Защита подстанционного оборудования, от перенапряжения

Различают следующие виды перенапряжений:

1) внутренние (коммутационные и резонансные). Перенапряжения дуговых замыканий на землю в электросетях с незаземленной нейтралью достигают значений (3, 5 – 3, 65)· U_сp; перенапряжения при отключении ненагруженных линий достигает 3, 5· U_сp; перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов для сетей с заземленной нейтраллью достигает значения 3· U_сp, а для сетей о изолированной нейтралью - (4 - 5)· U_сp;

2) атмосферные перенапряжения (перенапряжения прямого удара и индуцированные перенапряжения).

Для защиты линий электропередач от атмосферных перенапряжений применяют:

- трубчатые разрядники;

- грозозащитный трос;

- защитные свойства древесины на линиях с деревянными опорами в сочетании с устройствами автоматического повторного включения.

Для защиты подстанционного оборудования открытых pacпpeделительных устройств применяют:

- вентильные разрядники (или ограничители перенапряжений);

- трубчатые разрядники на подходах воздушных линий электропередач к подстанциям (для уменьшения амплитуды набегающей волны перенапряжения с линии);

- тросовые подходы к подстанциям (для уменьшения крутизны волны набегающей с линии;

- стержневые молниеотводы от прямых ударов молнии.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода r_x, м, (рисунок 7.1), определяется по следующей формуле:

,

(7.16)

где h_a - активная часть молниеотвода (превышение молниеотвода над защищаемым уровнем);

h - полная высота молниеотвода;

h_x - высота защищаемых объектов;

Р - постоянная (для молниеотводов при h < 30 м, Р = 1; при h > 30 м, .

Рисунок 7.1 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Рисунок 7.2 - Зона защиты двух стержневых молниеотводов

Ширина зоны защиты (b_х), м, определяется:

,

(7.17)

где r_x - радиус защиты для одиночного молниеотвода (определяется по формуле (7.16);

а - расстояние между молниеотводами.

В тех случаях, когда для защиты подстанции недостаточна установка одного или двух молниеотводов, устанавливают три, четыре, а иногда и более /11/, устанавливая их на входных и трансформаторных порталах подстанции. При невозможности установки стержневых молниеотводов на указанных порталах устанавливают отдельностоящие молниеотводы высотой 19 - 21 м.

Необходимым условием защищенности всей площади, подстанции на высоте h_x является:

,

(7.18)

где D - наибольшая диагональ четырехугольника (при четырех молниеотводах) или диаметр окружности проходящей через следы молниеотводов (при трех).

РУ 3 кВ и выше, к которым присоединены воздушные линии, должны быть защищены вентильными разрядниками.

Защиту подстанций 35-110 кВ с трансформаторами мощностью до 40 мВА присоединяемых к ответвлениям (протяженностью менее требуемой длины защищаемого подхода), от действующих ВЛ без троса, допускается выполнять по упрощенной схеме, включающей вентильные разрядники, устанавливаемые на подстанции на расстоянии не более 10 м от силового трансформатора.

Тросовые молниеотводы, защищающие подходы к подстанции по всей длине ответвления, при длине ответвления менее 150 м следует дополнительно защищать тросовыми иди стержневыми молниеотводами по одному пролету действующей ВЛ в обе стороны от ответвления.

Защита подстанций, на которых расстояние между вентильными разрядниками и трансформаторами превышает 10 м, выполняется в соответствии с требованиями /5/,

Для зашиты нейтралей обмоток 110-220 кВ силовых трансформаторов, имеющих изоляцию, пониженную относительно изоляции линейного конца обмотки и допускающую работу с разземленной нейтралью, следует устанавливать вентильные разрядники.