2015-07-04
1848
Исходные данные: Схема подстанции включает в себя два силовых автотрансформатора связи АТДЦТН-125000/220/110/35 и шесть отходящих ВЛ.
Нейтрали трансформаторов заземляются через разъединитель, что позволяет им работать как с глухим заземлением нейтрали, так и с незаземленной нейтралью.
Для защиты от грозовых перенапряжений на станции у каждого трансформатора установлен трехфазный комплект разрядников РВМГ–110, т.е. подстанция имеет два комплекта РВМГ–110.
По ГОСТ 16357–70 разрядники РВМГ относятся к III группе и имеют следующие характеристики:
РВМГ–110: 
при 
.
Согласно ГОСТ 1516.3–96 испытательное напряжение полным грозовым импульсом нормальной изоляции силовых трансформаторов и аппаратов равно 
.
Подстанция расположена в районе с СЗ–2 по ГОСТ 9920–89. Одной из ВЛ подстанция связана с тяговой подстанцией, имеющей выпрямительные установки. Длительное напряжение непрерывной работы подстанции равно 1,1Uном. Ток короткого замыкания на шинах подстанции, по которому оценивается взрывобезопасность ОПН, равен 
.
Длина защитного подхода (опасной зоны) на ВЛ равна 
.
В соответствии с рекомендациями ПУЭ при негоризонтальном расположении фаз на ВЛ и при расстоянии между РВ и защищаемым трансформатором не должно превышать 
. При включенных двух ВЛ и 
при включении одной ВЛ, соответственно, для остальных аппаратов 
; 
.
Требуется выбрать ОПН для замены РВ –110.
При выборе ОПН решаются две главные задачи:
1. ОПН должен ограничивать коммутационные и грозовые перенапряжения до значений, при которых обеспечивается надежная работа изоляции электрооборудования подстанций;
2. ОПН должен надежно работать, не теряя своей термической устойчивости, при непрерывном воздействии длительных рабочих напряжений, превышающих в течение определенного времени длительные рабочие напряжения (временные повышения напряжения и квазистационарные перенапряжения при рабочих и аварийных коммутациях).
Наряду с вышеуказанными должны быть решены следующие задачи:
- обеспечение взрывобезопасности ОПН;
- надежная работа изоляции ОПН;
- согласование механической прочности ОПН с воздействующими механическими нагрузками.
Выбор ОПН, включенных на шинах подстанции. Напряжения 
в соответствии с исходными данными равно:
Учет высших гармоник учитывается повышением напряжения 
на 10%:
.
С учетом коэффициента запаса:
.
По [1] (см. табл. 10 стр. 101) этому условию соответствуют следующие ОПН:
– EXLIM-Q-108: 
(АВВ – УЭТМ);
– ОПН – У/TEL-110/84: (TEL);
– VariSTAR AZG – 2, AZG – 3, AZG – 4: (Cooper–ЭЛЗ);
– ОПН – 110/88: 
(Феникс).
Проверка по характеристике «напряжение – время» 
. По [1] (см. табл.17 стр. 108) берем зависимость 
для предварительно нагруженного ОПН (индекс В):
– EXLIM-Q-108: 
;
– ОПН – У/TEL-110/84: 
;
– VariSTAR: 
;
– ОПН – 110/88: .
Из приведенных исходных данных следует, что наибольшему рабочему значению 
соответствует 
, а наибольшему 
соответствует 
. В именованных величинах отрезок времени 0.2 с соответствует напряжению:
,
времени 4.0 с соответствует:
.
Результаты расчетов показывают, что для использования могут быть рекомендованы ограничители EXLIM-Q-108 и ОПН- 110/88, у которых паспортные значения превышают расчетные по характеристике «напряжение – время» значения .
Защитный уровень при грозовых перенапряжениях. Остающееся напряжение ОПН меньше остающегося напряжения РВМГ в 367/260=1.4 раза. Поэтому возможна установка ОПН в той же ячейке, где располагался РВМГ, либо допустимо увеличить расстояния от ОПН до защищаемой изоляции. В нашем случае при расстояния могут быть увеличены до следующих значений.
Подстанция работает в режиме – два трансформатора и две воздушных линии:
;
.
Подстанция работает в режиме – два трансформатора и одна воздушная линия:
;
.
Получаем увеличение расстояния более чем в два раза.
Заключение: задача по замене РВ на ОПН для данной подстанции может быть решена следующим образом:
Вместо РВМГ–110 применяются ОПН типа EXLIM – Q–108.
Их можно установить в те же ячейки, где были установлены РВМГ–110, что значительно повысит надежность защиты оборудования подстанции от грозовых перенапряжений. В частности, опасная зона (защитный подход) на ВЛ может быть существенно сокращена.
