Грозовые перенапряжения

5.1.3 Грозовые перенапряжения

Грозовые перенапряжения возникают при разрядах молнии. Ток молнии имеет вид униполярного апериодического импульса и характеризуется амплитудой и длиной импульса.

Зарегистрированы амплитуды токов молнии от сотен ампер до 250 кА с длиной импульса 20 – 80 мкс. Вероятность появления молнии с верхним пределом параметров относительно мала, поэтому в качестве расчетных параметров обычно принимают: I_МАКС = 150 кА; Т_И = 40 мкс.

Интенсивность грозовой деятельности характеризуется числом грозовых дней в году или, что более точно числом грозовых часов в году. Так средняя продолжительность грозы составляет 1-2 часа. В среднем на один квадратный километр площади земли приходится примерно 0,1 удара молнии за один грозовой день.

В зависимости от длины электрической линии и высоты опор среднее число ударов молнии в линию за год колеблется от 250 (для линий 750 кВ) до 5 (для линий 35 кВ). При отсутствии специальной грозозащиты и недостаточной импульсной прочности изоляции линий эти удары молнии в большинстве случаев приводили бы к перекрытию изоляции линий и их отключению. Допустимые импульсные напряжения для изоляции электрооборудования определяются гарантированной импульсной прочностью, которая установлена несколько ниже импульсных испытательных напряжений.

5.1.4 Защита электроустановок от перенапряжений

Волны грозовых перенапряжений, возникающие во время грозы в электрических линиях, распространяются по сети и воздействуют на изоляцию как самих линий, так и электрооборудования электрических станций и подстанций.

Защита электроустановок от грозовых перенапряжений осуществляется разрядниками. Простейшим типом разрядника является искровой промежуток, состоящий из двух электродов, один из которых подсоединяется к защищаемому объекту, а второй – к заземлителю. Искровой промежуток пробивается при появлении на нем напряжения, превышающего его импульсное разрядное напряжение. Искровой промежуток срезает волну перенапряжения, приходящую с линии, и тем самым защищает оборудование электроустановки от пробоя или перекрытия. Однако разрядная характеристика искрового промежутка нестабильна и зависит от состояния электродов и внешних атмосферных условий. Кроме того, срабатывание искрового промежутка приводит к появлению опасного короткого замыкания в сети и, следовательно, требует отключения соответствующих элементов электроустановки, что нежелательно. Из-за этого искровые промежутки используются ограниченно и только в качестве дополнительных средств защиты изоляции от перенапряжений. Основным же средством защиты от грозовых перенапряжений являются грозозащитные разрядники. В энергетических системах используют разрядники двух типов : трубчатые и

вентильные. Трубчатые разрядники просты по конструкции и относительно дешевы. Они устанавливаются на линиях, на подходах к подстанциям и используются для защиты изоляции электрических линий, а также в качестве дополнительных средств защиты подстанционной изоляции. Вентильные разрядники являются более совершенными, но и более дорогими аппаратами. Они используются для защиты подстанционной изоляции и устанавливаются: на сборных шинах электроустановок, если к этим шинам подключены воздушные электрические линии; на выводах высшего и среднего напряжения автотрансформаторов; в цепях силовых трансформаторов и отдельных линий, если разрядники, установленные на шинах, не обеспечивают должной защиты оборудования; в нейтралях силовых трансформаторов 110-220 кВ, допускающих работу с изолированной нейтралью.

Для эффективной защиты изоляции электроустановок от перенапряжений требуется, чтобы импульсная вольт-секундная характеристика изоляции во всех точках лежала выше соответствующей характеристики разрядника. Трубчатые разрядники имеют крутые вольт-секундные характеристики и поэтому не пригодны для защиты изоляции трансформаторов, выключателей и электрических машин, имеющих относительно пологие вольт-секундные характеристики изоляции. Необходимыми в этих случаях характеристиками обладают вентильные разрядники. Такие разрядники имеют многократный искровой промежуток и включенный последовательно с ним резистор из вилита или тервита с нелинейной рабочей характеристикой, помещенный в герметизированный фарфоровый цилиндр.

В энергосистемах используются вентильные разрядники типов РВС (разрядник вентильный станционный), РВП (разрядник вентильный подстанционный), РВМГ (разрядник вентильный с магнитным гашением), РВМК (разрядник вентильный с магнитным гашением дуги, комбинированный) и РВВМ (разрядник вентильный для вращающихся машин).

Разрядники по назначению делят на четыре группы: 1(тяжелый режим) – для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений; 2,3,4 (легкий режим) – для защиты от грозовых перенапряжений.

Защита электроустановок от внутренних перенапряжений осуществляется с использованием различных средств и методов. Прежде всего стараются ограничить значение внутренних перенапряжений. Это достигается следующим путями: внедрением устройств релейной защиты и автоматики, ограничивающих как значение, так и длительность перенапряжений; установкой в выключателях резисторов, шунтирующих контакты, что приводит к ограничению внутренних перенапряжений при переходных процессах; схемными мероприятиями.

Для защиты электроустановок от внутренних перенапряжений при переходных процессах используют также вентильные разрядники. Условия работы таких разрядников (коммутационных) существенно отличаются от условий работы грозозащитных разрядников. Коммутационные разрядники должны длительно пропускать и затем обрывать токи при перенапряжениях установившегося режима. Грозозащитные разрядники должны быть способны пропустить кратковременный большой импульсный ток и погасить дугу сопровождающего тока. Таким образом, требования к коммутационным разрядникам в отношении их пропускной и дугогасящей способности выше аналогичных требований к грозозащитным разрядникам.

Для защиты электроустановок от внутренних и грозовых перенапряжений разработаны и в последнее время широко применяются нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) на основе окиси цинка, имеющие лучшие характеристики, чем вентильные разрядники. Использование ОПН в распределительных устройствах 110 – 750 кВ электростанций и подстанций позволяет существенно сократить площади ОРУ до 15 %. Ограничители перенапряжений находят широкое применение в электрических сетях более низкого напряжения, в том числе в сетях собственных нужд электростанций для защиты электродвигателей от перенапряжений.

Похожие работы

Выбор и расчет оборудования для депарафинизации нефтяных скважин в условиях НГДУ "ЛН"

Скачать

105990

25

4

... - 78 % Трубы всех типов исполнения, имеют длины: 1 группа - от 5,5 до 8,5 м 2 группа - свыше 8,5 до 10 м.   3.2 Техника и оборудование применяемое для депарафинизации скважин в условиях НГДУ «ЛН» Для депарафинизации скважин в НГДУ “ ЛН” применяют различное оборудование. Краткое их описание и технические характеристики приведены ниже. Наиболее часто применяют для депарафинизации скважин ...

Антикризисный менеджмент и профилактика банкротства на предприятии в современных условиях рыночной экономики на примере НГДУ "Елховнефть"

Скачать

174905

38

3

... покрытия и коэффициент обеспеченности собственными средствами выше своих нормативных значений. Это позволяет сделать вывод об удовлетворительной структуре баланса НГДУ «Елховнефть» и платёжеспособности самого предприятия. 5.АНТИКРИЗИСНЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ НА ПРЕДПРИЯТИИ   5.1      Выявление слабых и сильных сторон в деятельности предприятия   5.1.1. Определение безубыточного объёма продаж и зоны ...