Можно ли защитить трансформатор трубчатым разрядником?

Для защиты изоляции электрооборудования станций и подстанций, а также линий электропередач от грозовых и коммутационных перенапряжений применяются защитные промежутки, трубчатые разрядники, вентильные разрядники и ограничители перенапряжений. На действующих подстанциях пока основным средством защиты изоляции электрооборудования станции и подстанции являются вентильные разрядники [1]. Защитные промежутки и трубчатые разрядники используются лишь как дополнительное средство. Для пояснения этого на рис.4.2 приведены вольт-секундные характеристики изоляции и защитных аппаратов.

Рис. 4.2. Вольт-секундные характеристики изоляции (2), вентильного разрядника (1), трубчатого разрядника и защитного промежутка (3).

Наклон вольт-секундной характеристики определяется коэффициентом импульса

где U_.имп - импульсное пробивное напряжение; U₅₀ - пробивное напряжение на промышленной частоте.

Коэффициент импульса разрядников III−IV групп k_и = 1,3-1,5, а трубчатых разрядников k_и = 1,8−2,0). Вольт-секундная характеристика вентильного разрядника III−IV групп хорошо согласуется с вольт-секундной характеристикой изоляции и лежит на 20-25 % ниже ее. А вот защитный промежуток и трубчатый разрядник не могут защитить изоляцию во всем диапазоне волн. Поэтому вентильные разрядники (или ОПН) должны быть установлены на всех подстанциях 35 кВ и выше, если к ним подходят воздушные линии [1].

5. Назовите основные виды молниезащиты подстанции

Молниезащита подстанции (в отличие от ЛЭП) должна быть более надежной, так как внутренняя изоляция электрооборудования подстанции имеет небольшие запасы по отношению к импульсным испытательным напряжениям и не обладает свойством самовосстановления после грозового перекрытия.

Она включает в себя следующие обязательные виды защит (ТВН, Костенко[5]):

1) от прямых ударов молнии;

2) от перекрытий при ударах молнии в заземленные конструкции подстанции;

3. от волн, бегущих с линии;

4) от ударов молнии в подход линии к подстанции;

Для защиты подстанции от прямых ударов молнии используется система молниеотводов, возможны два способа защиты ( подробнее смотри вопрос 6.).

Защита от обратных перекрытий

Чаще всего молниеотводы на подстанцию ставят на конструкциях, например, на порталах. При ударе в такой молниеотвод возможны перекрытия гирлянды (рис.5.1).

Напряжение на вершине молниеотвода равно:

.

Напряжение на гирлянде , где- ток молнии;- крутизна тока молнии;- индуктивность молниеотводов;- сопротивление заземления молниеотвода;- напряжение на проводе;U_0,5 – 50% импульсное пробивное напряжение гирлянды. Самый надежный способ предотвратить перекрытие – это уменьшить сопротивление заземления. Поэтому на подстанциях 110 кВ и выше сопротивление заземления должно быть Ом.

Рис. 5.1. Удар молнии в молниеотвод на портале

Но при этом дополнительно [1] от стоек конструкции ОРУ 35 кВ и выше нужно обеспечить растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух направлениях и на каждом направлении должно бытьустановлено не менее одного вертикального электрода длиной 3-5 м ( подобнее смотри рис. 7.2).

На подстанциях 35 кВ R_З слишком большое (10 Ом), поэтому грозоупорность повышается спомощью изоляторов. Гирлянды изоляторов [1] на порталах подстанции 35 кВ с тросовыми или стержневыми молниеотводами и на концевых опорах ВЛ должны иметь 6-8 изоляторов (вместо трех).

Защита подстанции от набегающих волн осуществляется ограничителями перенапряжений или вентильными разрядниками.

Рис. 5.2. Защита подстанции от набегающих волн ограничителями перенапряжений

В “Рекомендациях по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ” [3] сказано, что на вновь строящихся подстанциях нужно ставить только ОПН.

Подход к подстанции должен быть защищен также тщательно, как и сама подстанция, чтобы исключить на нем прорыв, минуя трос и перекрытие гирлянд. Это достигается следующими мерами [1]:

а) уменьшением сопротивления опор подхода R  10 Ом;

б) уменьшением защитного угла троса

• для одностоечных опор  20 - 30; для портальных опор  25 - 30;

в) установкой трубчатых разрядников

• для ЛЭП на металлических и железобетонных опорах на первой опоре;

• для ЛЭП на деревянных опорах на первой и последней опорах с тросом.

(Более подробнее смотри следующий пункт 8)