2015-07-04
860
На замену вентильных разрядников (РВ) пришли ограничители перенапряжений (ОПН) – защитные аппараты без искровых промежутков с высоконелинейными варисторами из металлооксидной керамики, постоянно подключенными между фазным проводом и землей. В отличие от РВ ОПН могут ограничивать и грозовые и коммутационные перенапряжения в электроустановках любых классов напряжений. Отметим также, что на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) происходит замена трубчатых разрядников (РТ) на ОПН. ОПН устанавливаются вместо РТ на опорах ВЛ в местах с ослабленной изоляцией, в начале и конце защитного подхода перед подстанцией (ПС), на опорах вокруг пересечений ВЛ, на длинных переходах ВЛ и т.д.
Отсюда возникает комплексная задача, как выбрать ОПН, чтобы он имел достаточную энергоемкость и надежно работал при длительных напряжениях и при временных повышениях напряжения, а также обеспечивал требуемое ограничение грозовых и коммутационных перенапряжений.
Для того, чтобы ограничитель отвечал потребностям электрической сети, надежно защищал оборудование и не разрушался в процессе эксплуатации, необходимо выполнение следующих условий.
|
|
|
1. Наибольшее допустимое напряжение ОПН 
должно быть больше наибольшего рабочего напряжения сети 
или оборудования.
> 
(10.1)
В сетях с эффективно заземленной нейтралью за принимается максимальное фазное рабочее напряжение сети.
В сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов за принимается междуфазное (линейное) напряжение сети.
2. Уровень квазистационарных перенапряжений 
должен быть меньше максимального значения напряжения промышленной частоты, выдерживаемого ОПН в течение времени t.
Т · 
> 
, (10.2)
где Т = 1,3-1,45 в зависимости от длительности квазистационарных перенапряжений, определяемой временем работы релейной защиты.
3. Поглощаемая ограничителем энергия не должна превосходить энергоемкость ОПН
· > 
. (10.3)
В нормальных эксплуатационных условиях, когда воздействующее напряжение не превосходит ограничителя, через ОПН протекает в основном емкостный ток. При этом выделяющаяся энергия полностью рассеивается в окружающую среду, и ограничитель работает в стабильном тепловом равновесии. Коммутационные перенапряжения, возникающие в сети, вызывают дополнительное выделение энергии. Условия сохранения теплового баланса требуют, чтобы величина этой энергии 
не превышала 
· 
.
Наиболее опасными, с точки зрения рассеиваемой в ОПН энергии, являются коммутации длинных кабельных линий и конденсаторных батарей. Электрическая энергия, запасенная в емкости, при перенапряжениях рассеивается на активном сопротивлении ОПН. Исходя из баланса энергий, можно оценить выделяемую в ОПН энергию по следующему выражению:
|
|
|
, (10.4)
где С – емкость кабеля или конденсаторной батареи;
К 
- кратность перенапряжений;
- наибольшее рабочее напряжение сети или оборудования;
- наибольшее допустимое напряжение ОПН.
4. Ограничитель должен обеспечить необходимый защитный координационный интервал по грозовым воздействиям
= (
)/ 
> (0,2-0,25), (10.5)
где 
- значение грозового испытательного импульса;
- остающееся напряжение на ОПН при номинальном токе;
0,2 – 0,25 – координационный интервал.
Наличие расстояния между ОПН и оборудованием вызывает повышение напряжения на оборудовании по сравнению с остающимся напряжением на ОПН. В связи с этим уровень ограничения должен быть на 20-25% ниже испытательного напряжения полного или срезанного грозового импульса (ГОСТ1516.2-98).
5. Ограничитель должен обеспечить защитный координационный интервал по внутренним перенапряжениям
= (
)/ 
> (0,15-0,25), (10.6)
где 
- допустимый уровень внутренних перенапряжений;
- остающееся напряжение на ОПН при коммутационном импульсе.
= К 
· К 
·1,414 
, (10.7)
Где - нормированное одноминутное испытательное напряжение внуренней изоляции трансформатора;
К = 1,3 – коэффициент импульса;
К = 0,9 – коэффициент кумулятивности.
6. Ток короткого замыкания сети должен быть меньше тока взрывобезопасности ОПН
I КЗ < I ВБ (10.8).
________________________
Вопросы для самопроверки:
1. Какой ток протекает в ОПН в нормальном режиме?
2. Какие перенапряжения может ограничивать ОПН?
3. Какие перенапряжения можно ограничить с помощью выключателя двухступенчатого действия?
4. Почему защита от феррорезонансных перенапряжений может быть осуществлена с помощью резистора, включенного в резонансный контур?
Задание для самостоятельной работы:
1. Выберите место установки и марку ОПН для защиты двухтрансформаторной подстанции со схемой «мостик» от набегающих с воздушных линий грозовых пренапряжений.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
СОДЕРЖАНИЕ
