Страница 2: ГКД 34.35.512-2002. Засоби захисту від перенапруг у електроустановках 6-750 кВ. Інструкція з монтажу та експлуатації (40915)

5Апарати для захисту від перенапруг

Як АЗП найбільш ефективним є застосування ВР і ОПН.

5.1 Вентильні розрядники

Призначені для захисту ізоляції від грозових та короткочасних комутаційних перенапруг. ВР можуть експлуатуватися на відкритому повітрі на висоті до 1000 м над рівнем моря. Кліматичне виконання та категорія розміщення ВР повинні відповідати нормальним значенням кліматичних чинників зовнішнього середовища в місці установлення відповідно до вимог ГОСТ 5150.

Номінальна напруга ВР, їх пробивні та залишкові напруги (ГОСТ 16357) повинні відповідати найбільшим робочим напругам і рівням електричної стійкості ізоляції електроустаткування (ГОСТ 1516.1).

5.2Обмежувачі перенапруг нелінійні

ОПН призначено для захисту від грозових і комутаційних перенапруг ізоляції електроустаткування електроустановок 6-750 кВ змінного струму промислової частоти 50 Гц.

ОПН можуть застосовуватись у ВРП або ЗРП, з урахуванням обмежень Корніловського фарфорового заводу-виготовлювача (ТУ/16-521/259 - 79) на висоті до 1000 м над рівнем моря. Кліматичне виконання - відповідно до ГОСТ 15150 - 69.

При розміщенні ОПН у ВРП з навколишнім середовищем, яке забруднюється, за ступенем забруднення середовища потрібно вибирати відповідний тип ОПН.

5.3Застосування вентильних розрядників і обмежувачів перенапруг нелінійних

ВР і ОПН застосовуються відповідно до класу напруги, номінальної напруги, типу виконання електрообладнання, яке захищається, та місця установлення.

Для захисту ізоляції електроустаткування змінного струму частотою 50 Гц до 1,0 кВ (включаючи 0,38 та 0,66 кВ), незалежно від режиму нейтралі мережі, потрібно застосовувати розрядники серії РВН-0,5 і РВН-1 відповідно. Для захисту РП та трансформаторних підстанцій 6 та 10 кВ від грозових перенапруг необхідно установлювати розрядники серій РВП, РВО або РВМ за номінальною напругою електроустановки, а також імпортні розрядники, придатні до використання при заданому режимі нейтралі мережі.

Захист ізоляції обертових машин напругою 6-24 кВ здійснюється за допомогою ОПН відповідної номінальної напруги та виконання. У зв'язку з тим що розрядники типу РВРД виявились дуже ненадійними в експлуатації (Циркулярний лист Головтехуправління Міненерго СРСР від 12.01.83 p. N 8-8/6 «Об ограничении применения разрядников типа РВРД»), застосовувати їх не рекомендується.

РП та трансформатори 15-35 кВ захищаються розрядниками серії РВС або РВМ відповідно до номінальної напруги електроустаткування.

ВР серій РВЕ-25М, РВ-25 і РВМЕ-25 призначено для захисту ізоляції електроустаткування від грозових і короткочасних внутрішніх перенапруг, під час експлуатації їх в умовах вібрацій (на корпусі електровоза, на кришках трансформаторів або автотрансформаторів (AT), на конструкціях, аналогічних конструкціям з AT і т.п.).

РУ 110, 150 та 220 кВ, а також силові трансформатори (AT) 110, 150 та 220 кВ з внутрішньою ізоляцією, виконаною з випробними напругами (ГОСТ 1516) захищаються від перенапруг розрядниками серій РВС 110, РВС 150 та РВС 220 кВ.

Трансформатори (AT) з ізоляцією (ГОСТ 1516.1) потрібно захищати за допомогою розрядників серій РВМГ 110, 150, 220, 330, 500 та 750 кВ (РВМК 330, 500 та 750 кВ - для захисту від комутаційних перенапруг на приєднаннях шунтуючих реакторів) відповідно. Враховуючи те, що зазначені розрядники знято з виробництва заводу-виготовлювача, за необхідності, можна використовувати ОПН за напругою електроустаткування, що захищається, якщо для їх застосування сприяють місцеві умови.

У РП, тимчасово експлуатованих на зниженій напрузі щодо класу опірної та підвісної ізоляції, номінальна напруга ВР або ОПН повинна відповідати номінальній напрузі силових і вимірювальних трансформаторів.

Для захисту ізоляції нейтралі обмоток трансформаторів 110-220 кВ ВР або ОПН вибирають відповідно до класу ізоляції нейтралі, найбільшого можливого значення напруги частоти 50 Гц між нейтраллю та землею в нормальних та аварійних режимах електроустановки, найбільшої припустимої напруги на ВР (напруги гасіння) та мінімального значення пробивної напруги цього розрядника при промисловій частоті 50 Гц, з урахуванням координації випробних напруг ізоляції з залишковими напругами розрядників, при найбільших можливих імпульсних струмах, але не більших ніж 1 кА.

За умовами надійного гасіння дуги супровідного струму найбільша припустима напруга (напруга гасіння) розрядника повинна бути не менше:

• 110 % найбільшої робочої лінійної напруги мережі UH.р. - для мереж з ізольованою нейтраллю або з компенсацією ємнісного струму замикання на землю;
• 100 % UHp -для мереж з ізольованою нейтраллю 35-110 кВ;

-80 % UHp -для мереж з ефективно заземленою нейтраллю (з коефіцієнтом заземлення не більше 0,8) напругою 110 кВ і вище.

Напруга гасіння розрядника повинна бути не менше ніж максимальне можливе значення напруги промислової частоти в місці його установлення.

У мережах 110 кВ і вище при оперативних або автоматичних відключеннях приєднань ПЛ або трансформаторів (AT), незважаючи на вжиті заходи, можливе як ненавмисне виділення ділянок мережі без трансформаторів із заземленою нейтраллю, так і випадки неповнофазного підключення трансформаторів (AT) або ПЛ, при яких на ізоляції незаземленної нейтралі обмотки ВН виникає довготривала напруга, яка досягає значень, близьких до випробної однохвилинної напруги (ГОСТ 1516.1). Цей стан не може бути негайно ліквідовано існуючими засобами традиційної автоматики й у той же час він являє велику небезпеку як для ізоляції нейтралі обмотки ВН, виконаної по класу напруги 35 кВ, так і для розрядника нейтралі, яка не відповідає щодо найбільшої припустимої напруги (напруги гасіння). Застосування в нейтралі відповідного ОПН також не вирішує проблеми, тому що напруга, яка виникає на ОПН, припустима для нього протягом не більш 1-2 хв. Якщо після закінчення зазначеного часу цей стан не буде усунуто, то можуть статися вибухи та пожежі, які викличуть пошкодження устаткування.

Порівняльний аналіз показує, що оптимальними для захисту відповідної ізоляції нейтралі обмотки трансформаторів можна вважати такі комплектовки елементів розрядників серії РВС:

• на 110 кВ - РВС-35 + РВС-15;
• на 150 кВ - РВС-35 + РВС-33;
• на 220 кВ - РВС-110 + РВС-15.

Зазначені розрядники відокремлено від спрацьовувань при промисловій частоті і скоординовано по залишковій напрузі при протіканні імпульсних струмів не вище 1 кА. При цьому необхідно враховувати, що в схемах електроустановок, де можливі неповнофазні переключення комутаційних апаратів (повітряних вимикачів, відокремлювачів і т.п.) потрібно використовувати пристрої автоматичного заземлення нейтралі, які спрацьовують при досягненні на ній 75 % і більше фазної напруги. Ці пристрої запобігають руйнуванню розрядників, установлених у нейтралі.

Застосовувати для захисту нейтралі більш важкі та дорогі розрядники або ОПН недоцільно.

Якщо в електроустаткуванні передбачається використання розрядників серій РВМ, РВМГ або РВМК, то в одному комплекті разом з ними доцільно встановлювати і ОПН. Якщо передбачається використання розрядників серії РВС, то аналогічно можна застосовувати і РВМГ. Однотипні елементи розрядників серій РВС або РВМГ різних груп можуть комплектуватись відповідно у фази, якщо різниця їхніх опорів або струмів провідності не виходить за межі ± ЗО % нормованого значення, а значення пробивних напруг при промисловій частоті відповідають вимогам інструкції заводу-виготовлювача.

Основні електричні характеристики ВР наведено в таблицях А. 1 і А 2 (додаток А).

5.4 Основні вимоги до установлення вентильних розрядників і обмежувачів перенапруг нелінійних

ВР і ОПН установлюються у ВРП, ЗРП на спеціальних конструкціях! стояках, або на огороджених фундаментах висотою не менше ніж 300; мм від рівня планування підстанції з урахуванням вимог захисту розрядників від зливових вод та висоти снігового покриву.

ВР та ОПН, у яких нижню крайку фарфорового кожуха розташовано над рівнем планування підстанції на висоті понад 2500 мм, можна встановлювати без постійних огороджень.

Відстані в просвіті між фазами розрядників (ОПН) або від розрядників (ОПН) до заземлених або інших елементів підстанцій, які знаходяться під напругою, повинні бути не менше ніж значення, зазначені в таблицях 1-3. Найменші відстані в просвіті струмоведучих частин до різних елементів ВРП (підстанцій), захищених за допомогою ОПН, ОПНП і ОПНІ, визначені відповідно до нормативно-технічного документа ВГПІ «Энергосетьпроект» N 23-09/1-87 від 23.01.87 «О проектировании распредустройств 110-750 кВ с укороченными изоляционными промежутками за счет применения новых защитных апаратов типа ОПН».

ВР і ОПН опірного типу установлюють у колони строго вертикально, їх ошиновку у ВРП потрібно виконувати гнучким мідним, алюмінієвим або сталевим проводом, перетин якого (за умовами корони) приймають не менше ніж зазначений у таблиці 4.

Спуски до ВР і ОПН повинні укріплюватись з розрахованою слабиною, щоб уникнути як небезпечного одностороннього тяжіння, так і невиправданих розгойдувань проводів. Ошиновку ВР і ОПН 6-10 кВ у ВРП та всіх інших напругу ЗРП рекомендується виконувати жорсткими мідними або алюмінієвими шинами.

Значення тяжіння в горизонтальному напрямку приєднаного до ВР або ОПН провода не повинне перевищувати значень, наведених у таблиці 5. І

Таблиця 1 - Найменші припустимі відстані в просвіті між ВР, між розрядниками та струмоведучими і заземленими частинами устаткування підстанції, а також між розрядниками та постійним огородженням

Таблиця 2 - Найменші відстані в просвіті від струмоведучих частин до різних елементів ВРП (підстанцій), захищених обмежувачами перенапруг типів ОПН, ОПНП і ОПН, ОПНІ