58. Коммутационные средства защиты от перенапряжений. Нелинейные ограничители перенапряжений.
ОПН (ограничитель перенапряжения) – электрический аппарат, предназначенный для защиты оборудования систем электроснабжения от коммутационных и грозовых перенапряжений. ОПН также можно назвать разрядником без искровых промежутков. Нелинейный резистор изготавливают из ZnO + оксиды других Ме (Bi, Sb, Co, Mn, Ni, Cr, Si).
Их решающие преимущества:
отсутствие электро-разрядных явлений и соответствующей вольт-секундной характеристики;
отсутствие проблемы гашения тока сопровождения и, следовательно, отсутствие срезов тока и напряжения;
отсутствие проблемы стабильности разрядных характеристик;
высокая коммутационная способность по току (до 100 кА).
Рис.1.Нелинейный ограничитель перенапряжений:
а) вольтамперные характеристики ОПН-110; б) конструкция: 1-нелинейный резистор; 2 –изоляционная оболочка; 3 –герметичный фланец.
На рис.1 представлены вольтамперные характеристики двух ОПН класса 110 кВ, рассчитанных на наибольшее рабочее напряжение 88 кВ и 73 кВ соответственно. Из рисунка видно, что резистор ОПН переходит из практически не проводящего состояние в проводящее мгновенно при достижении напряжение значения 170кВ и 200кВ соответственно. Т.е. аппарат выполняет функцию разрядника. При этом его срабатывание не лимитируется какой-либо вольт-секундной характеристикой, а происходит всегда при одном напряжении практически независимо от формы импульса.
Больше толковой инфы особо нет.
59. Критерии грозоупорности подстанций высокого напряжения. Схемы грозозащиты подстанций защитными аппаратами.
На подстанциях высокого напряжения сосредоточено основное и самое дорогостоящее оборудование высоковольтной электроэнергетики. Поэтому требование к молниезащите более высокие по сравнению с линиями электропередач. Наряду со стандартными решениями, связанными с применением молниеотводов и систем заземления, предназначенных для защиты подстанции от ударов молнии, подстанцию следует защищать от волн перенапряжений, приходящим в результате ударов молнии в подходящие к подстанции линии электропередачи. Это обеспечивается выбором установкой ОПН, а также обязательной защитой подходов с помощью грозотросов.
Уровень грозоупорности подстанции высокого напряжения, аналогично воздушной ЛЭП определяется верхними пределами амплитуды тока молнии при прямых ударах в подстанцию, при которых ещё не происходит прямого или обратного перекрытия между токоведущими и заземлёнными частями объекта. Данный критерий не применим при оценке защиты от набегающих по линиям волн, так как крутизны фронтов и амплитуды импульсов могут сильно различаться в зависимости от места удара молнии. Поэтому для случая набегающих волн критерием служит кривая опасных волн в координатах крутизна-амплитуда волны напряжения.
Универсальным критерием для подстанций высокого напряжения является среднее ожидаемое число лет безаварийной работы подстанции, которое определяется по числу превышения заданного допустимого уровня перенапряжений вследствие прямых ударов молнии в токоведущие части, обратных перекрытий при ударах в заземлённые элементы, при ударах в зону защищённого подхода и от приходящих по линиям волн перенапряжений.
где ожидаемые среднегодовые
числа превышения допустимого уровня
перенапряжений вследствие прорыва
молнии на подстанцию (
),
обратных перекрытий (
),
набегающих на подстанцию волн
перенапряжений с подходящих линий (
)
и ударов молнии в линию в зоне защищённого
подхода (
).
При этом основной вклад в результирующую
оценку вносят приходящие волны и удары
в линии в зоне подхода к подстанции.
При выборе мест и числа установки на подстанции защитных аппаратов (ОПН, разрядники) исходят из следующих минимальных требований:
Для п/с 330 кВ и выше ОПН устанавливается у каждого трансформатора и реактора.
Для п/с 110‒220 кВ по одному комплекту ОПН на каждую систему шин.
На подстанциях 35 кВ и ниже обязательна установка ОПН в точках соединения кабельных линий с воздушной. Также защищаются токоограничивающие реакторы и силовые трансформаторы. ОПН устанавливаются для защиты коммутационных аппаратов, например, шинных выключателей. Больше толковой инфы особо нет.