Выбор ограничителей перенапряжений

В процессе эксплуатации электроустановок возможны повышения напряжения сверх наибольшего рабочего – внутренние или коммутационные и грозовые перенапряжения, которые опасны для изоляции электрооборудования. Основным элементом защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений в электроустановках являются ограничители перенапряжений (ОПН), т.к. производство разрядников прекращено.

При выборе ОПН необходимо решить две главных задачи:

1. ОПН должен ограничивать коммутационные и грозовые перенапряжения до значений, при которых обеспечивается надежная работа изоляции электрооборудования электроустановок.

2. ОПН должен надежно работать, не теряя своей термической устойчивости при непрерывном воздействии длительных рабочих напряжений, а также напряжений, превышающих в течение определенного времени длительные рабочие напряжения – временные повышения напряжения в рабочих режимах и квазистационарные (установившиеся) перенапряжения при рабочих и аварийных коммутациях.

Наряду с этим необходимо обеспечить взрывобезопасность и достаточную механическую прочность ОПН.

Для решения этих задач необходима информация по характеристикам предполагаемых ОПН и электрической сети в месте установки ОПН как при рабочих, так и аварийных режимах.

Основными характеристиками являются: , - действующее значение номинального и нормированного наибольшего рабочего междуфазного (линейного) напряжения установки (табл.4.20), кВ; , - наибольшее рабочее фазное напряжение сети и длительно допустимое напряжение ОПН – действующее, кВ; , - действующее значение номинального напряжения ОПН, выдерживаемого в течении 10 с, и временное повышенное напряжение ОПН, выдерживаемое в течение , кВ; - кратность выдерживаемого напряжения; - энергоемкость ОПН, кДж; - ток срабатывания противовзрывного устройства ОПН, кА; - остающееся напряжение ОПН коммутационных перенапряжений, максимальное значение, кВ; - остающееся напряжение ОПН грозовых перенапряжений, максимальное значение, кВ.

На электрических станциях ОПН устанавливаются:

- в РУ высшего и среднего напряжений, где наиболее слабый объект для защиты – трансформаторы;

- в РУ генераторного напряжения (ГРУ) и генераторных цепях блоков, где наиболее слабый объект – генераторы и двигатели;

- в РУ собственных нужд – где наиболее слабый объект - электродвигатели собственных нужд;

- на присоединениях, коммутируемых вакуумными выключателями.

Рекомендуется следующий порядок выбора ОПН [11,12,13].

1. Выбор наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения -

.

При возможности устойчивого существования высших гармоник в нормальных режимах в месте установки ОПН и амплитуда гармоник неизвестна, то

.

В сетях 110 кВ и выше с эффективным заземлением нейтрали

.

В сетях 6 – 35 кВ с изолированной или резонансно компенсированной нейтралью, допускающих длительное существование однофазных замыканий на землю,

,

если длительность однофазных замыканий на землю ограничивается времени , то

,

где кратность определяется по характеристике ОПН «напряжение-время»

,

где - время действия, с, а среднее значение коэффициентов , .

- в контролируемых сетях, питаемых от ТГ, ГГ, СК, а также с мощными электродвигателями с токами , при и может быть увеличено до 6 часов, если однофазное замыкание на землю вне обмотки электрической машины;

- в кабельных сетях без генераторов и может быть увеличено до 6 часов;

- в воздушных сетях без генераторов не нормируется.

Таблица 4.20