По ряду причин, главным образом экономических, уровень изоляции подстанционного оборудования предусматривается ниже уровня изоляции линий электропередачи. Из этого следует, что с линий электропередачи на подстанцию может приходить волна перенапряжения, опасная для оборудования подстанции. Основным аппаратом защиты оборудования подстанции от приходящих с линии волн перенапряжений является вентильный разрядник, обладающий стабильной пологой характеристикой, не зависящей от полярности волны, а также обладающий тем ценным свойством, что при срабатывании он не дает крутого среза волны, опасного для обмоток трансформатора из-за появления высоких градиентов напряжения. Таким образом, защита подстанций от атмосферных перенапряжений сводится к:
- защите от прямых ударов молнии стержневыми молниеотводами;
- установке и размещению вентильных разрядников на подстанциях;
- защите подходов линий к подстанциям в соответствии с § 6-5.
Согласно указаниям ПУЭ ОРУ и открытые подстанции 35—220 кВ (за исключением ОРУ и открытых подстанций напряжением 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году менее 10) должны быть защищены от прямых ударов молнии. С целью удешевления защиты молниеотводы, как правило, устанавливаются на конструкциях и зданиях подстанции, а также на прожекторных мачтах. При напряжении 35 кВ установка молниеотводов на конструкциях подстанций (кроме трансформаторных порталов) допускается, если сопротивление заземляющего устройства в месте присоединения к нему молниеотвода составляет не более А Ом ъ зоне радиусом 20 м при грунтах с р=5 Ом-см и не более 30 м при грунтах с р>5-104 Ом-см.
В случае установки молниеотводов на трансформаторном портале подстанции 35 кВ и выше непосредственно на выводах обмоток 6—35 кВ трансформаторов или на расстоянии от них не более 5 м по длине шин (включая ответвления к разрядникам) должны быть установлены вентильные разрядники. При этом сопротивление заземляющего устройства в месте присоединения к нему молниеотвода должно быть не более 4 Ом в зоне с радиусом, указанным выше. Стойки конструкции, на которых устанавливаются молниеотводы, должны присоединяться к заземляющему устройству подстанции кратчайшим путем и так, чтобы в месте присоединения было обеспечено прохождение тока молнии по четырем лучам к заземляющему контуру. Кроме того, в местах установки молниеотводов должны быть созданы дополнительные пути для токов молнии двумя-тремя сосредоточенными заземлителями. Тросовые молниеотводы, защищающие подходы линий 35 кВ и выше, допускается присоединять к конструкциям ОРУ, если сопротивление заземления ближайшей к нему опоры (концевой) не более 10 Ом, а сопротивление заземления стойки конструкции, к которой присоединен трос, не более 4 oм. В распределительном устройстве подстанций 35 кВ и выше с присоединением линий для защиты оборудования должны устанавливаться вентильные разрядники. Место установки и количество разрядников на подстанции должны быть такими, чтобы не допускать на защищаемой изоляции недопустимого для нее повышения напряжения.
Следует стремиться к возможно меньшим расстояниям от вентильных разрядников до защищаемой изоляции (оборудования). На основании исследований на моделях были установлены максимально допустимые расстояния от вентильных разрядников до защищаемой изоляции, которые приведены в табл. 5-4. Если в реальных условиях расстояния между вентильными разрядниками и защищаемым оборудованием получаются больше рекомендованных табл. 5-4, то на шинах подстанции или ОРУ должен быть установлен дополнительный комплект вентильных разрядников. Для защиты РУ 6—10 кВ от волн атмосферных перенапряжений, набегающих с линий установка вентильных разрядников производится в соответствии со следующими рекомендациями:
а) Установка 1 компл. вентильных разрядников на шинах РУ или у трансформатора достаточна для защиты как трансформатора, так и изоляции распределительных устройств, если связь трансформатора с распределительными устройствами выполнена кабелями, имеющими длину не более 90 м.
Таблица 5-4
Наибольшие допустимые расстояния от разрядников, устанавливаемых на шинах подстанции,
до защищаемого оборудования
При выполнении связи трансформатора с РУ воздушным токопроводом вентильный разрядник, установленный на сборных шинах РУ 6—10 кВ, обеспечивает защиту изоляции как распределительного устройства, так и трансформатора, если длина воздушного токопровода не превышает 60 м, а подход линии 6—10 кВ к распределительному устройству имеет кабельную вставку или 90м при чисто воздушных подходах линии.
б) При установке на трансформаторных порталах молниеотводов вентильный разрядник 6—10 кВ у вводов трансформатора обеспечивает защиту оборудования РУ при расстояниях между трансформатором и распределительным устройством не более 15 м.
