Защита подстанций от набегающих волн
Подстанции защищаются от набегающих грозовых импульсов вентильными разрядниками (РВ) и ограничителями перенапряжений (ОПН).
Импульсы грозовых перенапряжений, набегающие на подстанцию, могут иметь разную форму. Полные импульсы, близкие по форме к импульсам тока молнии, возникают при ударах в провода линии, если их амплитуда ниже импульсного разрядного напряжения изоляции линии. Если амплитуда тока молнии выше критического значения и при ударе в провод происходит перекрытие линейной изоляции, то образуется срезанный импульс грозового перенапряжения. Максимальное напряжение срезанного импульса определяется вольт-секундной характеристикой изоляции линии. Импульсы с очень крутым (практически вертикальным) фронтом возникают при ударах молнии в опору или трос с последующим перекрытием линейной изоляции.
Для образования чехла импульсной короны необходима энергия, которая отбирается на фронте импульса. На осциллограмме можно увидеть, что на фронте импульса образуется ступенька при напряжении возникновения импульсной короны. Образование импульсной короны ведет как бы к возрастанию емкости провода, в результате чего заряд на проводе растет не пропорционально напряжению, а в квадратичной зависимости от него. Происходит удлинение фронта импульсной волны. Если импульс короткий или срезанный, то импульсная корона приводит не только к удлинению фронта, но и к понижению амплитуды. В случае полных импульсов влияние импульсной короны сказывается в основном на удлинении фронта и в значительно меньшей степени - на снижении амплитуды. Снижение амплитуды происходит за счет активных потерь при возврате тока волны по земле и может быть рассчитано по формуле
|
|
|
(1)
(см вопрос 13,14) При продвижении волны вдоль линии фронт волны сглаживается (удлиняется) за счет импульсной короны, потерь в земле и в проводах, поэтому выполняют защиту подходов линий от прямых ударов молнии на определенной длине, что к тому же снижает величину тока в разрядниках подстанции. Количество и места установки ОПН и разрядников выбирают так, чтобы расстояние между разрядниками и защищаемыми объектами не превышали безопасной величины (от 30 м до 150 м для разных случаев).
Принцип действия ОПН
Нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН)
При воздействии перенапряжений ОПН переходит в высокопроводящее состояние и проводит импульсы тока в землю. Энергия, поглощаемая при этом ограничителем, позволяет снизить перенапряжения в сети до безопасного для электрооборудования уровня.
ОПН характеризуют величиной номинального напряжения, которая указывается в маркировке ОПН.
|
|
|
Коэффициент нелинейности ОПН составляет α = 0,02÷0,1. ОПН собираются из отдельных дисков (варисторов), которые помещаются в герметичный фарфоровый корпус. ОПН подключаются непосредственно к сети и заземляются через регистратор срабатываний. Малый коэффициент нелинейности ОПН позволяет глубоко ограничивать перенапряжения и применять их в сетях сверхвысокого и ультравысокого классов напряжений.
Различия ОПН и РВ
Основным недостатком вентильного разрядника является сравнительно
невысокая нелинейность резисторов на основе карбида кремния. Значительно
большей нелинейностью обладают резисторы на основе окиси цинка. Вы-
полненные на их базе ОПН позволяют ограничивать коммутационные пере-
напряжения на уровне (1,65..1,8)Uф, а грозовых – на уровне (2,2..2,4)Uф.
Вентильные разрядники характеризуются:
1) номинальным напряжением;
2) наибольшим допустимым длительным напряженим на разряднике;
3) пробивным напряжением на частоте 50 Гц (обычно действующее значение);
4) остающимся напряжением на сопротивлении резистора при определенном импульсном токе (от 5 до 14 кА, в зависимости от типа разрядника), называемом током координации (рис. 5).
|
|
|
5) напряжением гашения – это наибольшее напряжение промышленной частоты на разряднике, при котором надежно обрывается сопровождающий ток (ток гашения).
6) пропускной способностью, то есть минимальным количеством нормированных импульсов тока, которые разрядник должен выдержать без существенного изменения его свойств. Это количество обычно равно 20.
Вентильные разрядники являются другой разновидностью искровых
промежутков, отличающихся слабой неоднородностью электрического поля
и нелинейным резистором для гашения дуги. Отключение возникшего короткого замыкания производится с помо-
щью нелинейного резистора, включенного последовательно с искровым
промежутком. Сопротивление этого резистора велико при рабочем напряже-
нии и резко снижается при повышенном напряжении. Нелинейные резисторы
выполняются в виде дисков, состоящих из карборундового порошка (SiC) и
связующего материала.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 578; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!