Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Режимы работы вентильных разрядников при грозовых перенапряжениях

Методика анализа и примеры расчета - Режимы работы вентильных разрядников при грозовых перенапряжениях

Оглавление
Режимы работы вентильных разрядников при грозовых перенапряжениях
Введение
Параметры импульсных волн напряжения в месте удара молнии
Функции распределения амплитуд грозовых волн напряжения в месте удара молнии
Математическое ожидание числа грозовых волн напряжения на воздушной линии
Затухание грозовых волн напряжения
Функции распределения амплитуд волн напряжения, набегающих на подстанцию
Математическое ожидание числа срабатываний вентильных разрядников
Импульсные токи в вентильных разрядниках
Методика анализа и примеры расчета
Классы напряжения 35 и 110 кВ
Классы напряжения 220-750 кВ
Регистрация числа срабатываний и измерение параметров импульсных волн тока
Характеристики высоконелинейных керамических резисторов и ОПН

ГЛАВА ТРЕТЬЯ
АНАЛИЗ РАБОТЫ ВЕНТИЛЬНЫХ РАЗРЯДНИКОВ НА ПОДСТАНЦИЯХ РАЗНЫХ КЛАССОВ НАПРЯЖЕНИЯ

  1. Методика анализа и примеры расчета

В задачи анализа работы вентильных разрядников входит определение математического ожидания числа их срабатываний, функции распределения импульсных токов, протекающих через разрядники, и среднего периода их повторяемости.
В процессе анализа варьируется число подключенных к подстанции линий, их исполнение и протяженность, типы и количество комплектов разрядников, установленных на подстанции.
Исходными данными для решения поставленной задачи являются: а) класс напряжения сети; б) число ВЛ, подключенных к подстанции, протяженность линий электропередач, материал и конструкция опор; в) показатели грозозащиты линий (высота троса, его защитный угол, сопротивление заземления опор); г) грозопоражаемость линий; д) число и типы разрядников, установленных на подстанции, импульсное пробивное напряжение и ВАХ разрядников; е) эквивалентная схема подстанции.
Определение математического ожидания числа срабатываний разрядников п(Up), функции распределения импульсных токов Р (Iр) и среднего периода повторяемости Т (Iр) производится в следующей последовательности:

  1. В зависимости от исполнения ВЛ определяется математическое ожидание числа разрядов молнии в линию N0 или математические ожидания числа прорывов молнии на провода мимо тросовой защиты Nпр и числа обратных перекрытий с опоры на провод Νоп.

Для линий без тросовой защиты Ν0 рассчитывается по формуле (4), для линий с тросовой защитой определяют Νпр по формулам (6) и (7) и Νоп по формулам (8) и (9).

  1. Устанавливаются виды импульсных волн напряжения, которые следует учитывать в выполняемых расчетах (табл. 12).

Таблица 12


Классы
напряжения.
кВ

Материал
опор

Наличие
тросовой
защиты

Учитываемые виды импульсных волн напряжения

35—110
35—110

Металл
Дерево

Нет

Срезанные волны Полные импульсные

35—150
220—500
750

Металл

Есть

Срезанные н короткие с крутым фронтом
Полные, срезанные и короткие Полные и срезанные волны

  1. Для каждого вида импульсных волн по формуле (66) определяют наименьшую амплитуду Up набегающих волн напряжения, вызывающую срабатывание вентильных разрядников.
  2. По формулам (24) и (41) для ВЛ заданной длины устанавливают напряжение Ua для импульсных волн разных видов.
  3. С учетом соотношения между U и Ua по формулам (32) — (35) и (56) — (64) определяют математические ожидания числа импульсных волн напряжения разных видов, набегающих на подстанцию. Эти математические ожидания суммируются, и по их сумме с учетом формулы (67) устанавливается математическое ожидание числа срабатываний вентильных разрядников от импульсных волн напряжения, набегающих с линии на подстанцию.
  4. Производится оценка математического ожидания числа срабатываний от близких ударов молнии по формулам (68) и (69). При этом за длину I принимается длина lп нулевого или первого пролета линии.
  5. С учетом формул табл. 10 для значений Up, характерных для всех видов импульсных волн, определяют вспомогательную функцию распределения Ф (U).
  6. По формуле (72) с учетом ВАХ разрядника устанавливают зависимость U — f (Iр) для волн всех видов и, пользуясь функцией распределения Ф (U), переходят к функциям распределения Р (Iр).
  7. С помощью зависимостей U — f (Iр) для волн всех видов, располагая функциями распределения n1 (U), n2 (U) и п3 (U), по формуле (75) определяют средний период повторяемости тока с амплитудой, не меньшей заданной Т (Iр).

Ниже рассмотрены примеры, иллюстрирующие приведенную методику расчета.

Пример 1. Определить математическое ожидание числа срабатываний вентильного разрядника РВМГ-500, установленного на подстанции, и среднего периода повторяемости импульсного тока, протекающего через разрядник с амплитудой не менее 5 кА.
Решение. а. В зависимости от исполнения линии определяем математические ожидания числа прорывов молнии на провода мимо тросовой защиты и числа обратных перекрытий с опоры на провод. Пусть Nnp = 2· 10-3 год-1-км-1 и Νоп= 1,2· 10-3 год-1-км-1, r=2.
б. В соответствии с табл. 12 устанавливаем виды импульсных волн напряжения, которые следует учитывать в выполняемых расчетах. Для класса напряжения 500 кВ такими видами волн являются полные, срезанные и короткие импульсные волны. Основные параметры этих волн приведены в табл. 2.
в. Для каждого вида волн определяем напряжение Uρ, вызывающее срабатывание вентильного разрядника. Пусть импульсное пробивное напряжение разрядника составляет 900 кВ. Тогда по (66) имеем для полных импульсных волн Up = 900 кВ, для срезанных и коротких импульсных волн Up = 900 : 0,7 = 1280 кВ.

Из приведенных расчетов видно, что при увеличении амплитуды тока с 5 до 8 кА средний период повторяемости тока возрастает от 140 до 2100 лет. Значению Т (Iр) = 1000 лет соответствует ток, несколько меньший, чем 8 кА. С учетом неравномерности распределения импульсного тока по параллельно включенным аппаратам наибольший ток, протекающий через отдельные нелинейные ограничители, установленные на подстанции, определится как 1,8x8= 14 кА. Таким образом заданному значению среднего периода повторяемости 1000 лет соответствует импульсный ток 14 к А.
В табл. 13 помещены рассматриваемые ниже варианты применения разрядников различных типов на подстанциях разных классов напряжения. Как видно из таблицы, наряду с режимами, характерными для серийно выпускаемых разрядников, рассмотрены варианты использования нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН) с перспективными характеристиками, в частности с уровнем ограничения грозовых перенапряжений (1,6—1,8) Uф.



 
« Разработка ВДК 10 кВ, 31,5 к А и номинальными токами 1600 и 3200 А   Ремонтные работы вблизи действующего оборудования »
электрические сети