Защита от волн приходящих по линии.

На рис. 10.10,а приведена расчетная схема, состоящая из выключателя В и разрядника РВ на подходе к подстанции, где установлен трансформатор Т. Объект защищаемой изоляции (З.И.)

U_пад

В

Т

РВ

Рис. 10.10. Схема защиты подстанции.

Характер начального нарастания напряжения в двух точках: на трансформаторе Т за вентильным разрядником РВ и на выключателе В перед РВ по ходу волны (рис. 10.10). При этом в предельном случае не учитываются емкости оборудования, длина ответвления l₂₄=0, приходящая волна принимается с косоугольным фронтом U₀₁=tg₁. При построении напряжений U_т, U_р и U_в и соответст­вующих вольт-секундных характеристик за t=0 для каждой точки принимался момент прохода начала фронта волны в эту точку. На рисунке 10.10 четко прослеживается принцип координации вольт-секундных характеристик изоляции и вентильного разрядника РВ.

Расчет возможных перенапряжений исследуется по методике ЛПИ и ВНИИЭ на анализаторе для ряда конкретных, наиболее типичных схем подстанции 35-750 кВ с учетом характеристик современных разрядников РВС.

Классификация и маркировка РВ.

Для защиты от атмосферных перенапряжений выпускаются следующие се­рии и типы вилитовых разрядников:

— разрядники серии РВС (станционные) на =154 220 кВ;

— серии РВП (подстанционные) облегченной конструкции

=3, б, 10 кВ;

—серии РВВМ для защиты вращающихся машин на =3, 6, 10 кВ;

—типа РВЭ-25 на =25 кВ для защиты тяговых установок;

—серии РВМГ магнитные грозовые;

—серии РВМК комбинированные магнито – вентильные;

—серии РВМКП с повышенным дугогашением.

Разрядники типа РВВМ.

Разрядники для защиты вращающихся машин имеют улучшенные защит­ные характеристики. Это достигается тем, что наряду с шунтировкой активными сопротивлениями (обеспечивающими равномерное распределение напряжения промышленной частоты по комплектам искровых промежутков) используется ёмкостная шунтировка части искровых промежутков. Эта шунтировка, усиливая неравномерности распределения импульсного напряжения по промежуткам, приводит к снижению их пробивного напряжения. Кроме того, путем подбора дисков рабочего сопротивления с лучшей нелинейностью снижают остающееся напряжение разрядника.

Вентильные разрядники с магнитным гашением дуги.

За счет уменьшения количества дисков характеристики РВ могут быть улучшены, но это вызовет увеличение сопровождающего тока, который уже не погасится обычными искровыми промежутками. В РЗВМ в искровых промежут­ках за счет поля постоянных магнитов обеспечивается вращение дуги в кольце­вом зазоре. Возросшая в результате пробоя промежутка дуга под действием магнитного поля с большой скоростью вращается по кольцевой щели, интенсивно охлаждаясь (за 1 полупериод несколько десятков оборотов). Благодаря этому дуга сопровождающего тока 240 300 А максимально надежно гасится при первом переходе через нулевое значение.

РВМГ (магнитные, грозовые) предназначены для защиты подстанций от атмосферных перенапряжений и способны ограничивать внутренние перенапряжения, возникающие при отключении холостых трансформаторов. Пропускная способность этих разрядников увеличена вдвое за счет увеличения диаметра до 150 мм.

Разрядники типа РВМГ рассчитаны на прохождение тока до 400 А при длительности до 2000 мксек. Поэтому они могут быть использованы в сетях 110÷220 кв также для ограничения коммутационных перенапряжений.

В сетях 330 кв и выше применяются специальные комбинированные магнито - вентильные разрядники типа РВМК с обычным дугогашением (k_гаш≈0,7) и типа РВМКП с повышенным дугогaшением (k_гаш≈0,95).

Эти разрядники, устанавливаемые со стороны линии, используются для защиты как от грозовых, так и от коммутационных перенапряжений. Вследствие высокого коэффициента вентильности их сопротивления (α≈0,38) напряжение U_ocт на рабочем тервитовом сопротивлении при протекании расчётного импульсного тока (примерно 10 кА) превышает допустимое напряжение на изоляции U_доп. Для снижения остаточного напряжения часть рабочего сопротивления шунтируется искровыми промежутками, которые пробиваются, когда напряжение на разряднике в целом достигают значения U_доп. Таким образом, при работе разрядника в режиме коммутационных перенапряжений в цепи разрядника включено полное сопротивление, так как напряжение на искровом промежутке недостаточно для срабатывания искровых промежутков. При работе разрядника U_ocт= U_р.г. Комбинированные разрядники располагаются по обеим сторонам участка ЛЭП с линейной стороны за линейным выключателем.

Срок жизни разрядника и готовность к повторному действию определяются пропускной способностью при многократном приложении испытательного тока и напряжений импульсного, коммутационного и промышленной частоты. В отдельных случаях для весьма глубокого ограничения коммутационных перенапряжений могут найти применение также "разрядники ограничители" с рабочим сопротивлением, близким к минимальному, но весьма малым остающимся напряжением и соответственно большим сопровождающим током. Его гашение в наиболее неблагоприятных случаях обеспечивается отключением соответствующего участка сети с помощью выключателя. В таких разрядниках рабочее сопротивление должно иметь весьма большую пропускную способность. Для этих целей могут быть изменены объёмные сопротивления из проводящего бетона типа "бетол", разработанного в СиБНИИЭ.

Тервитовые сопротивления в РВМК-50 включают в три параллельные

цепочки. Для тервитовых сопротивлений при токах 80…3000 А α=0,34…0,38. При таких α остающиеся напряжения при импульсных токах, свойственных грозовому режиму (до 10 кА) выше величин, допускаемых уровнем изоляции. Поэтому часть сопротивления разрядника (R_к-R_г) при работе в грозовом режиме автоматически шунтируется. R_к-общее (полное) сопротивление РВ. Пробивное напряжения шунтирующих искровых промежутков выбирается так, чтобы пробой никогда не проходил при коммутационных напряжениях.