3.2. Выбор ограничителей перенапряжений

3. 2. Выбор ограничителей 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 U_нд должно быть больше наибольшего рабочего напряжения сети или оборудования U_нр:

 

                                      U_нд   > U_нр.                                                (3. 1)

 

2. Уровень временных перенапряжений должен быть меньше максимального значения напряжения промышленной частоты, выдерживаемого ОПН в течении времени t:

 

                                     T·U_нд > U_пер.                                              (3. 2)

 

 где U_пер – уровень квазистационарных перенапряжений (феррорезонансные перенапряжения, резонансное смещение нейтрали).

3. Поглощаемая ограничителем энергия не должна превосходить энергоемкость ОПН:

                                    W_уд·U_нд > W_с.                                              (3. 3)

 

4. Ограничитель должен обеспечить необходимый защитный координационный интервал по грозовым воздействиям А_гр:

 

               А_гр = (U_исп - U_ост ) / U_исп > (0. 2–0. 25)                       (3. 4)

 

где U_исп – значение грозового испытательного импульса; U_ост – остающееся напряжение на ОПН при номинальном разрядном токе;           (0. 2–0. 25) – координационный интервал.

5. Ограничитель должен обеспечить защитный координационный интервал по внутренним перенапряжениям А_вн:

 

               А_вн = (U_доп - U_ост )/ U_доп > (0. 15–0. 25)                       (3. 5)

где U_доп - допустимый уровень внутренних перенапряжений; U_ост – остающееся напряжение на ОПН при коммутационном импульсе.

6. Ток короткого замыкания сети должен быть меньше тока взрывобезопасности ОПН:

 

                                         I_кз < I_{вз. без}                                   (3. 6)

 

3. 2. 1. Выбор по наибольшему допустимому напряжению

 

Наибольшее допустимое напряжение ограничителя должно быть большим, чем величина рабочего напряжения промышленной частоты на выводах ограничителя. При размещении ограничителей в трехфазных сетях местоположение ОПН играет решающую роль: между фазой и землей, между нейтралью трансформатора и землей, между фазами. В зависимости от способа включения ОПН определяется наибольшее напряжение, воздействующее на ОПН. В сетях с эффективно заземленной нейтралью за наибольшее рабочее напряжение принимается максимальное фазное рабочее напряжение сети. Если оно не известно, то необходимо использовать наибольшее рабочее напряжение сети или наибольшее напряжение оборудования. В сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов за наибольшее значение напряжения принимается линейное напряжение сети. Для обеспечения наилучших показателей защищенности в сетях различного исполнения промышленная группа «Таврида Электрик» выпускает ограничители с набором U_нд на каждый класс напряжения табл. 3. 2.

Таблица 3. 2.

Наибольше допустимое напряжение ОПН в зависимости от напряжения сети

Класс напряжения сети	Наибольше допустимое напряжение ОПН
	4. 0
	6. 0, 6. 6, 6. 9, 7. 6
	10. 5, 11. 5, 12. 0, 12. 7
	30. 0, 33. 0
	40. 5, 42
	56. 0, 66. 0, 73. 0, 77. 0, 84. 0
	146. 0, 154. 0, 168. 0

 

3. 2. 2. Выбор по воздействию временного повышения напряжения

 

В трехфазных сетях особое внимание должно быть уделено кратковременным перенапряжениям. Они наиболее часто происходят в несимметричных и неполнофазных режимах. Величина перенапряжений зависит от большого количества различных факторов (схемы сети, вида установленного оборудования и коммутационной аппаратуры, режима работы). Продолжительность временных перенапряжений зависит от вида и времени работы релейной защиты по отключению режима повышенных напряжений (защита от повышения напряжений, защита от замыканий на землю). Правильность выбора ОПН по этому критерию обусловлена достоверностью оценки резонансных перенапряжений или вероятностью появления дуговых перенапряжений. На рис. 3. 4 представлена зависимость уровня дуговых перенапряжений от вероятности их появления.

 

 

Кривая говорит о том, что кратность перенапряжений 3. 0·U_ф возникает с вероятностью не большей чем 0. 05. Время существования наибольших перенапряжений, на основании экспериментальных исследований, составляет 2–3 с. Таким образом, с вероятностью 0. 05 в сети возможно повышение напряжения до уровня 3. 0 от U_ф или 1. 73·U_ф. Эти значения необходимо сравнить с значением Т по кривой на рис. 3. 3 при времени 2–3 с. Для ОПН-КР–Т=1. 35, а для ОПН-КС–Т=1. 43. В связи с этим, чтобы ОПН выдержал данное воздействие необходимо выбрать ОПН с U_нд большим, нежели 1. 73/135=1. 28 U_ф для ОПН-КР или 1. 2·U_ф для ОПН-КС. Данный вид расчета показывает, что трехкратные значения перенапряжений при времени существования 2–3 с не один из рассмотренных ОПН не в состоянии выдержать. Перенапряжения с кратностью 2. 7·U_ф с тем же временем существования и вероятностью появления 0. 1 ограничители всегда выдерживают.

Феррорезонансные перенапряжения в сетях с изолированной нейтралью возникают в основном в неполнофазных режимах. Кратность перенапряжений может достигать 4·U_ф. Продолжительность существования определяется временем работы релейной защиты или оперативного персонала по отключению режима повышенного напряжения.

На практике в основном необходимо ориентироваться на дуговые перенапряжения.

В сетях с компенсацией емкостных токов уровень перенапряжений меньше и сильно зависит от степени расстройки дугогасящей катушки (рис. 3. 5).

 

 

Анализ кривых показывает, что правильная настройка дугогасящих реакторов значительно снижает уровень дуговых перенапряжений до 2. 4·U_ф и время их существования (доли секунд). В результате этого данный вид перенапряжений не представляет опасности для ограничителей серии ОПН/TEL.

В последнее время часть распределительных и промышленных сетей эксплуатируется с высокоомным резистивным заземлением нейтрали. Величина сопротивления зависит от общей величины емкостного тока сети и составляет, как правило, сотни Ом. Данный вид заземления нейтрали также, как и установка ДГР, снижает уровень перенапряжений. На рис. 3. 6 показана зависимость кратности перенапряжений от процента активной составляющей в токе замыкания на землю.

Использование резистивного заземления полностью решает вопрос дуговых перенапряжений и расширяет область применения ОПН в электрических сетях. В этом случае временное повышение напряжения связано исключительно с возникновением резонансных перенапряжений.

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

- Резонансные перенапряжения маловероятны. Их амплитуда и время существования практически не поддаются расчетному анализу. В связи с этим, принимать во внимание данный режим при выборе ОПН невозможно.

- Дуговые перенапряжения поддаются расчетной оценке. Их необходимо учитывать при выборе ограничителей согласно приведенному тексту. Следует обратить внимание на режимы заземления нейтрали при использовании ОПН в сетях среднего напряжения.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: