Защита от перенапряжений

   На электростанциях, подстанциях и в энергоорганизациях, эксплуатирующих электосети, должны иметь информацию по защите от перенапряжений Распределительных устройств и Воздушных линий:

-наличие защитных зон молниеотводов,металлических и железобетонных конструкций, мачт освещения, здания и сооружения ;

-схемы заземления РУ с отмеченными местами присоединения аппаратов защиты, заземляющих опусков подстанционного электрооборудования и порталов с молниеотводом, расположенных дополнительных заземляющих электродов с их размерами и количеством;

-паспорт по импульсной прочности (импульсные испытательные и пробивные напряжения) оборудования РУ;

-паспортные данные защитные характеристики применяемых на РУ и ВЛ — ОПН (ограничителей перенапряжения) , трубчатых и вентильных разрядников и искровых промежутков;

-схемы распределительного устройства со значениями длин защищенных тросом подходов ВЛ (для Воздушных линий с тросом по всей длине – на участках длин опасных зон) и соответствующими им расстояниями по ошиновке между защитными аппаратами РУ и защищаемым электрооборудованием;

-характеристики сопротивления заземлений опор ВЛ, в том числе тросовых подходов ВЛ, РУ, ТП и комплектованных переключательных пунктов;

-данные замеров о проводимости грунтов по участкам ВЛ и территории РУ;

-данные о пересечении ВЛ с ВЛ , с линиями связи, с радиотрансляционными линиями , с линиями железных дорог.

   Подвеска проводов ВЛ напряжением до 1000 В любого назначения (осветительных, телефонных, высокочастотных и т.п.) на конструкциях ОРУ, отдельно стоящие стержневые молниеотводы, мачты освещения , дымовых трубах и градирнях, а также подходящие линии к взрывоопасным помещениям и сооружениям не допускается.

   Для указанных ситуаций должны применяться кабели с металлическими оболочками или кабели без оболочек, прокладываемых в металлических трубах в земле.

   Оболочки кабелей, металлические трубы должны быть заземлены соединение выполняется сваркой.

   Подводка кабелей к взрывоопасным помещениям и сооружениям необходимо выполнить с учетом требований действующей инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

   Каждый год перед грозовым периодом  производиться проверка состояния защиты от перенапряжений распределительных устройств и воздушных линий и обеспечиваться готовность срабатывания защиты от грозовых и внутренних перенапряжений.

   На энергитических предприятиях должны регистрироваться и записываться в журнал случаи грозовых отключений и повреждений воздушной линии, электрооборудования распределительного устройства и трансформаторные подстанции. На основании полученных данных должна анализироваться оценка надежности грозозащиты и  в случае необходимости разрабатываются мероприятия по повышению ее надежности.

   При монтаже в РУ нестандартных аппаратов или оборудования необходимо провести разработку соответствующих грозозащитных мероприятий.

   Ограничители перенапряжений и вентильные разрядники всех типов и напряжений должны быть постоянно включены в работу.

   В ОРУ допускается отключение на зимний период (или отдельные его месяцы по выбору ) вентильные разрядники, предназначенные только для защиты от грозовых перенапряжений, в районах с ураганным ветром, гололедом, резким изменением температуры и интенсивным загрязнением.

   Профилактические испытания  трубчатых и вентильных разрядников, а также ОПН должны проводиться в соответствии с действующими  нормами и правилами испытаний электрооборудования.

   Трубчатые разрядники и защитные промежутки, осматриваться при обходах ВЛ. Срабатывание разрядников  отмечается в листках обхода. Проверка трубчатых разрядников со снятием с опор должна производиться 1 раз в 3 года.

   Верховые осмотры без снятия с опоры воздушной линии электропередачи, а также  осмотры и проверка трубчатых разрядников, смонтированных в зонах интенсивного загрязнения, должны выполняться в соответствии с разработанными положениями местных инструкций.

   Ремонт трубчатых разрядников должен производиться  в зависимости от результатов проверок и осмотров по мере необходимости.

   В сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов допускается работа воздушных и кабельных линий электропередачи с замыканием на землю до устранения повреждения.

   При этом  отыскание места повреждения на воздушных линиях электропередачи, проходящих в населенной местности, где возникает опасность поражения током людей и животных, следует приступать немедленно и ликвидировать повреждение в кратчайшие сроки.

   В сетях генераторного напряжения, а также в сетях, к которым подключены двигатели высокого напряжения, работа с замыканием на землю допускается в соответствии с п.5.1.24  Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей.

   Компенсация емкостного тока замыкания на землю дугогасящими реакторами должна применяться при емкостных токах, превышающих следующие значения:

   В сетях собственных нужд 6 кВ блочных электростанций допускается режим работы с заземлением нейтрали  через резистор. В цепях генераторного напряжения в соответствии с расчетами допускается режим работы с изолированной нейтралью.

   В сетях 6 — 35 кВ с воздушной линии на  металлических и железобетонных опорах должны устанавливаться дугогасящие реакторы при емкостном токе замыкания на землю более 10 А.

   Работа сетей 6 — 35 кВ без компенсации емкостного тока при его значениях, превышающих указанные нормы  выше, не допускается.

   Для компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях должны применяться заземляющие дугогасящие реакторы с ручным или автоматическим режимом регулированием.

   Измерение токов дугогасящих реакторов, емкостных токов, токов замыкания на землю и напряжений смещения нейтрали в сетях с компенсацией емкостного тока необходимо производить при вводе в эксплуатацию дугогасящих реакторов и значительных изменениях режимов сети, период не реже 1 раза в 6 лет.

   Мощность дугогасящих реакторов выбирают по емкостному току сети, с учетом ее перспективного развития.

   Заземляющие дугогасящие реакторы должны быть смонтированы на подстанциях, соединенных с компенсируемой сетью не менее чем двумя линиями электропередачи.

   Устройство дугогасящих реакторов на тупиковых подстанциях не допускается.

   Реакторы дугогасящие должны быть подключены к нейтрали трансформаторов, генераторов или синхронных компенсаторов через разъединители.

   Для присоединения дугогасящих реакторов,  должны использоваться трансформаторы со схемой соединения обмоток звезда-треугольник.

   Подключение дугогасящих реакторов к трансформаторам, защищенным плавкими предохранителями, не допускается.

   Ввод в эксплуатацию дугогасящего реактора, предназначенного для заземления, должен быть выполнено соединение с общим заземляющим устройством через трансформатор тока.

   Дугогасящие реакторы должны иметь резонансную настройку.

   Допускается настройка с перекомпенсацией, при которой порог расстройки компенсации должен быть не более 5%. При установленных в сетях 6 — 20 кВ дугогасящих реакторов имеют большую разность токов смежных ответвлений, допускается настройка с реактивной составляющей тока замыкания на землю не более 10 А. В сетях 35 кВ при емкостном токе замыкания на землю менее 15 А допускается степень расстройки не более 10%.

   Работа сетей с не докомпенсацией емкостного тока, не допускается. Разрешается применение настройки с недокомпенсацией лишь на время при отсутствии дугогасящих реакторов необходимой мощности и при условии, что аварийно возникающие несимметрии емкостей фаз сети не могут привести к появлению напряжения смещения нейтрали, превышающего 70% фазного напряжения.

   В сетях, работающих с компенсацией емкостного тока, напряжение несимметрии должно не превышать 0,75% фазного напряжения.

   При отсутствии в сети замыкания на землю, напряжение смещения нейтрали допускается не выше 15% фазного напряжения длительностью  не выше 30% в течение 1 ч.

   Понижение напряжения несимметрии и смещения нейтрали до указанных значений должно быть осуществлено выравниванием емкостей фаз сети относительно земли.

   При присоединении к сети конденсаторов ВЧ связи и конденсаторов молниезащиты вращающихся машин должна быть произведена проверка допустимости несимметрии емкостей фаз по отношении к земли.

   По фазные включения и отключения воздушных и кабельных линий, которые могут приводить к напряжению смещения нейтрали, превышающему указанные значения, не допускаются.

   В сетях 6 — 20 кВ, должны применяться плавно — регулируемые дугогасящие реакторы с автоматическими регуляторами настройки тока компенсации.

   При использовании дугогасящих реакторов с ручным режимом регулированием тока, параметры настройки должны определяться по измерителю расстройки компенсации.

   Настройка дугогасящих реакторов на основании результатов исследования измерений емкостного тока замыкания на землю и тока компенсации дугогасящих реакторов разрешается, при условии что  емкостной ток замыкания на землю компенсируемой сети, изменяется в среднем не чаще двух раз в сутки с расстройкой компенсации не выше 5%.

   В установках с вакуумными выключателями,  должны быть предусмотрены мероприятия по защите от перенапряжений при коммутациях индуктивных элементов (электродвигателей, трансформаторов); отказ от мероприятий по защите должен быть обоснован.

   На подстанциях 110 — 220 кВ для предотвращения наличия перенапряжений от самопроизвольных смещений нейтрали или опасных феррорезонансных процессов, оперативно — ремонтные действия должны начинаться с заземления нейтрали трансформатора, включаемого на не нагруженную систему шин с трансформаторами напряжения НКФ-110 и НКФ-220.

   Перед отсоединением от сети не нагруженной системы шин с трансформаторами НКФ-110 и НКФ-220, нейтраль питающего трансформатора должна быть заземлена.

   В сетях 110 — 220 кВ при появлении не полнофазного режима работы трансформаторов, питающихся с изолированной нейтралью, действия связанные с заземлением нейтрали этих трансформаторов, не допускаются.

   РУ 150 — 500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, контакты которых зашунтированы конденсаторами, проверяются на возможность возникновения феррорезонансных перенапряжений при отключениях систем шин. При необходимости должны быть приняты меры к предотвращению феррорезонанса при оперативных и автоматических отключениях.

  В сетях и на присоединениях 6 — 35 кВ в случае необходимости должны быть приняты меры к предотвращению феррорезонансных процессов, в том числе самопроизвольных смещений нейтрали.

   Неиспользуемые обмотки низшего (среднего) напряжения трансформаторов и автотрансформаторов должны быть соединены в звезду или треугольник и защищены от перенапряжений.

   Защита неиспользуемых обмоток низшего напряжения, расположенных между обмотками более высокого напряжения, должна быть осуществлена вентильными разрядниками или ограничителями перенапряжений, присоединенными к вводу каждой фазы. Защита не требуется, если к обмотке низшего напряжения постоянно подключена кабельная линия длиной не менее 30 м, имеющая заземленную оболочку или броню.

   Защита неиспользуемых обмоток низшего и среднего напряжения в других случаях должна быть осуществлена заземлением одной фазы или нейтрали либо вентильными разрядниками (или ограничителями перенапряжений), присоединенными к вводу каждой фазы.

   В сетях напряжением 110 кВ и выше разземление нейтрали обмоток 110 — 220 кВ трансформаторов, а также выбор настроек релейной защиты и автоматики должны быть настроены таким образом, чтоб при различных оперативных и автоматических отключениях не выявлялись  участки сети без трансформаторов с заземленными нейтралями.

   Защита от перенапряжений нейтрали трансформатора с уровнем изоляции ниже, чем у линейных вводов, осуществляется вентильными разрядниками или ограничителем перенапряжений.

   В сетях 110 — 750 кВ при оперативных переключениях и в аварийных режимах увеличение напряжения промышленной частоты (50 Гц) на оборудовании должно быть не более значений, указанных в таблице 1. Данные значения распространяются также на амплитуду напряжения, образованного наложением на синусоиду 50 Гц составляющих другой частоты.

   В числителях таблицы 1 указаны значения для изоляции фаза-земля в долях амплитуды наибольшего рабочего фазного напряжения, в знаменателях — для изоляции фаза-фаза в долях амплитуды наибольшего рабочего междуфазного напряжения.

   Значения для изоляции фаза-фаза применяются только к трехфазным силовым трансформаторам, шунтирующим реакторам и электромагнитным трансформаторам напряжения, а также к аппаратам в трехполюсном исполнении при расположении трех полюсов в одном баке или на одной раме. При этом для аппаратов значения 1,6; 1,7 и 1,8 относятся только к внешней междуфазной изоляции аппаратов 110, 150 и 220 кВ.

   При длительности t повышения напряжения, промежуточной между двумя значениями, приведенными в таблице 5.3, допустимое повышение напряжения равно указанному для большего из этих двух значений длительности. При 0,1 < t < 0,5 с допускается повышение напряжения, равное U_1с + 0,3 (U_0,1с — U_1с), где U_1с и U_0,1с — допустимые повышения напряжения при длительности соответственно 1 и 0,1 с.

Таблица 1

Допустимое повышение напряжения промышленной частоты оборудования в электросетях 110 — 750 кВ

* Независимо от значений, указанных в таблице, по условию нагрева магнитопровода повышение напряжения в долях номинального напряжения установленного ответвления обмотки должно быть ограничено при 1200 с до 1,15, при 20 с — до 1,3.

** Независимо от значений, указанных в таблице, собственное восстанавливающееся напряжение на контактах выключателя должно быть ограничено: по условию отключения неповрежденной фазы линии при несимметричном КЗ — до 2,4 или 2,8 (в зависимости от исполнения выключателя, указанного в технических условиях) для оборудования 110-220 кВ и до 3,0 — для оборудования 330-750 кВ, по условию отключения не нагруженной линии — до 2,8 для оборудования 330-750 кВ.

   При одновременном повышении напряжения на нескольких видах оборудования допустимым для электроустановки в целом является значение, наинизшее из нормированных для этих видов оборудования.

   Количество повышений напряжения продолжительностью 1200 с должно быть не более 50 в течение 1 года. Количество повышений напряжения продолжительностью 20 с должно быть не более 100 за срок службы электрооборудования, указанный в государственном стандарте, или за 25 лет, если срок службы не указан. При этом количество повышений напряжения длительностью 20 с должно быть не более 15 в течение 1 года и не более 2 в течение 1 суток.

   Промежуток времени между двумя повышениями напряжения длительностью 1200 и 20 с должен быть не менее 1 ч. Если повышение напряжения длительностью 1200 с имело место два раза (с часовым интервалом), то в течение ближайших 24 ч повышение напряжения в третий раз допускается лишь в случае, если это требуется ввиду аварийной ситуации, но не ранее чем через 4 ч.

   Количество повышений напряжения длительностью 0,1 и 1 с не регламентировано. Не регламентировано также количество повышений напряжения для вентильных разрядников.

   Для предотвращения повышения напряжения сверх допустимых значений в местных инструкциях должен быть указан порядок операций по включению и отключению каждой линии электропередачи 330 — 750 кВ и линий 110 — 220 кВ большой длины. Для линий 330 — 750 кВ и тех линий 110 — 220 кВ, где возможно повышение напряжения более 1,1 наибольшего рабочего, должна быть предусмотрена релейная защита от повышения напряжения.

   В схемах, в том числе пусковых, в которых при плановых включениях линии возможно повышение напряжения более 1,1, а при автоматических отключениях более 1,4 наибольшего рабочего, рекомендуется предусматривать автоматику, ограничивающую до допустимых значение и продолжительность повышения напряжения.