Электрические сети энергоемких предприятий - Элементы защиты сетей от атмосферных перенапряжений

Защита подходов к подстанциям воздушных линий напряжением 6—10 кВ, а также мест с ослабленной изоляцией производится преимущественно посредством установки трубчатых разрядников на опорах воздушных линий. Установка трубчатых разрядников производится также в местах пересечения воздушных линий 6—10 кВ между собой и с воздушной линией другого напряжения. Пример установки трубчатых разрядников на опорах приведен на рис. 2-39; там же приведен вариант установки вентильного разрядника типа РВ на опорах воздушных линий 6—10 кВ.

Установка вентильных разрядников производится в тех случаях, когда величина токов к. з. меньше нижнего предела, допустимого для работы трубчатого разрядника, вследствие чего не обеспечено гашение дуги в нем, что может привести к разрушению трубчатого разрядника.
При наличии на шинах подстанций или распределительных устройств ТЭЦ присоединенных вращающихся машин в схему защиты их от атмосферных перенапряжений входит установка на подходах линий трубчатых разрядников, а на шинах распределительных устройств— вентильных разрядников и конденсаторов. Установка конденсаторов и присоединение их к шинам РУ с вращающимися машинами необходимы для создания дополнительной емкости и уменьшения крутизны приходящей к вращающейся машине импульсной волны. Для защиты от атмосферных перенапряжений принимаются обычно конденсаторы типа КМ. Конденсаторы этого типа имеют следующие технические характеристики: диэлектрик выполняется из бумаги, пропитанной минеральным маслом (расход масла 18—20 кг на фазу). Конденсаторы типа КМ предназначаются для продолжительной работы на высоте до 1 000 м над уровнем моря при температуре окружающего воздуха от —40 до +40° С.
Т а б л и ц а 2-5
Технические данные однофазных конденсаторов на напряжения 6,3 и 10,5 ко

Примечание. Обозначения а, б, см. рис. 2-7.
Конденсаторы рассчитаны на работу при повышении напряжения синусоидальной формы до 110% номинального (но не более 4 ч в сутки). Конденсаторы на напряжения 6,3 и 10,5 кВ не имеют встроенных плавких предохранителей для защиты от токов короткого замыкания. Эти предохранители устанавливаются отдельно. Плавкие предохранители должны быть рассчитаны на номинальный ток конденсатора. Конденсаторы на напряжения 6,3 и 10,5 кВ изготовляются только в однофазном исполнении и включаются в звезду с заземленной средней точкой.

Рис. 2-39. Установка разрядников на кабельной опоре ВЛ 6—10 кВ.

а — установка трубчатого разрядника;

б — установка вентильного разрядника.
Габаритные размеры конденсаторов типа КМ и их технические данные при напряжениях 6,3 и 10,5 кВ приведены в табл. 2-5 и на рис. 2-40.

Рис. 2-40. Конденсаторы серии КМ для защиты вращающихся машин (габаритный эскиз к табл. 2-5).

Основным недостатком выпускаемых в настоящее время конденсаторов является отсутствие на них деталей крепления. Распределительные устройства защищают обычно стержневыми, а подходы воздушных линий к ним и открытые токопроводы — стержневыми или тросовыми молниеотводами.
Тросовые молниеотводы обычно применяются на линиях электропередачи и их подходах к подстанциям и распределительным устройствам при напряжениях 35, 110 и 220 кВ. Стержневые молниеотводы используются для защиты подходов ВЛ 6— 10 кВ к ОРУ с вращающимися машинами, а также открытых токопроводов и подстанций. Общий вид металлических стержневых молниеотводов высотой от 15 до 20 м и железобетонных высотой 20—25 м представлен на рис. 2-41. Металлические стержневые молниеотводы устанавливаются на специальных железобетонных основаниях. Железобетонные молниеотводы выполняются из железобетонных стоек опор линий электропередачи типов СН-1, СН-2, СН-3 или других.
Для защиты открытых распределительных устройств стержневые молниеотводы небольших размеров устанавливаются непосредственно на порталах подстанции, что бесспорно является экономичным. Применение стержневых отдельно стоящих молниеотводов для защиты ОРУ требует специального технико-экономического обоснования. При применении стержневых молниеотводов высотой более 30 м следует произвести проверку необходимости светоограждения согласно требованиям «Правил светоограждения и маркировки препятствий на территории СССР» в целях обеспечения безопасности полетов самолетов.

Рис. 2-41. Стержневые молниеотводы для защиты подходов линий 6—10 кВ и ОРУ подстанций от прямых ударов молний.

В схемах современных подстанций любого напряжения применяются вентильные разрядники. Наша электропромышленность выпускает вентильные разрядники следующих типов:
РВС (разрядник вентильный станционный) нормальной конструкции на 35—220 кВ;
РВП (разрядник вентильный подстанционный) для защиты от атмосферных перенапряжений облегченной конструкции на 6— 10 кВ;
РВВМ (разрядник вентильный для защиты вращающихся машин переменного тока от атмосферных перенапряжений на 6—10 кВ;
РВМГ (разрядник вентильный магнитный грозовой) для защиты от грозовых и некоторых видов кратковременных коммутационных перенапряжений на 150— 500 кВ]
РВМК (разрядник вентильный магнитный комбинированный) для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений на 150—500 кВ.
Электрические характеристики разрядников типов РВП и РВС приведены в табл. 2-6.

Электрические характеристики вентильных разрядников

Таблица 2-7

Минимально допустимые значения внешних искровых промежутков трубчатых разрядников

Рис. 2-42. Вентильные разрядники. Общий вид.
Основные размеры и характеристики трубчатых разрядников типов РТ и РТВ

На рис. 2-42 приведены общий внешний вид и размеры этих разрядников. Трубчатые разрядники предназначаются для защиты линейной изоляции и служат вспомогательным элементом в схеме защиты подстанций. Импульсное разрядное напряжение трубчатого разрядника определяется величинами внутреннего и внешнего промежутков. Внутренний искровой промежуток устанавливается в соответствии с дугогасящими свойствами разрядников и не подлежит регулировке. Внешний искровой промежуток должен быть выбран так, чтобы обеспечивались условия защиты изоляции и были сведены к минимуму случаи ложной работы разрядника, крайне нежелательной для эксплуатации энергосистемы и целостности самого разрядника. Рис. 2-43. Общий вид и размеры трубчатых разрядников.
Принятые в практике минимальные допустимые значения внешних искровых промежутков трубчатых разрядников приведены в табл. 2-7. Техническая характеристика трубчатых разрядников приведена в табл. 2-8, а их общий вид и размеры — на рис. 2-43.

Рис. 2-44. Типы искусственных заземляющих устройств на линиях 35-110—220 кВ.

Одним из основных молниезащитных элементов являются заземляющие устройства, так как от их величины сопротивления растекания току молнии зависит степень защищенности установки. Заземляющие устройства на линиях электропередачи выполняются по типовым чертежам.

Рис. 2-45. Устройство для искусственной обработки грунта смесью соли и шлака.
1 — соль: 2 — шлак.

Рис. 2-46. Устройство противовесов.