Повышение грозоупорностиВЛ и ПС 35 кВ и выше

Условия защиты от грозовых перенапряжений

Тросовая защита

Традиционные мероприятия повышения грозоупорностиВЛ направлены на снижение вероятности перекрытия линейной изоляции. Снижение числа перекрытий связано с использованием молниезащитных тросов над проводами линии, снижением импульсного сопротивления заземления опор, повышение импульсной прочности линейной изоляции.

Анализ применения систем и устройств молниезащиты приведен в приложении 2 к СДУ.

Важным условием молниезащиты ЛЭП является обеспечение малого сопротивления заземления опор. При этом резко снижаются вероятность поражения молнией фазовых проводов и импульсное напряжение на изоляции при ударе в опоры и трос.

Максимальное сопротивление заземляющих устройств опор при высоте 50 м приведено в табл.1.

Таблица 1 Сопротивление заземления опор

Удельное сопротивление грунта, Ом/м	Максимальное сопротивление ЗУ, Ом
до 100	10
100-500	15
500-1000	20
1000-5000	30
Более 5000	6·10-³

При высоте опор более 50 м сопротивление заземляющего устройства должно быть в 2 раза ниже указанных в таблице значений. Однако на двухцепных и многоцепных опорах ВЛ (независимо от напряжения линии и высоты опор), рекомендуется снижать сопротивление заземляющих устройств в 2 раза по сравнению с этими же значениями.

ЛЭП непосредственно связаны с РУ и ПС, защита ЛЭП в этом случае определяет грозоупорность электротехнического оборудования.

Защита от грозовых перенапряжений РУ и ПС осуществляется:

- от прямых ударов молнии:

ü стержневыми и тросовыми молниеотводами;

- от набегающих волн с отходящих линий:

ü молниеотводами от прямых ударов молнии на определенной длине этих линий защитными аппаратами, устанавливаемыми на подходах и в РУ, к которым относятся РВ, ОПН, РТ и ИП.

Для отвода тока молнии от токоведущих проводов
ОРУ и ПС 20 - 750 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии.

Выполнение защиты от прямых ударов молнии не требуется для
ПС 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1,6 МВ·А и менее, независимо от количества таких трансформаторов и от числа грозовых часов в году, для всех ОРУ ПС 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20, а также для ОРУ и ПС 220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли в грозовой сезон более 2000 Ом·м при числе грозовых часов в году не более 20.

При расчете числа обратных перекрытий на опоре следует учитывать увеличение индуктивности опоры пропорционально отношению расстояния по токоотводу от опоры до заземления к расстоянию от заземления до верха опоры.

При вводе в ЗРУ и ПС ВЛ через проходные изоляторы, расположенные на расстоянии менее 10 м от токопроводов и других связанных с ним токоведущих частей, указанные вводы должны быть защищены РВ или ОПН.

При присоединении к магистралям заземления ПС на расстоянии менее 15 м от силовых трансформаторов ОРУ и ПС 20 кВ - 750 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии.

Здания ЗРУ и ПС следует защищать от прямых ударов молнии в районах с числом грозовых часов в году более 20.

Защиту зданий ЗРУ и ПС, имеющих металлические покрытия кровли, следует выполнять заземлением этих покрытий.

При наличии железобетонной кровли и непрерывной электрической связи отдельных ее элементов защита выполняется заземлением ее арматуры.

Защиту зданий ЗРУ и ПС, крыша которых не имеет металлических или железобетонных покрытий с непрерывной электрической связью отдельных ее элементов, следует выполнять стержневыми молниеотводами, либо укладкой молниеприемной сетки непосредственно на крыше зданий.

При установке стержневых молниеотводов на защищаемом здании от каждого молниеотвода должно быть проложено не менее двух токоотводов по противоположным сторонам здания.

Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром 6-8 мм и уложена на кровлю непосредственно или под слой негорючего утеплителя, или гидроизоляции.

Сетка должна иметь ячейки площадью не более 150 м² (например, ячейка 12×12 м), узлы сетки должны быть соединены сваркой.

Токоотводы, соединяющие молниеприемную сетку с заземляющим устройством, должны быть проложены не реже чем через каждые 25 м по периметру здания.

В качестве токоотводов следует использовать металлические и железобетонные (при наличии хотя бы части ненапряженной арматуры) конструкции зданий, при этом должна быть обеспечена непрерывная электрическая связь от молниеприемника до заземлителя.

Металлические элементы здания (трубы, вентиляционные устройства и другие элементы) следует соединять с металлической кровлей или молниеприемной сеткой.

При присоединении к магистралям заземления ПС на расстоянии менее 15 м от силовых трансформаторов необходимо выполнение условий, когда молниеотводы могут устанавливаться при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон не более 350 Ом·м и при соблюдении условий:

- непосредственно на всех выводах обмоток 3-35 кВ трансформаторов или на расстоянии не более 5 м от них по ошиновке, включая ответвления к защитным аппаратам, должны быть установлены соответствующие
ОПН 3 - 35 кВ или РВ;

- должно быть обеспечено растекание тока молнии от стойки конструкции с молниеотводом по трем-четырем направлениям с углом не менее 90° между ними;

- на каждом направлении, на расстоянии 3-5 м от стойки с молниеотводом, должно быть установлено по одному вертикальному электроду длиной 5 м;

- на ПС с высшим напряжением 20 кВ и 35 кВ при установке молниеотвода на трансформаторном портале сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом без учета заземлителей, расположенных вне контура заземления ОРУ;

- заземляющие проводники РВ или ОПН и силовых трансформаторов рекомендуется присоединять к заземляющему устройству ПС рядом друг с другом или выполнять их так, чтобы место присоединения РВ или ОПН к ЗУ находилось между точками присоединения заземляющих проводников портала с молниеотводом и трансформатора.

Заземляющие проводники измерительных трансформаторов тока необходимо присоединить к ЗУ РУ в наиболее удаленных от заземления РВ или ОПН местах.

Защита ВЛ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии на подходах к РУ (ПС) должна быть выполнена тросовыми молниеотводами в соответствии с табл. 2.

На каждой опоре подхода трос должен быть присоединен к заземлителю опоры.

Допускается увеличение по сравнению с приведенными в табл. 2 сопротивлений заземляющих устройств опор на подходах ВЛ 35 кВ и выше к ПС при числе грозовых часов в году менее 20 - в 1,5 раза; менее 10 - в 3 раза.

Если выполнение заземлителей с требуемыми сопротивлениями заземления оказывается невозможным, должны быть применены горизонтальные заземлители, прокладываемые вдоль оси ВЛ от опоры к опоре (заземлители-противовесы), и соединяемые с заземлителями опор.

Таблица 2 Защита ВЛ от прямых ударов молнии на подходах к ПС

Номина-льное напряжение ВЛ, кВ	Подходы ВЛ на опорах с горизонтальным расположением проводов			Подходы ВЛ на опорах с негоризонтальным расположением проводов			заземляющего устройства опор, Ом, при эквивалентном удельном сопротивлении земли, Ом-м**
Номина-льное напряжение ВЛ, кВ	Длина защищен-ного пролета подхода, км	Число тросов, шт.	Защитный угол троса, град.	Длина защищен-ного подхода, км	Кол-во тросов, шт.	Защит-ный угол троса, град.	До 100	Более 100 до 500	Более 500
35	1-2	2	30	1-2	1-2	30	10	15	20
110	1-3	2	20**	1-3	1-2	20*	10	15	20**
150	2-3	2	20**	2-3	1-2	20*	10	15	20**
220	2-3	2	20	2-3	2	20*	10	15	20**
330	2-4	2	20	2-4	2	20	10	15	20**
500	3-4	2	25	-	-	-	10	15	20**
750	4-5	2	20-22	-	-	-	10	15	20**
* На подходах ВЛ 110 - 330 кВ с двухцепными опорами заземляющие устройства опор рекомендуется выполнять с сопротивлением вдвое меньшим указанного в табл. 1. ** На железобетонных опорах допускается угол защиты до 30°.

В особо гололедных районах и в районах с эквивалентным удельным сопротивлением земли более 1000 Ом·м допускается выполнение защиты подходов ВЛ к РУ (ПС) отдельно стоящими стержневыми молниеотводами, сопротивление заземлителей которых не нормируется. Защита ВЛ от прямых ударов молнии на подходах к РУ и подстанциям для опор с горизонтальным расположением проводов, устанавливаемых в земле с эквивалентным удельным сопротивлением более 1000 Ом·м, допускается сопротивление заземляющего устройства 30 Ом.

В районах, имеющих не более 60 грозовых часов в году, допускается не выполнять защиту тросом подхода ВЛ 35 кВ к ПС 35 кВ с двумя трансформаторами мощностью до 1,6 МВА каждый или с одним трансформатором мощностью до 1,6 МВА и наличием резервного питания.

При этом опоры подхода ВЛ к ПС на длине не менее 0,5 км должны иметь заземлители с сопротивлением, указанным в табл. 2.

При выполнении ВЛ на деревянных опорах, кроме того, требуется на подходе длиной 0,5 км присоединять крепления изоляторов к заземлителю опор и устанавливать комплект трубчатых разрядников на первой опоре подхода со стороны ВЛ. Расстояние между РВ или соответствующими ОПН и трансформатором должно быть не более 10 м.

При отсутствии резервного питания на ПС с одним трансформатором мощностью до 1,6 МВА подходы ВЛ 35 кВ к ПС должны быть защищены тросом на длине не менее 0,5 км.

На первой опоре подхода ВЛ 35-220 кВ к ПС, считая со стороны линии, должен быть установлен комплект РТ1 или соответствующих защитных аппаратов в следующих случаях:

- линия по всей длине, включая подход, построена на деревянных опорах;

- линия построена на деревянных опорах, подход линии - на металлических или железобетонных опорах;

- на подходах ВЛ 35 кВ на деревянных опорах к ПС 35 кВ защита выполняется по упрощенной схеме включающей:

Ø разрядники вентильные; устанавливаются на ПС на расстоянии от силового трансформатора не более 10 м при использовании РВ III группы и не более 15 м при использовании РВ II группы. При этом расстояние от РВ до остального оборудования не должно превышать соответственно 50 и 75 м;

Ø тросовые молниеотводы подхода к ПС на всей длине ответвления (при длине ответвления менее 150 м следует дополнительно защищать тросовыми или стержневыми молниеотводами по одному пролету действующей ВЛ в обе стороны от ответвления);

Ø комплекты защитных аппаратов РТ1, РТ2 с сопротивлением заземлителя не более 10 Ом, устанавливаемые на деревянных опорах: РТ2 - на первой опоре с тросом со стороны ВЛ или на границе участка, защищаемого стержневыми молниеотводами; РТ1 - на незащищенном участке ВЛ на расстоянии 150 - 200 м от РТ2.

При длине подхода более 500 м установка комплекта РТ1 не требуется.

Схема включения защитной аппаратуры показана на рис. 24.

Рис. 24. Схемы защиты от грозовых перенапряжений ПС, присоединенных к ВЛ ответвлениями длиной до 150 и более 150 м

Выполнение упрощенной защиты ПС, присоединенных к вновь сооружаемым ВЛ, не допускается.

Установка РТ1 в начале подходов ВЛ, построенных по всей длине на металлических или железобетонных опорах, не требуется.

Сопротивления заземляющего устройства опор с трубчатыми разрядниками должны быть не более 10 Ом при удельном сопротивлении земли не выше 1000 Ом·м и не более 15 Ом и при более высоком удельном сопротивлении. На деревянных опорах заземляющие спуски от этих аппаратов должны быть проложены по двум стойкам или с двух сторон одной стойки.

На ВЛ 35 - 110 кВ, которые имеют защиту тросом не по всей длине и в грозовой сезон могут быть длительно отключены с одной стороны, как правило, следует устанавливать комплект РТ2 или соответствующих защитных аппаратов на входных порталах или на первой от ПС опоре того конца ВЛ, который может быть отключен. При наличии на отключенном конце ВЛ ТН, вместо РТ2 должны быть установлены РВ или соответствующие ОПН.

Расстояние от РТ2 до отключенного конца линии (аппарата) должно быть не более 60 м для ВЛ 110 кВ и не более 40 м для ВЛ 35 кВ.

Допускается устанавливать защитные промежутки или шунтировать перемычками часть изоляторов в гирляндах на нескольких смежных опорах (при отсутствии загрязнения изоляции промышленными, солончаковыми, морскими и др. уносами). Число изоляторов в гирляндах, оставшихся незашунтированными, должно соответствовать рабочему напряжению.

Разрядники и ОПН

Трубчатые разрядники должны быть выбраны по току КЗ в соответствии со следующими требованиями:

- для сетей до 35 кВ верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен быть не менее наибольшего действующего значения тока трехфазного КЗ в данной точке сети (с учетом апериодической составляющей), а нижний предел - не более наименьшего возможного в данной точке сети значения установившегося (без учета апериодической составляющей) тока двухфазного КЗ;

- для сетей 110 кВ и выше верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен быть не менее наибольшего возможного эффективного значения тока однофазного или трехфазного КЗ в данной точке сети (с учетом апериодической составляющей), а нижний предел - не более наименьшего возможного в данной точке сети значения установившегося (без учета апериодической составляющей) тока однофазного или двухфазного КЗ.

При отсутствии трубчатого разрядника на требуемые значения токов КЗ допускается применять вместо них ИП.

На ВЛ 220 кВ с деревянными опорами при отсутствии трубчатых разрядников должны быть заземлены на одной-двух опорах подвески гирлянд, при этом число изоляторов должно быть таким же, как для металлических опор.

В РУ 35 кВ и выше, к которым присоединены ВЛ, должны быть установлены РВ или ОПН.

РВ или ОПН следует выбирать с учетом координации их защитных характеристик с изоляцией защищаемого оборудования, в соответствии с наибольшим рабочим напряжением рабочего напряжения сети с учетом высших гармоник и неравномерности распределения напряжения по поверхности, а также допустимых повышений напряжения в течение времени действия резервных релейных защит при однофазном замыкании на землю, при одностороннем включении линии или переходном резонансе на высшихгармониках.

При увеличенных расстояниях от защитных аппаратов до защищаемого оборудования с целью сокращения числа устанавливаемых аппаратов могут быть применены РВ или ОПН с более низким уровнем остающихся напряжений, чем это требуется по условиям координации изоляции.

Наибольшие допустимые расстояния между РВ или ОПН и защищаемым оборудованием определяют, исходя из числа линий и разрядников, включенных в нормальном режиме работы подстанции.

Кабельные вставки 35-220 кВ при их длине менее 1,5 км должны быть защищены с обеих сторон защитными аппаратами.

Кабели 35 - 110 кВ защищаются РВС III группы или РТ, а кабели напряжением 220 кВ - РВ II группы или соответствующими ОПН.

При длине кабеля 1,5 км и более на ВЛ с металлическими и железобетонными опорами установка разрядников или ограничителей по концам кабеля не требуется.

Применение существующих видов разрядников позволяет решать задачу комплексной защиты электрических сетей от грозовых перенапряжений и их последствий. Установка разрядников на всем протяжении ВЛ, на подходах к ПС и кабельным вставкам позволяет исключить перекрытия изоляции на ВЛ и все негативные сопровождающие последствия как при индуктированных грозовых перенапряжениях, так и при прямом ударе молнии. При этом обеспечивается отсутствие грозовых отключений ВЛ, разрушений изоляторов, пережога проводов, экономия ресурсов и защита подстанционного оборудования.

В настоящее время серийно выпускаются различные типы, среди которых:

- длинноискровые;

- мультикамерные;

- изоляторы разрядники полимерные;

- изоляторы разрядники мультикамерные;

- ОПН от 0,22 до 750 кВ.

Такой набор разрядников и ОПН для молниезащиты выпускает, например, отечественное производственное объединение «Стример».

В настоящее время начинают применяться мультикамерные разрядники нового типа, обеспечивающие гашение дуги грозового перекрытия без сопровождающего тока сети (гашение в импульсе).

Эти устройства позволяют обеспечить грозозащитуВЛ 10-220 кВ от индуктированных перенапряжений и прямых ударов молнии без использования грозозащитного троса и могут применяться в сетях с большими токами КЗ.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1183; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 16 17 18 19 202122 23 24 25 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!