ВЫБОР ТРУБЧАТЫХ РАЗРЯДНИКОВ

Выбор трубчатых разрядников осуществляется по:

1. Напряжению сети U_Н.РАЗР = U_{Н. СЕТИ}

2.

3. По отключающей способности

4. По месту установки и расстоянию до защищающего объекта

Для каждой точки электрической сети, где устанав­ливаются трубчатые разрядники, учитываются следующие факторы, определяющие выбор трубчатого разрядника:

а) номинальное напряжение сети;

б) величина тока короткого замыкания в этой точке сети;

в) режим работы нейтрали сети;

г) разрядные характеристики защищаемой изоляции.

Величина тока короткого замыкания в той точке се­ти, где предполагается установить трубчатый разрядник, должна лежать внутри диапазона обрываемых токов, указанных на заводском щитке трубчатого разрядника.

Величина тока короткого замыкания в месте уста­новки трубчатого разрядника зависит от:

а) мощности станций, которые питают место корот­кого замыкания;

б) времени с начала работы трубчатых разрядников;

в) электрической удаленности станций от места уста­новки трубчатого разрядника, т. е. от величины сопро­тивлений элементов электрической цепи, включенных между станциями и местом установки трубчатого раз­рядника;

г) количества сработавших трубчатых разрядников (на одной, двух или трех фазах);

д) величины сопротивления заземления трубчатых разрядников при их срабатывании на одной фазе или на нескольких фазах, но на разных опорах.

Переходный процесс в сети при возникновении ко­роткого замыкания длится около 2—3 сек. При этом че­рез 0,2—0,3 сек на величине тока короткого замыкания начинает сказываться действие автоматических регуля­торов напряжения (АРН) генераторов. Так как трубча­тые разрядники, как правило, отключают ток коротко­го замыкания за один-два полупериода, то действие АРН не учитывается. Рассматривается наибольшее действующее значение полного тока короткого замыка­ния, который имеет место через 0,01 сек.

Рис. 7-1. Кривые изменения тока короткого за­мыкания за первые 5—10 полупериодов.

1 — полный ток короткого замыкания; 2 — апериоди­ческая составляющая тока к. з.; 3 — периодическая составляющая тока к. з.

На рис. 7-1 показаны кривые изменений тока короткого замы­кания в точке, удаленной от источников питания, за время, равное полупериодам с момента его возникновения. Из рис. 7-1 видно, что кривая полного тока короткого замыкания (Iкз) в на­чале процесса в первые 4—5 полупериодов смещена относительно оси времени. Смещение обусловлено тем, что переход от нормаль­ного режима к режиму короткого замыкания в цепи, содержащей активное и индуктивное сопротивления, не может произойти мгно­венно, а происходит постепенно. Магнитный поток индуктивности

сцепленный с контуром электрического тока, обладает инерцией — при всяких изменениях он стремится остаться неизменным и при увеличении тока наводит э. д. с., направленную против этого тока. В начальный момент ток в цепи сохраняет свою величину благодаря появлению свободного тока с противоположным направлением что приводит к смещению полного тока относительно оси времени. Пол­ный ток короткого замыкания может быть разложен на две состав­ляющие:

а) свободный апериодический ток /_а;

б) вынужденный периодический ток /_п.

Трубчатые разрядники обычно отключают ток корот­кого замыкания при первом — втором переходе его через нулевое значение. Поэтому при выборе типа трубчатого разрядника по обрываемым токам нужно руководство­ваться величиной действующего значения тока короткого замыкания в первый полупериод. (При этом верхний пре­дел тока, обрываемого трубчатым разрядником, указан­ный на заводском щитке трубчатого разрядника, должен быть больше максимального действующего значения то­ка короткого замыкания (с учетом апериодической со­ставляющей) в той точке сети, где устанавливается дан­ный трубчатый разрядник, а нижний предел—не больше минимального возможного в данной точке сети зна­чения тока короткого замыкания (без учета апериоди­ческой составляющей). В практике для выбора трубча­тых разрядников пользуются теми значениями токов короткого замыкания, которые даются расчетными отде­лами и группами настройки релейных защит и проверки аппаратуры высокого напряжения. Обычно для одно­фазного, двухфазного и трехфазного токов короткого замыкания определяются:

1) действующее значение периодической составляю­щей тока короткого замыкания при времени t=0 (время первого полупериода);

2) действующее значение периодической составляю­щей тока короткого замыкания при t = 0,1 сек (время действия отключающей аппаратуры);

3) действующее значение периодической составляю­щей установившегося тока короткого замыкания при t = 3—5 сек.

При выборе трубчатых разрядников учитывается ре­жим работы нейтрали сети, в которой будут работать трубчатые разрядники. Для сети с изолированной или компенсированной нейтралью выбор трубчатых разрядников производится по наибольшему току двух- или трехфазного замыкания на землю. Для сети с заземлен­ной нейтралью выбор трубчатых разрядников произво­дится по наибольшим токам однофазного и многофазно­го коротких замыканий на землю.

При выборе трубчатых разрядников для сети с изо­лированной нейтралью следует иметь в виду, что весьма малые токи, соответствующие значениям тока однофаз­ного замыкания на землю, трубчатыми разрядниками гасятся, хотя это и не указывается на их заводском щит­ке. На основании многолетнего эксплуатационного опыта можно считать, что трубчатые разрядники в сетях 6 и 10 кВ отключают емкостные токи до 80—90 А, а в сетях 20 и 35 кВ — до 15 А.

В сетях с заземленной нейтралью при срабатывании трубчатого разрядника на одной фазе, через него про­ходит ток однофазного короткого замыкания, величина которого, кроме сопротивления цепи до трубчатого раз­рядника, определяется также величиной сопротивления заземляющего устройства; Сопротивление заземления трубчатого разрядника в некоторых случаях может огра­ничить величину однофазного тока короткого замыкания настолько, что она окажется меньше тока нижнего пре­дела трубчатого разрядника, и трубчатый разрядник не сможет его оборвать. Длительное горение дуги в трубча­том разряднике приведет к выгоранию газогенерирующей трубки трубчатого разрядника и к перекрытию по поверхности.

Приближенный расчет величины периодической составляющей однофазного тока короткого замыкания можно производить по формуле:

где U— линейное номинальное напряжение сети, кВ;R, X — активное и реактивное сопротивления одной фазы цепи короткого замыкания, О м.

Рис. 7-2. Зависимость величины тока однофаз­ного короткого замыкания ()и отноше­ния полного тока трехфазного короткого замы­кания к симметричной составляющей тока одно­фазного короткого замыкания от ве­личины сопротивления заземления (R3) в ме­сте короткого замыкания.

Точка А вблизи источника питания; точка Б удалена от источника питания.

Рис. 7-3. Зависимость величины сопротивления дуги в трубчатом разряднике 6 кВ от величины обрываемого тока.

1 - полный ток к. з.; 2 — периодическая составляю­щая тока к. з.

Рекомендуется выбирать следую­щие величины сопротивления заземления трубчатых раз­рядников:

1. Трубчатые разрядники, установленные на опорах линии электропередач, должны иметь величину импульс­ного сопротивления заземления около 10—20 Ом.

2. Трубчатые разрядники, установленные на опорах подходов линии электропередач к подстанции, должны иметь величину импульсного сопротивления заземления для средних грунтов не более 10 О м.

3. Трубчатые разрядники, устанавливаемые на опо­рах подходов линий к подстанциям и станциям с вра­щающимися машинами, присоединенными к шинам дан­ного номинального напряжения, должны иметь величи­ну импульсного сопротивления заземления около 3—5 О м.

При выборе трубчатых разрядников должно быть учтено их номинальное напряжение — оно должно лежать выше величины возможных внутренних перена­пряжений. Пробивное напряжение трубча­тых разрядников определяется величиной внешнего и внутреннего искровых промежутков. В электрическом отношении искровые промежутки представляют собой две последовательно включенные емкости, и приложен­ное напряжение распределяется обратно пропорциональ­но величинам их емкостей. Определяющую роль в вели­чине пробивного напряжения трубчатых разрядников играет величина внешнего искрового промежутка.

При выборе трубчатых разрядников в каждом кон­кретном случае должна проверяться надежность защи­ты путем сравнения вольт-секундных характеристик изоляции и трубчатых разрядников и согласовываться регулировкой внешних искровых промежутков трубча­тых разрядников. После выбора величины внешнего искрового промежутка трубчатого разрядника прове­ряется надежность защиты путем сравнения вольт-се­кундной характеристики трубчатого разрядника и защи­щаемой им изоляции. Вольт-секундная характеристика трубчатого разрядника должна лежать ниже вольт-секундной характеристики защищаемой изоляции не ме­нее, чем на 25—30% своего разрядного напряжения. Обе вольт-секундные характеристики должны на всем протяжении идти параллельно и не иметь пересечений. За вольт-секундную характеристику изоляции прини­мается нижняя огибающая разбросов ее пробивных на­пряжений.

Поиск по сайту: