- •Выключатели
- •Свойства элегаза
- •Конструкция элегазовых выключателей
- •Элегазовый выключатель нагрузки наружной установки, flw34-12 (24)
- •Высоковольтные контакторы
- •Разъединители
- •Отделители и короткозамыкатели
- •Высоковольтные предохранители
- •Токоограничивающие Реакторы
- •Измерительные трансформаторы напряжения
- •Измерительные трансформаторы тока
- •Трубчатые разрядники
- •Вентильные разрядники
- •Опн (ограничители перенапряжений нелинейные)
- •Список литературы
Опн (ограничители перенапряжений нелинейные)
Назначение
Ограничители перенапряжений нелинейные предназначены для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений электрооборудования класса напряжений 150 кВ, работающего в сети с эффективно заземленной нейтралью. ОПН должен длительно выдерживать напряжение определенного уровня. Эта характеристика называется наибольшим длительно допустимым напряжением – UНРО в кВдейств.Зависимость допустимого напряжения на аппарате от времени его воздействия – временная характеристика. Диапазон времен воздействия, содержащийся в каталогах на ОПН, составляет обычно от 0,1 с до 20 мин.защитные уровни аппарата при воздействии грозовых и коммутационных перенапряжений, характеризуемые вольт-амперной характеристикой (ВАХ) рабочего сопротивления ОПН. ВАХ при воздействии коммутационных волн задается при воздействии достаточно длинной волны 30/60 мкс, ВАХ при воздействии грозовых перенапряжений задается при воздействии как полной волны (8/20 мкс), так и короткой волны (например, 1,2/2,5 мкс).
Таким образом, защитные характеристики аппарата зависят от длительности воздействующих на них волн напряжения.
ОПН-35, ОПН-150 или ОПН-220
ОПН-1-2
ОПН-2,5
ОПН-15
ОПН-25
ОПН-27,5
Принцип действия
Ограничитель представляет собой защитный аппарат, состоящий из последовательно соединенных высоконелинейных оксидноцинковых сопротивлений (варисторов) без искровых промежутков, заключенных в полимерный синтетический корпус. При изготовлении внешней изоляции ограничителей наружной установки применяется высококачественная кремнеорганическая резина.
Общий вид и габаритно-присоединительные размеры даны в рис,1
.
Сверху и снизу корпус ОПН замыкается металлическими фланцами, предназначенными для установки на месте монтажа, и для его присоединения к сети. Фланцы выполняются из коррозийно стойкого металла.
Ограничитель перенапряжения нелинейный комплектуется экранным кольцом
Ограничитель имеет изолирующий вывод для соединения с шиной заземления.
Аппарат комплектуется датчиком тока типа ДТУ-02 и пультом измерения для возможности контроля тока проводимости ОПН в процессе эксплуатации без отключения ОПН от сети. Конструкция и принцип действия датчика тока и конструкция и принцип действия пульта измерения даны в разделе 3 технического описания и инструкции по эксплуатации измерительного устройства для контроля тока проводимости ОПН типа УКТ-02.
Защитное действие ограничителя обусловлено тем, что при возникновении в сети перенапряжения, сопротивление варисторов (вследствие высокой нелинейности) устремляется к нулю в течение наносекунд, и через аппарат начинает протекать значительный импульсный ток. В результате, максимальное значение перенапряжения снижается до уровня безопасного для изоляции защищаемого оборудования. После спада импульса высокое сопротивление аппарата восстанавливается. Количество срабатываний аппарата в течение срока эксплуатации не ограничивается. Вольтамперная характеристика приведена на рисунке 2.
Особенности конструкции
1. Низкий уровень отстающих напряжений;
2. Способность рассеивания большой энергии;
3. большая защищаемая зона;
4. Стабильность характеристики;
5.Отсутствие переходных процессов;
6. Устойчивость к атмосферным загрязнениям;
7. Не требует обслуживания на протяжений всего срока службы 25-30лет;
8. Высокая стойкость вибрации;
9. Экономия площади объема.
Область применения
В последнее время рассматривается возможность повышения надежности эксплуатации линейной изоляции путем установки защитных аппаратов типа ОПН на опорах ВЛ.
Эффективность этой меры, в частности, подтверждается опытом эксплуатации подвесных ОПН в электрических сетях Японии. Так, на двухцепных ВЛ, где ОПН установлены на каждой фазе, двухцепных повреждений не наблюдалось, одноцепные повреждения наблюдались примерно в 60% случаев, а в 40% случаев повреждения линейной изоляции ВЛ отсутствовали. На ВЛ же, не оснащенных подвесными ОПН, в 60% случаев наблюдались двухцепные повреждения, в остальных случаях – одноцепные повреждения.
Возможными объектами такой защиты линейной изоляции от грозовых перенапряжений могут являться высокие переходные пролеты через водоемы и другие преграды на рельефе трассы ВЛ, участки ВЛ с ослабленной изоляцией, двухцепные электропередачи с вертикальной подвеской проводов, участки трассы ВЛ, проходящей через районы с локальной повышенной грозопоражаемостью, а также в гололедных районах, где подвеска тросов нецелесообразна.
Вращающиеся машины(железднодорожный транспорт), сети собственных нужд электрических станций, электрические сети насосных и компрессорных станций магистральных нефте- и газопроводов, сети в системах водоснабжения крупных промышленных центров и др.ОПН-35, ОПН-110 или ОПН-220ОПН-1-2ОПН-2,5ОПН-15ОПН-25 ОПН-27,5
Как выбираются
Основные характеристики защитного аппарата типа ОПН предопределяют те предварительные расчеты, которые должны быть проведены при выборе аппаратов. Условия эксплуатации ОПН зависят как от класса напряжения, так и от состава сети.
В связи с этим сети могут быть классифицированы в зависимости от режима заземления нейтрали: сети среднего напряжения 6–35 кВ с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через резистор или дугогасящий реактор (ДГР);
сети высокого напряжения (выше 110 кВ), эксплуатируемые при глухозаземленной нейтрали.
Сети средних классов напряжения можно подразделить на: распределительные сети (воздушные, кабельные или воздушно-кабельные) сети, в состав которых входят вращающиеся машины: сети собственных нужд электрических станций, электрические сети насосных и компрессорных станций магистральных нефте- и газопроводов, сети в системах водоснабжения крупных промышленных центров и др.
U н.др. – удерживаемое напряжение, после приложения к ОПН Umax-max линейное напряжение.
Расстояние до защищаемого объекта.
Параметры проверки
Наибольшее длительно допустимое напряжение на аппарате (UНРО) должно превышать наибольшее рабочее фазное напряжение сети. В случае же, если в течение достаточно длительного времени напряжение в месте установки ОПН превышает наибольшее рабочее напряжение, необходимо, чтобы выполнялось условие:
UНРО kUНР, где k>1. В качестве расчетных воздействий при установке ОПН на шинах или на трансформаторах, не коммутируемых вместе с ВЛ, должны приниматься стационарные режимы при несимметричном КЗ на шинах подстанции. При установке ОПН на подстанции за линейным выключателем (на линии) или на шунтирующем реакторе, в качестве расчетных коммутаций следует принимать включение ненагруженной ВЛ в цикле АПВ с учетом разброса в действии полюсов выключателя или в цикле ОАПВ. В ряде схем следует учитывать также коммутацию одностороннего отключения ВЛ при действии автоматики приращения асинхронного хода.
Все эти расчеты в настоящее время целесообразно производить с помощью соответствующих программ, в том числе широко используемой в мировой практике исследования электромагнитных переходных процессов в электрических сетях программы EMTP (ATP). При проведении расчетов необходимо регистрировать как максимумы токов в ОПН, так и удельную энергию, поглощаемую в аппаратах в течение переходного процесса. Выбор характеристик ОПН в сетях высоких классов напряжения изложен в документе, изданном РАО «ЕЭС России» [1].