Расчет молниезащиты. 
Проектирование тяговой подстанции переменного тока

Каждый молниеотвод образует вокруг себя строго определенное пространство, вероятность попадания в которое молний практически равна нулю. Это пространство называют зоной защиты молниеотвода. Теоретически вероятность поражения объектов, расположенных в пределах зоны защиты стержневых и тросовых молниеотводов, все же составляет около 1%.

Высота главного понижающего тр-ра (h_x=6.3м);

Высота молниеотвода 20 м;

Расстояние между трансформатором и молниеотводом 5 м.

Радиус действия молниеотвода на уровне земли:

R_x1=Н_а 1,6К/(1+Н_х/Н), (8.1).

где К — поправочный коэффициент (К=1);

Н_х— высота трансформатора;

Нвысота молниеотвода.

R_x=13,7*1,6*1/(1+6,3/20)=16,6.

R_x2=13,7*1,6*1/1=21,92.

Потребители собственных нужд подстанции

Приемниками электроэнергии собственных нужд (СН) подстанций являются: электродвигатели системы охлаждения трансформаторов; устройства обогрева масляных выключателей и шкафов распределительных устройств с установленными в них аппаратами и приборами; электрическое освещение и отопление помещений и освещение территории подстанций.

Наиболее ответственными приемниками СН являются устройства системы управления, релейной защиты, сигнализации, автоматики и телемеханики. От этих приемников СН зависит работа основного оборудования подстанций, прекращение их питания даже кратковременно приводит к частичному или полному отключению подстанции. Приемники собственных нужд, перерыв в электроснабжении которых не вызывает отключения или снижения мощности электроустановки, относятся к неответственным.

Для электроснабжения потребителей СН подстанций предусматриваются трансформаторы собственных нужд (ТСН) со вторичным напряжением 380/220 В, которые получают электроэнергию от сборных шин РУ—10 кВ, а на тяговых подстанциях — от шин РУ-27,5 кВ или РУ-35 кВ (на тяговых подстанциях постоянного тока с первичным напряжением 35 кВ). Такая схема питания ТСН обладает недостатком, который заключается в нарушении электроснабжения потребителей СН при повреждениях на шинах РУ, от которого питаются ТСН. Поэтому ТСН трансформаторных подстанций предпочитают подключать к выводам низшего напряжения главных понижающих трансформаторов — на участках между трансформатором и выключателем. Питание потребителей СН электроустановок может быть индивидуальным, групповым и смешанным. При индивидуальном питании каждый потребитель получает электроэнергию от шин СН по индивидуальному кабелю, чем обеспечивается высокая надежность электроснабжения, но это приводит к значительному расходу кабелей.

При групповом питании потребители получают энергию от групповых щитков и сборок, расположенных вблизи группы потребителей и подключенных одним кабелем к шинам СН.

При этом снижается расход кабеля, но возникают дополнительные расходы на групповые щитки и сборки, снижается надежность электроснабжения, так как повреждение кабеля приводит к отключению всех потребителей данной группы. Наиболее рациональным является смешанное питание, при котором ответственные потребители питаются по индивидуальным кабелям непосредственно от шин СН, а остальные — от групповых щитков и сборок.

На тяговых подстанциях всех типов, кроме опорных на напряжение 110−220 кВ, обычно устанавливают по два ТСН мощностью 250−400 кВ, А каждый.

На подстанциях с двумя ТСН мощность каждого трансформатора должна обеспечить (с учетом его перегрузочной способности) питание всех потребителей СН, включая устройства подогрева высоковольтной аппаратуры.

Распределение энергии собственных нужд тяговых подстанций переменного и постоянного тока показана на рисунке 9.1. Подключение вторичных обмоток ТСН к шинам 380/220 Вв шкафах 1 и 2 переменного тока на открытой части подстанции осуществляется через автоматические выключатели. Шины СН выполняются одинарными секционированными автоматическим выключателем. Выключатели являются одновременно коммутационными и защитными аппаратами. В летний период включен обычно один ТСН, для второго предусматривается автоматика включения резерва (АВР).

В зимний период включаются оба ТСН, г. на опорных подстанциях 110(220) кВ и трансформаторы подогрева, которые подают питание в шкаф 15 подогрева масляных выключателей. От шкафа 15 получает электроэнергию шкаф 16 автоматики подогрева приводов выключателей 110 (220) кВ.

Рисунок 9.1 Распределение энергии собственных нужд тяговых подстанций переменного и постоянного тока.

К шинам шкафа 1 подключены фидеры, питающие цепи подогрева масляных выключателей и их приводов от шкафов автоматики 3, 4 и 5 соответственно 27,5 кВ (только для подстанций переменного тока), 35 и 110 кВ. К шинам СН шкафа 1 подключаются трансформатор СЦБ, подогрев КРУН-10, обдув понижающих трансформаторов, дежурный пункт контактной сети, а также могут подключаться различные передвижные устройства (подстанции, масляное хозяйство и т. д.). От шкафа 2 питание шкаф 6 СН переменного тока в здании подстанции, к которому подключены стойки и шкафы телеблокировки, телемеханики и связи, цепи управления моторными приводами, шкаф 10 рабочего освещения подстанции. Дизель-генератор 9, установленный в специальном помещении здания подстанции, через шкаф б подключается к шинам СН 380/220 В и является источником резервного питания устройств СЦБ при аварийном выходе из работы ТСН или полном отключении питания электротяги на участке железной дороги. Шкаф 12 СН постоянного тока получает выпрямленное напряжение от зарядно-подзарядного агрегата 13 типа ВАЗП, а в аварийных ситуациях — от аккумуляторной батареи 14, которая питает также щиток 11 аварийного освещения подстанции, а также устройства телемеханики и связи. Шкаф 7, подключенный к шинам СН. Служит для включения цепей отопления и вентиляции помещения аккумуляторной батареи. Шкаф 8 подключается к шинам СН через изолированный трансформатор ТИ-1, который предотвращает попадание высокого напряжения при нарушении изоляции РУ-3,3 кВ в цепи СН. Этот шкаф служит для питания потребителей собственных нужд, расположенных в местах, где возможно такое нарушение изоляции.