третей группы противопожарный водопровод как правило не предусматривается. Исключение составляют подстанции 154 и 220 кВ, оснащенные синхронными компенсаторами.
Противопожарный водопровод включает в себя наружные сети с гидрантами, пожарные краны в помещениях, резервуары ( при отсутствии другого надежного источника воды), насосную станцию.
Стационарные установки пожаротушения трансформаторов, реакторов и кабельных помещений распыленной водой включает в себя систему сухих трубопроводов (сухотрубов) с дренчерным оросителями и узел с запорно-пусковыми устройствами (камеру задвижек), от которого расходятся лучи соответствующего направления. К камере задвижек от насосной станции и резервуаров подводятся водопроводы, заполненные водой. В зависимости от количества защищаемых объектов и расстояния между ними для уменьшения длины сухотрубов, могут быть сооружены одна, две и более камер задвижек, которые размещаются в доступных во время пожара местах.
15. СПЕЦИАЛЬНАЯ ГЛАВА
Методы определения характера и мест повреждений в кабельных линиях
Часто встречающиеся повреждения кабеля:
- заземление одной жилы (возникает при электрическом пробое изоляции или механическом повреждении изоляции кабеля, поврежденную жилу можно обнаружить по значительному уменьшению сопротивления изоляции по отношению к оболочке или земле);
- КЗ между жилами ( происходит при электрическом пробое изоляции, характеризуется малым сопротивлением изоляции между жилами);
- Обрыв жилы ( чаще всего случается при механических повреждениях кабеля; обрывы жилы бывают без заземления, то есть чистый обрыв и с заземлением одной или двух половин. Для чистого обрыва характерно высокое сопротивление изоляции жилы по отношению к земле. Обрыв жилы с заземлением ее двух половин характерен сравнительно большим омическим сопротивлением оборванной жилы и низким сопротивлением изоляции этой жилы с обоих концов);
- комбинированные повреждения кабелей ( различные сочетания указанных видов повреждений).
Для определения характера повреждений кабеля измеряют сопротивление изоляции отдельных жил по отношению друг к другу и по отношению к земле. Состояние изоляции и целость жил кабеля проверяют мегомметром. Для наглядности результаты измерений заносят в таблицу и затем анализируют. При анализе результатов измерений следует иметь в виду, что сопротивление изоляции кабеля должно соответствовать данным ПТЭ и ПТБ.
Методы отыскания повреждения кабеля подразделяются на группы: относительные (для обнаружения зоны) и абсолютные ( для обнаружения места повреждения).
При определении мест повреждения кабельных линий необходимо соблюдать серьезные требования: погрешность не должна превышать 3 м (при этом учитываются трудности производства земляных работ на городских проездах с усовершенствованным покрытием); выполнение ОМП должно ограничиваться несколькими часами; должны соблюдаться правила безопасности персонала. Указанные требования усиливаются необходимостью быстрейшего ремонта КЛ при ее повреждении, так как при выводе линии в ремонт нарушается надежность электроснабжения потребителей и возрастают потери электроэнергии в сети. Для кабельных линий, проложенных в земляной траншее, следует учитывать опасность проникновения влаги в изоляцию в результате нарушений герметичности, возникающих в месте повреждения. Проникновение влаги может быть весьма интенсивным и распространяться на значительную длину вдоль линии.
При быстром определении места повреждения ремонт линии ограничивается заменой участка кабеля длиной 35 м и монтажом двух соединительных муфт, в благоприятных случаях может быть установлена одна муфта. Если работы по определению места повреждения затягиваются, что ведет к проникновению влаги, то возникает необходимость замены участка кабеля с увлажненной изоляцией длиной уже в несколько десятков метров, Это, в свою очередь, увеличивает объем земляных работ и ведет к удорожанию ремонта линии.
В соответствии с установившейся практикой определяют место повреждения в два приема: сначала определяют зоны повреждения кабельной линии, затем уточняется место повреждения в пределах зоны. На первом этапе определение места повреждения производится с конца линии, на втором этапе непосредственно на трассе линии. В связи с этим методы соответственно разделяются на дистанционные (относительные) и топографические (абсолютные). При сложных повреждениях возможно сочетание различных методов определения мест повреждений.
К дистанционным методам относятся: импульсный, колебательного разряда и мостовой, а к топографическим : индукционный, акустический и метод накладной рамки.
Для точного определения места повреждения целесообразно сочетать оба метода: относительный и обсалютный.
При импульсном методе в КЛ посылается так называемый зондирующий электрический импульс и измеряется время между моментом посылки зондирующего импульса и моментом прихода импульса, отраженного от места повреждения. При этом учитывается, что скорость распространения электромагнитных колебаний в КЛ с бумажной изоляцией находится в пределах 160 м/мкс. Время сдвига между зондирующим и отраженным импульсами определяется при помощи электронно-лучевой трубки.
Для измерений используются известные приборы ИКЛ-4, ИКЛ-5, Р5-1А, Р5-5, более совершенные Р5-9, Р5-10. Прибор присоединяется к одному концу линии (схема присоединения выбирается в зависимости от характера повреждения). На экране электронно-лучевой трубки нанесена линия масштаба времени, цена деления которого устанавливается в зависимости от диапазона измерения. Для удобства отсчета на индикаторе экрана имеется сетка. На экране трубки виден отраженный импульс, вершина которого при обрыве жил направлена вверх, при замыкании жил вниз. Кроме того, отражается изменение волнового сопротивления линии за счет соединительных муфт, изменения сечения линии и т. д.
Импульсный метод может быть применен в КЛ любых конструкций при однофазных и многофазных повреждениях устойчивого характера (Rп<50/100 Ом), при обрывах жил (Rц> >106 Ом) и при сложных повреждениях.
Метод колебательного разряда базируется на измерении периода (полупериода) собственных электрических колебаний, которые возникают в КЛ в момент ее пробоя, т. е. при разряде электрической дуги в месте повреждения. Для определения места повреждения по данному методу линию необходимо доводить до пробоя в момент измерений. Последнее предусматривается за счет подачи на линию повышенного напряжения (ниже испытательного). Метод предназначен для определения места повреждения кабельных линий при наличии «заплывающего» пробоя или в тех случаях, когда в месте повреждения отмечаются электрические разряды. «Заплывающий» пробой характеризуется следующими друг за другом пробоями с разными промежутками времени под воздействием повышенного напряжения. При снижении напряжения пробои прекращаются. В некоторых случаях поврежденная линия начинает выдерживать более высокое напряжение, вплоть до испытательного, т. е. изоляция линии временно восстанавливается. Это наблюдается преимущественно в муфтах.