 |
3.2.3. Выбор по допустимой энергоемкости ограничителей перенапряжений
|
|
|
|
В нормальных эксплуатационных условиях, когда воздействующее напряжение не превосходит Uнд ограничителя, через ОПН протекает в основном емкостной ток. При этом выделяющаяся энергия полностью рассеивается в окружающую среду и ограничитель работает в стабильном тепловом равновесии. Коммутационные перенапряжения, возникающие в сети, вызывают дополнительное выделение энергии. Условия сохранения теплового баланса требуют, чтобы величина этой энергии не превышала допустимой Wуд·Uнд. В таблице 3. 3 представлены значения удельной энергоемкости ОПН производства «Таврида Электрик».
Таблица 3. 3
Удельная энергоемкость ОПН/TEL
| Тип ОПН | ОПН-РС | ОПН-КС | ОПН-КР | ОПН-Т | ОПН-У |
| Wуд, кДж/кВ | 2. 5 | 4. 0 | 3. 6 | 4. 0 | 4. 0 |
В целом энерговыделение в ОПН при коммутационных воздействиях в сетях среднего напряжения невелико. Наиболее опасными, с точки зрения рассеиваемой в ОПН энергии, являются коммутации длинных кабельных присоединений и конденсаторных батарей. Электрическая энергия, запасенная в ёмкости, при перенапряжениях рассеивается на активном сопротивлении ОПН. Исходя из баланса энергий можно оценить выделяемую в ограничителе энергию по следующему выражению:
W=0. 5·C·[( 0. 82· KП·Uнр)2-(1. 77·Uнд)2],
где С – емкость кабеля или конденсаторной батареи;
КП – кратность перенапряжений (см. табл. 3. 4);
Uнр – наибольшее рабочее напряжение сети или оборудования;
Uнд – наибольшее допустимое напряжение ОПН.
Таблица 3. 4
Характеристика внутренних перенапряжений
(в сети с изолированной и резонансно заземленной нейтралью)
| № | Вид перенапряжений | Кратность перенап-ряжений | Вероятность перенапряжений |
| Дуговые замыкания на землю (изолированная нейтраль) | 3–3. 5 | 0. 05 | |
| Дуговые замыкания на землю (резонансно заземленная нейтраль) | 2. 6 | 0. 05 | |
| Резонансные перенапряжения | до 4 | – | |
| Включение электродвигателей | 2. 6–3. 3 | – | |
| АПВ и АВР электродвигателей | 4. 0–4. 5 | – | |
| Отключение ненагруженных линий | 3. 0–4. 5 | 0. 02–0. 07 | |
| Отключение ненагруженных трансформаторов | 4. 0–4. 5 | 0. 02 | |
| Отключение двойного замыкания на землю | 3. 3 | – | |
| Отключение двухфазных коротких замыканий | 4–4. 5 | – | |
| Отключение электродвигателей | 4. 0–5. 0 | 5. 0 |
|
|
|
Полученное значение необходимо сравнить со способностью поглощать энергию выбранного типа ограничителя при коммутационных перенапряжениях. Если энергетическая стойкость выбранного типа ограничителя недостаточна, следует выбрать ограничитель с более высоким значением Uнд. Если это приводит к неприемлемому уровню защиты, то необходимо использовать параллельную установку ОПН для распределения энергии между несколькими ограничителями. В этом случае важно, чтобы ограничители были одного типа и их характеристики (классификационное напряжение) отличались друг от друга не более, чем на 5 %. Данное требование обусловлено необходимостью равномерного распределения энергий между ОПН.
3. 2. 4. Выбор по координационному интервалу ограничения грозовых перенапряжений
Как отмечалось вначале, ОПН предназначены для ограничения грозовых перенапряжений. В реальных условиях ОПН невозможно поставить вблизи защищаемого оборудования. Наличие расстояния между ОПН и оборудованием вызывает повышение напряжения на оборудовании, по сравнению с остающимся напряжением на ОПН. В связи с этим уровень ограничения должен быть на 20–25 % ниже испытательного напряжения полного или срезанного грозового импульса (ГОСТ1516. 2-98, табл. 3. 5). Для оценки остающегося напряжения на ОПН можно воспользоваться Uост при номинальном разрядном токе (табл. 3. 6).
|
|
|
Определение координационного интервала проводится по выражению (3. 4). Если условие не выполняется, то необходимо выбирать ОПН с меньшим значение Uнд.
Таблица 3. 5.
Нормированные испытательные напряжения грозовых импульсов
электрооборудования с нормальной изоляцией, кВ
| Класс напряжения электрооборудования, кВ | Испытательное напряжение внутренней изоляции | ||||||||
| Полный импульс | Срезанный импульс | ||||||||
| Силовые трансформаторы | Шунтирующие реакторы | Электромагнитные трансформаторы напряжения, токоограничивающие и дугогасящие реакторы | Трансформаторы тока и аппараты | Конденсаторы связи | Силовые трансформаторы | Шунтирующие реакторы | Электромагнитные трансформаторы напряжения, трансформаторы тока токоограничивающие и дугогасящие реакторы, аппараты | Конденсаторы связи | |
| – | – | ||||||||
| – | – | ||||||||
| – | – | ||||||||
| – | – | ||||||||
| – | – | ||||||||
| – | – | – | – | ||||||
| – | – | – | – | ||||||
Таблица 3. 6.
Остающиеся напряжения на ОПН при номинальном разрядном токе
| Тип ОПН | Класс напряжения, кВ | Наибольшее рабочее напряжение, кВ | Остающееся напряжение при номинальном разрядном токе, кВ |
| ОПН-РС | 7. 6 | 25. 7 | |
| 12. 7 | 42. 8 | ||
| ОПН-КР | 6. 0 | 19. 3 | |
| 6. 6 | 21. 0 | ||
| 6. 9 | |||
| 10. 5 | 34. 0 | ||
| 11. 5 | 37. 0 | ||
| 12. 0 | 40. 0 | ||
| ОПН-КС | 6. 0 | 18. 5 | |
| 6. 9 | 21. 5 | ||
| 10. 5 | 33. 0 | ||
| 11. 5 | 35. 8 | ||
| ОПН-Т | 6. 0 | 18. 5 | |
| 6. 9 | 21. 5 | ||
| 7. 6 | 23. 6 | ||
| 10. 5 | 33. 0 | ||
| 11. 5 | 35. 8 | ||
| ОПН-У | 30. 0 | 97. 0 | |
| 33. 0 | 107. 0 | ||
| 38. 5 | 122. 0 | ||
| 40. 5 | 128. 0 | ||
| 42. 0 | 133. 0 |
3. 2. 5. Выбор по координационному интервалу ограничения внутренних перенапряжений
Ограничители, устанавливаемые в сетях 6–35 кВ, предназначены для ограничения не только грозовых, но и коммутационных перенапряжений. В связи с этим необходимо скоординировать их защитные характеристики при коммутационных воздействиях с допустимым уровнем воздействия на изоляцию. Испытания изоляции на внутренние перенапряжения в сетях 6–35 кВ проводятся приложением напряжения промышленной частоты в течение одной минуты. В то же время коммутационные перенапряжения имеют импульсный характер также, как и остающееся напряжение на ОПН. Для приведения в соответствие защитных характеристик ОПН и испытательного напряжения оборудования в расчете координационного интервала рекомендуется использовать не значения испытательного напряжения, а значения допустимого напряжения Uдоп, рассчитываемого по выражению:
|
|
|
Uдоп=1. 414·Ки·Кк·Uисп, (3. 6)
где Uисп – нормированное одноминутное испытательное напряжение внутренней изоляции трансформатора;
Ки=1. 3 – коэффициент импульса;
Кк=0. 9 – коэффициент кумулятивности.
В таблицах 3. 7, 3. 8, 3. 9 представлены значения допустимых напряжений для оборудования с нормальной и облегченной изоляцией.
|
|
|
