3. Выбор ограничителей перенапряжений

В 1999 году вышло новое издание “Руководства по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений” 10, в котором сказано, что основным средством снижения перенапряжения на изоляции электрооборудования подстанции являются ОПН и рекомендуется заменить разрядники на ОПН.

В “Рекомендациях по технологическому проектированию подстанций 35-750 кВ ” [15] предписано на всех вновь строящихся подстанциях следует устанавливать только ОПН, поэтому в дипломном проектировании для защиты подстанций от грозовых и внутренних перенапряжений рекомендуется применять только ОПН.

На подстанциях ОПН должны быть обязательно установлены (рис. 20):

- между токоведущими частями и землей перед силовыми трансформаторами;

- в нейтралях силовых трансформаторов.

Рис. 20. Места установки ОПН на подстанции 110 кВ

Защита изоляции подстанции от грозовых перенапряжений

Ограничители перенапряжений появились у нас в стране в 70-х годах, но до сих пор нет единой методики их выбора, что приводит к относительно частому их выходу из строя. ОПН, в отличие от вентильных разрядников, защищают изоляцию электрооборудования, как от грозовых, так и от внутренних перенапряжений. Рассмотрим только защиту от грозовых перенапряжений, так как эта методика приведена в ПУЭ.

. В 7-м издании ПУЭ [13] при защите подстанций от грозовых перенапряжений на ОПН распространена методика выбора вентильных разрядников.

Ограничители перенапряжений для защиты подстанций от грозовых перенапряжений должны отвечать следующим требованиям [13]:

1. Номинальное напряжение разрядника U_{ном. опн} должно соответствовать номинальному напряжению сети U_{ном. сети}.

2. Расстояние до защищаемого объекта не должно превышать значения, указанные в ПУЭ.

В ПУЭ приведены значения L_рв для вентильных разрядников. При использовании ОПН вместо вентильных разрядников расстояние до силовых трансформаторов или другого электрооборудования (L_опн) определяется по формуле 6 [1]:

L_опн = L_рв * (U_исп – U_опн)/ (U_исп – U_рв) (6)

где L_рв - расстояние от разрядника до защищаемого оборудования, м;

U_исп – испытательное напряжение защищаемого оборудования при

полном грозовом импульсе, кВ;

U_опн, U_рв – остающиеся напряжения на ОПН (РВ) при токе 5 кА.

Наибольшие допустимые расстояния (L_рв) от вентильных разрядников до защищаемого оборудования для подстанций с ВЛЭП приведены в ПУЭ.

Рассчитаем L_опн для подстанции на 110 кВ, для этого находим по таблицам следующие данные:

Испытательное напряжение грозовым импульсом трансформаторов на 110 кВ U_исп=480 кВ;U_рв = 335 кВ при токе 5 кА грозового импульса 8/20 мкс;

U_опн =231 кВ при токе 5 кА грозового импульса 8/20 мкс. Из ПУЭ находим, что для подстанции, к которой подходят ЛЭП с негоризонтальным расположением проводов и имеющей подход 2 км наибольшее допустимое расстояние от вентильных разрядников до трансформатора равно L_рв = 60 м (расстояние до остального оборудования 200 м).

По формуле для трансформатора находим:

L_опн = L_рв * (U_исп – U_опн)/ (U_исп – U_рв) =

60*(480-231)/(480-335)=103 м.

Следовательно, если расстояние между ОПН и трансформатором не превышает 103 м, то ОПН надежно защитит трансформатор от грозовых перенапряжений.

Для типовых подстанций 30*48 м² реальное расстояние гораздо меньше и все оборудование надежно защищено одним комплектом ОПН-110 кВ.