Методика расчета электрического и магнитного полей на территории ГПП

Вид на силовые трансформаторы ГПП 110/10 показан на рис.7.2.

Рис. 7.2 Вид на силовые трансформаторы ГПП 110/10

В зоне действия высоковольтных установок потенциал человека относительно земли, а также ток, протекающий через человека, определятся вертикальной составляющей напряженности электрического поля.

Напряженность электрического поля определяется по формуле:

, (7.2)

где C – емкость единицы длины линии, Ф/м;

U – номинальное напряжение, кВ;

ε₀ = 8,85∙10^-12– электрическая постоянная, Ф/м;

h – высота от расчетной точки, м;

x₁ − расстояние от первой фазы до расчетной точки, м;

x₂ − расстояние от второй фазы до расчетной точки, м;

x₃ − расстояние от третьей фазы до расчетной точки, м.

Емкость единицы длины линии:

, (7.3)

где D – расстояние между фазами, м;

d – диаметр провода, м.

Высота от расчетной точки до точки с максимальной напряженностью для силового трансформатора рассчитывают по формуле:

; (4)

где H_т – высота трансформатора, м.

H_ч = 1,7 м (высота человека).

На рис.7.3 показана структурная схема расположения электрооборудования проектируемой подстанции и точки, в которых проводят расчет величин электрической и магнитной напряженности.

Расчетные формулы для каждой точки показаны в приложении табл.7.2.

Оценка воздействия магнитного поля, создаваемого трансформаторным оборудованием, выполнена на основе коэффициентов пропорциональности между рабочим током проводников и максимальным значением напряженности магнитного поля:

, (7.4)

где γ – коэффициент пропорциональности между рабочим током проводника и напряженностью магнитного поля (γ = 0,0893);

I – рабочий ток проводника, А.

Емкостной ток, проходящий через тело человека, находящегося в электрическом поле высоковольтных установок, рассчитывается по формуле:

I_h = k ∙ E , (7.5)

где I_h – емкостной ток, мкА,

k – постоянный множитель (k = 12 Ф∙м/с),

Е – напряженность электрического поля, кВ/м.

Допустимое значение тока, длительно проходящего через человека и обусловленное воздействием электрического поля, как показали исследования и опыт работы в электроустановках, составляет примерно 50 – 60 мкА, что соответствует напряженности электрического поля 5 кВ/м. при таком токе человек не испытывает болевых ощущений.

Таблица 7.2

Расчетные формулы

РТ	Расчетные формулы

Пример расчета

Напряжение U = 110 кВ

На подстанции установлены два силовых, трехфазных трансформатора типа ТДН 16000 кВА.

Размеры:

длина L = 5845мм, ширина B = 3570 мм, высота H_т = 5390 мм

D = 1,23 м - расстояние между выводами высокого напряжения силового трансформатора

I = 265 А - номинальный ток

d = 11,4мм = 0,0114 м для АС-70 по табл.6

b = 6м - расстояние между трансформаторами

a = 2,5м – расстояние расчетной точки (место нахождения электромонтера обслуживающего ГПП) до силового трансформатора.

Высота от расчетной точки:

Расчетная структурная схема показана на рисунке 7.3.

Исходя из расположения расчетных точек на плане ГПП можно определить, что точки 1 и 11 расположены симметрично, поэтому величины напряженности электрического поля будут одинаковыми. Аналогично расположены точки 2, 10, 12, 20 и т.д.

Результаты расчета напряженности электрического поля на территории ГПП, величина ПДУ представлены в таблице 7.3 и на рисунке 7.4.

Рис. 7.3. Структурная схема расположения силовых трансформаторов

Таблица 7.3