Защита от перенапряжения лэп

Разновидности защитного оборудования ВЛ от перенапряжений

В электрических сетях перенапряжение – это непродолжительное повышение напряжения до значений, которые могут быть опасными для изоляции действующего электрооборудования.

Подобные процессы могут возникать в результате электромагнитных колебательных процессов, которые появляются при изменении режимов работы электрических сетей или при разрядах молнии.

При атмосферном перенапряжении между нижней частью грозового облака, имеющей отрицательный заряд, и земной поверхностью с положительным зарядом получается своего рода конденсатор.

По мере того, как накапливаются заряды, между обкладками природного конденсатора начинает расти и напряжённость электрического поля. При достижении напряжённости значений 25-30 кВ/см происходит ионизация воздуха с последующим развитием разрядов от облаков на земную поверхность.

Перед непосредственным разрядом молнии в проводах ВЛ появляется электрический ток, который обусловлен притягиванием с дальних участков линии к месту появления облака положительных зарядов.

Сразу после разряда электрическое поле пропадает из-за нейтрализации зарядов природного конденсатора, а накопившиеся в ВЛ заряды электрическим полем больше не удерживаются и растекаются к обоим её концам.

Таким образом, появляются две электромагнитные волны индуцированного перенапряжения, которые движутся по ВЛ в противоположных направлениях с очень высокой скоростью. В данном случае появление прямого удара молнии в линию не считается обязательным.

Однако, если всё же это произошло, то образуются две волны перенапряжения, идущие вдоль линии в противоположные стороны. При прямых ударах молнии перенапряжение особенно велико, когда величина тока может достигать, как правило, 25 кА, в редких случаях — 200 кА.

В итоге между землёй и проводами возникает высокое напряжение, величина которого может превышать электрическую прочность изоляции на электрооборудовании подстанции или воздушной линии, что приводит к её пробою или перекрытию.

В настоящее время существуют следующие разновидности защитного оборудования:

Электрическое оборудование подстанций (ПС) от прямых ударов молнии защищается при помощи вертикальных и горизонтальных стержневых молниеотводов.

Вертикальный стержневой молниеотвод – это высокая специальная опора, вдоль которой проложен стальной провод, соединённый с заземлителем.

Горизонтальный молниеотвод – это отдельный провод, который располагается над фазными проводами. Высота расположения данного провода получается расчётным путём, чтобы повысить эффективную защитную зону, где происходит перехват молнии и отвод в землю.

При большой площади размещения ПС используется целый защитный комплекс, состоящий из 2-ух, 4-х вертикальных молниеотводов. При этом значительно повышается общая эффективность защиты от разрядов молнии.

Защита воздушных линий электропередач

Защита ВЛ осуществляется тросовым молниеотводом, который для отвода разрядов молнии в землю присоединяется к заземляющему устройству, называемому заземлителем. Заземлитель выполняется из стальной трубы, прутка, уголка, вбиваемого прямо в землю на определённую глубину, зависящую от сопротивления земли.

Защита зданий на открытых распределительных устройствах подстанции. Данный тип защиты осуществляется благодаря заземлению специальной сетки, железобетонных несущих конструкций или металлических покрытий кровли.

В случае отсутствия металлического покрытия на крышах зданий устанавливается стержневой молниеотвод.

Защита распределительных сетей

В данном случае речь идёт о трубчатых и вентильных разрядниках, о специальных защитных промежутках между изоляторами. Разрядник настраивается таким образом, чтобы пробой его разрядных промежутков происходил при возникновении следующих перенапряжений:

— в электроустановках до 35 кВ — при 9 разовом превышении номинального напряжения; — в ЭУ 35 кВ — при 4 разовом превышении; — в установках 110 кВ и выше — при 2 кратном превышении.

При пробое импульс напряжения «уходит» в землю, а электрическая дуга при этом гаснет в разрядниках при переходе тока через ноль.

Защита ВЛ и подходов 35-220 кВ от атмосферных перенапряжений — Электрические сети энергоемких предприятий

5-4. ЗАЩИТА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 35—110—220 кВ

Линии 35 кВ, выполненные на деревянных опорах, не защищаются тросами по всей длине, потому что эти линии имеют относительно малое удельное число отключений и малый коэффициент перехода импульсной искры в устойчивую силовую дугу тока короткого замыкания. При этом следует учитывать, что волна перенапряжения от прямого удара молнии в линию с деревянными опорами (без троса) распространяется на значительные расстояния в обе стороны от места прямого удара, так как деревянные опоры имеют высокий уровень изоляции. В связи с тем, что амплитуда волны перенапряжения остается значительной на сравнительно больших расстояниях от места повреждения, элементы линии с пониженной изоляцией, а именно отдельные металлические и железобетонные опоры, концевые опоры с тросом, подлежат обязательной защите трубчатыми разрядниками.
На линиях 35 кВ с металлическими или железобетонными опорами защита от прямых ударов молнии не предусматривается. Прямой удар молнии в линию без троса обычно поражает один из проводов и вызывает перекрытие фазы на землю. В сетях 35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью дуга, вызванная замыканием на землю, гаснет обычно в течение нескольких периодов и, следовательно, не вызывает отключения линии. Отключение линии происходит вследствие возникновения междуфазного короткого замыкания в результате обратного перекрытия на неповрежденных фазах. Защитный уровень таких линий не превышает 45 кА. Повысить защитный уровень их можно только путем снижения импульсного сопротивления заземления опор с 10 до 5 Ом. Это мероприятие целесообразно проводить при грунтах, имеющих удельное сопротивление.
Согласно требованиям ПУЭ на линиях электропередачи 35 кВ металлические и железобетонные опоры должны быть заземлены. Требуемое сопротивление растекания контура заземления опор должна иметь величину, указанную в § 6-8.
Линии напряжением- 110—220 кВ на металлических и железобетонных опорах согласно ПУЭ должны быть по всей длине защищены тросами. Сооружение линий 110—220 кВ без защиты тросами допускается:

  1. в районах со слабой грозовой деятельностью при средней продолжительности гроз менее 20 ч в год;
  2. на участках трассы, где гололедные отложения имеют толщину стенки более 20 мм, т. е. в особо гололедных районах.

Линии электропередачи 110—220 кВ на деревянных опорах не следует защищать тросом. Места же с ослабленной изоляцией на этих линиях (отдельные металлические и железобетонные опоры, а также деревянные концевые опоры с тросом) должны быть защищены трубчатыми разрядниками.
Защитный угол тросовых молниеотводов должен быть равен: при одностоечных металлических и железобетонных опорах с одним тросом 30°; при горизонтальном расположении проводов на опорах из любого материала с двумя тросами 20°.
При защите линии двумя тросами расстояние между ними должно быть не более 5-кратного расстояния между тросами над проводами.
Расстояния по вертикали между тросами и проводами линии электропередачи в середине пролета без учета отклонений их ветром при температуре +15°С по условиям грозовых перенапряжений должны быть не менее величин, приведенных в табл. 5-3.
Таблица 5-3
Расстояния по вертикали между тросами и проводами линий электропередачи в середине пролета при f. = + 15° С и неотклоненных проводе и тросе

Расстояние по вертикали между проводами и тросами, м

Пролет между опорами, м

Расстояние по вертикали между проводами и тросами, м

Все металлические и железобетонные опоры с тросами должны быть заземлены согласно рекомендациям, приведенным в § 6-8. Крепление троса на всех опорах линий 220 кВ производится через изолятор, шунтируемый искровым промежутком длиной 40 мм, который вполне надежно гасит дугу сопровождающего тока. Эти данные хорошо подтверждаются опытом эксплуатации разземленных тросов на линиях электропередачи. На каждом анкерном участке длиной до 10 км трос заземляется в одной точке специальной перемычкой на анкерной опоре.

При большой длине анкерных пролетов количество точек заземления в пролете выбирается так, чтобы при наибольшей величине продольной э. д. с., которая наводится в тросе при коротких замыканиях на линии, не происходило пробоя искровых промежутков. Линии электропередачи напряжением 220 кВ на подходе к подстанции длиной 2—3 км заземляются на каждой опоре,
если тросы не используются для емкостного отбора или связи. На линиях электропередачи 35—110 кВ изолированное крепление троса производится только на металлических и железобетонных анкерно-угловых опорах.

5-5. ЗАЩИТА ПОДХОДОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ К ПОДСТАНЦИЯМ 35—110—220 кА

Защита линий электропередачи от прямых ударов молнии на подходах к ОРУ подстанций осуществляется подвеской тросовых молниеотводов на участке длиной 1—2 км от подстанций. Тросовая защита всей линии исключает необходимость каких-либо специальных мероприятий на подходе к линии подстанции.

Рис. 5-11. Схема защиты подстанции 35—110— 220 кВ.
а — линии на деревянных опорах; б — линии 35 кВ на металлических или железобетонных опорах; в — линии 110—220 кВ на металлических или железобетонных опорах.


Рис. 5-12. Схема защиты подходов к подстанциям напряжением 35 и 110 кВ, включенным отпайкой к действующим линиям.
а — действующая линия выполнена на деревянных опорах без троса; 6 — действующая линия выполнена на металлических или железобетонных опорах без троса; е — действующая линия защищена по всей длине тросами.

Схема для нормального режима защиты подстанции напряжением 35—110—220 кВ приведена на рис. 5-11. Тросовые молниеотводы линий 35—110 кВ на подходе к ОРУ подстанции должны иметь защитный угол не более 30°. На подходах линий 220 кВ ПУЭ рекомендуют применять защитный угол не более 20°. Защита подходов к подстанциям 35 и 110 кВ с мощностью установи ленных трансформаторов до 40 000 кВА, присоединяемых без выключателей на стороне высшего напряжения к действующим ВЛ посредством коротких ответвлений, (отпаек), осуществляется в зависимости от конструкции действующей линии по одной из приведенных ниже схем.

  1. Действующая линия выполнена на деревянных опорах без троса. Схема защиты отпайки приведена на рис. 5-12,а. В этой схеме в нормальном режиме на ВЛ устанавливается по обе стороны от места отпайки по 1 компл. трубчатых разрядников РТ* с сопротивлением заземления не более 5 Ом. Если указанной величины сопротивления достигнуть трудно, устанавливается еще по комплекту трубчатых разрядников РТ2, показанных, на рис. 5-12 пунктиром. В этом случае сопротивление заземления R каждого комплекта трубчатых разрядников должно быть не выше 10 Ом.
  2. Действующая линия выполнена на металлических или железобетонных опорах без троса. Схема защиты, отпайки представлена на рис. 5-12,6. В этом случае трубчатые разрядники не устанавливаются на линии. Сопротивление заземления каждой из двух ближайших к подстанции опор по обе стороны от отпайки и непосредственно на отпайке не должно превышать 10 Ом.

При длине отпайки до 200 м ее защищают от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми молниеотводами высотой ha с расстоянием между ними s., определяемым из соотношения s=8ha, где Аа — активная высота молниеотвода.

  1. Действующие линии защищены по всей длине тросами. Ответвления также подлежат защите от прямых ударов молнии тросовыми или стержневыми молниеотводами. На концевой опоре у подстанции устанавливается трубчатый разрядник РТ1.

5-6. ЗАЩИТА МЕСТ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ МЕЖДУ СОБОЙ

Линии электропередачи обычно имеют взаимные пересечения и пересечения с линиями низкого на пряжения, связи и сигнализации. На линиях электропередач для электроснабжения промышленных предприятий такие пересечения встречаются особенно часто. Поэтому вопросу пересечений при проектировании и изыскании линий электропередачи промышленного назначения уделяется особое внимание, поскольку они оказывают влияние на конструкцию линии. С точки зрения защиты линий от атмосферных перенапряжений пересечения должны выполняться так, чтобы они не являлись по уровню изоляции слабым местом по сравнению с остальной частые линии. Место пересечения целесообразно выбирать возможно ближе к опоре пересекающей линии, что обычно позволяет обеспечить требуемые по условиям грозозащиты расстояния между пересекающимися проводами (и тросами).
Согласно рекомендациям ПУЭ расстояния по вертикали между проводами пересекающихся линий или между проводом и тросом должны быть не менее приведенных в табл. 4-5. При определении расстояния между проводами в пролете пересечения следует учитывать возможность поражения молнией обеих воздушных линий и принимать решение для наиболее неблагоприятного случая. Если верхняя линия защищена тросом, то следует учитывать возможность поражения только нижней линии. На линиях с деревянными опорами, не защищенных тросами, на опорах, ограничивающих пролет пересечения, должны устанавливаться трубчатые разрядники. На линиях 35 кВ и ниже допускается применять вместо трубчатых разрядников защитные промежутки, но при этом на линиях должны быть АПВ. Если расстояние от места пересечения до ближайшей опоры линии составляет не более 40 м, то разрядники или защитные промежутки должны устанавливаться только на ближайшей от места пересечения опоре. Не требуется применения мер защиты в виде установки трубчатых разрядников или защитных промежутков при расстоянии между проводами пересекающихся линий, равном или большем:
7 м — при пересечении линий 330—500 кВ между собой и с ВЛ более низких напряжений;

Смотрите так же:  Ошибки при монтаже узо

6 м — при пересечении линий 150—220 кВ между собой и с линиями более низких напряжений;

5 м — при пересечении линий 35—110 кВ между собой и с ВЛ более низких напряжений;
4 м — при пересечении линий 6—35 кВ между собой и с линиями более низких напряжений.

Защита от перенапряжений, заземление воздушных линий электропередач.

Воздушные линии электропередач напряжением 110-500 кВ с металлическими и железо-бетонными опорами должны быть защищены от прямых ударов молнии тросами по всей длине линии.

Для воздушных линий электропередач напряжением до 35 кВ применение грозозащитных тросов не требуется кроме участков, отходящих от подстанции. Воздушные линии 110 кВ на деревянных опорах, как правило, не должен защищаться тросами.

Крепление тросов на всех опорах воздушных линий электропередач 110-500 кВ должно быть выполнено при помощи изолятора, шунтированного искровым промежутком.

На каждом анкерном участке длиной 10 км тросы должны быть заземлены в одной точке путём устройства специальных перемычек на анкерной опоре.

Изолированное крепление троса рекомендуется выполнять стеклянными изоляторами.

На подходах воздушных линий электропередач 110-330 кВ к подстанциям на длине 2-3 км и на подходе ВЛ 500 кВ на длине не менее 5 км, если тросы не используются для ёмкостного отбора, плавки гололёда или связи, их следует заземлять на каждой опоре.

На воздушных линиях электропередач 150 кВ и ниже, если не предусмотрена плавка гололёда на тросе, изолированное крепление троса следует выполнять только на металлических и железобетонных анкерных опорах.

На переходах воздушных линий через реки, ущелья и т.п. при высоте опор более 40 м и отсутствии на опорах троса должны устанавливаться трубчатые разрядники.

На воздушных линиях электропередач должны быть заземлены:

— опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты;

— железобетонные и металлические опоры ВЛ 3-35 кВ;

— опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы, разъединители или другие аппараты;

— металлические и железобетонные опоры ВЛ 110-500 кВ без тросов и других устройств грозозащиты, если это необходимо по условиям обеспечения надёжной работы релейной защиты и автоматики.

Железобетонные фундаменты опор воздушных линий электропередач могут быть использованы в качестве естественных заземлителей при осуществлении металлической связи между анкерными болтами и арматурой фундамента.

Для заземления железобетонных опор в качестве заземляющих проводников следует использовать всё те же элементы продольной арматуры стоек, которые металлически соединены между собой и могут быть присоединены к заземлителю.

Оттяжки железобетонных опор должны использоваться в качестве заземляющих проводников дополнительно к арматуре.

Тросы и детали крепления изоляторов к траверсе железобетонных опор должны быть металлически соединены с заземляющим спуском или заземлённой арматурой. Сечение каждого из заземляющих спусков на опоре воздушной линии должно быть не менее 35 мм 2 .

Заземлители воздушных линий электропередач, как правило, должны находиться на глубине не менее 0,5 м, а в пахотной земле – 1 м.

Защита от перенапряжений, заземление

Защита от перенапряжений, заземление

Вопрос 317. Как должны быть защищены от прямых ударов молнии воздушные линии с металлическими и железобетонными опорами?

Ответ. Воздушные линии 110–750 кВ должны быть защищены тросами по всей длине. Сооружение ВЛ 110–500 кВ или их участков без тросов допускается:

1) в районах с числом грозовых часов в году менее 20 и в горных районах с плотностью разрядов на землю менее 1,5 на 1 км 2 в год;

2) на участках ВЛ в районах с плохо проводящими грунтами;

3) на участках трассы с расчетной толщиной стенки гололеда более 25 мм;

4) для ВЛ с усиленной изоляцией провода относительно заземленных частей опоры при обеспечении расчетного числа грозовых отключений линии, соответствующего расчетному числу грозовых отключений ВЛ такого же напряжения с тросовой защитой.

Воздушные линии 110–220 кВ, предназначенные для электроснабжения объектов добычи и транспорта нефти и газа, должны быть защищены от прямых ударов молнии тросами по всей длине (независимо от интенсивности грозовой деятельности и удельного эквивалентного сопротивления земли) (п. 2.5.116).

Вопрос 318. Какими аппаратам должны защищаться гирлянды изоляторов единичных металлических и железобетонных опор, а также крайних опор участков с такими опорами и другие места с ослабленной изоляцией на ВЛ с деревянными опорами?

Ответ. Должны защищаться защитными аппаратами, в качестве которых могут использоваться вентильные разрядник (РВ), ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН), трубчатые разрядники (РТ) и искровые промежутки (ИП) (п. 2.5.119).

Вопрос 319. Чем необходимо руководствоваться при выполнения защиты ВЛ от грозовых перенапряжений тросами?

Ответ. Необходимо руководствоваться следующим:

1) одностоечные металлические и железобетонные опоры с одним тросом должны иметь угол защиты не более 30°, а опоры с двумя тросами – не более 20°;

2) на металлических опорах с горизонтальным расположением проводов и с двумя тросами угол защиты по отношению к внешним проводам для ВЛ 110–330 кВ должен быть не более 20°, для ВЛ 500 кВ – не более 25°, для ВЛ 750 кВ – не более 22°. В районах по гололеду IV и более и в районах с частой и интенсивной пляской проводов для ВЛ 110–330 кВ допускается угол защиты до 30°;

3) на железобетонных и деревянных опорах портального типа допускается угол защиты по отношению к крайним проводам не более 30°;

4) при защите ВЛ двумя тросами расстояние между ними на опоре должно быть не более 5-кратного расстояния по вертикали от тросов до проводов, а при высоте подвеса тросов на опоре более 30 м расстояние между тросами должно быть не более 5-кратного расстояния по вертикали между тросом и проводом на опоре, умноженного на коэффициент, равный где h – высота подвеса троса на опоре (п. 2.5.120).

Вопрос 320. Какими должны быть расстояния по вертикали между тросом и проводом ВЛ в середине пролета без учета отклонения их ветром по условиям защиты от грозовых перенапряжений?

Ответ. Должны быть не менее приведенных в табл. 2.5.16 и не менее расстояния по вертикали между тросом и проводом на опоре.

При промежуточных значениях длин пролетов расстояния определяются интерполяцией (п. 2.5.121).

Наименьшие расстояния между тросом и проводом в середине пролета

Вопрос 321. Как заземляются тросы на анкерных участках?

Ответ. На каждом анкерном участке длиной до 10 км тросы должны быть заземлены в одной точке путем устройства специальных перемычек на анкерной опоре. При большей длине анкерных пролетов количество точек заземления в пролете выбирается таким, чтобы при наибольшем значении продольной электродвижущей силы, наводимой в тросе при коротком замыкании (КЗ) на ВЛ, не происходил пробой ИП (п. 2.5.122).

Вопрос 322. Чем должны быть шунтированы изоляторы, на которых подвешен трос?

Ответ. Должны быть шунтированы искровым промежутком. Размер ИП выбирается минимально возможным по следующим условиям:

1) разрядное напряжение ИП должно быть ниже разрядного напряжения изолирующего тросового крепления не менее чем па 20 %;

2) ИП не должен перекрываться при однофазном КЗ на землю на других опорах;

3) при перекрытиях ИП от грозовых разрядов должно происходить самопогасание дуги сопровождающего тока промышленной частоты (п. 2.5.122).

Вопрос 323. Как должны быть защищены от грозовых перенапряжений кабельные вставки в ВЛ?

Ответ. Должны быть защищены по обоим концам кабеля защитными аппаратами. Заземляющий зажим защитных аппаратов, металлические оболочки кабеля, корпус кабельной муфты должны быть соединены между собой по кратчайшему пути. Заземляющий зажим защитного аппарата должен быть соединен с заземлителем отдельным проводником.

Не требуют защиты от грозовых перенапряжений:

1) кабельные вставки 35-220 кВ длиной 1,5 км и более в ВЛ, защищенные тросами;

2) кабельные вставка в ВЛ напряжением до 20 кВ, выполненные кабелями с пластмассовой изоляцией и оболочкой, длиной 2,5 км и более и кабелями других конструкций длиной 1,5 км и более (п. 2.5.124).

Вопрос 324. Каким должно быть наименьшее изоляционное расстояние по воздуху (в свету) от токоведущих частей до заземленных частей опоры для ВЛ, проходящих на высоте до 1000 м над уровнем моря?

Ответ. Должно быть не менее приведенных в табл. 2.5.17.

Допускается снижение этих значений при условии уменьшения общего уровня грозоупорности ВЛ не более чем на 20 % (п. 2.5.125).

Наименьшее изоляционное расстояние по воздуху (в свету) от токоведущих частей до заземленных частей опоры

* В знаменателе – промежуток «провод шлейфа – стойка анкерно-угловой опоры», в числителе – все промежутки, кроме промежутка «провод – опора» для средней фазы, который должен быть не менее 480 см.

Вопрос 325. Какими должны быть наименьшие расстояния на опоре между проводами ВЛ в месте их пересечения между собой при транспозиции, ответвлениях, переходе с одного расположения проводов на другое?

Ответ. Должны быть не менее приведенных в табл. 2.5.18 (п. 2.5.126).

Наименьшее расстояние между фазами на опоре

* При значениях расчетной кратности внутренних перенапряжений менее 2,1 допустимые изоляционные расстояния пересчитываются пропорционально.

Вопрос 326. Какие элементы должны быть заземлены на ВЛ?

Ответ. Должны быть заземлены:

1) опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства молниезащиты;

2) железобетонные и металлические опоры ВЛ 3-35 кВ;

3) опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители и другие аппараты;

4) металлические и железобетонные опоры ВЛ 110–500 кВ без тросов и других устройств молниезащиты, если это необходимо по условиям обеспечения работы релейной защиты и автоматики.

Деревянные опоры и деревянные опоры с металлическими траверсами ВЛ без грозозащитных тросов или других устройств молниезащиты не заземляются (п. 2.5.129).

Вопрос 327. Какими должны быть сопротивления заземляющих устройств, приведенных в п. 1 ответа на вопрос 325, при их высоте до 50 м?

Ответ. Должны быть не более приведенных в табл. 2.5.19; при высоте опор более 50 м – в 2 раза ниже по сравнению с приведенными в табл.2.5.19. На двухцепных и многоцепных опорах ВЛ, независимо от напряжения линии и высоты опор, рекомендуется снижать сопротивления заземляющих устройств в 2 раза по сравнению с приведенными в табл. 2.5.19 (п. 2.5.129).

Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор BЛ

Вопрос 328. При каких условиях должны обеспечиваться и измеряться сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ?

Ответ. Должны обеспечиваться и измеряться при токах промышленной частоты в период их наибольших значений в летнее время. Допускается производить измерение в другие периоды с корректировкой результатов путем введения сезонного коэффициента (п. 2.5.129).

Вопрос 329. Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей?

Ответ. Могут быть использованы железобетонные фундаменты опор ВЛ 110 кВ и выше при осуществлении металлической связи между анкерными болтами и арматурой фундамента и отсутствии гидроизоляции железобетона полимерными материалами (п. 2.5.130).

Вопрос 330. Какие проводники следует использовать для заземления железобетонных опор?

Ответ. В качестве заземляющих проводников следует использовать те элементы напряженной и ненапряженной продольной арматуры стоек, металлические элементы которых соединены между собой и могут быть присоединены к заземлителю.

Оттяжки железобетонных опор должны использоваться в качестве заземляющих проводников дополнительно к арматуре (п. 2.5.132).

Вопрос 331. Каким должно быть сечение каждого из заземляющих спусков на опоре ВЛ?

Ответ. Должно быть не менее 35 мм 2 , а для однопроволочных спусков диаметр должен быть не менее 10 мм (сечение 78,5 мм 2 ). Количество спусков должно быть не менее двух (п. 2.5.133).

Вопрос 332. На какой глубине должны находиться заземлители опор ВЛ?

Ответ. Должны находиться, как правило, на глубине не менее 0,5 м, а в пахотной земле – 1 м. В случае установки опор в скальных грунтах допускается прокладка лучевых заземлителей непосредственно под разборным слоем над скальными породами при толщине слоя не менее 0,1 м. При меньшей толщине этого слоя или его отсутствии рекомендуется прокладка заземлителей по поверхности скалы с заливкой их цементным раствором (п. 2.5.134).

Справочник строителя | Защита электрооборудования

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Внезапные повышения напряжения до значений, опасных для изоляции электроустановки, называются перенапряжениями. По своему происхождению перенапряжения бывают двух видов: внешние (атмосферные) и внутренние (коммутационные).

Атмосферные перенапряжения возникают при прямых ударах молнии в электроустановку или наводятся (индуцируются) в линиях при ударах молний вблизи от них. Внутренние перенапряжения возникают при резких изменениях режима работы электроустановки, например, при отключении ненагруженных линий, отключении тока холостого хода трансформаторов, замыкании фазы в сети с изолированной нейтралью на землю, резонансных, феррорезонансных явлениях и др.

Смотрите так же:  Узо в системе заземления tn-c

Перенапряжения при прямых ударах молнии могут достигать 1000 кВ, а ток молнии — 200 кА. Разряд молнии обычно состоит из серии отдельных импульсов (до 40 шт.) и продолжается не более долей секунды. Длительность отдельного импульса составляет десятки микросекунд. Индуктированные перенапряжения достигают 100 кВ и распространяются по проводам линии электропередачи в виде затухающих волн. Атмосферные перенапряжения не зависят от номинального напряжения электроустановки и потому их опасность возрастает со снижением класса напряжения электрической сети. Коммутационные перенапряжения зависят от номинального напряжения электроустановки и обычно не превышают 4Uном. Из сказанного следует, что основную опасность представляют атмосферные перенапряжения.

Перенапряжения весьма опасны по своим последствиям. Пробив изоляцию, они могут вызывать КЗ, пожары в электроустановках, опасность для жизни людей и др. Поэтому каждая электроустановка должна иметь защиту от перенапряжений.

В качестве основных защитных средств от атмосферных повреждений применяют молниеотводы, разрядники и искровые промежутки. Главной частью всех этих
аппаратов является заземлитель, который должен обеспечить надежный отвод зарядов в землю.

Молниеотвод ориентирует атмосферный заряд на себя, отводя его от токоведущих частей электроустановки. Различают стержневые и тросовые (на воздушных линиях) молниеотводы.

Стержневые молниеотводы устанавливают вертикально. Они должны быть выше защищаемых объектов. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода — пространство, защищенное от прямых ударов молнии. Эта зона имеет вид конуса, образующая которого имеет вид кривой линии (рис. 1). На рис. 1 приняты следующие обозначения: hx — высота защищаемого объекта; ha — активная часть молниеотвода, равная превышению молниеотвода над высотой объекта; h — высота молниеотвода. При большой протяженности или ширине объекта устанавливают несколько молниеотводов. Расстояние между молниеотводом и защищаемым объектом должно быть не более 5 м.

Рисунок 1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Тросовые молниеотводы подвешивают на опорах линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше над проводами фаз. Тросы выполняют стальными и соединяют спусками с заземлением опор. Сопротивление заземления опоры при этом не должно превышать 10 Ом.

Разрядник представляет собой комбинацию искровых промежутков и дополнительных элементов, облегчающих гашение электрической дуги в искровом промежутке. Разрядники по исполнению делятся на трубчатые и вентильные, а по назначению — на под станционные, станционные, для защиты вращающихся машин и др.

Защитное действие разрядника заключается в том, что проходящий в них разряд ограничивает амплитуду перенапряжений до пределов, не представляющих опасности для изоляции защищаемого объекта. Возникающая при этом в разряднике электрическая дуга гасится после исчезновения импульсов перенапряжения раньше, чем срабатывает защита от КЗ, и, таким образом, объект не отключается от сети.

Каждый из разрядников, независимо от его типа и конструкции, состоит из искрового промежутка, один из электродов которого присоединяется к фазному проводу линии, а другой — к заземляющему устройству непосредственно или через добавочное сопротивление.

Через хорошо заземленный искровой промежуток вслед за импульсным током, возникающим после пробоя перенапряжением, проходит сопровождающий ток нормальной частоты (50 Гц), обусловленный рабочим напряжением. Разрядник должен обладать способностью быстро погасить сопровождающий ток после исчезновения перенапряжения. Для этого разрядник снабжают помимо искрового промежутка последовательно включенным с ним специальным элементом, обеспечивающим гашение сопровождающего тока.

Гашение сопровождающего тока обеспечивается двумя способами:

в трубчатых разрядниках — специальным дугогасительным устройством;

в вентильных разрядниках — активными сопротивлениями с нелинейной (зависящей от приложенного напряжения) характеристикой (рис. 2, а).

Нелинейная характеристика (рис. 2, б) должна быть такой, чтобы при перенапряжениях сопротивление разрядника было малым. При рабочих напряжениях сопротивление разрядника должно быть большим, чтобы гасился сопровождающий ток.

Рисунок 2. Вентильный разрядник: а — схема; б — защитная характеристика

Трубчатые разрядники применяются как основное средство для защиты изоляции линии электропередачи и как вспомогательное средство защиты изоляции оборудования подстанций. Они выполняются с номинальными напряжениями 6, 10, 35 кВ.

Основной частью разрядника является трубка из твердого газогенерирующего диэлектрика (фибра, фибробакелит у разрядников серий РТ, РТФ; винипласт — у разрядников серии РТВ). Разрядник (рис. 3) имеет 2 искровых промежутка: внешний (3) и внутренний (2). Внешний изолирует трубку от постоянного соприкосновения с токоведущей частью, находящейся под напряжением. При пробое искровых промежутков под воздействием высокой температуры электрической дуги трубка 1 разлагается и генерирует газ (в основном водород), облегчающий гашение электрической дуги. Необходимость гашения дуги объясняется тем, что после прохождения перенапряжения по искровым промежуткам проходит сопровождающий ток разрядника, обусловленный рабочим напряжением электрической сети и имеющий частоту 50 Гц. Поэтому в обозначении разрядника, кроме букв, присутствует дробь, где числитель указывает номинальное напряжение, а знаменатель — пределы сопровождающего тока, успешно отключаемого разрядником. Например, обозначает: трубчатый разрядник на 10 кВ, отключающий сопровождающий ток (равный току КЗ) от 0,5 до 7 кА.

Рисунок 3. Устройство трубчатого разрядника

Вентильные разрядники предназначены для защиты от атмосферных перенапряжений оборудования электростанций и подстанций, главным образом, силовых трансформаторов. Основными элементами разрядника являются многократные искровые промежутки и соединенные последовательно с ними нелинейные сопротивления в виде дисков из вилита. Термин «нелинейное сопротивление» означает, что сопротивление зависит от проходящего по нему тока. Сопротивление вилита уменьшается при возрастании проходящего по нему тока. Вилит не влагостоек, поэтому его помещают в герметизированный фарфоровый корпус. Для защиты подстанций используют разрядники серий РВП (разрядник вентильный подстанционный) и РВН (разрядник вентильный низковольтный). Устройство вентильного разрядника показано на рис. 4.

Рисунок 4. Устройство вентильного разрядника серии РВП

Разрядник работает следующим образом. При перенапряжениях искровые промежутки 3 пробиваются, и по вилитовым дискам блока 4 ток проходит в землю. Сопротивление вилита резко уменьшается и перенапряжение на оборудование подстанции не поступает. При исчезновении перенапряжения сопротивление вилита возрастает, дуга в искровом промежутке гаснет, и ток через разрядник не проходит. Специальная защита воздушных линий от атмосферных перенапряжений не устанавливается, так как молния может ударить в линию в любой ее точке. Все воздушные линии оборудуются устройствами АПВ, т. к. после КЗ, вызванного перенапряжением, и отключения линии, ее изоляционные свойства восстанавливаются. Поэтому повторное включение линии оказывается в большинстве случаев успешным. В настоящее время широкое распространение получают ограничители перенапряжений (ОПН), представляющие собой нелинейные активные сопротивления без специальных искровых промежутков. ОПН обычно изготовляют путем спекания оксидов цинка и других металлов. В полученной после спекания поликристаллической керамике кристаллы окиси цинка имеют высокую проводимость, а межкристальные промежутки, сформированные из оксидов других металлов, имеют высокое сопротивление. Точечные контакты между кристаллами окиси цинка, возникающие при спекании, являются микроваристорами, т. е. имеют так называемые р-n переходы. Защитная характеристика ОПН имеет вид, близкий к нелинейной характеристике вентильного разрядника (рис. 2, б). Однако оксидно-цинковые сопротивления имеют значительно более высокую нелинейность, чем вилитовые сопротивления. Благодаря этому в ОПН нет необходимости использования искровых промежутков. Выпуск вентильных разрядников в нашей стране прекращен в 90-е годы из-за высокой трудоемкости производства и настройки искровых промежутков. При том существенно расширена номенклатура выпускаемых ОПН. Достоинствами ОПН, по сравнению с вентильными разрядниками, являются взрывобезопасность, более высокая надежность, снижение уровня перенапряжений, воздействующих на защищаемое оборудование, и возможность контроля старения сопротивлений по току в рабочем режиме. Существенным недостатком ОПН и вентильных разрядников является невозможность обеспечения с их помощью защиты от квазистационарных перенапряжений (резонансные и феррорезонансные перенапряжения, смещение нейтрали при перемежающейся электрической дуге). Не следует забывать, что при длительных перенапряжениях происходит интенсивное старение ОПН, и они могут отказать, т. е. повредиться.

В распределительных электрических сетях в системе защиты от перенапряжений основное внимание уделяют защите оборудования подстанций. На рис. 5 приведены два варианта защиты подстанций напряжением 6-10 кВ от атмосферных перенапряжений при присоединении их непосредственно к воздушной линии (рис. 5, а) и кабельным вводом (рис. 5, б). В первом случае (а) на линии устанавливают два комплекта трубчатых разрядников F1, F2, один из которых (F2) — на концевой опоре линии, а F1 — на расстоянии 100-5-200 м от F2. В случае (б) комплект разрядников F2 устанавливают на конце кабеля, причем его заземление соединяют с оболочкой кабеля. Это необходимо для уменьшения перенапряжений, поступающих на подстанцию. Второй комплект F1 устанавливается при длине кабельного ввода менее 10 м. Расстояние между F1 и F2 равно 100-5-200 м. Вместо F2 при длине кабельной вставки более 50 м рекомендуется устанавливать вентильные разрядники.

Рисунок 5. Защита подстанции от перенапряжений: а — подстанция непосредственно присоединена к ВЛ; б — подстанция присоединена к ВЛ кабельным вводом

Кроме трубчатых разрядников непосредственно на подстанциях устанавливают вентильные разрядники (или ОПН) FV3 и FV4 на сторонах высшего и низшего напряжений.

Сочетание трубчатые разрядники — вентильный разрядник (или ОПН) применяется по следующей причине.

Трубчатые разрядники не могут надежно защищать трансформаторы и вращающиеся электрические машины от перенапряжений, т. к. имеют грубые защитные характеристики. Такую защиту обеспечивают вентильные разрядники. Назначение трубчатых разрядников заключается в том, чтобы предотвратить повреждение вентильных разрядников от приходящих из линии волн перенапряжений. Трубчатые разрядники уменьшают амплитуду и крутизну импульсов перенапряжений до величин, безопасных для вентильных разрядников и ОПН.

В настоящее время при новом строительстве, реконструкции и техническом перевооружении объектов Федеральной сетевой компании России применение вентильных и трубчатых разрядников не рекомендуется по причине их низкой надежности и из-за недостатков в технических характеристиках.

Защита воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ от наведенных грозовых перенапряжений Текст научной статьи по специальности «Энергетика»

Аннотация научной статьи по энергетике, автор научной работы — Кирик В.В., Абдулаев С.А.

Цель работы. Разработать рекомендации по определению оптимальных мест установки нелинейных ограничителей перенапряжения для защиты воздушных линий электропередачи от воздействия грозовых перенапряжений на основе модели электрической сети номинальным напряжения 35 кВ и провести исследования распределения индуцированного перенапряжения во времени вдоль трассы линии электропередачи. Методы исследования. В основу работы положено имитационное математическое моделирование процессов возникновения грозовых перенапряжений в воздушной линии электропередачи номинальным напряжением 35 кВ. Обработка результатов исследования выполнялась с использованием современного прикладного программного обеспечения: MathCAD, среды SimPowerSystems пакета программ MATLAB. Полученные результаты. В процессе выполнения работы были получены оптимальные расстояния, через которые необходимо устанавливать нелинейные ограничители перенапряжения для обеспечения защиты электрической сети номинальным напряжением 35 кВ от индуцированного грозового перенапряжения . В результате сравнения двух вариантов размещения ОПН на воздушной линии электропередачи, а именно через каждые 2 км и на двух опорах, расположенных на расстоянии 2 км от начала и 2 км от конца линии, определено, что оптимальным вариантом является установка ограничителей перенапряжения через каждые 2 км вдоль всей трассы воздушной линии. Научна новизна. Авторами проведено имитационное математическое моделирование различных вариантов размещения нелинейных ограничителей перенапряжения вдоль трассы воздушной линии электропередачи номинальным напряжением 35 кВ. Определены наиболее оптимальные места их установки. Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы при проектировании новых или реконструкции существующих воздушных линий электропередачи 35 кВ, что позволит обеспечить их защиту от грозовых перенапряжений и уменьшить количество аварийных отключений.

Похожие темы научных работ по энергетике , автор научной работы — Кирик В.В., Абдулаев С.А.,

PROTECTION OF 35 KV OVERHEAD TRANSMISSION LINE FROM THE INDUCED LIGHTNING OVERVOLTAGE

Purpose. Develop recommendations for determining the optimal places for the installation of nonlinear overvoltage limiters for the protection of overhead transmission lines from the influence of lightning overvoltage on the basis of the model of the electric network 35 kV and to conduct research of the distribution of induced overvoltage in time along the route of the transmission line. Methodology. The basis of the work is the simulation mathematical modeling of the processes of the occurrence of lightning overvoltage in the overhead transmission line 35 kV. For processing the research result, modern application software such as MathCAD, the environment of the SimPowerSystems software package MATLAB, was used. Findings. In the course of the work, optimal distances, through which nonlinear overvoltage limiters should be installed to ensure the protection of electric network 35 kV from the induced lightning overvoltage, were obtained. As the result of the comparison of the two variants of the location of the nonlinear overvoltage limiters on the transmission line, namely every 2 km and on two towers located at a distance of 2 km from the beginning and 2 km from the end of the line, it was determined that the optimal option is to set overvoltage limiters every 2 km along the entire route of the overhead transmission line. Originality. Simulation mathematical modeling of various variants of placement of nonlinear overvoltage limiters along the route of overhead transmission line 35 kV was carried out by the authors. The most optimal places of their installation was determined. Practical value. The results of the work can be used in designing new or reconstruction of existing overhead transmission lines 35 kV, which will allow them to be protected from lightning overvoltage and reduce the number of emergency shutdowns.

Смотрите так же:  Как правильно установить провода на 406

Текст научной работы на тему «Защита воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ от наведенных грозовых перенапряжений»

ISSN 2521-6244 (Online) Роздш «Електроенергетика»

ЗАХИСТ ПОВ1ТРЯНИХ Л1Н1Й ЕЛЕКТРОПЕРЕДАВАННЯ НАПРУГОЮ 35 КВ В1Д НАВЕДЕНИХ ГРОЗОВИХ ПЕРЕНАПРУГ

КИРИК В.В. д-р техн. наук, професор, зав. каф. електричних мереж та систем Нацiонального

техшчного унiверситету Украши «Кшвський полiтехнiчний шститут iM. 1горя Сшорського», Ки1в, Украша, e-mail: [email protected];

АБДУЛАСВ С.А. мапстраит кафедри електричних мереж та систем Нацюнального технiчного унiверситету Украши «Кшвський полiтехнiчний iнститут iм. 1горя Сшорського», Ки1в, Украша, e-mail: [email protected];

Мета роботи. Розробити рекомендацИ по визначенню оптимальных мгсць встановлення нелттних обме-жувачгв перенапруги для захисту повгтряних лтт електропередавання eid впливу грозових перенапруг на основi модел! електрично’1 мережi номiнальною напругою 35 кВ та провести дослiдження розподшу iндукованоi перенапруги в час вздовж траси лти електропередавання.

Методи дослхдження. В основу роботи покладено iмiтацiйне математичне моделювання проце^в виник-нення грозових перенапруг в повiтрянiй лти електропередавання номтальною напругою 35 кВ. Обробка ре-зультатiв дослiдження виконувалася з використанням сучасного прикладного програмного забезпечення: MathCAD, середовища SimPowerSystems пакету программ MATLAB.

Отриманг результати. В про^с! виконання роботи було отримано оптимальт вiдстанi, через якi необ-хiдно встановлювати нелiнiйнi обмежувачi перенапруги для забезпечення захисту електричноi мережi номтальною напругою 35 кВ вiд iндукованоi грозово’1′ перенапруги. В результатi порiвняння двох варiантiв розмiщення ОПН на повтрянт лти електропередавання, а саме через кожнi 2 км та на двох опорах, розмщених на вiд-сташ 2 км вiд початку та 2 км вiд ктця лти, визначено, що оптимальним варiантом е встановлення обмежу-вачiв перенапруги через кожнi 2 км вздовж всiеi траси повiтряноi л!нИ.

Наукова новизна. Авторами проведено iмiтацiйне математичне моделювання р1зноматтних варiантiв розмщення нелттних обмежувачiв перенапруги вздовж траси повтряно’1′ лти електропередавання номтальною напругою 35 кВ. Визначено найбшьш оптимальн мкця Их встановлення.

Практична цтысть. Результати роботи можуть бути використаннi при проектуванн нових або рекон-струкци !снуючых повiтряних лтт електропередавання 35 кВ, що дозволить забезпечити 1’х захист вiд грозових перенапруг та зменшити кшьюсть авартних вiдключень.

Ключов1 слова: нелшшний обмежувач перенапруги; грозовi перенапруги; блискавкозахист; наведена напруга; грозовий мпульс струму.

В процеа експлуатацп електричних мереж выключения повггряних лшш (ПЛ) може бути викликане рiзиомаиiтиими причинами, одшею з яких е пере-криття iзоляцil внаслщок до грозових перенапруг. Джерелом грозових перенапруг на iзоляцiю повиряних лшш можуть бути як прямi розряди блискавки [1] в ПЛ (в опору, грозозахисний трос, в фазний проввд), так i наведена напруга, яка виникае внаслщок розряду блискавки в об’екти поблизу лши електропередавання. Перенапруга прямого розряду е бшьш небезпеч-ною для iзоляцil, шж iндукована перенапруга. Однак iмовiрнiсть прямого розряду блискавки в ПЛ зале-жить ввд багатьох факторiв i в деяких випадках може виявитися, що шдуковаш перенапруги можуть бути причиною перекриття iзоляцil при грозових розрядах. Це е характерним для електричних мереж 10-35 кВ, де висота опори невелика i траса лши екрануеться рельефом шсцевосп, насадженнями та будiвлями. Для забезпечення необхвдного рiвня грозозахисту ПЛ ви-користовують поеднання рiзиомаиiтиих засобiв [2],

© Кирик В.В., Абдулаев С.А., 2018

[3], таких як установка одного або дешлькох грозоза-хисиих троав, зменшення опору заземления опор, посиления iзоляцil. В деяких випадках даш засоби не можуть забезпечити необхвдний рiвень грозозахисту. В такому разi ефективним способом тдвищения гро-зостiйкостi лши електропередаваиия може стати установка на опорах ПЛ нелшшних обмежувачiв перенапруги (ОПН).

II. АНАЛ1З ДОСЛ1ДЖЕНЬ I ПУБЛ1КАЦ1Й

Для забезпечення захисту електричних мереж рекомендовано розмщувати ОПН на кожнш опорi паралельно iзоляторам [4]. Проте така установка при-зводить до зростання в дек1лька разiв вартостi спору-джения нових лiиiй електропередаваиия та реконст-рукци iснуючих. Саме тому велика кшьшсть вичиз-ияних та шоземних науково-технiчних публiкацiй присвяченнi визначенню ефективносл використания нелiнiйних обмежувачiв перенапруги для захисту повиряних лшш. Однак бшьшють з них розглядають дiлянки повiтряних лiнiй електропередаваиия незнач-но! протяжностi (не бiльше 2 км), що, в свою чергу, не

дозволяе в повнiи мiрi дослiдити захисш властивостi ОПН. Так в роботах [5] — [11] приведено аналггичш вирази для розрахунку наведених шдукованих грозо-вих перенапруг, як1 залежать вiд величини амплиуди струму блискавки, вздохам вiд точки розряду блиска-вки до ПЛ та висоти дано! точки над землею. В робот [12] проведено дослздження мюць розмiщення ОПН на повiтрянiИ лшп електропередавання напругою 10 кВ загальною протяжнiстю 1,8 км, що складаеться з 10 прогонiв та 9 опор. В данш роботi було виконано моделювання рiзноманiтних варiантiв розмщення ОПН при розрядi блискавки в землю та в об’ект, роз-мщений на висот 50, 100 i 200 м взд землг В резуль-татi було виявлено, що зона захисту ОПН складае близько 600 м. По отриманим результатам було сформовано наступш рекомендаци по вибору мiсць вста-новлення ОПН:

— для ПЛ 6-10 кВ не бшьше, нж через 6-12 опор;

— для ПЛ 35 кВ не бшьше, шж через 4-5 опор.

Однак, дана модель не дозволяе враховувати за-лежшсть шдуковано! перенапруги вiд довжини лшп. Тому, актуальним е розробка тако! моделi повиряно! лши електропередавання, довжина яко! становить 10 км та бшьше, що дозволить бшьш достовiрно ви-значити мiсця, розмiщення в яких ОПН забезпечить надiИниИ захист електрично! мереж! взд грозово! пе-

III. МЕТА РОБОТИ

Метою роботи е визначення найб№ш оптималь-них мюць встановлення обмежувачiв перенапруги для захисту повггряних лiнiИ електропередавання взд впливу грозових перенапруг на основi iмiтацiИноl моделi електрично! мереж! номшальною напругою 35 кВ та дослздження розподiлу шдуковано! перенапруги в час вздовж траси лши електропередавання.

IV. ВИКЛАДЕННЯ ОСНОВНОГУ МАТЕРИАЛУ I АНАЛ1З ОТРИМАННИХ РЕЗУЛЬТАТА

Для дослщження впливу iндукованих грозових перенапруг на повиряну лiнiю електропередавання була розроблена iмiтацiИна математична модель електрично! мереж1 напругою 35 кВ в програмному сере-довищi МЛТЬЛВ, яка приведена на рис. 1. Модель включае 10 блоков «Лiнiя», кожен з яких представляе собою одноланцюгову повiтряну лiнiю довжиною 2 км, виконану на залiзобетонних опорах з трикутним розмiщенням фаз i зображену на рис. 2, два трансфо-рматори, джерело живлення, навантаження, вимiрю-вальнi блоки та джерело iндуковано! перенапруги.

Всi прогони моделюються як трифазш КЬС-ланки, в яш заносяться погоннi параметри проводiв.

Рисунок 1. Модель електрично! мереж! номшальною напругою 35 кВ

В мюцях з’еднання прогошв повiтряно! лiнi! вводяться моделi опор, як1 представляють собою на-

188М 2521-6244 (ОпНпе) Роздш «Електроенергетика»

бiр iндуктивностеИ, величина яких визначаеться з ви-користанням геометрп опори i вщомих погонних ш-дуктивностеИ и елементiв, при цьому кожна опора зв’язана iз землею через активниИ опiр, що моделюе заземлюючиИ пристрш. На кожнiИ iз опор фазш проводи вiдокремленi вщ траверс прляндами лiнiИних iзоляторiв, як1 представляють собою набiр емностеИ.

Розглянемо основш пiдходи до створення базо-

вих елементiв iмiтацiино! математично! моделi елект-рично! мереж1.

Повiтряна лшя моделюеться в трифазнiИ поста-новщ вiдповiдно до власних конструктивних особли-востеИ, таких як тип опори i довжина прогону, тип фазних проводiв, величина опору заземлення опори, кшьшсть iзоляторiв в гiрляндi.

Рисунок 2. Схема блоку «Лш1я»

Опори, що моделюються можуть бути:

— однаковими, яш вiдповiдають типовiИ констру-кцi! промiжноl опори, що наИбшьш широко викорис-товуеться для ПЛ вiдповiдного класу номiнально! на-пруги;

— рiзними, характерними для вибрано! дмнки конкретно! ПЛ.

В будь-якому випадку iз двох приведених варiа-нтш, схема замiщення кожно! опори представляе собою набiр iндуктивностеИ, величина яких визначаеться з використанням ввдомо! геометрi! опори, яка зо-бражена на рис. 3. Так, в данш роботi використову-ються залiзобетоннi опори ПБ-35-1, данi про яш взятi з [13]. Погонна шдуктившсть елементiв опори приИн-ята рiвною 1 мкГн/м в1дпов1дно до [2].

В нормативних документах стосовно опор та протоколах вимiрювань вказуеться отр «розтiканню», отриманиИ при постшному струмовi, однак для роз-рахунку грозових перенапруг необхiдно враховувати величину iмпульсного опору. Заради уникнення ускладнення розрахунково! моделi, припустимо, що отр заземлюючого пристрою дорiвнюе 10 Ом.

Повиряна лiнiя представлена сукупнiстю розмь щених мiж опорами дiлянок ПЛ (прогошв). КожниИ прогiн ПЛ моделюеться за допомогою блоку трифазна КЬС-ланка, представленого на рис. 4, що моделюе фазш проводи, взаемне розмщення яких задаеться в залежностi вщ вибраного типу опори з урахуванням

довжини гiрлянди iзоляторiв. Довжини прогошв можуть бути приИнятi:

— однаковими, що мають середне значення для ПЛ 35, 110, 220, 330, 500, 750 кВ, вадповщно, 200, 250, 300, 350, 400, 500 м;

— рiзними, характерними для вибрано! дiлянки конкретно! ПЛ.

Рисунок 3. Схема замщення опори ПЛ

В якосп фазних проводiв прийнятi проводи типу АС-120/19.

середовищi SimPowerSystems блок Лп^ег.

В дослiдженнi для моделювання шдуковано! пе-ренапруги використано вираз наступного вигляду [16]:

Рисунок 4. Схема замщення прогону ПЛ

Прлянда iзоляторiв в схемi замiщення опори представляе собою набiр емностей [14] i паралельно ввiмкненого активного опору, що моделюе струми витоку. На рис. 5 приведена схема замщення прлян-ди iзоляторiв. З рисунка видно, що прлянда на напру-гу 35 кВ складаеться з трьох iзоляторiв, при цьому ми маемо наступш значення емностей: С=50 пФ — власна емнiсть iзолятора, С1=4 пФ — емнiсть iзолятора по вiдношенню до проводу i С2=0,5 пФ — емнiсть iзоля-тора по вiдношенню до земл!

де а i в визначаються швидкостями зростання та спадання струму блискавки i розраховуються за на-ступними виразами:

Тф — тривал1сть фронту хвил1; Тхв — тривалють хвилi

струму блискавки; у — коригувальний коефiцiент ам-плiтуди струму блискавки:

Згiдно роботи [5] величина шдуковано! перенап-руги визначаеться виразом:

Рисунок 5. Схема замщення прлянди iзоляторiв

В iмiтацшнш моделi можна використовувати рь зт моделi ОПН, як простi у виглядi нелiнiйного опору, так i складнi, що мiстять декшька нелiнiйних опо-рiв, з’еднаних один з одним з використанням емностей, шдуктивностей та резисторiв. При розв’язанш бiльшостi задач достатнiм е представлення ОПН у виглядi одного нелшшного активного опору [15], вольт-амперна характеристика якого задаеться набором вщомих точок або анал1тичним виразом:

де и — напруга ОПН; А — коефщент, який визначае нелшшнють вольт-амперно! характеристики ОПН; I — струм, що пропкае через ОПН; а — показник степеня.

Для моделювання нелшшного обмежувача пере-напруги ОПН-РК-35 використовуеться влаштований в

де 1м — значення струму блискавки, кА; — висота

мiж нижньою точкою розряду блискавки та землею, м; к — середня висота шдвшування проводу, м; г -вщстань мiж точкою проекци розряду на землю та трасою лши, м.

В данiй роботi прийнять величину струму блискавки, що е характерною для територп Укра!ни i ста-новить 30 кА. Параметр iмпульсу струму блискавки -8/40 (тривалють фронту /тривалють хвил1).

В результата проведения моделювання у випадку розряду блискавки безпосередньо в землю на вщсташ 50 м ввд траси ПЛ при ввдсутносп ОПН було отрима-но осцилограми напруг зображенi на рис. 6 та графш розподiлу напруги по трас повггряно! лши електро-передавання залежно ввд часу, що представлений на рис. 7.

Як видно з приведених рисуншв, значення на-пруги перевищуе максимально допустиме для елект-рично! мережi номiнальною напругою 35 кВ, що ста-новить 200 кВ [17].

Проведемо дослвдження впливу наведено! напруги у випадку використання нелшшних обмежувачiв перенапруги.

Похожие статьи:

  • Отличие провода пунп от ввг Чем отличается ВВГ от ПУНП? Чем отличается ВВГ от ПУНП? Вроде сечение одинаковое, изоляция двойная. Можно ли проводку делать ПУНПом, если она заштукатуривается? Сырьём для ПВХ, методикой испытаний. Этот кабель выпускается по ГОСТ, а […]
  • Как соединить провода интернета обжать Как обжать витую пару В сегодняшней статье я расскажу о том, как правильно обжать сетевой кабель “витая пара” и какие инструменты и аксессуары для этого понадобятся. Конечно, до сих пор встречаются умельцы, которые могут это сделать с […]
  • Заземление гру Заземление гру п. 2.2.19 ПБ 12-529-03: 2.2.19. Надземные газопроводы при пересечении высоковольтных линий электропередачи, должны иметь защитные устройства, предотвращающее падение на газопровод электропроводов в случае их обрыва. […]
  • Обрыв телефонного кабеля куда звонить Не работает стационарный телефон Ростелеком, что делать? Городской телефон, хоть давно и пережил себя, но все равно остается на дежурстве у многих абонентов. А вот проблемы, связанные с отсутствием связи или качеством работы городской […]
  • Можно ли подключить узо без заземления Подключение УЗО без заземления Специальные устройства защитного отключения (УЗО) рекомендуют устанавливать там, где существует высокая вероятность поражения током. Задачей устройства является оперативное отключение всего электрического […]
  • Заземление этажного щита Этажный щиток. Заземление. дом 9-ти этажный, 7-ми подъездный, 87 года выпуска (сделан из блок-комнат). 2 ввода. от ТП идет два кабеля 4-х жильного. щитки на этажах на 4-ре квартиры. к этажным щиткам идет 4 кабеля: 3 фазы, ноль. в этижном […]