Схемы защиты от перенапряжений

Защиту подстанций, вращающихся машин, электродвигателей осуществляют трубчатыми и вентильными разрядниками, которые устанавливаются в различных точках сети и присоединяются к шинам.

При подходе воздушной линии напряжением 3–20 кВ на деревянных опорах устанавливается один комплект трубчатых разрядников FV1 на расстоянии 200–300 м от подстанции. Если воздушная линия в грозовой сезон может быть длительно отключена с одной стороны, то на этой стороне линии на концевой опоре устанавливается второй комплект разрядников FV2 (рис. 11.12). Если ВЛ на металлических или железобетонных опорах, то установка трубчатых разрядников FV1 и FV2 не требуется. При установленной мощности трансформатора до 630 кВА трубчатые разрядники на подходах ВЛ с деревянными опорами не устанавливаются.

Довольно часто воздушная линия напряжением 3–20 кВ к подстанции присоединяется при помощи кабельной вставки длиной до 50 м. В этом случае в месте присоединения кабеля к воздушной линии устанавливается комплект трубчатых разрядников, а если ВЛ выполнена на деревянных опорах, то на расстоянии 200–300 м от конца кабеля должен устанавливаться второй комплект трубчатых разрядников (рис. 11.13).

При напряжении воздушной линии 35–220 кВ, выполненной на деревянных опорах, на ближайшей к подстанции опоре устанавливается комплект трубчатых разрядников FV1. Если ВЛ в грозовой сезон может быть длительно отключена с одной стороны, то на первой от подстанции опоре с этой стороны должен устанавливаться второй комплект трубчатых разрядников FV2 (рис. 11.14). При сооружении ВЛ на металлических или железобетонных опорах установка трубчатых разрядников не требуется.

Рис. 11.12 Схема установки трубчатых разрядников на ВЛ

Рис. 11.13. Схема установки трубчатых разрядников в случае присоединения подстанции с помощью кабельной вставки

Рис. 11.14 Схема защиты подстанций 35–220 кВ от грозовых перенапряжений при подходе ВЛ на деревянных опорах с установкой тросового молниеотвода

Отсюда и далее

Для защиты подходов подстанции напряжением 35–110 кВ с трансформаторами мощностью до 40 МВ-А, подключенными без выключателей короткими ответвлениями к существующим ВЛ на деревянных опорах без тросов применяются упрощенные схемы молниезащиты (рис. 11.15). На линии по обе стороны от места ответвления(при ответвлении до 150 м) устанавливается по два комплекта трубчатых разрядников (FV1 и FV2). На магистральных линиях в пределах одного пролета подвешивается трос.

При длине ответвления от 150 до 500 м (см. рис. 11.15, б)трос подвешивается на магистральной линии и устанавливаются три комплекта разрядников.

В районах с грозовой активностью менее 60 часов в год для подстанций 35 кВ с двумя трансформаторами мощностью до 1600 кВА или одним той же мощности с резервированием питания нагрузки на низшем напряжении допускается не устанавливать тросовую защиту подхода ВЛ. При отсутствии резервного питания длина защищаемого подхода должна быть не менее 500 м при расстоянии между разрядником и трансформатором не менее 10 м.

Если ВЛ выполнена на металлических, железобетонных или деревянных опорах, а на подходах крепления, гирлянд или штыревые изоляторы заземлены и в начале подхода установлены трубчатые разрядники, то защита подходов при помощи троса не требуется.

Сопротивление заземления трубчатых разрядников на ВЛ с деревянными опорами не должно превышать 10 Ом.

Защита РУ напряжением 6–20 кВ с кабельными вводами от ВЛ выполняется трубчатым разрядником FV2, установленным на опоре с концевой кабельной муфтой, который соединяется с оболочкой кабеля или его броней.

Рис. 11.15 Схема защиты подстанций на ответвлениях:

а – при длине ответвления до 150 м; б – при 150–500м

Защита киосков, столбовых подстанций и РУ 10(6) кВ подстанций 35 кВ с трансформаторами мощностью до 630 кВА обеспечивается вентильными разрядниками, которые устанавливаются на вводе линий или на сборке у трансформаторов.

Защита приключательных пунктов осуществляется трубчатыми разрядниками, устанавливаемыми на каждой подходящей линии.

Грозозащиту подстанций, присоединенных к действующим линиям напряжением 35–110 кВ, допускается выполнять по упрощенным схемам, а при присоединении к вновь сооружаемым воздушным линиям применение упрощенных схем не допускается.

Для защиты от приходящих волн перенапряжения непосредственно на подстанциях устанавливаются вентильные разрядники. Наибольшее допустимое расстояние от разрядника до защищаемого оборудования регламентируется ПУЭ в зависимости от напряжения линий, типа опор и длины защищаемого тросовым молниеотводом подхода ВЛ.

Для вращающихся машин опасность представляет не только амплитуда, но и крутизна фронта волны перенапряжения. Вращающиеся машины (генераторы, синхронные компенсаторы и др.), связанные с ВЛ через трансформаторы, не требуют защиты от атмосферных перенапряжений. Если же потребители питаются генераторным напряжением, то такую защиту выполнять обязательно. Для этого устанавливают по ГОСТ вентильный разрядник первой группы и параллельно ему подключают конденсатор ёмкостью 0,5 мкФ.

При мощности вращающихся машин более 3000 кВт подход ВЛ с железобетонными опорами (рис. 11.16) защищается тросовым молниеотводом длинной не менее 300 м, а в начале подхода устанавливается трубчатый разрядник FV1. На подходе ВЛ с деревянными опорами дополнительно на расстоянии 150 м от начала тросового подхода со стороны линии устанавливается комплект трубчатых разрядников.

Если на вводе установлен реактор, то на расстоянии 100–150 м подход должен быть защищен тросом; в начале подхода устанавливается трубчатый разрядник FV1, а у реактора – вентильный FV2 (рис. 11.17).

При присоединении ВЛ через кабельную вставку ( м) и реактор защита от прямых ударов молнии не требуется. В месте присоединения ВЛ к кабелю устанавливается комплект трубчатых разрядников, а перед реактором – комплект вентильных РВ.

Для электродвигателей до 3000 кВт допускается не применять защиту подходов от прямых ударов молнии тросовыми молниеотводами. При этом на подходе ВЛ устанавливается два комплекта трубчатых разрядников на расстояниях 150 и 250 м от шин подстанции (рис. 11.18, а), а при наличии кабельной вставки перед ней устанавливается дополнительно вентильный разрядник IV группы по ГОСТ (рис. 11.18, 6).

Рис. 11.16 Схема защиты от грозовых перенапряжений машин мощностью более 3000 кВт		Рис. 11.17 Схема защиты при наличии реактора на воздушной линии
Рис. 11.18 Схема защиты электродвигателей до 3000 кВт при подходе ВЛ на деревянных опорах (а) и при кабельной вставки (б)

Открытые токопроводы 6–10 кВ, если они присоединены к шинам генераторного напряжения, по всей длине должны защищаться стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми в шахматном порядке вдоль трассы по обе стороны токопровода. Иногда используют тросовые. Расстояние между молниеотводами и токоведущими частями токопровода по воздуху должно быть не менее 5 м.

На шинах подстанций с вращающимися машинами и распределительных пунктов, к которым подходит токопровод, защищаемый молниеотводом, устанавливаются вентильные разрядники и защитные емкости, величина которых в зависимости от напряжения (6–20 кВ) колеблется от 0,8 до 0,4 мкФ.