Захист від перенапруг

Захист від перенапруг

1 ЗАХИСТ ВІД ПЕРЕНАПРУГ

1.1 Захист електроустановок від грозових та внутрішніх перенапруг.

Електроустановки Споживачів повинні мати захист грозових і внутрішніх перенапруг, виконану відповідно до вимогами правил пристрою електроустановок.

Лінії електропередачі, КРИЧУ, ЗРУ, розподільні пристрої і підстанції захищаються від прямих ударів блискавки і хвиль грозяних перенапружень, що набігають з лінії електропередачі. Захист будівель ЗРУ і закритих підстанцій, а також розташованих на території підстанцій будівель і споруд (маслогосподарства, електролізною резервуарів з горючими рідинами або газами і тому подібне) виконується в відповідності зі встановленими вимогами.

При прийманні після монтажу пристроїв грозозахисту Споживачеві повинна бути передана наступна технічна

документація: технічний проект грозозахисту, затверджений в відповідних органах, узгоджений з тією, що енергозабезпечуеться організацією і інспекцією протипожежної охорони;

акти випробування вентильних розрядників і нелінійних обмежувачів напруги до і після їх монтажу;

акти на установку трубчастих розрядників;

протоколи вимірювання опорів заземлення розрядників і громовідводів.

У Споживачів повинні зберігатися наступні систематизовані дані:

про розстановку вентильних і трубчастих розрядників і захисних проміжках (типи розрядників, відстані до того, що захищається устаткування), а також про відстані від трубчастих розрядників до лінійних роз'еднувачів і вентильних розрядників;про опір заземлювачів опор, на яких встановлені засоби грозозахисту, включаючи троси;про опір грунту на підходах ліній електропередачі до підстанціям;про перетини ліній електропередачі з іншими лініями електропередачі, зв'язки і автоблокування, відгалуженнях від ВЛ лінійних кабельних вставках і про інші місця з ослабленою ізоляцією.На кожне КРИЧУ повинні бути складені контури захисних зон громовідводів, прожекторних щогл, металевих і залізобетонних конструкцій, в зони яких потрапляють відкриті токоведучі частини.

Підвіска проводів ВЛ напругою до 1000 В (освітлюваних, телефонних і тому подібне) на конструкціях КРИЧУ, окремо стрижньових громовідводах, що стоять, прожекторних щоглах, димових трубах і градирнях і підведення цих ліній до вказаних споруд а також підведення цих ліній до вибухонебезпечних приміщень не допускаються.

Вказані лінії повинні виконуватися кабелями з металевою оболонкою в землі. Оболонки кабелів повинні бути заземлені. Підведення ліній до вибухонебезпечних приміщень повинне бути виконана з обліком вимог інструкції, що діє, по пристрою грозозахисти будівель і споруд.

Щорічно перед грозовим сезоном повинна проводитися перевірка стану захисту від перенапружень розподільних пристроїв і ліній електропередачі і забезпечуватися готовність захисту від грозових і внутрішніх перенапружень.

У Споживачів повинні реєструватися випадки грозяних відключень і пошкоджень ВЛ, устаткування РУ і ТП. На підставі отриманих даних повинні проводитися оцінка надійності грозозахисти і розроблятися у разі потреби заходи щодо підвищення її надійності.

При установці в РУ нестандартних апаратів або устаткування необхідна розробка відповідних грозозахисних заходів.

1.2Вентильні розрядники

Вентильні розрядники і обмежувачі перенапружень всієї напруги повинні бути постійно включені.

У КРИЧУ допускається відключення на зимовий період (або окремі його місяці) вентильних розрядників, призначених тільки для захисту від грозових перенапружень в районах з ураганним вітром ожеледдю, різкими змінами температури і інтенсивним забрудненням. Профілактичні випробування вентильних і трубчастих розрядників, а також обмежувачів перенапружень винні проводитися відповідно до норм випробувань електроустаткувань.

1.3. Трубчасті розрядники.

Трубчасті розрядники і захисні проміжки винні оглядатися при обходах ліній електропередачі. Спрацьовування розрядників наголошується в обхідних листах. Перевірка трубчастих розрядників із зняттям з опор проводиться 1 раз на 3 роки.

Верховий огляд без зняття з опор, а також додаткові огляди і перевірки трубчастих розрядників, встановлених в зонах інтенсивного забруднення, повинні виконуватися відповідно до вимогами місцевих інструкцій.

Ремонт трубчастих розрядників повинен виконуватися по мірі необхідності залежно від результатів перевірок і оглядів. Огляд засобів захисту від перенапружень на підстанціях повинен проводитися:

у установках з постійним чергуванням персоналу в час чергових обходів, а також після кожної грози, що викликала роботу релейного захисту на ВЛ, що відходять; у установках без постійного чергування персоналу - при оглядах всього устаткування.

На ВЛ напругою до 1000 В перед грозовим сезоном вибірково по розсуду відповідального за електрогосподарство Споживача повинна перевірятися справність заземлення крюків і штирів ізоляторів, встановлених на залізобетонних опорах, а також арматури цих опор. За наявності нульового дроту контролюється також занулення цих елементів.

На ВЛ, побудованих на дерев'яних опорах, перевіряються заземлення і занулення крюків і штирів ізоляторів на опорах що мають захист від грозових перенапружень, а також там, де виконано повторне заземлення нульового дроту.

У мережах з ізольованою нейтраллю або з компенсацією ємкісних струмів допускається робота повітряних і кабельних ліній електропередачі із замиканням на землю до усунення пошкодження.

При цьому до відшукання місця пошкодження на ВЛ, що проходять в населеній місцевості, де виникає небезпека поразки струмом людей і тварин, слід приступити негайно і ліквідовувати пошкодження в найкоротший строк.

За наявності в мережі в даний момент замикання на землю відключення дугогасильних реакторів не допускається. У електричних мережах з підвищеними вимогами за умовами електробезпеки людей (організації гірничорудної промисловості, торфорозробки і т.п.) робота з однофазним замиканням на землю не допускається. У цих мережах всі лінії, що відходять від підстанції, повинні бути обладнані захистами від замикань на землю.

У мережах генераторної напруги, а також в мережах, до яким підключені електродвигуни високої напруги, при появі однофазного замикання в обмотці статора машина винна автоматично відключатися від мережі, якщо струм замикання на землю перевищує 5 А. Якщо струм замикання не перевищує 5 А, допускається робота не більше 2 ч, після закінчення яких машина повинна бути відключена. Якщо встановлено, що місце замикання на землю знаходиться не в обмотці статора, по розсуду технічного керівника Споживача допускається робота машини, що обертається, з замиканням в мережі на землю тривалістю до 6 ч.

Компенсація ємкісного струму замикання на землю дугогасильними реакторами повинна застосовуватися при ємкісних струмах що перевищують наступні значення:

Номінальна напруга мережі, кв 6 10 15 - 20 35 і вище

Ємкісний струм замикання на землю, А 30 20 15 10

У мережах напругою 6 - 35 кв з ВЛ на залізобетонних і металевих опорах дугогасильними апарати застосовуються при ємкісному струмі замикання на землю більше 10 А.

Робота мереж напругою 6 - 35 кв без компенсації ємкісного струму при його значеннях, що перевищують вказані вище, не допускається.

Для компенсації ємкісного струму замикання на землю в мережах повинні використовуватися заземляючі дугогасильні реактори з автоматичним або ручним регулюванням струму.

Вимірювання ємкісних струмів, струмів дугогасильні реакторів, струмів замикання на землю і напруги зсуву нейтралі винні проводитися при введенні в експлуатацію дугогасильних реакторів і при значних змінах режимів роботи мережі, але не рідше за 1 раз в 6 років.Потужність дугогасильних реакторів повинна бути вибрана по ємкісному струму мережі з урахуванням її перспективного розвитку. Заземляючі дугогасильні реактори повинні встановлюватися на підстанціях, пов'язаних з мережею, що компенсується, не менше чим двома лініями електропередачі. Установка реакторів на тупикових підстанціях не допускається.

Дугогасильні реактори повинні підключатися до нейтралей трансформаторів через раз'єднувачів.

Для підключення дугогасильних реакторів, як правило, винні використовуватися трансформатори з схемою з'єднання обмоток "зірка-трикутник".

Підключення дугогасильних реакторів до трансформаторів захищеним плавкими запобіжниками, не допускається.

Введення дугогасильного реактора, призначене для заземлення повинен бути сполучений із загальним заземляючим пристроєм через трансформатор струму. Дугогасильні реактори повинні мати резонансну настройку.

Допускається настройка з перекомпенсацією, при якій реактивна складова струму замикання на землю повинна бути не більше 5 А, а ступінь розладу - не більше 5%. Якщо встановлені у мережі напругою 6 - 20 кв дугогасильні реактори мають велику різниця струмів суміжних відгалужень, допускається настройка з реактивною складовою струму замикання на землю не більше 10 А. У мережах напругою 35 кв при ємкісному струмі менше 15 А допускається ступінь розладу не більше 10%. Застосування настройки з недокомпенсацією допускається тимчасово за умови, що аварійно виникаючі не симетрії ємкостей фаз мережі (наприклад, при обриві дроти) приводять до появи напруги зсуву нейтралі, не що перевищує 70% фазної напруги.

У мережах, що працюють з компенсацією ємкісного струму напруга не симетрії повинна бути не вище 0,75% фазного напруга.

За відсутності в мережі замикання на землю напруга зсуву нейтралі допускається не вище 15% фазної напруги тривало і не вище 30% протягом 1 ч.

Зниження напруги не симетрії і зсуву нейтралі до вказаних значень повинно бути здійснено вирівнюванням ємкостей фаз мережі щодо землі (зміною взаємного положення фазних проводів, розподілом конденсаторів високочастотного зв'язку між фазами ліній).При підключенні до мережі конденсаторів високочастотного зв'язку і конденсаторів грозозахисту машин, що обертаються, повинна бути перевірена допустимість не симетрії ємкостей фаз щодо землі. Пофазниє включення і відключення повітряних і кабельних ліній електропередачі, які можуть приводити до напруги зсуву нейтралі, що перевищує вказані значення, не допускаються.У мережах напругою 6 - 10 кв, як правило, винні застосовуватися плавно регульовані дугогасильні реактори з автоматичною настройкою струму компенсації.

При застосуванні дугогасильних реакторів з ручним регулюванням струму показники настройки повинні визначатися по вимірникові розлади компенсації. Якщо такий прилад відсутній, показники настройки повинні вибиратися на підставі результатів вимірювань струмів замикання на землю, ємкісних струмів, струму компенсації з обліком напруги зсуву нейтралі.У установках з вакуумними вимикачами, як правило повинні бути передбачені заходи щодо захисту від комутаційних перенапружень. Відмова від захисту від перенапружень повинна бути обгрунтований. Споживач, що харчується від мережі, що працює з компенсацією ємкісного струму, повинен своєчасно повідомляти оперативний персонал енергосистеми про зміни в своїй схемі мережі для перебудови дугогасильних реакторів. На підстанціях напругою 110 - 220 кв для запобігання виникненню перенапружень від мимовільних зсувів нейтралі або небезпечних ферорезонансних процесів оперативні дії повинні починатися із заземлення нейтралі трансформатора, що включається в ненавантажену систему шин з трансформаторами напруги НКФ-110 і НКФ-220.

Перед відділенням від мережі ненавантаженої системи шин з трансформаторами типу НКФ-110 і НКФ-220 нейтраль того, що живить трансформатора повинна бути заземлена.

Розподільні пристрої напругою 150 - 220 кв з електромагнітними трансформаторами напруги і вимикачами контакти яких шунтовані конденсаторами, повинні бути перевірені на можливість виникнення ферорезонансних перенапружень при відключеннях систем шин. При необхідності повинні бути прийняті заходи до запобігання ферорезонансним процесам при оперативних і автоматичних відключеннях.

У мережах і на приєднаннях напругою 6 - 35 кв у випадку необхідності повинні бути прийняті заходи до запобігання ферорезонансних процесів, зокрема мимовільних зсувів нейтралі.

Невживані обмотки нижчої (середнього) напруги трансформаторів і автотрансформаторів повинні бути сполучені в зірку або трикутник і захищені від перенапружень.

Захист не потрібний, якщо до обмотки нижчої напруги постійно підключена кабельна лінія електропередачі завдовжки не менше 30 м.

У інших випадках захист невживаних обмоток нижчого і середньої напруги повинна бути виконана заземленням однієї фази або нейтралі або вентильними розрядниками або обмежувачами перенапруження, приєднаними до виведення кожної фази.

У мережах напругою 110 кв розземленя нейтралі обмоток напругою 110 кв трансформаторів, а також логіка дії релейного захисту і автоматики повинні бути здійснені так, щоб при різних оперативних і автоматичних відключеннях не виділялися ділянки мережі без трансформаторів з заземленими нейтралями.

Захист від перенапружень нейтралі трансформатора з рівнем ізоляції нижчі, ніж у лінійних введень, повинна бути здійснена вентильними розрядниками або обмежувачами перенапружень.

У мережах напругою 110 кв при оперативних перемиканнях і в аварійних режимах підвищення напруги промислової частоти (50 Гц) на устаткуванні повинно бути в межах значень, приведених в табл. П.4.1 (Додаток 4). Вказані значення розповсюджуються також на амплітуду напруги утвореного накладенням на синусоїду 50 Гц складових інший частоти.

1.4 Захист електронних пристроїв від перенапруг.

Для захисту радіоелектронного устаткування традиційно застосовують плавкі запобіжники. Зазвичай в них використовують тонкі неізольовані провідники перетину, що калібрується, розраховані на заданий струм перегорання. Найнадійніше ці пристосування працюють в ланцюгах змінного струму підвищеної напруги. З пониженням робочої напруги ефективність їх застосування знижується. Обумовлено це тим, що при перегоранні тонкого дроту в ланцюзі змінного струму виникає дуга, що розпилює провідник. Граничною напругою, при якій може виникнути така дуга, вважається напруга 30...35 B. При низьковольтному живленні відбувається просто плавлення провідника. Процес цей займає триваліший час, що у ряді випадків не рятує сучасні напівпровідникові прилади від пошкодження.

Проте, плавкі запобіжники і понині широко використовують в низьковольтних ланцюгах постійного струму, там, де від них не вимагається підвищена швидкодія.

Там, де плавкі запобіжники не можуть ефективно вирішити задачу захисту радіоелектронного устаткування і приладів від струмових перевантажень, їх можна з успіхом використовувати в схемах захисту електронних пристроїв від перенапруження.

Принцип дії цього захисту простий: при перевищенні рівня живлячої напруги спрацьовує ступіневий пристрій, що влаштовує коротке замикання в ланцюзі навантаження, в результаті якого провідник запобіжника плавиться і розриває ланцюг навантаження.

Метод захисту апаратури від перенапруження за рахунок примусового перепалювання запобіжника, звичайно, не є ідеальним, але набув достатньо широкого поширення завдяки своїй простоті і надійності. При використанні цього методу і вибору оптимального варіанту захисту варто враховувати, наскільки швидкодіючим повинен бути автомат захисту, чи варто перепалювати запобіжник при короткочасних кидках напруги або ввести елемент затримки спрацьовування. Бажано також ввести в схему індикацію факту перегорання запобіжника.

Простий захисний пристрій, що дозволяє врятувати радіоелектронну схему, що захищається, показаний на мал. 1. При пробої стабілітрона включається тиристор і шунтує навантаження, після чого перегорає запобіжник. Тиристор повинен бути розрахований на значний, хоча і короткочасний струм. У схемі абсолютно не допустиме використання сурогатних запобіжників, оскільки інакше можуть одночасно вийти з ладу як схема, що захищається, так і джерело живлення, і само захисний пристрій.

2. АНАЛІЗ СПОСОБІВ РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ В СИСТЕМАХ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ДЛЯ ЗАХИСТУ СПОЖИВАЧИВ ЕЛЕКТРИЧНОИ ЕНЕРГИИ.

2.1. Необхідність регулювання напруги в системах електропостачання

Основними функціями пристроїв автоматичного регулювання режиму

електроенергетичної системи є:

- підтримка на заданому рівні частоти в енергосистемі і напруг у вузлових точках як у нормальному, так і в після аварійному режимах, що сприяє підвищенню якості електроенергії. Це забезпечується за рахунок автоматичного регулювання напруги в електричних мережах, а також автоматичного регулювання порушення і частоти синхронних генераторів електричних станцій;

- економічно вигідний розподіл активних і реактивних навантажень
між паралельно працюючими агрегатами електричних станцій і підтримка
оптимального складу працюючих агрегатів з метою забезпечення резерву потужності в системі;

- підвищення надійності роботи системи електропостачання шляхом запобігання порушень нормального режиму і прискорення ліквідації виникаючих аварійних ситуацій;

- забезпечення безперебійності електропостачання електроприймачів за рахунок рівнобіжної роботи перетворювачів автоматизованих систем гарантованого електропостачання.

Автоматизація систем електропостачання усе в більшому ступені починає будуватися на кібернетичних принципах з виробленням законів оптимального керування і використанням керуючих обчислювальних машин.

Основу систем електропостачання об'єктів вузлових станцій різного призначення складають широко розгалужені повітряні чи кабельні електричні мережі напругою 35, 10 чи 6 кВ.

Через велику довжину цих мереж напруга в споживача, якщо не застосовувати додаткових заходів, буде відрізнятися від номінального плавно регулювати напругу в електричній мережі, а не східчасте, як у випадку застосування конденсаторів і реакторів.

Як компенсуючі пристрої можуть застосовуватися також випрямлячі з випереджальним кутом зрушення фаз струму щодо напруги і статичні керовані пристрої, що компенсують, на базі вентильних і феромагнітних елементів.

Регулювання напруги в електричній мережі даним способом можливо лише при наявності резерву реактивної потужності в системі. Тому застосування пристроїв, що компенсують, ефективно навіть при наявності інших регулюючих засобів.

Як випливає з рис. 1.4,б,в,г, установка пристроїв, що компенсують, як засобів регулювання поблизу електроприймачів одночасно зменшує передану по електромережах реактивну потужність, що приводить до розвантаження електричної станції і мережі, підвищенню коефіцієнта потужності (cos ц2 > cos ц1). При цьому поліпшується економічний режим роботи системи електропостачання, що є великою перевагою розглянутого способу.

Автоматизація регулювання напруги в електричних мережах дозволить забезпечити необхідну якість напруги на шинах споживачів і створити необхідні умови для економічної передачі електричної енергії з найменшими витратами реактивної і втратами активної потужності. Це забезпечить, у свою чергу, економію паливно-енергетичних ресурсів.

2.2Системи гарантованого електро постачання

Сьогодні можна з упевненістю сказати, що відношення українських споживачів до структури системи гарантованого електроживлення кардинально міняється. Відбувається перехід від рішень з локальними ІБП, в кожній крапці що вимагає резервування до великих систем, що забезпечують комплексний захист всього устаткування. Це, у свою чергу, викликало значне збільшення потужності задіяного в проектах устаткування. Крім того, поступово здійснюється перехід на технологічно досконаліші online-системы.

Чинником збільшення попиту на високотехнологічні системи гарантованого енергопостачання стала зміна потреб компаній: ростуть обчислювальні потужності, яким потрібно більше якісного електроживлення, міняється і культура і відношення замовників до даного устаткування в цілому. Якщо раніше акцент робився на захист на рівні «робочих місць» і забезпечення серверної кімнати без особливої уваги до систематизації, то зараз все більше уваги приділяється комплексним системам, що дозволяють вирішувати складні завдання на рівні підприємств.

На сьогоднішній день комплексні відмовостійкі системи безперебійного енергоживлення найбільш затребувані в таких областях діяльності:

Банки і фінансові інститути: системи гарантованого електропостачання необхідні в банковій сфері для безперебійної роботи платіжних систем і забезпечення безперервного контролю над фінансовими операціями, СГЕ у фінансовій сфері є одним з елементів збереження засобів тисяч клієнтів.

Державний сектор: структури, від роботи яких залежить безпека громадян, повинні бути забезпечені захистом від збоїв електроживлення. Серед них - Міністерство Надзвичайних ситуацій, пожежні і рятувальні служби, Міністерство транспорту і зв'язку, Національний банк, служба соціального страхування, пенсійний фонд.

Страницы: 1, 2, 3