3. Условия выбора и проверки

Условия выбора разъединителей, отделителей, короткозамыкателей по длительному режиму имеют вид:

,

,

где U_раб - рабочее напряжение установки;

U_ном - номинальное (каталожное) значение напряжения;

I_{раб. max} – рабочий ток в максимальном режиме;

I_ном.дл. - номинальный (каталожный) ток.

Проверка на электродинамическую и термическую стойкость выполняется по выражениям:

,

,

где i_у - расчетное значение ударного тока КЗ, кА;

i_{дин (max пр.скв.)} - каталожное (нормируемое) значение динамического (максимального, предельного сквозного) тока КЗ, кА;

В_н - нормируемый тепловой импульс;

В_к - расчетный тепловой импульс;

В_н = I_т^2.t_т,

В_к = I_по²(t_откл + Т_о),

где I_т, t_т - каталожные ток и время термической стойкости;

I_по - начальное значение периодической составляющей тока КЗ;

Т_о - постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ (можно принять Т_о = 0,05 с);

t_откл = (t_з + t_в) - время в течение которого проходит ток КЗ,c;

t_з - время действия защиты, с;

t_в =(t_cв + t_гд) - полное время отключения аппарата, с;

t_cв - собственное время аппарата, с;

t_гд - время горения дуги, с.

Проверка короткозамыкателя ведется по однофазному току КЗ.

4. Ход выполнения работы и содержание отчета

4.1. Ознакомиться с назначением, областью применения и техническими данными высоковольтных разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.

4.2. Изучить конструктивное устройство и принцип работы аппаратов, установленных на стендах лаборатории. Законспектировать материал.

4.3. По заданию преподавателя выбрать и проверить на электродинамическую и термическую стойкость тот или иной аппарат.

4. Самостоятельно, пользуясь рекомендованной литературой, ответить на контрольные вопросы письменно.

5. Контрольные вопросы

5.1. Укажите область применения аппаратов.

5.2. Основные отличия разъединителей и отделителей.

5.3. Когда и для какой цели применяются отделители и короткозамыкатели?

5.4. Как определяется полное время отключения аппарата?

5.5. Перечислить условия выбора и проверки разъединителя, отделителя и короткозамыкателя.

Лабораторная работа №10

Ограничители перенапряжений

Цель работы: изучение конструкции ограничителей перенапряжений.

1. Назначение и область применения

Перенапряжения в сетях электроснабжения являются неизбежным результатом действия ударов молнии и коммутаций. Они подвергают опасности электрооборудование, поскольку необходимый уровень изоляции оборудования не может быть достигнут по экономическим соображениям. Более экономичным и надежным решением в эксплуатации сетей является широкое применение мероприятий по ограничению перенапряжений неприемлемого уровня.

Основная защита от перенапряжений может быть достигнута двумя способами:

• применением грозозащитных тросов на подходах к подстанциям;

• ограничить перенапряжения непосредственно около электрического оборудования, например, с помощью ограничителя напряжений, установленных рядом с электрическим оборудованием.

В высоковольтных сетях 110 кВ и выше широко применяют оба метода защиты. В сетях среднего напряжения 35 кВ применение грозозащитных тросов не очень эффективно, т.к. из-за небольшого зазора между грозозащитным тросом и проводами линии удары молний поражают также и провода линии. Кроме того, наведенных перенапряжений на проводах линии вообще невозможно избежать при помощи грозозащитных тросов.

Вплоть до недавнего времени в сетях среднего и более низкого напряжения применялись традиционные ограничители перенапряжений (вентильные разрядники), состоящие из последовательно соединенных между собой карбидно-кремниевых резисторов и искровых промежутков.

Ограничитель перенапряжений на основе металлоксидных сопротивлений без искровых промежутков постепенно переходит в проводящее состояние, и ток через ограничитель непрерывно возрастает при перенапряжении без задержки. Когда перенапряжение затухает, ток снова уменьшается в соответствии с характеристикой. Таким образом, в отличие от ограничителя с искровыми промежутками, протекание сопровождающего тока не наблюдается (рис. 13).

Благодаря таким своим свойствам ограничители перенапряжений применяются в установках высокого, среднего и низкого напряжения.

Эффективность применения ограничителей перенапряжения нелинейных (ОПН) по сравнению с разрядниками обусловлена следующим:

• более низкий защитный уровень для всех видов перенапряжений;

• отсутствие сопровождающего тока после воздействия импульса перенапряжений;

• низкие эксплуатационные затраты на техническое обслуживание (не требуется настроек и регулировок);

• малые габариты и масса.

Основным преимуществом ОПН является предотвращение импульса с большой скоростью изменения напряжения, имеющего накопительный характер (происходит развитие местных дефектов изоляции), постепенно приводящий к пробою изоляции защищаемого оборудования.

Рис. 13. Вольтамперные характеристики ограничителей в режимах:

1 – коммутационных перенапряжений на волне тока с фронтом 1,2 мс;

2 – грозовых перенапряжений на волне тока с фронтом 8 мкс