Компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующего устройства

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

расчетную реактивную мощность КУ;

тип компенсирующего устройства;

напряжение КУ.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:

 - расчетная мощность КУ

α-коэффициент, учитывающий повышение cos  естественным способом, примимается

= 0,9

 - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации

Задавшись типом КУ, зная Q_{к р} и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку, близкую по мощности. Применяются комплектные конденсаторные установки (ККУ) или конденсаторы, предназначенные для этой цели.

После выбора стандартного КУ определяется фактическое значение cos

Где - стандартное значение выбранного КУ

Параметр	cos	tg	Рм, кВТ	Qм, квар	Sм, кВ*А
Всего НН с КУ	0,94	0,35	393,6	110,1	408,7

• рассчитать и выбрать КУ;

 • выбрать трансформатор с учетом КУ;

Определяется расчетная мощность КУ

0,35 – 0,23) = 354,23*0,12=42,5 квар

Принимается cos  = 0,95; = 0,23

выбирается 2 * УК 2-0,38- 50 со ступенчатым регулированием по 25 квар, по одной на секцию.

Определяются фактические значения tg  и cos  после компенсации:

tg = =0,25 cos  = 0,94

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь:

 кВ*А

∆  =0,02*408,7=8,2 кВт

 = =41,7 квар

Выбирается трансформатор типа ТМ 400-10/0,4:

R_т=5,6 мОм    ∆P_хх=0,95

X_т=14,9 мОм  ∆P_кз=5,5

Z_т=15,9 мОм   u=4,5 %

Z_т⁽¹⁾=195 мОм i=2,1 %

Определяется

Выбрано компенсирующее устройство  2 * УК 2-0,38-50;

трансформаторы 2 * ТМ 400--1 0/0,4; для КТП 2 * 400-10/0,4,  К_з = 0,51

Расчет молниезащиты

Молния представляет собой электрический разряд длиной в несколько километров, развивающийся между грозовым облаком и землей или каким-либо наземным сооружением.

Разряд молнии начинается с развития лидера — слабо светящегося канала с током в несколько сотен ампер. По направлению движения лидера — от облака вниз или от наземного сооружения вверх — молнии разделяются на нисходящие и восходящие. Данные о нисходящих молниях накапливались продолжительное время в нескольких регионах земного шара. Сведения о восходящих молниях появились лишь в последние десятилетия, когда начались систематические наблюдения за грозопоражаемостью очень высоких сооружений, например Останкинской телевизионной башни.

Согласно требованиям РД 34.21.122—87 для ряда объектов ожидаемое количество поражений молнией является показателем, определяющим необходимость выполнения молниезащиты и ее надежность. Поэтому нужно располагать способом оценки этого значения еще на стадии проектирования объекта. Желательно, чтобы этот способ учитывал известные характеристики грозовой деятельности и другие сведения о молнии.

В РД 34.21.122-87 принят дифференцированный подход к выполнению молниезащиты различных объектов, в связи, с чем в этой Инструкции здания и сооружения разделены на три категории, отличающиеся по тяжести возможных последствий поражения молнией.

К I категории отнесены производственные помещения, в которых в нормальных технологических режимах могут находиться и образовываться взрывоопасные концентрации газов, паров, пылей, волокон. Любое поражение молнией, вызывая взрыв, создает повышенную опасность разрушений и жертв не только для данного объекта, но и для близрасположенных.

Во II категорию попадают производственные здания и сооружения, в которых появление взрывоопасной концентрации происходит в результате нарушения нормального технологического режима, а также наружные установки, содержащие взрывоопасные жидкости и газы. Для этих объектов удар молнии создает опасность взрыва только при совпадении с технологической аварией или срабатыванием дыхательных или аварийных клапанов на наружных установках. Благодаря умеренной продолжительности гроз на территории России вероятность совпадения этих событий достаточно мала.

К III категории отнесены объекты, последствия поражения которых связаны с меньшим материальным ущербом, чем при взрывоопасной среде. Сюда входят здания и сооружения с пожароопасными помещениями или строительными конструкциями низкой огнестойкости, причем для них требования к молниезащите ужесточаются с увеличением вероятности поражения объекта (ожидаемого количества поражений молнией). Кроме того, к III категории отнесены объекты, поражение которых представляет опасность электрического воздействия на людей и животных: большие общественные здания, животноводческие строения, высокие сооружения типа труб, башен, монументов. Наконец, к III категории отнесены мелкие строения в сельской местности, где чаще всего используются сгораемые конструкции. Согласно статистическим данным на эти объекты приходится значительная доля пожаров, вызванных грозой. Из-за небольшой стоимости этих строений их молниезащита выполняется упрощенными способами, не требующими значительных материальных затрат.

Наш цех отнесен ко второй категории, т.е. он должен быть защищен от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные коммуникации.

Молниезащита представляет собой комплекс мероприятий, направленных на предотвращение прямого удара молнии в объект или на устранение опасных последствий, связанных с прямым ударом; к этому комплексу относятся также средства защиты, предохраняющие объект от вторичных воздействий молнии и заноса высокого потенциала.

Средством защиты от прямых ударов молнии служит молниеотвод — устройство, рассчитанное на непосредственный контакт с каналом молнии и отводящее ее ток в землю.

Молниеотводы разделяются на отдельно стоящие, обеспечивающие растекание тока молнии минуя объект, и установленные на самом объекте. При этом растекание тока происходит по контролируемым путям так, что обеспечивается низкая вероятность поражения людей (животных), взрыва или пожара.

При выборе средств защиты от прямых ударов молнии, типов молниеотводов необходимо учитывать экономические соображения, технологические и конструктивные особенности объектов. Во всех возможных случаях близрасположенные высокие сооружения необходимо использовать как отдельно стоящие молниеотводы, а конструктивные элементы зданий н сооружений, например металлическую кровлю, фермы, металлические и железобетонные колонны и фундаменты, — как молниеприемники, токоотводы и заземлители.

Защита от механических разрушений различных строительных конструкций при прямых ударах молнии осуществляется: бетона — армированием и обеспечением надежных контактов в местах соединения с арматурой; неметаллических выступающих частей и покрытий зданий — применением материалов, не содержащих влаги или газогенерирующих веществ.

Защита от перекрытий на защищаемый объект при поражении отдельно стоящих молниеотводов достигается надлежащим выбором, конструкций заземлителей и изоляционных расстояний между молниеотводом и объектом. Защита от перекрытий внутри здания при протекании по нему тока молнии обеспечивается надлежащим выбором количества токоотводов, проложенных к заземлителям кратчайшими путями.

Защита от напряжении прикосновения и шага обеспечивается путем прокладки токоотводов в малодоступных для людей местах и равномерного размещения заземлителей по территории объекта.

Защита от вторичных воздействий молнии обеспечивается следующими мероприятиями. От электростатической индукции и заноса высокого потенциала — ограничением перенапряжений, наведенных на оборудовании, металлических конструкциях и вводимых коммуникациях, путем их присоединения к заземлителям определенных конструкций; от электромагнитной индукции — ограничением площади незамкнутых контуров внутри зданий путем наложения перемычек в местах сближения металлических коммуникаций. Для исключения искрения в местах соединений протяженных металлических коммуникаций обеспечиваются низкие переходные сопротивления — не более 0,03 Ом, например, во фланцевых соединениях трубопроводов этому требованию соответствует затяжка шести болтов на каждый фланец.

По типу молинезащита (м/з) может быть следующей:

 - одностержневой;

 - двухстержневой

 одинаковой или разной высоты;

 - многократной стержневой;

 - одиночной тросовой;

- многократной тросовой.

По степени надежности защиты различают два типа зон:

А - степень надежности защиты ~ 99,5 %;

 Б- степень надежности защиты 95... 99,5 %.

параметрами молинезащиты являются:

 h - полная высота стержневого молниеотвода, м;

 h_o- высота вершины конуса стержневого молниеотвода, м;

 h_x- высота защищаемого сооружения, м;

h_м - высота стержневого молниеприемника, м;

 h_a- активная высота молниеотвода, м;

 r_o, r_x- радиусы защиты на уровне земли и на высоте защищаемого сооружения, м;

h_c - высота средней части двойного стрежневого молниеотвода, м;

 2r_c, 2r_x - ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта, м;

 а - угол защиты (между вертикалью и образующей), град;

 L - расстояние между двумя стержневыми молниеотводами, м;

а -длина пролета между опорами троса, м;

 h_oп - высота опоры троса, м;

r_х+r'_x - ширина зоны тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;

а + 2r_cx - длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;

 а+ 2r_c- длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне земли, м.

 Ожидаемое количество поражений (N) молнией в год производится по формуле:

h = 45 h_x=10 B = 12

h₁= 30 n= 8,5 км²/год

Тип защиты – одностержневая

• определим параметры зон молиезащиты А

• определим габаритные размеры защищаемого объекта

• определим возможную поражаемость объекта

1. По формулам для одиночного стержневого молниеотвода определяются параметры молинезащиты (м/з) для зоны А:

 

Одиночные стержневые молниеотводы

ho = 0,85h ro = (1,1-2*10-3h)h rx = (1,1-2*10-3h)(h-1,2hx)

 

h_o = 0,85h=0,85*45=38,25 м

r_o = (1,1-2*10^-3h)h=(1,1-2*10^-3*45)45=45,5 м

r_x = (1,1-2*10^-3h)(h-1,2h_x)= (1,1-2*10^-345)(45-1,2*20)=21,2 м

2. Определяются габаритные размеры защищаемого объекта

φ=arcsin =arcsin =28,3^O

cosφ=cos28,3^O=0,88

А=2r_x*cosφ= 2*21,2*0,88=37 м

А*В*Н =37 * 12 * 10 м

3. Определяется возможная поражаемость защищаемого объекта в зонах при отсутствии молниезащиты.

N поражений. Параметры для зоны молниезащиты А -А*В*Н =37 * 12 * 10 мN =  поражений