Protection des machines électriques tournantes contre les surtensions de foudre

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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Bibliothèque gratuite / Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Électricien

Section 4. Tableaux et sous-stations

Tableaux et sous-stations avec des tensions supérieures à 1 kV. Protection des machines électriques tournantes contre les surtensions de foudre

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Règles d'installation des installations électriques (PUE)

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4.2.160. Les lignes aériennes sur supports métalliques et en béton armé peuvent être directement connectées aux générateurs (compensateurs synchrones) d'une capacité allant jusqu'à 50 MW (jusqu'à 50 MB·A) et à l'appareillage correspondant.

Les lignes aériennes sur supports en bois peuvent être connectées à des générateurs (compensateurs synchrones) d'une capacité allant jusqu'à 25 MW (jusqu'à 25 MV A) et à l'appareillage correspondant.

Le raccordement des lignes aériennes aux générateurs (compensateurs synchrones) d'une puissance supérieure à 50 MW (plus de 50 MVA) doit être effectué uniquement via un transformateur.

Pour protéger les transformateurs de bloc connectés aux générateurs d'une capacité de 100 MW et plus, côté HT, des RV d'au moins le groupe II ou des parafoudres appropriés doivent être installés.

4.2.161. Pour protéger les générateurs et les compensateurs synchrones, ainsi que les moteurs électriques d'une puissance supérieure à 3 MW, connectés à des jeux de barres communs par des lignes aériennes ou des conducteurs, des RV du groupe I ou des parafoudres avec une tension d'impulsion de courant de foudre résiduelle appropriée et une capacité d'au moins 0,5 μF par phase doit être installé. Lors du choix d'un VR ou d'un parafoudre avec des valeurs inférieures des tensions restantes, il est permis d'installer des capacités inférieures à 0,5 µF par phase. De plus, la protection des abords des lignes aériennes des appareillages des centrales électriques, des sous-stations et des conducteurs de courant des machines doit être réalisée avec un niveau de résistance à la foudre d'au moins 50 kA. Des parafoudres ou parafoudres doivent être installés pour protéger : les générateurs (compensateurs synchrones) d'une puissance supérieure à 15 MW (plus de 15 MV A) - au raccordement de chaque générateur (compensateur synchrone) ; 15 MW et moins (15 MVA et moins) - sur les bus de tension du générateur (tronçons de bus) ; moteurs électriques d'une puissance supérieure à 3 MW - sur les bus d'appareillage.

Lors de la protection de générateurs (compensateurs synchrones) avec neutre retiré et sans isolation de spire (machines avec enroulement à tige) d'une puissance de 25 MW ou plus (25 MVA ou plus), au lieu de condensateurs de 0,5 μF par phase, un RV ou une surtension Le parafoudre peut être utilisé en neutre du générateur (compensateur synchrone) à la tension nominale de la machine. L'installation de condensateurs de protection n'est pas nécessaire si la capacité totale des sections de câble jusqu'à 100 m de long connectées aux générateurs (compensateurs synchrones) est de 0,5 µF ou plus par phase.

4.2.162. Si des machines tournantes et des lignes aériennes sont raccordées aux jeux de barres communs des postes de commutation des centrales électriques ou des sous-stations, alors les abords de ces lignes aériennes doivent être protégés des influences de la foudre conformément aux exigences suivantes :

1) l'approche d'une ligne aérienne avec supports métalliques et béton armé doit être protégée par un câble sur au moins 300 m ; au début de l'approche, un ensemble de RV du groupe IV (Fig. 4.2.20, 'a') ou des parafoudres correspondants doivent être installés. La résistance de mise à la terre du RV ou du parafoudre ne doit pas dépasser 3 Ohms, et la résistance de mise à la terre des supports sur la section de câble ne doit pas dépasser 10 Ohms. Il est recommandé d'utiliser des traverses en bois espacées d'au moins 1 m le long de l'arbre depuis le point de fixation de la guirlande isolante jusqu'au poteau support.

Aux abords des lignes aériennes avec supports en bois, en plus des équipements de protection utilisés sur les lignes aériennes avec supports en béton armé, un ensemble de RV du groupe IV ou des parafoudres correspondants doivent être installés à une distance de 150 m du début de l'approche du câble. vers la ligne (Fig. 4.2.20, 'b'). La résistance de mise à la terre des parafoudres ne doit pas dépasser 3 ohms. Il est permis d'installer le RT en début d'approche. La résistance à la terre de ces parafoudres ne doit pas dépasser 5 Ohms ;

2) sur les lignes aériennes reliées aux centrales électriques et aux sous-stations avec des inserts de câbles jusqu'à 0,5 km de longueur, la protection d'approche doit être réalisée de la même manière que sur les lignes aériennes sans inserts de câbles (voir article 1) et un jeu supplémentaire de groupe IV PB2 doit être installé ou des parafoudres correspondants au point où la ligne aérienne est connectée au câble. La borne de terre du dispositif de protection doit être reliée par le chemin le plus court à l'armure, à la gaine métallique du câble et à l'électrode de terre (Fig. 4.2.20, 'c', 'd'). La résistance de mise à la terre de l'appareil ne doit pas dépasser 5 Ohms ;

3) si l'approche d'une ligne aérienne d'une longueur d'au moins 300 m est protégée des coups de foudre directs des bâtiments, arbres ou autres objets hauts et est située dans leur zone de protection, alors suspension du câble à l'approche de la ligne aérienne la ligne n’est pas obligatoire. Dans ce cas, au début de la section protégée de la ligne aérienne (du côté de la ligne), un ensemble de parafoudres du groupe IV PB1 (Fig. 4.2.20, 'e') ou correspondants doit être installé. La résistance de mise à la terre du parafoudre ne doit pas dépasser 3 ohms. Les pentes de mise à la terre PB1 doivent être reliées au circuit de mise à la terre du poste (centrale) par le chemin le plus court ;

4) s'il y a un réacteur limiteur de courant au niveau du raccordement de la ligne aérienne, l'approche sur une longueur de 100-150 m doit être protégée des coups de foudre directs par un paratonnerre en câble (Fig. 4.2.20, 'a' ). Au début de l'approche, protégé par un paratonnerre, ainsi qu'au niveau du réacteur, des ensembles de PB1 et PB2 du groupe IV (Fig. 4.2.20, 'a') ou des parafoudres correspondants doivent être installés. La résistance de mise à la terre de l'appareil installé au début de l'approche côté ligne ne doit pas dépasser 3 Ohms ;

5) lors du raccordement d'une ligne aérienne aux jeux de barres d'un appareillage à machines tournantes via une self limiteur de courant et un insert de câble de plus de 50 m de long, la protection de l'approche de la ligne aérienne contre les coups de foudre directs n'est pas requise. Au point de raccordement de la ligne aérienne au câble et devant le réacteur, il faut installer des ensembles PB1 et PB2 du groupe IV ou des parafoudres avec une résistance de terre ne dépassant pas 3 Ohms (Fig. 4.2.20, ' g');

6) sur les lignes aériennes reliées aux jeux de barres des appareillages à machines tournantes d'une puissance inférieure à 3 MW (inférieure à 3 MB A), dont les approches sur une longueur d'au moins 0,5 km sont réalisées sur des supports en béton armé ou métalliques avec une résistance à la terre ne dépassant pas 5 Ohms, il doit y avoir un ensemble de ER du groupe IV ou des parafoudres correspondants installés à une distance de 100-150 m de la sous-station (centrale électrique) (Fig. 4.2.20, 'h '). La résistance de mise à la terre des dispositifs de protection ne doit pas dépasser 3 Ohms. Dans ce cas, la protection de l'approche de la ligne aérienne avec un câble n'est pas nécessaire.

Riz. 4.2.20. Schémas de protection des machines électriques tournantes contre les surtensions de foudre (cliquez pour agrandir)

4.2.163. Lors de l'utilisation de conducteurs ouverts pour connecter des générateurs (compensateurs synchrones) avec des transformateurs, les conducteurs doivent être inclus dans les zones de protection des paratonnerres et des structures de sous-stations (centrales électriques). L'endroit où les paratonnerres sont connectés au dispositif de mise à la terre des sous-stations (centrales électriques) doit être à au moins 20 m de l'endroit où les éléments mis à la terre du conducteur de courant y sont connectés, en comptant le long des lignes de mise à la terre.

Si les conducteurs de courant ouverts ne sont pas inclus dans les zones de protection des paratonnerres des appareillages extérieurs, ils doivent alors être protégés des coups de foudre directs par des paratonnerres ou des câbles séparés suspendus sur des supports séparés avec un angle de protection ne dépassant pas 20º. La mise à la terre des paratonnerres autonomes et des supports de câbles doit être effectuée à l'aide de conducteurs de terre séparés qui n'ont pas de connexion avec les dispositifs de mise à la terre des supports de conducteurs de courant, ou en se connectant au dispositif de mise à la terre de l'appareillage en des points éloignés du point où les éléments mis à la terre du conducteur de courant y sont connectés à une distance d'au moins 20 m.

La distance entre les paratonnerres autonomes (supports de câbles) et les éléments conducteurs de courant ou mis à la terre d'un conducteur de courant dans l'air doit être d'au moins 5 M. La distance dans le sol entre un conducteur de terre séparé et la partie souterraine du paratonnerre tige aux conducteurs de mise à la terre et à la partie souterraine du conducteur doit être d'au moins 5 m.

4.2.164. Lors du raccordement d'un conducteur ouvert à un appareillage de tension de générateur via une réactance, un kit PV de groupe IV ou un parafoudre correspondant doit être installé devant la réactance.

Pour protéger les générateurs des ondes de surtensions de foudre se propageant le long du conducteur et des surtensions induites, il faut installer des RF ou parafoudres du groupe I et des condensateurs de protection dont la valeur pour trois phases à la tension nominale des générateurs doit être au moins : à une tension de 6 kV - 0,8 µF, à 10 kV - 0,5 µF et à 13,8-20 kV - 0,4 µF.

Il n'est pas nécessaire d'installer des capacités de protection si la capacité totale du générateur et du réseau de câbles sur les barres de tension du générateur a la valeur requise. Dans ce cas, lors de la détermination de la capacité du réseau câblé, des sections de câble d'une longueur allant jusqu'à 750 m sont prises en compte.

Si l'appareillage de sous-station est relié par des conducteurs ouverts à l'appareillage de tension de générateur d'une centrale thermique dotée de générateurs d'une puissance allant jusqu'à 120 MW, la protection du conducteur contre les coups de foudre directs doit être effectuée comme spécifié en 4.2.163. .XNUMX.

4.2.165. Il est permis de ne pas protéger les abords des coups de foudre directs lors du raccordement de lignes aériennes ou de conducteurs ouverts :

1) pour les moteurs électriques jusqu'à 3 MW ;

2) aux générateurs de centrales diesel d'une capacité allant jusqu'à 1 MW, situés dans des zones où l'intensité de l'activité orageuse peut atteindre 20 heures d'orage par an.

Dans ce cas, il est nécessaire d'installer à l'approche de la ligne aérienne deux ensembles de RV du groupe IV ou des parafoudres correspondants à des distances de 150 (RV2) et 250 m (RV1) des bus du poste (Fig. 4.2.21, 'un'). La résistance de mise à la terre des dispositifs de protection ne doit pas dépasser 3 Ohms. Les pentes de mise à la terre doivent être reliées par le chemin le plus court au dispositif de mise à la terre du poste ou de la centrale électrique.

S'il y a un insert de câble de n'importe quelle longueur, un RV du groupe IV ou un parafoudre approprié doit être installé directement devant le câble. Leur pince de mise à la terre doit être connectée le plus rapidement possible aux gaines métalliques du câble et à la prise de terre (Fig. 4.2.21, 'b').

Sur les jeux de barres alimentant les moteurs électriques via des inserts de câbles, des RV du groupe I ou des parafoudres correspondants et des condensateurs de protection d'au moins 0,5 μF par phase doivent être installés.

Aux abords de lignes aériennes ou de conducteurs de courant ouverts avec supports en béton armé ou métalliques, l'installation de RV n'est pas nécessaire si la résistance de mise à la terre de chaque support d'approche sur une longueur d'au moins 250 m n'est pas supérieure à 10 Ohms.

Riz. 4.2.21. Schémas de protection des moteurs électriques d'une puissance allant jusqu'à 3 MW à l'approche de lignes aériennes sur supports en bois

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