Анализ работы подстанции 110/35/10 кВ с исследованием систем молниезащиты и заземления в условиях сложного грунта и агрессивной климатической среды

Введение Развитие промышленности страны должно обеспечиваться опережающим развитием энергетической отрасли. Рост выработки электрической энергии, в свою очередь, требует рациональной организации передачи электрической энергии и ее распределения. Главными структурными элементами электроэнергетики страны являются электростанции и трансформаторные подстанции, расположенные как на местах генерации, так и потребления электрической энергии. Они обеспечивают развитие промышленной и экономической сфер государства, социальное развитие и улучшение условий жизнеобеспечения людей. Безаварийная работа большого количества электрооборудования производственных предприятий Крайнего Севера обеспечивается выполнением комплекса организационных и технических мероприятий. В наши дни обязательные системы молниезащиты и заземления приобретают все большую актуальность в связи с тем, что в электрических сетях возрастает количество потребителей, чувствительных к импульсным перенапряжениям и электромагнитным помехам. Поэтому безупречная работа данных систем в условиях сложного грунта и агрессивной климатической среды достигается при детальной проработке и реализации систем внешней и внутренней защиты. В силу этого значительно повышаются требования к работникам электроэнергетических сетей, распределительных подстанций, в обязанности которых входит обеспечение надежного и экономичного электроснабжения потребителей различной категории. Работа усложняется изменением технического оснащения самих электроэнергетических сетей, обслуживающих электрических подстанций, а также повышенными требованиями различных потребителей к качеству получаемой электрической энергии. На сегодняшний день вопросы молниезащиты и заземления остаются одним из главных в электроэнергетической отрасли. Эксплуатация и бесперебойная работа всех электрических подстанций (ПС) напрямую связана с надежным обеспечением молниезащиты сооружений и силового электрооборудования. Круглосуточная защита ПС от прямых ударов молний осуществляется стержневыми и тросовыми молниеотводами на определенных территориях. При проектировании и разработке систем молниезащиты для различных ПС руководствуются рекомендациями ПУЭ и другими нормативными документами ГОС и МЭК [1]. Система молниезащиты включает в себя: - защиту от прямых ударов молнии воздушных линий электропередачи, станций и подстанций с помощью молниеотводов различных конструкций; - защиту силового электрооборудования станций и подстанций от импульсных грозовых перенапряжений, набегающих с линий, с помощью защитных аппаратов: нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН) и вентильных разрядников (РВ); -в отдельных случаях для защиты электрооборудования и воздушных линий (ВЛ) электропередачи применяются трубчатые разрядники (РТ), а также защитные промежутки (ПЗ) размеры которых рекомендованы ПУЭ. Система заземления представляет собой совокупность заземляющего контура и проводников, позволяющих безопасно отвести ток в грунт. Существует два типа заземлителей - естественные и искусственные. Естественные заземлители представляют собой металлические конструкции, основное предназначение которых не связано с обеспечением электробезопасности. Согласно ПУЭ, к естественным заземлителям относятся: -каркасы сооружений (из железобетона или чистого металла), имеющие контакт с почвой; -водопроводные трубы, находящиеся под землей. Запрещено использовать для заземления нефте- и газопроводы, а также любые другие трубопроводы, предназначенные для транспортировки горючих веществ; -опоры ВЛ электропередач; - все виды силового электрооборудования; - все виды ПС и др. Громадная эксплуатация углеводородного сырья в виде нефти и газа привела к истощению ее запасов в средних широтах Российской Федерации. Ведущие компании по геологоразработке, добыче и транспортировки нефти и газа переместились на территории Крайнего Севера и Заполярья. В этих условиях возникла необходимость генерирования большого количества электрической энергии для новых месторождений нефти и газа. Интенсивно начали осваиваться территории со сложными климатическими условиями в виде тайги, тундры с болотами, сложного грунта и агрессивной климатической среды [2-4]. Автор работ [2-4] впервые теоретически описали и дали рекомендации электроэнергетикам при построении конструкций электроэнергетических систем и сети в условиях многолетнемерзлых грунтов. Вопросы исследования систем молниезащиты и заземления в условиях сложного грунта и агрессивной климатической среды были рассмотрены также и в работах [3-11]. Они указали на наличие существенных отличий при эксплуатации электроэнергетических систем в условиях Крайнего Севера и документации ПУЭ. Как показал вышеприведенный обзор литературных источников и патентных исследований, вопросам эксплуатации систем молниезащиты и заземления в условиях сложного грунта и агрессивной климатической среды уделено мало внимания и исследованы. Поэтому вопросы эксплуатации силового электрооборудования в условиях сложного грунта и агрессивной климатической среды остаются менее изученными и актуальными на сегодняшний день. Отсюда возникает необходимость исследования данных проблем более подробно. Цель выпускной квалификационной работы - анализ работы подстанции 110/35/6 с исследованием систем молниезащиты и заземления в условиях сложного грунта и агрессивной климатической среды. Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи исследования: ? исследовать возможности применения различных способов молниезащиты и заземления в условиях сложного грунта и агрессивной климатической среды. ? математически описать расчетные схемы защиты от ударов молнии и систем заземления. ? провести анализ полученной технологической и экономической эффективности.