Улучшенное семейство грозовых разрядников "protecta-lite" компании Hubbell для линий электропередачи стало проще за счет уменьшения составных частей и снижения риска износа этих частей. Несколько стальных пластинчатых компонентов были заменены на медную ленту. Эта лента упрощает монтаж разрядника и уменьшает количество точек износа. Для разрядников линий электропередачи очень важны вибрация и износ, в связи с тем, что они больше всего подвергаются воздействию ветра и вибрации.
Введение
Для хорошо экранированных линий, условия обратного перекрытия вблизи подстанции, является предметом основного внимания при определении места расположения и количество ограничителей грозовых перенапряжений, требуемых для достижения координированной изоляции подстанции в случае грозовых перенапряжений.
Риск обратного перекрытия может быть снижен за счет сохранения минимальной величины импеданса основания опор линии электропередачи, особенно тех опор, которые находятся вблизи подстанции (это первые 5-7 опор).
Оконечная опора обычно соединяется с заземляющей сеткой подстанции, и будет иметь очень низкий импеданс заземления (1 Ом).
Однако процедура "гашения" только на первых трех-четырех опорах линии, где координационные искровые промежутки уменьшаются, чтобы снизить входящие выбросы напряжения, приведет к увеличению риска "непосредственного" обратного перекрытия.
Размещение искровых разрядников
Для системы, приведенной на рисунке 1, показывающем линию электропередачи, непосредственно подключенную к КРУЭ (комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией) на 400 кВ, может быть создана компьютерная модель, которая будет учитывать ранее оговоренные параметры.
Исследование скоротечного процесса позволяет увидеть уровень тока молнии, который необходим, чтобы вызвать обратное перекрытие.
Рисунок 1. Схематическая диаграмма системы
Затем, в соответствии с количеством молний на 100 км линии электропередач в год, вычисленных для конкретной линии электропередачи с использованием вероятностной кривой величины тока молнии, можно оценить время возврата для заданного тока (менее 1 в 400 лет, 1 в 10 лет, и т.д.), для, скажем, первого километра линии.
После этого можно вычислить напряжение, поступающее на подстанцию, и сравнить его с уровнем выдерживаемого импульсного напряжения грозового разряда (УВИГ) для оборудования подстанции.
Здесь необходимо изучить состояние размыкающего выключателя, поскольку, если линия разомкнута, то на разомкнутой клемме импульсное напряжение будет "удвоено". Необходимо провести моделирование различных уровней тока молнии при различных расположениях опор линии. В результате этого можно будет оценить результирующее перенапряжение подстанции.
Если оказывается, что УВИГ подстанции будет превышен, или что недостаточно большой запас между вычисленными уровнями скачка напряжения и УВИГ, чтобы обеспечить приемлемый риск, то тогда следует использовать защиту в виде грозовых разрядников.
Включаемая в модель системы оценка MOA (металлооксидных грозовых разрядников), выполняется, согласно требованиями временного перенапряжения, при помощи модели грозового разрядника, созданной на основе данных производителя. Повторяя различные исследования, можно выявить защитный уровень разрядника. На этой основе может быть оценен фактор безопасности для данной конфигурации системы.
Стандарт IEC 60071 рекомендует фактор безопасности для оборудования 400 КВ равным 1.25 (фактор безопасности = УВИГ / защитный уровень).
Вычисляемый для данного условия ток грозового разрядника должен представлять "худший" случай, и, следовательно, может быть использован для оценки номинальных требований тока разряда грозового разрядника (5 КА, 10 КА или 20 КА).
(IEC 60091-1 является международным стандартом для грозовых разрядников [16] и существует соответствующее ему руководство, содержащее детальную информацию по применению грозовых разрядников.)
Для полного использования возможностей защитного уровня МОА, разрядник следует размещать настолько близко к защищаемому оборудованию, насколько это возможно.
В случае размыкающего выключателя линии это расстояние должно укладываться в 10-20 метров.
В зависимости от оценки роста скачка напряжения, напряжение, превышающее остаточное напряжение в месте размещения грозового разрядника будет восприниматься на клеммах размыкающего выключателя. Это необходимо принимать во внимание при оценке перенапряжения подстанции.
На рисунке 2 показан профиль всплеска напряжения для КРУЭ при замкнутом выключателе цепи. На нем видно, что, с учетом расстояний, относящихся к подстанции, может возникнуть потребность в дополнительных грозовых разрядниках.
Рисунок 2. Анализ грозового скачка напряжения для подстанции с распределительными устройствами с элегазовой изоляцией
Отсюда следует, что грозовые разрядники имеют "защитное расстояние", которое чувствительно к величине подъема входящего напряжения и должно учитываться при оценке грозового перенапряжения на оборудовании, удаленном от грозового разрядника.
