Лопатин В.П. Лекции по предмету / 10

Характеристика земли.

Основные вещества, из которых состоит земля - это окись кремния и окись алюминия, которые практически не проводят электрический ток. Проводимость земли объясняется наличием влаги между частицами окислов и растворенных в ней солей. Земля обладает электролитической проводимостью. Бетон в сухом состоянии является хорошим изолятором. Бетон в земле обладает электрической проводимостью, что обусловлено проникновением влаги.

В зимнее время влага замерзает и удельное сопротивление бетона резко увеличивается.

Существует электропроводящий бетон (БетЭл), который может быть использован при сооружении фундаментов под оборудование и опоры, что повысит эффективность их использования в качестве вспомогательных естественных заземлителей.

Нормирование заземляющих устройств.

Нормы на заземляющие устройства определяют условия электробезопасности (ПУЭ 7 изд., 2003, раздел 1, глава 1.7 «Заземляющие и защитные меры электробезопасности».

Технические праметры, характеризующие высоковольтный выключатель

1) номинальное напряжение;

2) номинальный ток;

3) номинальный ток отключения;

4) допустимое (нормированное) относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения для момента расхождения контактов;

5) номинальный ток включения - это ток который выключатель способен включить без приваривания контактов;

6) ток термической стойкости при заданной длительности протекания этого тока (3-4 с);

7) токи электродинамической стойкости, которые могут быть действующем значением или наибольшим (пиковым) значением;

8) собственное время отключения выключателя - это интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения контактов;

9) полное время отключения t_откл - это интервал времени от подачи команды до момента погасания дуги.

Выбор выключателя заключается в обосновании типа выключателя и подборе выключателя с заданными техническими параметрами

Прядок выбора высоковольтного выключателя:

1) выбор начинается с номинального напряжения сети:

2) выбор по длительному току по условию

- максимальный ток нормального режима;

- максимальный ток длительного режима.

Перечисленные 2 тока учитывают аварийные и послеаварийные режимы работы сети. Например, если сеть имеет две параллельные взаиморезервирующие друг друга линии, то максимальный длительный ток в послеаварийном режиме при отключении одной из линий будет равняться двойному расчетному току

3) выбор по симметричному току отключения по условию

,

где -действующее значение периодической составляющей тока КЗ к моменту расхождения контактов;

-действующее значение периодической составляющей тока КЗ от системы;

-действующее значение периодической составляющей тока КЗ от двигателей;

4) определяется нормированное (номинальное) значение апериодической составляющей в токе отключения. Для успешного отключения асимметричного тока КЗ (апериодической составляющей) должно выполняться следующее условие:

,

где - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов;

5) проверка по включающей способности производится по условиям

,

где - ударный ток КЗ;

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;

- номинальный ток включения.

6) проверка на электродинамическую стойкость по сквозным токам КЗ

7) проверка на термическую стойкость производится по тепловому импульсу тока КЗ:

В_к - расчетный тепловой импульс

Расчеты выбора выключателя должны быть занесены в сравнительную таблицу.

Выбор разъединителей

Учитывают место его установки (ЗРУ или ОРУ), предусматривают заземляющие ножи. Выбор производится по напряжению сети, длительному току, электродинамической и термической стойкости. Выбор по отключающей способности не производится, так как разъединители не предусмотрены для отключения токов КЗ.

Методика выбора нелинейных ограничителей перенапряжений

В ОПН используются варисторы на основе оксидно-цинковых материалов. В отличие от вентильных разрядников, имеющих набор последовательно соединенных искровых промежутков и полупроводникового резистора, выполняющего функцию варистора. ОПН не содержит искровых промежутков, а содержит только варистор, представляющий собой поликристаллическую комбинацию оксида цинка с небольшим добавлением оксидов других металлов. Под воздействием импульсных перенапряжений кристаллы ZnO выстраиваются в цепочки, и сопротивление ОПН резко снижается, и он пропускает номинальный разрядный ток, ограничивая перенапряжение на защищаемом оборудовании (ОПН включается параллельно защищаемому оборудованию). Сочетание хорошей проводимости кристаллов ZnO с большим сопротивлением межкристаллических участков определяет высокую нелинейность ВАХ варистора, что обеспечивает практически мгновенный переход ОПН в проводящее состояние и позволяет исключить искровые промежутки.

Для выбора типа ОПН необходимо знать амплитуду ожидаемых импульсов разрядного тока, допустимое внутреннее перенапряжение изоляции электрооборудования и сопротивление заземляющего устройства. ОПН целесообразно подключать на вводах сборных шин, отходящих присоединений и непосредственно у электроприёмника. Схема соединения - с выведенным на землю нулем. ОПН является основным средством защиты электрооборудования станции и сетей от коммутационных и грозовых перенапряжений. Колонка резисторов ОПН опрессовывается в оболочку из атмосферостойкого полимера, который обеспечивает требуемые механические и изоляционные свойства ограничителя. Некоторые ОПН дополнительно покрываются оболочкой из силиконовой резины, что благоприятно сказывается при высоком уровне атмосферных загрязнений.

При выборе ОПН решают следующие задачи:

1) необходимо ограничить коммутационные и грозовые перенапряжения до значений, при которых обеспечивается надежная работа изоляции электроустановки;

2) кратность ограничения перенапряжения имеет значение 1,75 для коммутационных перенапряжений и 2-2,5 для атмосферных перенапряжений.

3) ОПН должен быть взрывобезопасен при протекании токов КЗ в результате внутренних перенапряжений;

4) ОПН должен соответствовать механическим и климатическим условиям эксплуатации.

В сетях 6-35 кВ, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией ёмкостного тока замыкания на землю и допускающих неограниченно длительного протекания однофазного тока КЗ на землю должно выполняться следующее условие выбора ОПН по напряжению:

,

где - наибольшее допустимое рабочее напряжение ОПН;

- наибольшее рабочее напряжение защищаемого оборудования.

Выбор ОПН по номинальному разрядному току производится в случае установки его для защиты от грозовых перенапряжений.

В большинстве случаев номинальный разрядный ток принимают равным 5 кА. Разрядный ток - 10 кА принимают в следующих случаях:

1) в районах с интенсивной грозовой активностью (более 50 грозовых часов в год);

2) схема громозащиты двигателя и генератора, присоединенных к воздушной линии;

3) в районах с высокой степенью промышленных загрязнений;

4) схемы грозозащиты, к которой предъявляются повышенные требования надежности.

Ток срабатывания взрывопредохранительного устройства для сброса давления должен быть не менее чем на 10% больше значения двухфазного или трехфазного наибольшего из них тока КЗ в месте сутановки ограничителя