Основные характеристики ограничителей перенапряжений.

1. Класс напряжения.

2. Номинальный разрядный ток.

3. Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (U_ндр)

4. Вольт-временная характеристика

5. Остающееся напряжение.

6. Защитная характеристика ограничителя

7. Коэффициент нелинейности резистора.

Коэффициент нелинейности оксидно-цинковой керамики составляет =0,02-0,16 (для коммутационных импульсов =0,03-0,05, для грозовых - =0,07-0,16).

8. Пропускная способность ОПН.

Рис.17.2. Вольт-амперные характеристики РВТ−10 кВ и ОПН−10 кВ

Наиболее важный параметр для ограничителей перенапряжений − это наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (Uндр). В ОПН нет искрового промежутка, потому через резистор ОПН токи текут постоянно. Чтобы не произошло теплового разрушения ОПН нужно правильно выбрать U_ндр. При напряжении U_ндр ограничитель перенапряжений может работать неограниченное время.

Для сети с эффективно заземленной нейтралью (К<1,4) U_ндр определяется по формуле: U_ндр>1,05,где множитель 1,05 является 5% запасом; U_м- максимальное напряжение сети U_м= U_н. Например, для ОПН –110 кВ получим U_ндр 73 кВ.

Сети 6-35 кВ работают с изолированной или заземленной через реактор нейтралью. Однофазное замыкание в таких сетях немедленно не отключается и напряжение на здоровых фазах возрастает до линейного. Поэтому в сетях с изолированной или заземленной через реактор нейтралью U_ндр определяется по формуле:

U_ндр>U_м.

Например, для ОПН-10 кВ получим U_ндр  12 кВ.

18. Основные принципы защиты от внутренних перенапряжений

В таблице 18.1 приведены максимально возможные расчетные кратности внутренних перенапряжений, которые зависят режима нейтрали, и уровни изоляции электрооборудования.

Таблица 18.1.

Uн	6	10	35	110	220	330	500	750	1150
	Изолиров. нейтраль			Заземленная нейтраль
Уровень изоляции	4,5	4,5	3,5	3	3	2,7	2,5	2,1	1,8
Расчетная кратность	4,5	4,5	3,5	3	3	3	3	3	3

До 330 кВ расчетные кратности возможных внутренних перенапряжений не превышают уровнь изоляции. А вот, начиная с 330 кВ, расчетные кратности k3, но электрооборудование с таким запасом будет слишком громозким и дорогим, поэтому внутренние перенапряжения должны быть ограничены до величины допустимых кратностей с помощью схемных мероприятий и защитных средств.

Основные принципы защиты от внутренних перенапряжений:

1. Схемные мероприятия, т.е. ограничение числа режимов, в которых могут возникать опасные перенапряжения;

2. Ограничение амплитуд установившихся перенапряжений.

3. Ограничение перенапряжений переходного процесса.

Рассмотрим некоторые из этих принципов:

Схемные мероприятия, например, вынос трансформаторов напряжения на ЛЭП приводит к быстрому саморазряду ЛЭП через активное сопротивление обмоток.

Рис. 18.1. Включение трансформаторов напряжения на ЛЭП

Ограничение амплитуд установившихся перенапряжений:

Например, применение реакторов на ЛЭП.

Поясним это мероприятие. В длинной линии на холостом ходу возникает емкостный эффект и напряжение в конце линии будет существенно выше, чем в начале

Рис.18.2. Распределение напряжения вдоль длинной линии на холостом ходу

Снижению перенапряжений вследствие емкостного эффекта способствуют также шунтирующие реакторы (рис. 18.3,а). При включении реактора максимальное напряжение будет не в конце, а на расстоянии ℓ−Δℓ (рис. 18.3, б), так как индуктивный ток реактора частично скомпенсирует емкостный ток ЛЭП. Однако, глухое присоединение нецелесообразно в нормальных режимах. Оно приводит к дополнительным потерям. Поэтому лучше реактор включить через искровой промежуток, шунтированный включателем.

а) б)

Рис. 18.3. Включение реактора в конце ЛЭП (а) и распределение напряжения вдоль линии при наличии реактора (б)

Ограничение перенапряжений переходного процесса. Их можно разбить на 2 группы:

а) устройства, которые вступают в действие, когда напряжение превышает заданную величину:

• вентильные разрядники и ОПН;

Например, вентильные разрядники.

Рис. 18.4. Срабатывание вентильного разрядника

б) Устройства, ограничивающие перенапряжения при каждой коммутации:

• шунтирующие сопротивления в выключателях;

- выключатели с управляемым моментом коммутации

Например, использование выключателя с управляемым моментом коммутации

Рис. 18.5. Самый неблагоприятный момент включения выключателя

При самом неблагоприятном включении выключателя при АПВ (рис. 18.5) кратность перенапряжений достигает К=3, а если контакты замкнуть, когда разность напряжений минимальна, то К≈1.