Защита от перенапряжений и молниезащита электроустановок сельскохозяйственных объектов

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы формирования перенапряжений в электросетях агропромышленного сектора России

1.1. Классификация грозовых воздействий и механизмы формирования волновых процессов в изношенных распределительных сетях

1.2. Нормативное регулирование электромагнитной совместимости и молниезащиты согласно ПУЭ и стандартам ПАО «Россети»

1.3. Специфика сельскохозяйственных электроустановок как объектов защиты: конструктивные особенности и условия эксплуатации

Глава 2. Техническая реализация и координация защитных мероприятий на сельских объектах энергоснабжения

2.1. Методология выбора и расстановки нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН) в сетях 10-35 кВ

2.2. Анализ влияния импульсных помех на работу микропроцессорных устройств РЗА и методы их аппаратного подавления

2.3. Расчет и проектирование заземляющих устройств для обеспечения требуемых параметров растекания тока молнии

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Защита от перенапряжений и молниезащита электроустановок сельскохозяйственных объектов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена постоянно возрастающими требованиями к надежности электроснабжения агропромышленного комплекса Российской Федерации в условиях активной модернизации распределительных сетей 10-35 кВ и внедрения микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики. Сельскохозяйственные электроустановки характеризуются повышенной уязвимостью к атмосферным перенапряжениям вследствие значительной протяженности воздушных линий электропередачи, прохождящих по открытой местности, и специфических условий эксплуатации оборудования в условиях высокой влажности и запыленности. Ежегодно в энергосистемах АПК регистрируется свыше 15% всех аварийных отключений, вызванных прямыми ударами молнии и коммутационными перенапряжениями, что приводит к значительному экономическому ущербу и нарушению технологических процессов животноводческих комплексов, птицефабрик, зерносушильных и холодильных установок [1, c. 12].

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований в области грозозащиты электрических сетей, выполненных в НИУ «МЭИ», ФГУП «ВНИИЭ» и АО «Институт «Энергосетьпроект». Вместе с тем, специфика применения нелинейных ограничителей перенапряжений на сельских подстанциях 10-35 кВ и координация защитных мероприятий с учетом влияния импульсных помех на микропроцессорные терминалы РЗА требует дополнительного исследования и систематизации опыта эксплуатации объектов ПАО «Россети» [3, c. 45].

Цель курсовой работы – разработка комплексной системы защиты от перенапряжений и молниезащиты электроустановок сельскохозяйственных объектов на основе анализа механизмов формирования грозовых воздействий и координации защитных мероприятий в соответствии с требованиями ПУЭ и стандартов ПАО «Россети».

Задачи курсовой работы:

• проанализировать классификацию грозовых воздействий и механизмы формирования волновых процессов в распределительных электрических сетях агропромышленного сектора;
• исследовать нормативное регулирование электромагнитной совместимости и молниезащиты согласно требованиям ПУЭ 7-го издания и стандартов ПАО «Россети»;
• изучить конструктивные особенности и условия эксплуатации сельскохозяйственных электроустановок как объектов защиты от перенапряжений;
• разработать методологию выбора и расстановки нелинейных ограничителей перенапряжений в сетях 10-35 кВ сельских энергосистем;
• выполнить расчет и проектирование заземляющих устройств для обеспечения нормативных параметров растекания тока молнии на типовой трансформаторной подстанции АПК.

Объект исследования – электроустановки сельскохозяйственных объектов напряжением 10-35 кВ в системах распределительных электрических сетей Единой энергетической системы России.

Предмет исследования – процессы формирования атмосферных и коммутационных перенапряжений в электрических сетях агропромышленного комплекса и технические средства защиты электрооборудования сельскохозяйственных объектов.

Методологическая база курсовой работы включает теоретические основы электромагнитных переходных процессов в электрических системах, расчетные методы определения токов короткого замыкания и перенапряжений, методики выбора аппаратов защиты и заземляющих устройств согласно ПУЭ 7-е издание, СО 153-34.21.122-2003, ГОСТ Р 58669-2019, а также нормативные документы ПАО «Россети» и АО «СО ЕЭС» по проектированию и эксплуатации систем релейной защиты и автоматики.

Научная новизна работы заключается в систематизации механизмов формирования волновых процессов при грозовых воздействиях с учетом специфики изношенных распределительных сетей сельских территорий и разработке комплексного подхода к координации защитных мероприятий с учетом влияния импульсных помех на микропроцессорные терминалы РЗА.

Теоретическая значимость исследования состоит в углублении представлений о механизмах формирования атмосферных перенапряжений в электрических сетях с учетом конструктивных особенностей воздушных линий сельских районов. Практическая значимость определяется возможностью применения разработанных методик выбора ограничителей перенапряжений и проектирования заземляющих устройств в реальных проектах модернизации подстанций 10-35 кВ агропромышленного комплекса.

Структура курсовой работы включает введение, две главы основной части, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретические основы формирования перенапряжений в электросетях агропромышленного сектора, нормативное регулирование и специфика сельскохозяйственных электроустановок. Во второй главе анализируется техническая реализация защитных мероприятий, методология выбора ограничителей перенапряжений и расчет заземляющих устройств.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРОСЕТЯХ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО СЕКТОРА РОССИИ

1.1. Классификация грозовых воздействий и механизмы формирования волновых процессов в изношенных распределительных сетях

Атмосферные перенапряжения представляют собой наиболее опасный вид воздействий на электроустановки сельскохозяйственных объектов, возникающих в результате прямых и вторичных проявлений грозовой деятельности. Согласно классификации, принятой в отечественной практике проектирования систем молниезащиты, различают прямые удары молнии в элементы электрической сети, индуцированные перенапряжения от близких разрядов и занос высокого потенциала по проводам воздушных линий электропередачи [2, c. 78]. Физическая природа грозового разряда характеризуется формированием высокоионизированного канала с температурой до 30000 К и прохождением импульса тока с амплитудой от 20 до 200 кА при длительности фронта 1-10 мкс и общей длительности 50-100 мкс. Энергия отдельного грозового разряда может достигать сотен мегаджоулей, что создает критические условия для изоляции электрооборудования и приводит к

…