Номинальные и наибольшие рабочие напряжения электроустановок и

Нормированные испытательные напряжения нормальной изоляции

Электрооборудования (ГОСТ 1516.3-96)

, кВ	, кВ	Трансформаторы	Аппараты	Электрические машины
6,0	6,9			25,0		32,0		18,4(21,2)
*6,3	6,6			25,0		32,0		19,2(22,2)
10,0	11,5			35,0		42,0		29,7(32,5)
*10,5	11,03			35,0		42,0		31,0(33,8)
*13,8	14,5(15,2)			40,0		50,0
*15,75	16,5(17,5)			45,0		55,0
*18,0	18,9(19,8)			50,0		60,0
*20,0	21,0(22,0)			55,0		65,0
*24,0	25,2(27,6)			65,0		75,0
35,0	40,5			85,0		95,0
110,0	126,0
150,0	172,0
220,0	252,0
330,0	363,0
500,0	525,0
750,0	787,0

* - напряжения генераторных сетей;

- напряжение испытательного грозового импульса, кВ;

- напряжение испытательного коммутационного импульса, кВ;

- напряжение одноминутное испытательное промышленной частоты, кВ.

 

2. Выбор ОПН по условиям обеспечения взрывобезопасности.

Взрывобезопасность ОПН на электростанциях считается обеспеченной, если

 

,

 

где - ток короткого замыкания (трехфазного или однофазного) в месте установки ОПН.

3. Выбор класса энергоемкости ОПН.

Практическим критерием оценки энергоемкости ОПН является его способность пропускать нормируемые импульсы тока коммутационного перенапряжения без потери рабочих свойств. По энергоемкости выпускаемые ограничители подразделяют на 5 классов (табл.4.21).

 

Таблица 4.21

Классы энергоемкости ОПН

Класс
Удельная энергоемкость , кДж/кВ	До 2	2,5-3	3,4-4,5	4,6-7	7-10
Амплитуда тока длительностью 2000 мкс, А	250-300	450-600	900-1000	1200-1350	1800-1900

 

Если в каталоге задана полная энергоемкость , кДж, то удельная энергоемкость .

При возможности возникновения переходного резонанса (коммутация блока линия-трансформатор), при установке в сетях 110 кВ с частично разземленными нейтралями трансформаторов ОПН должен иметь энергоемкость не ниже 4 – 4,5 кДж/кВ.

В генераторной сети с изолированной нейтралью генератора энергоемкость ОПН должна быть кДж/кВ. При резонансном или резистивном заземлении нейтрали генератора энергоемкость ОПН может иметь кДж/кВ.

4. Выбор номинального напряжения ОПН - .

Так как известно безопасное время воздействия этого напряжения - , то по усредненной характеристике «напряжение-время» с предварительным нагружением

 

, (66)

 

определяем кратность этого напряжения , и значение номинального напряжения ОПН

 

.

5. Выбор ОПН по условиям работы в квазиустановившихся режимах.

Выбранный ОПН проверяется на соответствие его временных допустимых напряжений квазиустановившимся перенапряжениям при различных видах коммутаций с учетом времени действия релейной защиты, общей и противоаварийной автоматики.

В случае установки ОПН в РУ электрических станций расчетным является однофазное короткое замыкание на шинах РУ или вблизи от них на отходящих воздушных линиях. При воздействии АРВ и форсировке возбуждения резко возрастает ток возбуждения генератора и соответственно его э.д.с. и напряжение на выводах трансформатора и шинах РУ. Напряжение на неповрежденных фазах будет находиться в пределах до тех пор, пока генератор не отключится от сети. Длительность существования этого режима определяется временем отключения короткого замыкания линейными и трансформаторными выключателями, временем срабатывания УРОВ, АРВ, а также временем гашения поля.

В случае установки ОПН в генераторной сети (ГРУ, блока) в качестве расчетного принимается этот же режим с длительностью не более 4 – 5 с или однофазного замыкания на землю в генераторной сети с длительностью 0,5 с (или 2 ч), если это не учтено в п.1 при выборе , с напряжением на неповрежденных фазах .

При этом можно воспользоваться усредненной характеристикой «напряжение - время» без предварительного нагружения, для которой , . Для ориентации можно воспользоваться расчетами:

 

, с	0,01	0,1
	1,66	1,58	1,5	1,42	1,34	1,26	1,18

 

6. Определение защитного уровня ОПН при коммутационных перенапряжениях - .

Остающееся напряжение на ограничителе при коммутационных перенапряжениях должно быть не выше допустимого при коммутационных перенапряжениях

 

,

 

которое определяется через испытательное напряжение коммутационным импульсом защищаемого оборудования (табл.4.19)

 

. (67)

Следует отметить, что испытательное напряжение на коммутационном импульсе нормируется ГОСТ 1516.3-96 для электрооборудования напряжением 330 кВ и выше (табл.4.20).

Для электрооборудования напряжением до 220 кВ нормируется одноминутное испытательное напряжение промышленной частоты - . Выдерживаемый уровень коммутационных перенапряжений можно определить по выражению

 

, (68)

 

где - коэффициент импульса, равный 1,35 – для трансформаторов, 1,1 – для аппаратов и 1,0 – для электрических машин; - коэффициент куммулятивности, равный 0,9 – для трансформаторов и 1,0 – для аппаратов и машин.

7. Определение защитного уровня ОПН при грозовых перенапряжениях - .

Остающееся напряжение на ограничителе при грозовых перенапряжениях должно быть не выше допустимого при грозовых перенапряжениях и нормируемых расстояний до защищаемого электрооборудования

 

,

 

которое определяется через испытательное напряжение грозовым полным импульсом защищаемого оборудования (табл.4.20)

 

. (69)

 

Для электрических машин можно принимать [11]

 

.

 

Защита электрических машин (ТГ, ГГ, СК, двигателей) от грозовых перенапряжений необходима при непосредственном соединением с воздушной линией, а также при блочных схемах, когда блочный трансформатор соединяется с РУВН или РУСН воздушными токопроводами, т.к. грозовой импульс, ограниченный ОПН на выводах трансформатора до , передается в генераторную сеть как за счет электромагнитной трансформации

 

, (70)

так и за счет емкостной связи обмоток

 

, (71)

 

где - коэффициент трансформации; - емкость между обмотками трансформатора; - результирующая емкость генераторной сети.

Обычно и если необходимо сильнее ограничить грозовой импульс, то вместе с ОПН в генераторной цепи может включаться дополнительная емкость .

Результаты выбора ОПН сводятся в табл.4.22.

 

Таблица 4.22

Выбор ОПН

 

Параметр	Паспортные данные	Расчетные данные	Условия выбора
Наибольшее длительно допустимое напряжение
Условие Взрывобезопасности
Класс энергоемкости		4-5 кДж/кВ
Номинальное напряжение
Защитный коммутационный   уровень
Защитный грозовой уровень
Проверка квазиустановившегося режима		, ,

 

Паспортные данные ОПН приведены в табл.4.23-4.32.

 

 

Таблица 4.23