Нелинейные ограничители перенапряжений, их конструкция и основные характеристики

Класс напряжения сети, для которой предназначен ОПН, - номинальное междуфазное напряжение трехфазной электрической сети U_ном, кВ, действующее значение.

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ОПН, U_нр.ОПН, кВ, действующее значение.Это напряжение промышленной частоты, непрерывно приложенное между выводами ОПН, которое не приводит к повреждению или термической неустойчивости ОПН при воздействии данного напряжения и при дополнительных нормированных воздействиях.

Номинальное напряжение ОПН U_{ном.ОПН}, кВ, действующее значение.Это напряжение промышленной частоты, которое ОПН может выдержать в течение не менее 10 с в процессе рабочих испытаний. (2.11)

Характеристика «напряжение – время» определяется как выдерживаемое напряжение промышленной частоты U_в.ОПН, кВ, действующее значение, в зависимости от времени t_в, с, его приложения к ОПН. Время t_в – это максимальный промежуток времени, в течение которого к ОПН может быть приложено напряжение U_в.ОПН, превышающее U_нр.ОПН, не вызывая повреждения или термической неустойчивости ОПН .

Пропускная способность ОПНопределяется как способность выдерживать без потерь рабочих качеств воздействие 20 импульсов пропускной способности, т.е. нормированных по максимальному значению прямоугольных импульсов тока I_ПИ с условной длительностью максимального значения Т_ПИ (рис.2.8, б).

Удельная энергоемкость ОПН, w_уд, кДж/кВ, -это рассеиваемая ограничителем энергия, отнесенная к U_нр.ОПН, полученная или от нагрева до 60⁰С и последующего одного импульса тока пропускной способности I_ПИ. Полная энергоемкость ОПН - W_ОПН, кДж, равна . (2.12)

а – экспоненциальный импульс; б – прямоугольный импульс; О₁ – условное начало импульса; Т_ф – условное время фронта импульса; Т_и - условное время длительности импульса; Т_t – полная условная длительность прямоугольного импульса; Т_пи - условная длительность амплитуды прямоугольного импульса

Нормированные импульсы токаявляются апериодическими, длительность фронта Т_ф и длительность импульса Т_и которые определяются так, как это показано на рис.2.9, а.

Приняты следующие нормированные импульсы тока:

- грозовой импульс тока с временными параметрами и максимальным значением I_Г, при котором определяются остающееся напряжение ОПН при грозовых перенапряжениях.

Для конкретного типа ОПН устанавливается определенное нормированное значение тока I_Г. Этот ток называется номинальным разрядным током ОПН и обозначается I_Н;

- крутой грозовой импульс тока с максимальным значением I_кр. Используется при определении остающегося напряжения ОПН при грозовых перенапряжениях в случае высокой скорости изменения импульса тока;

- импульс большого тока с максимальным значением I_б, который используется для оценки и испытания устойчивости ОПН при прямых ударах молнии;

- коммутационный импульс тока с максимальным значением I_к, используется для определения остающегося напряжения на ОПН при коммутационных перенапряжениях;

- импульс тока большой длительности(прямоугольный импульс I_ПИ), который используется при определении пропускной способности ОПН.

Остающиеся напряжения ОПНопределяются как грозовые U_ост.г и коммутационные U_ост.к при протекании через него соответственно нормированных грозовых I_Г, I_кр и коммутационного I_к импульсов тока. Эти напряжения указываются изготовителем в зависимости от , I_Г, I_кр, I_к и класса по пропускной способности .

Ограничители перенапряжений подразделяются на три группы по значению I_н: 5000, 10000 и 20000 А.

По пропускной способности ОПН делят на пять классов. Для каждого класса указываются максимальные значения I_ПИ, А, а также w_уд, кДж/кВ. В табл. 2.1 приведена классификация ОПН и для каждого класса по пропускной способности приведены значения I_ПИ, w_уд, I_н, а также максимальные значения импульсов тока I_к, I_г, I_кр, при которых определяются значения коммутационных и грозовых остающихся напряжений ОПН.

Ограничители перенапряжений должны выдерживать без повреждения двадцать импульсов номинального разрядного тока I_н и два импульса большого тока I_б с максимальными значениями:

I_б = 65 кА для ОПН первого класса с I_н = 5 и 10 кА;

I_б = 100 кА для ОПН 2-5 классов с I_н = 10 и 20 кА.

Характеристика должна выполняться для двух случаев:

- без предварительного воздействия энергии;

- после предварительного воздействия энергии для ОПН первого класса пропускной способности энергия обеспечивается одним импульсом I_б – 65 кА, для ОПН 2-5 классов двумя импульсами I_ПИ пропускной способности (табл.2.1).
Для ОПН, работающих в сети с заземленной нейтралью, диапазон времен t_в должен быть от 0,1 с до 1200 с, в сети с изолированной и компенсированной нейтралью, диапазон t_в должен быть от 0,1 с до 6 часов.

- 37. Распределительные устройства. Назначение и требования к распределительным устройствам (РУ). Конструкции РУ: а) ЗРУ – 6-10 кВ одно- двухэтажные; ЗРУ – 110 - 220 кВ; б) ОРУ; в) КРУ.

- Распределительное устройство — это электроустановка, предназначен­ная для приема и распределения электрической энергии, содержащая элек­трические аппараты, шины и вспомогательные устройства.

- Если распределительное устройство расположено внутри здания, то оно называется закрытым.

- Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) соору­жаются обычно при напряжении 3 — 20 кВ.При больших напряжений.

- Сооружение ЗРУ 35-220 кВ дороже чем сооружение аналогичного ОРУ. ЗРУ на эти классы напряжений применяются в условиях повышенного загрязнения,

- ограниченности площади, в условиях Крайнего Севера. В ЗРУ применяются только воздушные, маломасляные или элегазовые выключатели

- Надёжность ЗРУ выше, т.к. отсутствует загрязнение и увлажнение изоляции.

- Распределительные устройства должны обеспечивать надежность ра­боты электроустановки, что может быть выполнено только при правиль­ном выборе и расстановке электрооборудования, при правильном подборе типа и конструкции РУ в соответствии с ПУЭ.

- При 35кВ и выше, как правило, сооружаются открытые РУ.

- Обслуживание РУ должно быть удобным и безопасным. Размещение оборудования в РУ должно обеспечивать хорошую обозреваемость, удобство ремонтных работ, полную безопасность при ремонтах и осмотрах.

38. Комплектное распределительное устройство (КРУ) — это распределительное устройство, состоящее из закрытых шкафов с встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами. Шкафы КРУ изготовляются на заводах, что позволяет до­биться тщательной сборки всех узлов и обеспечения надежной работы электрооборудования.должны быть помещены в камеры или ограждены.

Применение КРУ позволяет существенно сократить время монтажа распределительного устройства. КРУ целиком изготавливается на заводе, что обеспечивает

тщательную сборку и высокую надёжность всех узлов. КРУ безопасно в обслуживании, т.к. все токоведущие части находятся внутри заземлённого металлического шкафа.

КРУ применяются в схемах с одной системой шин. В настоящее время наиболее распространены КРУ с вакуумными выключателями.

В качестве изоляции между токоведущими частями в КРУ могут быть использованы воздух, масло, пирален, твердая изоляция, инертные газы.

Для РУ 6—10 кВ понизительных подстанций, а также в системе СН электростанций для схемы с одной системой шин широко применяются КРУ различных типов