ОПН (ограничители перенапряжений нелинейные)

Назначение

Ограничители перенапряжений нелинейные предназначены для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений электрооборудования класса напряжений 150 кВ, работающего в сети с эффективно заземленной нейтралью. ОПН должен длительно выдерживать напряжение определенного уровня. Эта характеристика называется наибольшим длительно допустимым напряжением – UНРО в кВдейств.Зависимость допустимого напряжения на аппарате от времени его воздействия – временная характеристика. Диапазон времен воздействия, содержащийся в каталогах на ОПН, составляет обычно от 0,1 с до 20 мин.защитные уровни аппарата при воздействии грозовых и коммутационных перенапряжений, характеризуемые вольт-амперной характеристикой (ВАХ) рабочего сопротивления ОПН. ВАХ при воздействии коммутационных волн задается при воздействии достаточно длинной волны 30/60 мкс, ВАХ при воздействии грозовых перенапряжений задается при воздействии как полной волны (8/20 мкс), так и короткой волны (например, 1,2/2,5 мкс).

Таким образом, защитные характеристики аппарата зависят от длительности воздействующих на них волн напряжения.

ОПН-35, ОПН-150 или ОПН-220

ОПН-1-2

ОПН-2,5

ОПН-15

ОПН-25

ОПН-27,5

Принцип действия

Ограничитель представляет собой защитный аппарат, состоящий из последовательно соединенных высоконелинейных оксидноцинковых сопротивлений (варисторов) без искровых промежутков, заключенных в полимерный синтетический корпус. При изготовлении внешней изоляции ограничителей наружной установки применяется высококачественная кремнеорганическая резина.

Общий вид и габаритно-присоединительные размеры даны в рис,1

.

Сверху и снизу корпус ОПН замыкается металлическими фланцами, предназначенными для установки на месте монтажа, и для его присоединения к сети. Фланцы выполняются из коррозийно стойкого металла.

Ограничитель перенапряжения нелинейный комплектуется экранным кольцом

Ограничитель имеет изолирующий вывод для соединения с шиной заземления.

Аппарат комплектуется датчиком тока типа ДТУ-02 и пультом измерения для возможности контроля тока проводимости ОПН в процессе эксплуатации без отключения ОПН от сети. Конструкция и принцип действия датчика тока и конструкция и принцип действия пульта измерения даны в разделе 3 технического описания и инструкции по эксплуатации измерительного устройства для контроля тока проводимости ОПН типа УКТ-02.

Защитное действие ограничителя обусловлено тем, что при возникновении в сети перенапряжения, сопротивление варисторов (вследствие высокой нелинейности) устремляется к нулю в течение наносекунд, и через аппарат начинает протекать значительный импульсный ток. В результате, максимальное значение перенапряжения снижается до уровня безопасного для изоляции защищаемого оборудования. После спада импульса высокое сопротивление аппарата восстанавливается. Количество срабатываний аппарата в течение срока эксплуатации не ограничивается. Вольтамперная характеристика приведена на рисунке 2.

Особенности конструкции

1. Низкий уровень отстающих напряжений;

2. Способность рассеивания большой энергии;

3. большая защищаемая зона;

4. Стабильность характеристики;

5.Отсутствие переходных процессов;

6. Устойчивость к атмосферным загрязнениям;

7. Не требует обслуживания на протяжений всего срока службы 25-30лет;

8. Высокая стойкость вибрации;

9. Экономия площади объема.

Область применения

В последнее время рассматривается возможность повышения надежности эксплуатации линейной изоляции путем установки защитных аппаратов типа ОПН на опорах ВЛ.

Эффективность этой меры, в частности, подтверждается опытом эксплуатации подвесных ОПН в электрических сетях Японии. Так, на двухцепных ВЛ, где ОПН установлены на каждой фазе, двухцепных повреждений не наблюдалось, одноцепные повреждения наблюдались примерно в 60% случаев, а в 40% случаев повреждения линейной изоляции ВЛ отсутствовали. На ВЛ же, не оснащенных подвесными ОПН, в 60% случаев наблюдались двухцепные повреждения, в остальных случаях – одноцепные повреждения.

Возможными объектами такой защиты линейной изоляции от грозовых перенапряжений могут являться высокие переходные пролеты через водоемы и другие преграды на рельефе трассы ВЛ, участки ВЛ с ослабленной изоляцией, двухцепные электропередачи с вертикальной подвеской проводов, участки трассы ВЛ, проходящей через районы с локальной повышенной грозопоражаемостью, а также в гололедных районах, где подвеска тросов нецелесообразна.

Вращающиеся машины(железднодорожный транспорт), сети собственных нужд электрических станций, электрические сети насосных и компрессорных станций магистральных нефте- и газопроводов, сети в системах водоснабжения крупных промышленных центров и др.ОПН-35, ОПН-110 или ОПН-220ОПН-1-2ОПН-2,5ОПН-15ОПН-25 ОПН-27,5

Как выбираются

Основные характеристики защитного аппарата типа ОПН предопределяют те предварительные расчеты, которые должны быть проведены при выборе аппаратов. Условия эксплуатации ОПН зависят как от класса напряжения, так и от состава сети.

В связи с этим сети могут быть классифицированы в зависимости от режима заземления нейтрали: сети среднего напряжения 6–35 кВ с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через резистор или дугогасящий реактор (ДГР);

сети высокого напряжения (выше 110 кВ), эксплуатируемые при глухозаземленной нейтрали.

Сети средних классов напряжения можно подразделить на: распределительные сети (воздушные, кабельные или воздушно-кабельные) сети, в состав которых входят вращающиеся машины: сети собственных нужд электрических станций, электрические сети насосных и компрессорных станций магистральных нефте- и газопроводов, сети в системах водоснабжения крупных промышленных центров и др.

1) U н.др. – удерживаемое напряжение, после приложения к ОПН Umax-max линейное напряжение.

2) Расстояние до защищаемого объекта.

Параметры проверки

Наибольшее длительно допустимое напряжение на аппарате (UНРО) должно превышать наибольшее рабочее фазное напряжение сети. В случае же, если в течение достаточно длительного времени напряжение в месте установки ОПН превышает наибольшее рабочее напряжение, необходимо, чтобы выполнялось условие:

UНРО kUНР, где k>1. В качестве расчетных воздействий при установке ОПН на шинах или на трансформаторах, не коммутируемых вместе с ВЛ, должны приниматься стационарные режимы при несимметричном КЗ на шинах подстанции. При установке ОПН на подстанции за линейным выключателем (на линии) или на шунтирующем реакторе, в качестве расчетных коммутаций следует принимать включение ненагруженной ВЛ в цикле АПВ с учетом разброса в действии полюсов выключателя или в цикле ОАПВ. В ряде схем следует учитывать также коммутацию одностороннего отключения ВЛ при действии автоматики приращения асинхронного хода.

Все эти расчеты в настоящее время целесообразно производить с помощью соответствующих программ, в том числе широко используемой в мировой практике исследования электромагнитных переходных процессов в электрических сетях программы EMTP (ATP). При проведении расчетов необходимо регистрировать как максимумы токов в ОПН, так и удельную энергию, поглощаемую в аппаратах в течение переходного процесса. Выбор характеристик ОПН в сетях высоких классов напряжения изложен в документе, изданном РАО «ЕЭС России» [1].

Список литературы

1) А.А. Чунихин «Электрические аппараты»;

2) М.Е. Садовников «Электрические и электронные аппараты» методичка;

3) Интернет.

Поиск по сайту: