Можно ли защитить трансформатор трубчатым разрядником?

Для защиты изоляции электрооборудования станций и подстанций, а также линий электропередач от грозовых и коммутационных перенапряжений применяются защитные промежутки, трубчатые разрядники, вентильные разрядники и ограничители перенапряжений. На действующих подстанциях пока основным средством защиты изоляции электрооборудования станции и подстанции являются вентильные разрядники [1]. Защитные промежутки и трубчатые разрядники используются лишь как дополнительное средство. Для пояснения этого на рис.4.2 приведены вольт-секундные характеристики изоляции и защитных аппаратов.

Рис. 4.2. Вольт-секундные характеристики изоляции (2), вентильного разрядника (1), трубчатого разрядника и защитного промежутка (3).

Наклон вольт-секундной характеристики определяется коэффициентом импульса

где U_.имп - импульсное пробивное напряжение; U₅₀ - пробивное напряжение на промышленной частоте.

Коэффициент импульса разрядников III−IV групп k_и = 1,3-1,5, а трубчатых разрядников k_и = 1,8−2,0). Вольт-секундная характеристика вентильного разрядника III−IV групп хорошо согласуется с вольт-секундной характеристикой изоляции и лежит на 20-25 % ниже ее. А вот защитный промежуток и трубчатый разрядник не могут защитить изоляцию во всем диапазоне волн. Поэтому вентильные разрядники (или ОПН) должны быть установлены на всех подстанциях 35 кВ и выше, если к ним подходят воздушные линии [1].

5. Назовите основные виды молниезащиты подстанции

Молниезащита подстанции (в отличие от ЛЭП) должна быть более надежной, так как внутренняя изоляция электрооборудования подстанции имеет небольшие запасы по отношению к импульсным испытательным напряжениям и не обладает свойством самовосстановления после грозового перекрытия.

Она включает в себя следующие обязательные виды защит (ТВН, Костенко[5]):

1) от прямых ударов молнии;

2) от перекрытий при ударах молнии в заземленные конструкции подстанции;

3. от волн, бегущих с линии;

4) от ударов молнии в подход линии к подстанции;

Для защиты подстанции от прямых ударов молнии используется система молниеотводов, возможны два способа защиты (Рис.5.1):

1. Установка молниеотводов на конструкциях и подсоединение их к общему заземляющему устройству подстанции.

2. Установка отдельно стоящих молниеотводов со своими обособленными заземлениями.

а) б)

Рис.5.1

(подробнее смотри вопрос 6.).

Защита от обратных перекрытий

Чаще всего молниеотводы на подстанцию ставят на конструкциях, например, на порталах. При ударе в такой молниеотвод возможны перекрытия гирлянды (рис.5.2).

Напряжение на вершине молниеотвода равно:

.

Напряжение на гирлянде , где - ток молнии; - крутизна тока молнии; - индуктивность молниеотводов; - сопротивление заземления молниеотвода; - напряжение на проводе; U_0,5 – 50% импульсное пробивное напряжение гирлянды. Самый надежный способ предотвратить перекрытие – это уменьшить сопротивление заземления. Поэтому на подстанциях 110 кВ и выше сопротивление заземления должно быть Ом.

Рис. 5.2. Удар молнии в молниеотвод на портале

Но при этом дополнительно [1] от стоек конструкции ОРУ 35 кВ и выше нужно обеспечить растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух направлениях и на каждом направлении должно бытьустановлено не менее одного вертикального электрода длиной 3-5 м

Рис. 5.3 ( подобнее смотри рис. 7.2).

На подстанциях 35 кВ R_З слишком большое ( 10 Ом), поэтому грозоупорность повышается с помощью изоляторов. Гирлянды изоляторов [1] на порталах подстанции 35 кВ с тросовыми или стержневыми молниеотводами и на концевых опорах ВЛ должны иметь 6-8 изоляторов (вместо трех).

Защита подстанции от набегающих волн осуществляется ограничителями перенапряжений или вентильными разрядниками.

Рис. 5.4. Защита подстанции от набегающих волн ограничителями перенапряжений

В “Рекомендациях по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ” [3] сказано, что на вновь строящихся подстанциях нужно ставить только ОПН.

Подход к подстанции должен быть защищен также тщательно, как и сама подстанция, чтобы исключить на нем прорыв, минуя трос и перекрытие гирлянд. Это достигается следующими мерами [1]:

а) уменьшением сопротивления опор подхода R  10 Ом;

б) уменьшением защитного угла троса

• для одностоечных опор  20 - 30; для портальных опор  25 - 30;

в) установкой трубчатых разрядников (ПУЭ, по новым Рекомендациям -ОПН)

• для ЛЭП на металлических и железобетонных опорах на первой опоре;

• для ЛЭП на деревянных опорах на первой и последней опорах с тросом.

Рис. 5.5. (Из ПУЭ) (Более подробнее смотри следующий пункт 8)