Проблемы выбора ограничителей перенапряжений для сетей выше 35 КВ

Опубликовано: 31 января 2011 г. в 16:33, 8457 просмотровКомментировать

Защита электроустановок от различного рода перенапряжений, возникающих в электрических сетях, играет основную роль в эксплуатации объектов энергетики, в части повышения их надежности и взрыво/пожаробезопасности. В настоящее время основным способом защиты оборудования от перенапряжений в электрических сетях является установка нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН), заменяющих применяемые ранее разрядники. Последние сняты с производства, но еще эксплуатируются и в большинстве случаев исчерпали свой ресурс. Как же правильно выбрать нелинейный ограничитель, устанавливаемый взамен существующего разрядника, не прибегая к помощи специализированных организаций? Попробуем разобраться.

На сегодняшний день производство и применение ОПН регламентируется документами: ГОСТ Р 52725-2007 «Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ» (1), а также «Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ» (2), разработки ОАО «Институт «Энергосетьпроект». Кроме того, производителями разработаны методики выбора ОПН, ориентированные, разумеется, на оборудование собственного производства. Необходимо правильно воспользоваться многообразием предлагаемой литературы для определения параметров ОПН, устанавливаемых на объекте, не привязываясь к оборудованию конкретного производителя.

Что же такое нелинейный ограничитель перенапряжений? Это устройство, служащее для ограничения перенапряжений, защитные свойства которого основаны на нелинейности вольт-амперной характеристики (ВАХ) его рабочих элементов — металлооксидных варисторов. Сегодня применяются, как правило, оксидно-цинковые варисторы, с резко нелинейной ВАХ. Варисторы стягиваются между собой определенным образом так, чтобы обеспечивалась достаточная теплоотдача и прочность стяжки, затем заключаются в изоляционный корпус. Изоляцию ОПН выполняют фарфоровой, силиконовой или полимерной. Аппарат включается параллельно защищаемому оборудованию, один его контакт присоединяется к фазе, другой заземляется. При возникновении в сети перенапряжений определенной величины, сопротивление варисторов резко падает (до десятых долей Ом), колонки варисторов начинают пропускать через себя ток, шунтируя защищаемое оборудование и рассеивая при этом поглощаемую энергию в виде тепла. При исчезновении перенапряжений варисторы возвращаются в исходное состояние, вновь приобретая большое сопротивление (в нормальном режиме работы сети ОПН представляет собой простой изолятор). Таким образом, ОПН может защищать оборудование в течение всего расчетного срока эксплуатации, не выходя из строя. Однако существуют перенапряжения, способные повредить и защищаемое оборудование, и сам ОПН. Среди таких — квазистационарные перенапряжения. Они возникают при коммутациях элементов сети и могут существовать достаточно длительное время, до нескольких десятков минут, в то время как ОПН предназначен для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений, длительность которых невелика (доли секунды). Воздействия таких явлений могут привести к термической неустойчивости ОПН (перегреву) и последующему выходу из строя. К перенапряжениям такого рода относятся и феррорезонансные явления, зачастую выводящие из строя трансформаторы напряжения. Также особую опасность для ОПН представляют дуговые перенапряжения, длительность которых может достигать шести часов. Одной из главных задач при выборе ОПН является гарантия ограничения перенапряжений до безопасного для защищаемого оборудования уровня и одновременное обеспечение устойчивости ограничителей к опасным для него видам перенапряжений. Для поиска этого «баланса» обратимся к основным характеристикам ограничителей.

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ОПН (номинальное рабочее напряжение ОПН), Uнро — наибольшее действующее значение напряжения промышленной частоты, которое может быть приложено непрерывно к ОПН в течение всего срока его службы и не приводит к повреждению или термической неустойчивости ОПН при нормированных воздействиях.

Номинальное напряжение ОПН, Uно — действующее значение напряжения промышленной частоты, которое ограничитель может выдерживать в течение 10 секунд в процессе рабочих испытаний. Номинальное напряжение должно быть не менее 1,25 наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения (1).

Зависимость «допускаемое напряжение промышленной частоты — время» — зависимость действующего на ограничитель напряжения промышленной частоты от времени его приложения. Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ОПН и номинальное напряжение ОПН являются точками данной зависимости. Производители могут указывать две кривых — без предварительного нагружения и с предварительным нагружением импульсами тока с нормируемыми параметрами. Примеры зависимостей приведены на рис.1 и 2.

По оси ординат может указываться отношение действующего напряжения к номинальному рабочему напряжению ОПН, см. рис. 2.

Электрическая сеть также имеет свою зависимость «напряжение-время». График зависимости «напряжение-время» ОПН должен всегда находиться выше графика зависимости «напряжение-время» сети, для обеспечения безопасности самого ОПН и защищаемого оборудования. Часто построить график зависимости «напряжение-время» сети не представляется возможным. Можно найти требуемое значение длительно допустимого напряжения ОПН иначе — по одной из точек графика «напряжение-время» сети — наибольшему длительно допускаемому рабочему напряжению в электрической сети (Uнрс), нормируемому ГОСТ 1516.3-96.

Для сетей с изолированной нейтралью и сетей, допускающих длительное существование однофазного замыкания на землю, справедлива формула (1):

Для сетей с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью — формула (2):

Теперь необходимо выбрать ближайшее значение U нро из ряда модификаций интересующего производителя. Но здесь следует вспомнить о квазистационарных, резонансных и дуговых перенапряжениях, которые имеют большую длительность, относительно грозовых и коммутационных перенапряжений. Необходимо выбрать ограничитель так, чтобы воздействие этих перенапряжений не привело к выходу из строя ОПН.

Индуктивности большинства электромагнитных трансформаторов напряжения вступают в резонанс с емкостью сети, поэтому возможность возникновения феррорезонансных перенапряжений существует везде и всегда, если не установлены устройства подавления феррорезонанса. Квазистационарные явления тоже могут иметь

место довольно часто. Дуговые перенапряжения большой длительности возможны только в сетях с изолированной нейтралью и в сетях, допускающих длительное однофазное КЗ на землю. Документ (2) и ведущие отечественные производители ОПН рекомендуют всегда (за исключением особых случаев) выбирать U нро на 2-5% больше значений, рассчитанных по формулам (1) и (2), то есть пользоваться формулами (3) и (4):

— для сети с изолированной нейтралью и сети допускающей длительное однофазное КЗ на землю;

— для сети с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью.

Особыми случаями производители считают:

  • Работу ОПН в сети 110-220 кВ с частично разземленной нейтралью, которое применяется в энергосистемах по условиям работы релейной защиты в протяженных воздушных линиях (в частности, на тяговых подстанциях железных дорог). В этом случае применяется формула (5):

.

То есть, Uнро выбирается с запасом 10-20%.

  • Применение ОПН на тяговых подстанциях переменного тока 110-220/27.5 кВ. Здесь предусмотрен запас в 20%, определяемый формулой (6) для сети с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью.

  • Применение ОПН для полублочных передач. В этом случае также следует руководствоваться формулой (6);
  • Превышение температуры окружающей среды более 45 градусов Цельсия. В этом случае для каждых пяти градусов повышения температуры Uнро увеличивают на 2%.
  • Аналитические расчеты или компьютерное моделирование воздействующих факторов необходимо проводить в следующих случаях:
    • при установке ОПН в сетях генераторного напряжения;
    • защите от грозовых перенапряжений изоляции ВЛ 110-750 кВ, с установкой ограничителей через искровой промежуток;
    • защите от перенапряжений в сетях с резистивно-заземленной нейтралью;
    • защите РУ с присоединенными ВЛ 50-750 кВ длиной более 200-300 км;
    • установке ОПН в электропередачах с устройствами продольной компенсации.

Завышение U нро над Uнрс на 15-20% должно защитить ограничитель от воздействия перечисленных выше длительных перенапряжений амплитуда которых невелика, но при этом должна быть обеспечена безопасность защищаемого оборудования.

В документе (2) упоминается также о вероятности существования высших гармоник в нормальных режимах работы сети. Под их действием возможен перегрев и выход из строя ограничителей. В материалах производителей ОНП (3) и (4) поправок на действие высших гармоник нет. К объектам, испытывающим действие высших гармоник, относятся тяговые подстанции ОАО «РЖД», питающие контактную сеть переменного тока 27,5 кВ, где в сети постоянно действуют высшие гармоники, вызванные функционированием тиристорных регуляторов мощности на локомотивах. На таких объектах только за 2009 год было установлено более 350 ОПН, выбор наибольшего длительно допустимого напряжения которых осуществлялся по формулам (3)-(6).Повреждений оборудования, в результате действия перенапряжений выявлено не было.

Номинальное напряжение — другая точка характеристики «напряжение-время» ограничителей. Так как мы уже выбрали ОПН с определенной характеристикой по одной из точек (Uнро), определение значения номинального напряжения не требуется. Более того, большинство производителей при перечислении технических характеристик номенклатуры собственных изделий этот параметр не указывают.

Следующий критерий выбора ограничителей перенапряжений — класс энергоемкости ОПН (класс пропускной способности, класс разряда линии). ОПН характеризуются способностью пропускать нормируемые импульсы тока коммутационного перенапряжения без потери рабочих качеств. По этой способности они разбиты на 5 классов (1). Здесь обратим внимание на нормативные документы, в частности (1) и (2). В таблицах 1 обоих документов наряду с классом пропускной способности указаны собственно пропускная способность (при прямоугольном импульсе тока длительностью 2000 мкс, А) и удельная энергия этого импульса (удельная энергоемкость), Wуд. Следует отметить, что вышеуказанные таблицы содержат различные данные о пропускной способности и удельной энергии (энергоемкости), соответствующей тому или иному классу пропускной способности.

Кроме того, производители иногда сообщают потребителю в материалах о собственной продукции удельную энергоемкость не для одного, а для двух прямоугольных импульсов тока без приведения примечаний об этом. Возможно и указание Wуд для импульсов тока другой формы и длительности. Также следует обращать внимание, к какому напряжению (U нро или Uно) отнесена удельная энергоемкость ОПН. Согласно (2) приемлемы оба варианта, по (1) Wуд должна быть отнесена к Uнро. Кроме того, в (2) говорится о возможности использования общей энергоемкости ОПН для сравнения характеристик ОПН различных производителей, одновременно определения этого термина не приводится.

Перейдем непосредственно к выбору удельной энергоемкости ОПН и соответствующего класса энергоемкости. Обратимся к формуле (7):

Здесь:

  • Wуд, кДж/кВ — удельная энергоемкость ОПН;
  • Wмакс, кДж — максимальная энергия одного импульса тока, которая рассеивается ОПН при ограничении перенапряжений. Определяется расчетом или с помощью компьютерного моделирования.

Зачастую определить W макс не представляется возможным. В связи с этим документ (2) рекомендует при отсутствии специальных указаний по выбору Wуд выбирать наиболее экономичный ОПН и проводить его проверку по достаточности других характеристик, за исключением установки ОПН на шунтовых конденсаторных батареях и кабельных присоединениях (в (2) приводится формула для расчета Wмакс). Однако тот же документ оговаривает особый случай: при возможности возникновения переходного резонанса (при отсутствии выключателей на стороне ВН, коммутациях блока линия-трансформатор) на 2-й и 3-й гармонике, при установке в сетях 110 кВ с частично разземленными нейтралями трансформаторов ограничитель должен иметь энергоемкость не ниже 4,0-4,5 кДж/кВ номинального напряжения ОПН (5,0-5,6 кДж/кВ наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения ОПН). Соответственно, следует применять ОПН 4-го класса энергоемкости. К объектам, где возможно частичное разземление нейтрали трансформаторов, относятся воздушные линии 110/220 кВ, питающие тяговые подстанции ОАО «РЖД». На таких объектах функционируют ограничители с Wуд=4,8 кДж/кВ Uнро, т.е. чуть менее требуемой величины. Повреждений защищаемого оборудования и самих ОПН в результате действия перенапряжений выявлено не было. Также имеется подтверждение производителя о возможности эффективного использования ограничителей с такой характеристикой. Вообще, выбор энергоемкости и тока пропускной способности ОПН с запасом на одну ступень приводит к увеличению стоимости ОПН более чем в 1,7 раза, но зачастую эксплуатирующие организации готовы заплатить больше, чем необходимо, ради обеспечения надежности собственных объектов.

Другие особые случаи:

  1. Необходимо проведение расчета Wуд в случае установки ОПН на конденсаторных батареях (4);
  2. Необходимость применения ОПН с энергоемкостью не менее 5 кДж/кВ Uнро при установке ОПН на опорах ВЛ 6-35 кВ (4);
  3. Необходимость проведения аналитических расчетов и моделирования при защите от перенапряжений генераторного оборудования (4);
  4. Проведение расчетов внутренних перенапряжений на ВЛ 500-750 кВ длиной более 200-300 км и в РУ 500-750 кВ, к которым присоединены эти ВЛ;
  5. Установка ОПН на блочных передачах;
  6. Установка ОПН в электропередачах, оснащенных продольной компенсацией.

Теперь рассмотрим прочие характеристики ограничителей.

После выбора ОПН по U нро и Wуд остальные параметры можно считать определенными линейкой модификаций ОПН, необходимо лишь провести их проверку.

Номинальный разрядный ток ОПН, I8/20, А (кА) — импульс разрядного тока 8/20 мкс, используемое для классификации ОПН (1). В документе (2) отсутствует определение номинального разрядного тока, а также все, что связано с его выбором. В (3) и (4) приводится определение из стандарта (1).

В статье (3) указываются конкретные значения I8/20 ограничителей, производимых предприятием, соответствующие классам напряжения сети от 0,66 до 500 кВ, в том числе:

  • 10 кА — для сетей 3-330 кВ в целях защиты от коммутационных перенапряжений;
  • 20 кА — для сетей 220-550 кВ в целях защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений.

В соответствии с (3), номинальный разрядный ток принимают равным 10 кА в следующих случаях:

  • в районах с интенсивной грозовой деятельностью более 50 грозовых часов в год;
  • в сетях с ВЛ на деревянных опорах;
  • в схемах грозозащиты двигателей и генераторов, присоединенных к ВЛ;
  • в районах с высокой степенью промышленного загрязненения;
  • в схемах грозозащиты, к которым предъявляются повышенные требования к надежности.

Ограничители с I8/20 менее 10 кА для сетей 35-500 не выпускаются заводом.

Кроме того указано, в линейке предприятия номинальному разрядному току 10 кА соответствует 1,2 и 3 классы пропускной способности, а I8/20=20 кА — 4 и 5 классы пропускной способности. Это значит, что когда мы выбрали класс энергоемкости нам остается только узнать значение номинального разрядного тока из паспортных характеристик ОПН.

Материал (4) приводит значения I8/20, достаточные для уровня напряжения сети:

  • 6 и 10 кВ — 5 кА;
  • 35 кВ — 5-10 кА;
  • 110-330 кВ — 10 кА
  • 500-750 кВ — 20 кА.

Авторы также указывают, что значение I8/20 целесообразно принимать такой величины, которую выпускает производитель.

Также указаны значения импульса большого тока (кА), который используется для проверки устойчивости ОПН к прямым разрядам молнии. Прямой удар молнии в ОПН маловероятен, поэтому (4) считает выбор этого параметра необязательным. (3) вообще не приводит этого параметра.

Остающееся напряжение при нормируемом токе коммутационных перенапряжений, Uост.ком, кВ — напряжение на ограничителе при нормируемом токе с формой волны импульса 30/60 мкс, или 1,2/2,5 мс (2).

Остающиеся напряжения при нормируемом токе грозовых перенапряжений, Uост.гн, кВ — напряжение на ограничителе при протекании нормируемого тока грозовых перенапряжений. Нормируемая форма волны — 8/20 мкс, нормируемые амплитуды — 3,5,7,10,15,20 кА, в зависимости от класса напряжения ограничителя (2).

Значение Uост.ком должно быть не менее, чем на 15-20% ниже испытательного напряжения Uки коммутационным импульсом испытательного оборудования. Также (2) рекомендует для оборудования со сроком эксплуатации свыше 10 лет увеличивать эту разницу до 30-40%., т.е.:

и для оборудования со сроком эксплуатации свыше 10 лет:

Согласно (4) следует предусмотреть разницу между Uост.ном и Uки не менее, чем в 10%, что противоречит (2). Кроме того указывается, что в случае несоблюдения этого условия необходимо снижать воздействие на ОПН со стороны сети, а также применять оборудование с усиленной изоляцией, т.е. подстраивать элементы электрической сети под ОПН, что нецелесообразно.

По (2) и (3) в случае невыполнения этого условия необходимо выбирать ОПН с тем же значением U нро, но большего класса энергоемкости, так как с увеличением класса энергоемкости для одинаковых номинальных напряжений уровень остающихся напряжений снижается.

Испытательное напряжение коммутационным импульсом U ки нормируется ГОСТ 1516.3-96 для электрооборудования напряжением от 330 кВ и выше, для напряжений 110-220 кВ, по (1), справедлива формула:

, где

U исп.50 — одноминутное испытательное напряжение промышленной частоты 50 Гц, кВ.

В (2) определений для чисел 1,35 и 0,9 не приводится, однако они есть в (3):

  • 1,35 = Ки — коэффициент импульса, учитывающий упрочнение изоляции при более коротком импульсе по сравнению с испытательным;
  • 0,9 = Кк — коэффициент кумулятивности, учитывающий многократность воздействия перенапряжений и возможное старение изоляции.

Материалами (4) определение U ост.ком и Uост.гн для всех уровней напряжения производится через типовые кратности ограничения перенапряжений. Данные кратности определены авторами с помощью ВАХ, числовые значения кратностей указаны. Проверить достоверность указанных значений затруднительно.

В статье (3) расчет U ки для уровней напряжения 3-55 кВ производится с использованием формулы (10) и указанных значений допустимых кратностей коммутационных и грозовых перенапряжений. Расчет допустимых кратностей перенапряжений производится относительно наибольшего фазного рабочего напряжения электрооборудования. Условий, устанавливающих величины остающихся на ОПН напряжений, а также каким образом предполагается найти данные величины через допустимые кратности, не указывается. Соответственно, проверить выбранный ОПН уровня напряжения 35 кВ по величине остающихся напряжений в режимах ограничения коммутационного и грозового импульсов по методике (3) не представляется возможным.

Относительно уровня напряжений 110 — 220 кВ. Для определения U ост.ком авторы методики (3) руководствуются формулами (8) и (10), что соответствует требованиям методических указаний (2).

Для защиты от грозовых перенапряжений оборудования 35-500 кВ (2) и (5) требуют определять расстояние от ОПН до защищаемого оборудования по формуле

, где

  • Lопн — расстояние от ОПН до защищаемого оборудования, м;
  • Lрв — расстояние от разрядника до защищаемого оборудования, м (нормируется ПУЭ);
  • Uисп — испытательное напряжение защищаемого оборудования при полном грозовом импульсе, кВ;
  • Uопн, Uрв — остающееся напряжение на ОПН (РВ) токе 5 кА — для классов напряжения 110-220 кВ; 10 кА — для классов напряжения 330 кВ и выше.

В качестве альтернативы (2) приводит рассчитанные расстояния от ограничителей производства Корниловский фарфоровый завод и формулу для пересчета расстояний для ОПН другого типа.

П.4.2.133 (5) указывает, что при замене разрядников на ОПН для защиты от грозовых перенапряжений соответствующими называются ограничители, остающиеся напряжения которых при номинальном разрядном токе не более чем на 10% ниже остающегося напряжения разрядника. В тоже время (2) регламентирует установку ограничителей на место заменяемых разрядников, если значения остающихся напряжений этих ограничителей при токе 10 кА отличаются не более, чем на 1,5% от соответствующих параметров разрядника. Ввиду несоответствия данных, а также отсутствия обоснования данных требований, при выборе ОПН руководствоваться ими не будем.

Выбор ОПН по условиям взрывобезопасности. Для ограничителя нормируется величина тока срабатывания противовзрывного устройства, при которой не происходит взрывного разрушения покрышки ОПН при его внутреннем повреждении. При выборе ограничителей с токами срабатывания противовзрывного устройства до 40 кА, его значение должно быть на 15-20% больше значения тока (однофазного или трехфазного) КЗ, определенного для данного РУ. Для ограничителей с токами срабатывания противовзрывного устройства свыше 40 кА и оговоренным в Технических условиях поведением покрышки при горении вдоль ее поверхности дуги введение коэффициента запаса не требуется (2).

Статья (3) приводит данные, что производителем испытаны на взрывобезопасность ОПН 35-500 кВ при большом токе короткого замыкания, равном 40 кА (0,2 с) и малом токе короткого замыкания 800 А (2 с). Это в большинстве случаев является достаточным.
Авторы материала (4) не приводят информации по выбору ОПН по условиям взрывобезопасности. Также нет ее и в каталогах данного производителя, за исключением аббревиатуры FFS16, обозначающей систему взрывобезопасности, не допускающую разлета осколков. Данное обозначение рядовому инженеру не понятно и не стыкуется с информацией раздела 3.7 методики (2).

Выбор длины пути утечки следует проводить в соответствии с ГОСТ 9920.
Удельная длина пути утечки для ограничителей выбирается не менее чем на 20% выше, чем у остального оборудования подстанции (2).

Выводы

  1. На сегодняшний день, используя существующую нормативную базу в области изготовления, выбора и применения ОПН, а также данные производителей, существует возможность выбора ограничителей для общего случая замены разрядников, непосредственно проектными организациями, не прибегая к помощи производителей и не привязываясь к конкретному оборудованию. 

    Выбор производится по следующим параметрам:

    • по номинальному длительно допустимому рабочему напряжению ОПН с использованием формул (1) — (6);
    • по классу энергоемкости ОПН, выбирая самый экономичный ограничитель и проверяя на достаточности прочих характеристик;
    • по номинальному разрядному току, выбирая ограничитель со значением I8/20 не менее 10 кА (для оборудования 35 кВ и выше);
    • по уровню остающегося напряжения при нормируемом токе грозовых перенапряжений — по формулам (8)-(10);
    • по уровню защиты от грозовых перенапряжений, проверив расстояния до защищаемого оборудования по формуле (11), при замене разрядников на ОПН;
    • по условиям взрывобезопасности, согласно требованиям (2);
    • по длине пути утечки, выбирая ее согласно ГОСТ 9920 и (2).

    Следует помнить, что существует ряд частных случаев, предусматривающий особый порядок выбора характеристик ОПН.  

  1. Выбор ограничителей по указанным выше параметрам сопряжен с вероятностью ошибки, ввиду неполноты и взаимного несоответствия документов (1) и (2) и различными подходами производителей к выбору ОПН.
  2. Необходимо совершенствовать документы (1) и (2), дополнять их и устранять взаимные несоответствия.
  3. Требовать от производителей проведения испытаний и указания характеристик ОПН в точном соответствии с требованиями стандартов и методических указаний.

Пример выбора ограничителя перенапряжений для замены существующих разрядников на ОРУ-110 кВ тяговой подстанции железной дороги

  1. На подстанции установлены разрядники типа РВС-110М.
  2. Выбор наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения ОПН

Так как на тяговых подстанциях железных дорог применяется частичное разземление нейтрали, а также одним из производителей ОПН предусмотрен частный случай для тяговых подстанций железных дорог, необходимо пользоваться формулами (5) и (6). Согласно ГОСТ 1516.3-96, наибольшее длительно допускаемое рабочее напряжение в электрической сети (U нрс) 110 кВ принимается равным 126 кВ. Примем коэффициент запаса равным 15%:


Примем Uнро=83 кВ.

  1. Выбор класса энергоемкости ОПН

По методике (2), на объектах, где возможно частичное разземление нейтрали трансформаторов, ограничитель должен иметь энергоемкость не менее 5,0-5,6 кДж/кВ*Uнро, что соответствует 4 классу пропускной способности.

  1. Проверка номинального разрядного тока.

По линейке ОПН одного из производителей, ограничители с параметрами U нро=83 и 4-м классом пропускной способности имеют значение номинального разрядного тока, равное 20 кА. Других модификаций не производится.

  1. Проверка остающегося напряжения при нормируемом токе коммутационных перенапряжений.

Считаем, что оборудование подстанции эксплуатируется менее 10 лет и применяем формулу (8):

, где .

Uисп нормируется ГОСТ 1516.3-96 и для сетей 110 кВ электрооборудования класса напряжения 110 кВ равняется 200 кВ. Значит,

. Тогда , или

Для ОПН одного из производителей с указанными выше параметрами максимальное значение остающегося напряжения при коммутационном импульсе равняется 210 кВ. Условие соблюдается.

  1. Проверка расстояния до защищаемого оборудования.

Предположим, что разрядник установлен на расстоянии 50 м. (LРВ) до силового трансформатора. Необходимо изменить топографию ОРУ и установить ограничитель на расстоянии 83 м. Uисп по ГОСТ 1516.3-96 принято равным 480 кВ. Так как в каталоге производителя остающееся напряжение на ОПН при токе 5 кА не указано, используем значение U опн при токе 10 кА, равное 240 кВ. Uрв РВС-110М равняется 367 кВ, при токе 10 кА.

Следовательно, ОПН можно установить на новом месте.

  1. Выбор по условиям взрывобезопасности.

ОПН одного из производителей с выбранными параметрами имеет категорию взрывобезопасности А по ГОСТ 16357-83 (ток срабатывания противовзрывного устройства 40 кА). Этого достаточно, так как токи короткого замыкания на ОРУ-110 кВ в основном не превышают этого значения.

  1. Выбор длины пути утечки.

Предположим, что оборудование ОРУ-110 имеет степень загрязнения II (длина пути утечки 250 см/кВ). По требованию (2) выбираем ОПН с длиной пути утечки на 20% больше остального оборудования, то есть со степенью загрязнения III (длина пути утечки 315 см/кВ).

Таким образом, выбран ограничитель ОПН-П1-110/83/20/4 III УХЛ1.

Список использованной литературы

  • ГОСТ Р 52725-2007 «Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ».
  • «Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ».
  • Рекомендации по выбору и применению ограничителей перенапряжений для оптимальной защиты электрооборудования, «Электротехнический рынок» № 3 (9) март-апрель 2007.
  • Дмитриев М.В, «Применение ОПН в электрических сетях 6-750 кВ», ЗАО «Завод энергозащитных устройств», 2007 год.
  • Правила устройства электроустановок, 7 издание.

Серяков А.А.,
ООО «ИЦ «Энергоаудитконтроль»,
главный инженер Управления технического сопровождения.

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.