Замена вентильных разрядников на ОПН

Исходные данные: Схема подстанции включает в себя два силовых автотрансформатора связи АТДЦТН-125000/220/110/35 и шесть отходящих ВЛ.

Нейтрали трансформаторов заземляются через разъединитель, что позволяет им работать как с глухим заземлением нейтрали, так и с незаземленной нейтралью.

Для защиты от грозовых перенапряжений на станции у каждого трансформатора установлен трехфазный комплект разрядников РВМГ–110, т.е. подстанция имеет два комплекта РВМГ–110.

По ГОСТ 16357–70 разрядники РВМГ относятся к III группе и имеют следующие характеристики:

РВМГ–110: при .

Согласно ГОСТ 1516.3–96 испытательное напряжение полным грозовым импульсом нормальной изоляции силовых трансформаторов и аппаратов равно .

Подстанция расположена в районе с СЗ–2 по ГОСТ 9920–89. Одной из ВЛ подстанция связана с тяговой подстанцией, имеющей выпрямительные установки. Длительное напряжение непрерывной работы подстанции равно 1,1U_ном. Ток короткого замыкания на шинах подстанции, по которому оценивается взрывобезопасность ОПН, равен .

Длина защитного подхода (опасной зоны) на ВЛ равна .

В соответствии с рекомендациями ПУЭ при негоризонтальном расположении фаз на ВЛ и при расстоянии между РВ и защищаемым трансформатором не должно превышать . При включенных двух ВЛ и при включении одной ВЛ, соответственно, для остальных аппаратов ; .

Требуется выбрать ОПН для замены РВ –110.

При выборе ОПН решаются две главные задачи:

1. ОПН должен ограничивать коммутационные и грозовые перенапряжения до значений, при которых обеспечивается надежная работа изоляции электрооборудования подстанций;

2. ОПН должен надежно работать, не теряя своей термической устойчивости, при непрерывном воздействии длительных рабочих напряжений, превышающих в течение определенного времени длительные рабочие напряжения (временные повышения напряжения и квазистационарные перенапряжения при рабочих и аварийных коммутациях).

Наряду с вышеуказанными должны быть решены следующие задачи:

- обеспечение взрывобезопасности ОПН;

- надежная работа изоляции ОПН;

- согласование механической прочности ОПН с воздействующими механическими нагрузками.

Выбор ОПН, включенных на шинах подстанции. Напряжения в соответствии с исходными данными равно:

Учет высших гармоник учитывается повышением напряжения на 10% :

С учетом коэффициента запаса:

По [1] (см. табл. 10 стр. 101) этому условию соответствуют следующие ОПН:

– EXLIM-Q-108: (АВВ – УЭТМ);

– ОПН – У/TEL-110/84: (TEL);

– VariSTAR AZG – 2, AZG – 3, AZG – 4: (Cooper–ЭЛЗ);

– ОПН – 110/88: (Феникс).

Проверка по характеристике «напряжение – время» . По [1] (см. табл.17 стр. 108) берем зависимость для предварительно нагруженного ОПН (индекс В):

– EXLIM-Q-108: ;

– ОПН – У/TEL-110/84: ;

– VariSTAR: ;

– ОПН – 110/88: .

Из приведенных исходных данных следует, что наибольшему рабочему значению соответствует , а наибольшему соответствует . В именованных величинах отрезок времени 0.2 с соответствует напряжению:

времени 4.0 с соответствует:

Результаты расчетов показывают, что для использования могут быть рекомендованы ограничители EXLIM-Q-108 и ОПН- 110/88, у которых паспортные значения превышают расчетные по характеристике «напряжение – время» значения .

Защитный уровень при грозовых перенапряжениях. Остающееся напряжение ОПН меньше остающегося напряжения РВМГ в 367/260=1.4 раза. Поэтому возможна установка ОПН в той же ячейке, где располагался РВМГ, либо допустимо увеличить расстояния от ОПН до защищаемой изоляции. В нашем случае при расстояния могут быть увеличены до следующих значений.

Подстанция работает в режиме – два трансформатора и две воздушных линии:

;

Подстанция работает в режиме – два трансформатора и одна воздушная линия:

;

Получаем увеличение расстояния более чем в два раза.

Заключение: задача по замене РВ на ОПН для данной подстанции может быть решена следующим образом:

Вместо РВМГ–110 применяются ОПН типа EXLIM – Q–108.

Их можно установить в те же ячейки, где были установлены РВМГ–110, что значительно повысит надежность защиты оборудования подстанции от грозовых перенапряжений. В частности, опасная зона (защитный подход) на ВЛ может быть существенно сокращена.