Область применения. Трубчатыми разрядниками в случае применения их для защиты изоляции линий электропередач 3—220 кВ в настоящее время защищаются места пересечений ли­ний

ПРИМЕНЕНИЕ ТРУБЧАТЫХ РАЗРЯДНИКОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИЗОЛЯЦИИ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Трубчатыми разрядниками в случае применения их для защиты изоляции линий электропередач 3—220 кВ в настоящее время защищаются места пересечений ли­ний электропередач между собой, отдельные металличе­ские и железобетонные опоры, деревянные опоры, у ко­торых древесина тела опоры зашунтирована металличе­скими растяжками, деревянные опоры, на которых за­канчивается трос, а древесина зашунтирована заземля­ющими спусками от троса к заземлителям, кабельные концевые муфты в местах перехода воздушных линий в кабель, транспозиционные деревянные опоры с ослаб­ленной междуфазовой изоляцией, линейные разъедини­тели и особо часто поражаемые нормальные деревян­ные опоры, выявленные на линии в процессе эксплуата­ции.

Линии электропередач 3—220 кВ на деревянных опо­рах имеют высокую грозоупорность и при грозах редко отключаются.

Высокий уровень изоляции этих линий по отношению к земле дает возможность волнам атмосферных перена­пряжений с большими амплитудами распространяться далеко по их проводам.

Места с ослабленной изоляцией на таких линиях перекрываются как при близких поражениях линии, так и при отдаленных, и в течение грозового сезона дают большое количество отключений линий. Надежная за­щита трубчатыми разрядниками ослабленных мест, по­дробно перечисляемых ниже, дает значительный эффект и настоятельно рекомендуется как у нас, так и за рубежом.

1. Наиболее часто встречающимся местом с ослаб­ленной изоляцией на линиях электропередач являются воздушные промежутки между проводами пересекаю­щихся линий. Перекрытия таких промежутков нежелательны не только потому, что они вызывают отключе­ния линий, но и потому, что они приводят к поврежде­ниям оборудования.

Перекрытия между линиями высокого напряжения и линиями низкого напряжения и связи представляют прямую опасность для людей.

В том случае, когда перекрытия происходят между линиями высокого напряжения, возникающие короткие замыкания расстраивают работу релейных защит и со­провождаются системными авариями.

При перекрытиях между линиями разных номиналь­ных напряжений в сеть с более низким напряжением попадает более высокое напряжение, которое поврежда­ет оборудование.

Перекрытия воздушных промежутков между прово­дами пересекающихся линий могут происходить или при прямом ударе молнии в пролет пересечения, или от набегающей волны по проводам, как указано на рис. 6-8.

Рис. 6-8. Расчетная схема защиты пересечений линий элек­тропередачи на деревянных опорах без троса между собой.

При выборе величины воздушных промежутков меж­ду проводами линий электропередач 110—220 кВ, пересекающихся между собой и с линиями более низких на­пряжений, исходят из условия прямого удара в пролет пересечения, как более жесткого требования.

Для выбора расстояний между проводами линий 35 кВ и ниже принимают во внимание только набегаю­щие волны с линии.

При прямом ударе молнии в пролет пересечения на­пряжение в месте удара будет повышаться по мере на­растания тока молнии до тех пор, пока не придет к по­раженной точке отраженная волна с обратным знаком от соседних опор. Следовательно, чем скорее возвратит­ся отраженная волна, тем меньше будет напряжение в пораженной точке и тем меньше нужно расстояние между проводами. Возвращение отраженной волны за­висит от электрической прочности изоляции опоры; чем она ниже, тем скорее произойдет по ней разряд, тем ско­рее возвратится отраженная волна. Для снижения раз­рядного напряжения линейной изоляции на опоры, огра­ничивающие пролет пересечения, устанавливаются труб­чатые разрядники.

Пересечения должны защищаться трубчатыми разрядниками, уста­навливаемыми на деревянных опорах, ограничивающих пролеты пересечения линий.

В том случае, когда пересечение линий находится не далее 40 м от опоры, трубчатые разрядники устанав­ливаются только на одной этой ближайшей опоре.

Трубчатые разрядники устанавливаются на опорах обеих линий, как секущей, так и пересекаемой, если они не имеют тросовой защиты. При наличии тросовой за­щиты трубчатые разрядники не устанавливаются.

Расстояния между проводами при пересечении ли­ний электропередачи 35 кв и ниже выбираются, исходя из условий набегания волн с линии. Минимальное рас­стояние для этих линий принимается равным 2 м.

Защита пересечений линий 35 кВ и ниже осуществ­ляется трубчатыми разрядниками, устанавливаемыми на опорах, ограничивающих пролет пересечения.

2. Отдельные металлические, железобетонные или де­ревянные опоры с металлическими растяжками в линиях на деревянных опорах имеют более слабую изоляцию по отношению к земле, чем остальные опоры.

Для защиты ослабленной изоляции на таких опорах устанавливаются трубчатые разрядники.

Если нельзя установить трубчатые разрядники непо­средственно на защищаемой опоре, их можно разме­стить на соседних опорах с обеих сторон, что снижает надежность защиты.

3. Деревянные опоры, на которых заканчивается трос, имеют древесину опор, зашунтированную зазем­ляющими спусками от троса. Поэтому они являются ме­стами с ослабленной изоляцией на линии и так же, как металлические и железобетонные опоры, подлежат за­щите трубчатыми разрядниками.

4. При пересечениях линий электропередач между собой с железными дорогами и при прохождении по за­строенной местности воздушные линии часто перехо­дят в кабельные.

Концевые муфты кабелей, как правило, имеют в не­сколько раз более низкую изоляцию по отношению к земле, чем провода воздушных линий. Поэтому все по­добные переходы (концевые кабельные муфты) защища­ются трубчатыми разрядниками, расположенными на одной и той же опоре с кабельной муфтой. Для сниже­ния разности потенциалов между жилами кабеля и корпусом кабельной концевой муфты заземляющие спуски трубчатых разрядников должны соединяться с корпусом кабельной муфты кратчайшим путем, что по­вышает надежность защиты.

5. На транспозиционных деревянных однотраверсных опорах меняются местами провода различных фаз. При этом древесина траверсы между фазами исключает­ся, что приводит к ослаблений междуфазовой изоляции на этой опоре по сравнению с нормальными анкерными и промежуточными деревянными опорами.

Для защиты междуфазовой изоляции на этой опоре устанавливаются трубчатые разрядники на каждой фазе.

При высоких удельных сопротивлениях грунтов иног­да не заземляют трубчатые разрядники, устанавливае­мые на транспозиционных деревянных опорах, а только электрически соединяют вместе те концы их, которые подлежат заземлению.

Работа трубчатых разрядников без заземления в се­тях с заземленной нейтралью утяжеляется в тех случа­ях, когда они срабатывают на всех трех фазах. Трубча­тый разрядник, который первым гасит дугу, может оказаться включенным на полуторное фазовое напря­жение и не погасить дуги. Поэтому для повышения на­дежности работы трубчатые разрядники, устанавливае­мые на транспозиционных деревянных опорах, целесо­образно заземлять.

6. На линиях электропередач 3—6—10 кВ весьма ча­сто от основной магистрали делают отпайки через ли­нейные (столбовые) разъединители, устанавливаемые на опорах на высоте 10 м от земли. Эти разъединители, как правило, имеют общую металлическую раму для всех трех фаз и привод управления разъединителями. По правилам техники безопас­ности привод должен быть заземлен; тем са­мым заземляется рама разъединителей и шун­тируется древесина опо­ры, на которой установ­лены линейные разъ­единители.

Таким образом, на линии создается точка с ослабленной изоляци­ей по отношению к зем­ле, которая также дол­жна защищаться труб­чатыми разрядниками.

7. На некоторых ли­ниях электропередач, на деревянных опорах име­ются участки, очень часто поражаемые мол­нией. Удары молнии на сравнительно ограни­ченном участке (5— 8 км) и в одни и те же опоры иногда повторяются несколько лет подряд. Такая избирательность разрядов молнии, вероятно, объясняется рельефом местности и проводимостью грунтов, по которым идет трасса линии электропередачи. Весьма часто такая избирательная поражаемость наблю­дается в поймах рек и оврагах. Установка трубчатых разрядников через две-три опоры на таких участках ли­ний дает значительный эффект — сокращает в три—пять раз количество их грозовых отключений. Поэтому целе­сообразно такие участки защищать трубчатыми разряд­никами.

8. При поражениях молнией высоких металлических опор под тросом величина потенциала вершины опоры определяется не только величиной сопротивления ее за­земления, но и величиной индуктивности самой опоры. Поэтому защитный уровень специальных высоких (бо­лее 30 м) переходных опор через реки, ущелья и пр. оказывается ниже обычных опор.

Повышение защитного уровня таких опор может быть произведено снижением сопротивления их зазем­ления, повышением их изоляции (увеличением числа изоляторов в гирлянде) или одновременным примене­нием обоих названных мероприятий.

Однако во многих случаях оказывается более целе­сообразным вместо усиления изоляции и снижения со­противления заземления на таких опорах устанавли­вать трубчатые разрядники. На высоких опорах без тро­са защита гирлянд изоляторов должна осуществляться только с помощью трубчатых разрядников.

9. Все воздушные линии электропередач 35—220 кВ в настоящее время оснащаются устройствами автома­тического повторного включения (АПВ), которые в 90— 95% случаев удерживают в работе отключающиеся линии. Для повышения грузоупорности таких линий целесообразно применять устройства АПВ в сочетании с трубчатыми разрядниками.

ПРИМЕНЕНИЕ ТРУБЧАТЫХ РАЗРЯДНИКОВ В СХЕМАХ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИЙ

Защиту электрооборудования мощных подстанций со стороны линий электропередач 35—110 кВ от набегаю­щих волн атмосферных перенапряжений рекомендуется осуществлять по схеме, приведенной на рис. 6-11.

Рис. 6-11. Нормальная схема защиты подходов линий к подстанциям 35—110—220 кв.

Эта схема применяется для защиты подстанций, к ко­торым подходят воздушные линии электропередачи на деревянных опорах, не защищенные тросом, но имею­щие трос на подходе. Трубчатый разрядник РТ1, уста­навливаемый на опоре в начале тросового подхода (со стороны линии), должен ограничить амплитуду набега­ющих волн на подстанцию до величины, при которой импульсный ток молнии (I_Р), проходящий через вен­тильный разрядник, не превышал бы нормированную ве­личину (5—10 ка_макс)- Величина его в значительной степени зависит от величины сопротивления заземления (Я₃), трубчатого разрядника РТ1 и величины тока (/м), проходящего через него.

Защита мощных подстанций со стороны 3—6— 10 кВ должна быть выполнена по схеме рис. 6-14. Под­ходы линий 3—6—10 кВ к подстанциям от прямых уда­ров молнии,не защищаются, ограничение амплитуд и крутизна волн, набегающих с линии, осуществляется труб­чатыми разрядниками, установленными на подходах. Трубчатый разрядник РТ1 устанавливается на расстоя­нии 180—200 м от подстанции, обычно на третьей или четвертой опоре. Сопротивление заземления его не долж­но превышать 10 О м. Он срезает волны, набегающие с линии. Трубчатый разрядник РТ2 в схеме с воздушным подходом защищает отключенный разъединитель и вы­ключатель и является резервной защитой при ударах молнии на участке линии между трубчатыми разрядни­ками РТ₁ и РТ₂.

Рис. 6-14. Схема защиты мощных подстанций со стороны 3—10 кВ (R_И — импульсное сопротивление заземления).

а — с воздушным подходом; б — с кабельной вставкой на подходе; в — с реактором на фидере.

ПРИМЕНЕНИЕ ТРУБЧАТЫХ РАЗРЯДНИКОВ В СХЕМАХ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

В связи с наличием на станциях генераторов, рабо­тающих на воздушные сети без трансформации напря­жения, и в связи с их низкой импульсной прочностью — в 2—2,5 раза меньшей, чем у трансформаторов того же класса напряжения, защита станций от атмосферных пе­ренапряжений весьма усложняется.

Для защиты генераторов с воздушными подходами линий действующими «Руководящими указаниями по за­щите от перенапряжений электротехнических установок переменного тока 3—220 кВ» рекомендуется при­менять схему рис. 6-15, в которой весьма большое вни­мание уделяется защите подходов к станции. Подход каждой линии к станции защищается от прямых ударов молнии стержневыми молниеотводами и от набегающих волн с линий — тремя комплектами трубчатых разрядни­ков: РТ₁, РТ₂ и РТ₃.

Рис. 6-15. Схема грозозащиты машины с воздуш­ным подходом, защищенным стержневыми мол­ниеотводами.

Трубчатые разрядники РТ₁ устанавливаются в начале защищенного подхода и предназначаются для среза электромагнитных волн, поступающих с линии на защи­щенный подход. Величина сопротивления заземления этих разрядников (R₃) определяется в зависимости от длины защищенного подхода (/) из следующих соотно­шений:

Для облегчения выполнения заземляющих устройств трубчатых разрядников РТ₁ в середине защищенного подхода желательно устанавливать (второй комплект трубчатых разрядников РТ₂. Тогда величина сопротив­ления заземления (К₃) складывается из двух параллель­но соединенных заземлений трубчатых разрядников РТ\ и РТ₂.

Трубчатый разрядник РТ₃ устанавливается на вводе линии и служит для защиты линейного разъединителя или выключателя.

Поиск по сайту: