Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений. Опн разрядникВентильные разрядники и ограничители перенапряженийВентильные разрядники предназначены для ограничения грозовых и коммутационных перенапряжений оборудования электроустановок. Целью ограничения перенапряжений является защита изоляции от разрушения. Защитное действие разрядника обусловлено тем, что при появлении опасного для изоляции перенапряжения происходит пробой искрового промежутка разрядника, а протекающий через разрядник импульсный ток вследствие нелинейности рабочего сопротивления не создает опасного для изоляции повышения напряжения. Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка и рабочего резистора, состоящего из последовательного набора вилитовых дисков. Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. Вилит обладает нелинейным сопротивлением – оно снижается с увеличением значения силы тока. У вентильных разрядников имеются недостатки, обусловленные наличием искрового промежутка: низкая чувствительность и быстродействие, сопровождающий ток КЗ на землю, взрывоопасность. Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) также защищает сеть от перенапряжений, но в отличие от вентильного разрядника, не содержит искровых промежутков. Активная часть ОПН состоит из легированного металла, при подаче напряжения он ведет себя как множество последовательно соединенных варисторов – специальных полупроводниковых резисторов с переменным сопротивлением. Принцип действия ОПН основан на том, что проводимость варисторов нелинейно зависит от приложенного напряжения. При отсутствии перенапряжений ОПН не пропускает ток, но как только на участке сети возникает перенапряжение, сопротивление ОПН резко снижается, чем и обуславливается эффект защиты от перенапряжения. После окончания действия перенапряжения на выводах ОПН, его сопротивление опять возрастает. Переход из «закрытого» в «открытое» состояние занимает единицы наносекунд (в отличие от разрядников с искровыми промежутками, у которых это время срабатывания может достигать единиц микросекунд). Кроме высокой скорости срабатывания ОПН обладает еще рядом преимуществ. Одним из них является стабильность характеристики варисторов после неоднократного срабатывания вплоть до окончания указанного времени эксплуатации, что, кроме прочего, устраняет необходимость в эксплуатационном обслуживании. Измерительные трансформаторы
Похожие статьи:poznayka.org 59. Конструкция разрядников и опн.
Для зашиты изоляционных конструкций РУ от грозовых и коммутационных перенапряжений применяются разрядники и нелинейные ограничители перенапряжений. Простейшим типом разрядника является искровой промежуток, состоящий из двух электродов, один из которых подсоединяется к защищаемому объекту, а второй — к заземлителю. Искровой промежуток пробивается при появлении на нем напряжения, превышающего его импульсное разрядное напряжение. Искровой промежуток срезает волну перенапряжения, приходящую с линии, и тем самым защищает оборудование электроустановки от пробоя или перекрытия. Однако разрядная характеристика искрового промежутка весьма нестабильна: она зависит как от состояния электродов, так и от внешних атмосферных условий. Основным средством защиты от грозовых перенапряжений являются грозозащитные разрядники. В энергосистемах используются разрядники двух типов: трубчатые и вентильные. Первые просты по конструкции и относительно дешевы. Они устанавливаются на линиях, на подходах к подстанциям и используются для защиты изоляции линий электропередачи. Вторые являются более сложным, более совершенным, но и более дорогим аппаратом. Они используются для защиты подстанционной изоляции. Трубчатый разрядник состоит из газогенерирующей трубки, внутреннего дугогасящего промежутка и внешнего искрового промежутка. При срабатывании разрядник пропускает не только импульсный ток перенапряжения, но и сопровождающий ток промышленной частоты. Разрядник должен быть способен погасить дугу во внутреннем промежутке при прохождении сопровождающего тока через нуль. Недостатком трубчатых разрядников является наличие нижнего и верхнего пределов сопровождающего тока, ограничивающих область падежного гашения дуги. Одним из основных недостатков вентильных разрядников является высокое значение коэффициента нелинейности материалов. Поэтому значительный прогресс был достигнут после разработки новых материалов с малым коэффициентом нелинейности. Это позволило разработать аппараты защиты без искровых промежутков. Такие аппараты получили наименование нелинейных ограничителей перенапряжений ОПН. Основными элементами ОПН являются фарфоровый корпус 2, фланцы 4, имеющие устройство 3, обеспечивающее герметичность, наружный тороидальный экран 6 с держателями 5, обеспечивающий выравнивание распределения напряжения по варисторам 7. Варисторы имеют внутреннюю полость, служащую для сброса избыточного давления при аварийном перекрытии через клапан взрывобезопасности 3. Тепловая прослойка 8, передающая избыток теплоты от варисторов на корпус, одновременно используется для крепления варисторов 7. В последнее время для изготовления корпусов ОПН стали применять полимерные материалы, например стеклопластик, что позволяет существенно снизить массу аппаратов и упростить конструкцию ОПН. Ограничитель подсоединен к сети в течение всего срока службы. Поэтому через варисторы непрерывно протекает ток. Ограничитель сохраняет работоспособность до тех пор, пока не нарушится тепловое равновесие аппарата. 1. Техн процесс получ эл энергии на КЭС 2. Техн процесс получ эле энергии на ТЭЦ 3. Техн проц получ эл энерг на ГЭС, ГАЭС 4. Техн проц получ эл энергии на АЭС 5. Нетрадиц. ист. получения эл энергии 6. Парогазовые установки 7. Газотурбинные электростанции 8. Различие между КЭС и ТЭЦ 9. Синхр генер: констр, принц действ, параметры. 10. Сист охлажд синхронных генераторов. 11. Сист возбужд синхронных генераторов. 12. АРВ. Работа систем УК, УБФ, УЭМК 13. АГП 14. Параллельная работа СГ. 15. Силовые транс: назнач, принцип действия, конструкция, параметры. 16. Сист охлажд трансформаторов и AT 17. Особенн констр AT. Параметры AT. 18. Регулир напряж трансформ и AT. 19. Допуст перегрузки трансформ и AT. 20. Способы гашен дуги пост и перемен тока в выключателях ВН. 21. Выкл ВН. Требов к выкл ВН. Параметры выключателей. 22. Разъед внутрен и наружн установки. Конструкция, параметры, назначение. 23. Отделители и короткозамыкатели. Конструкция, параметры, назначение. 24. Измерительные ТА: Назначение, погрешн, векторная диаграмма ТА. 25. Измерительные TV. Назначение, погрешности, векторная диаграмма 26. Первичные схемы эл. станций и п/с. Треб к схемам. Критерии выбора схем. 27. Структура схемы эл. станций и п/с. 28. Схемы п/с с одной секц системой шин. 29. Схемы ТЭЦ с одной секц системой шин. 30. Схемы ТЭЦ с двумя системами шин. 31. Упрощенные схемы РУ 35-220 кВ 32. Схема с 1 секц. СШ и ОСШ 33. Схема с 2 раб. СШ и ОСШ 34. Схемы 3/2, 4/3 35. Схемы пит собств нужд КЭС, блочных ТЭЦ. Выбор источников питания СН. 36. Схемы пит собств нужд ТЭЦ, блочных ТЭЦ. Выбор ист питания СН. 37. Схемы питания собственных нужд ПС. Выбор источников питания СН. 38. ОРУ. Требования ПУЭ к ОРУ. 39. ЗРУ. Требования ПУЭ к ЗРУ. 40. КРУ, КРУН, Требования ПУЭ к КРУ, КРУН. 41. Выбор выключателей и разъединителей. 42. Выбор измерительных ТТ. 43. Выбор измерительных ТН. 44. Типы проводников, применяемых на эл. станциях и п/с. Констр гибких токопроводов, 45. Причины, виды и последствия КЗ. Токи, определяемые в расчетах. 46. Назначение и порядок расчета симметр токов КЗ. Допущения при расчетах. 47. Способы преобразования схем замещения. Особенн расчета токов КЗ в системе с.н. эл.станций 48. Способы ограничения токов КЗ. Выбор реакторов. Особен сдвоенных реакторов. 49. Выбор блочных трансф и трансформ связи на электростанциях и подстанциях. 50. Метод приведенных затрат при технико-экономическом сравнении вариантов. 51. Виды эл изоляции электрооборудования 52. Изоляция воздушных линий электропередач 53. Молниезащита воздушных линий 54. Изоляция эл станций и подстанций 55. Изоляция эл закрытых и открытых РУ 56. Элегазовая изоляция, достоин и недостатки 57. Защита оборудования станций и подстанций от прямых ударов молнии 58. Защита изоляции электрооборудования от набегающих волн. 59. Конструкция разрядников и ограничителей перенапряжения studfiles.net Обслуживание разрядников и ограничителей перенапряженийВентильные разрядники.Электрическое оборудование может оказаться под повышенным (по сравнению с номинальным) напряжением при грозе и коммутации электрических цепей. Для ограничения перенапряжений, воздействующих на изоляцию подстанций, применяются вентильные разрядники. В эксплуатации находятся различные типы разрядников (РВП, РВС, РВМ, РВМГ, РВМК). Обязательными элементами вентильного разрядника являются искровой промежуток и последовательно включенный с ним нелинейный резистор. В нормальных условиях работы электроустановки искровой промежуток отделяет токоведущие части от заземления, и он же при появлении импульса перенапряжений срезает волну опасного перенапряжения, обеспечивая при этом надежное гашение дуги сопровождающего тока (тока промышленной частоты, проходящего вслед за импульсным током) при первом прохождении его через нулевое значение. Искровой промежуток разрядника на соответствующий класс напряжения набирается из блоков искровых промежутков. На рис. показан блок искровых промежутков, состоящий из четырех единичных искровых промежутков 2 , помещенных в фарфоровый цилиндр 1 . У разрядников серии РВС каждый единичный искровой промежуток создается двумя штампованными латунными шайбами 3 , разделенными тонкой миканитовой или электрокартонной прокладкой 4 . Дробление горящей дуги на короткие дуги в единичных искровых промежутках повышает дугогасящие свойства разрядника. Для равномерного распределения напряжения промышленной частоты по единичным искровым промежуткам блок шунтирован подковообразным тиритовым резистором 5 .Разрядники серий РВМ, РВМГ и РВМК имеют искровые промежутки с магнитным гашением дуги. В вентильных разрядниках (рис. 2) последовательно с блоками искровых промежутков включают нелинейные резисторы. Они состоят из вилитовых, а у разрядников высших классов напряжения - тервитовых дисков, собранных в блоки. Диски обладают свойством изменять сопротивление в зависимости от значения приложенного к ним напряжения. С увеличением напряжения сопротивление их уменьшается, что способствует прохождению больших импульсных токов молнии при небольшом падении напряжения на разряднике. Сопротивление резисторов подбирают таким образом, чтобы они ограничивали сопровождающий ток промышленной частоты 80-100 А.Диски нелинейных резисторов невлагостойки. Во влажной атмосфере они резко ухудшают свои характеристики. Поэтому все элементы вентильных разрядников размещают в герметичных фарфоровых покрышках. Герметичность покрышек обеспечивается тщательным армированием фланцев и уплотнением торцевых крышек озоностойкой резиной.Вентильные разрядники отвечают своему назначению только при наличии хорошего заземления нижнего фланца. При отсутствии заземления разрядник работать не будет. Заземляют разрядники присоединением к общему заземляющему устройству подстанции, сопротивление которого нормируется. Эффективность защиты вентильными разрядниками определяется расстоянием их от защищаемого оборудования: чем ближе (считая по соединительным шинам) к защищаемому оборудованию они установлены, тем эффективнее их защита. Поэтому устанавливают их возможно ближе к наиболее ответственному оборудованию (например, к трансформаторам). Наблюдение за работой вентильных разрядников ведется по показаниям регистраторов срабатывания. Они включаются последовательно в цепь разрядник - земля, и через них проходит импульсный ток. Регистраторы типа РВР рассчитаны на 10 срабатываний. При появлении в смотровом окне красной риски регистратор перезаряжают (устанавливают новые плавкие вставки). Регистраторы типа РР, отличающиеся по устройствам от регистраторов типа РВР, допускают до 1000 срабатываний.При осмотрах вентильных разрядников обращают внимание на целость фарфоровых покрышек, армировочных швов и резиновых уплотнений.Поверхность фарфоровых покрышек должна быть всегда чистой, так как вентильные разрядники обычной конструкции не рассчитаны на работу в районах с загрязненной атмосферой. Грязь не поверхности покрышек искажает распределение напряжения вдоль разрядника, что может привести к его перекрытию даже при номинальном рабочем напряжении.Если головки и гайки болтов фланцевых соединений окажутся неокрашенными, на поверхности фланцевых покрышек могут появиться подтеки ржавчины, образующие проводящие ток дорожки, что может привести к перекрытию разрядника по поверхности. Такие разрядники следует отключать и очищать их поверхность.Представляет опасность высокая трава около разрядника, которая может зашунтировать его нижние элементы. В случае загрязнения изоляции разрядника его необходимо отключить и протереть, а траву выкосить. Эффективным способом уничтожения травы является химическая обработка почвы в зоне установки разрядников.Опыт эксплуатации показывает, что внутри разрядников тоже могут быть повреждения: разрывы в цепях шунтирующих резисторов, увлажнение дисков последовательных резисторов и т.д. Такие повреждения обычно выявляются профилактическими испытаниями. Однако в процессе развития повреждения внутри разрядника могут возникать потрескивания, необычные для разрядников шумы, которые могут быть обнаружены на слух.Все виды работ на разрядниках должны производиться с лестниц-стремянок. Использование приставных лестниц приводит к поломке фарфоровых покрышек особенно у разрядников типа РВС.Заземлять присоединение разрядника следует стационарными заземлителями, а при их отсутствии - переносными заземлениями, устанавливаемыми вблизи разъединителей. Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН).
В последние годы для защиты изоляции подстанций от перенапряжений находят все большее применение ОПН. Они отличаются от вентильных разрядников только отсутствием искровых промежутков и материалом нелинейных резисторов. Резисторы ОПН, изготовляемые на основе оксидно-цинковой керамики, ограничивают коммутационные перенапряжения до уровня 1,8Uф и атмосферные до уровня 2-2,4Uф . После срабатывания аппарата и снижения перенапряжения до Uф сопровождающий ток, проходящий через резисторы, уменьшается до нескольких миллиампер, что и позволило отказаться от последовательных искровых промежутков. При отсутствии искровых промежутков через резисторы в нормальном режиме проходит небольшой ток проводимости, обусловленный рабочим напряжением сети. Длительное прохождение тока проводимости ведет к старению оксидно-цинковой керамики. Поэтому в эксплуатации систематически проверяют значение тока проводимости и не допускают его увеличения до значений, при которых возможен тепловой пробой резисторов и выход ОПН из строя.Резисторы ОПН для классов напряжений 35-500 кВ размещают в герметичных одноэлементных фарфоровых покрышках. Высота ОПН близка к высоте опорных изоляторов того же класса напряжения. Оперативное обслуживание ОПН мало, чем отличается от обслуживания вентильных разрядников. Тирит, вилит и тервит - материалы, изготовляемые на основе карбида кремния SiC . Их массы содержат в разных пропорциях карбид кремния и различные по составу связующие вещества. Всего комментариев: 0  ukrelektrik.com Ограничители перенапряжения (ОПН) и разрядники — КиберПедияОграничители перенапряжения (ОПН) относятся к высоковольтным аппаратам, предназначенным для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжении. Разрядник– электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. Классификация ОПН класса В: · Устанавливается на вводе здания. · Предназначен для защиты от атмосферных молний и коммутационных перенапряжений. · Защищают силовую распределительную сеть, оборудование главного распределительного щита и вводный электрический счетчик. ОПН класса С: · Устанавливается в водном щите квартиры или офиса. · Предназначен для защиты от наведенных атмосферных и коммутационных перенапряжений, проскочивших через ограничитель В. · Защищает внутреннею электропроводку квартиры, офиса, автоматику щитовой, квартирный электрический счетчик. ОПН класса D: · Устанавливают в квартирном щите, возможна установка непосредственно в оборудовании. · Предназначен для защиты от высокочастотных помех, прошедших через ограничители класса В и С. · Защищает электрическое оборудование, электрические приборы, переносные электрические устройства Разрядник вентильный и магнитовентильный Промышленность выпускает вентильные разрядники серий РН, РВН, РНК, РВО, РВС, РВТ, РВМГ, РВРД, РВМ, РВМА, РМВУ и трубчатые. Разрядник РН - низкого напряжения, предназначен для защиты от атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудования напряжением 0,5 кВ. Разрядник РВН - вентильный, для защиты от атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудования. Разрядник РНК предназначен для защиты устройств контроля изоляции вводов высокого напряжения трансформаторов. Разрядник РВРД - вентильный, с растягивающейся дугой, предназначен для защиты изоляции электрических машин от атмосферных и кратковременных внутренних перенапряжений. Разрядник РМВУ - вентильный, магнитный, униполярный, предназначен для защиты от перенапряжений изоляции тягового электрооборудования в установках постоянного тока. Разрядник РА - серии А, предназначен для защиты от перенапряжений обмоток возбуждения крупных синхронных машин (турбогенераторов, гидрогенераторов и компенсаторов) с номинальным током возбуждения до 3000 А. Разрядник РВО - вентильный облегченной конструкции; разрядник РВС - вентильный станционный; разрядник РВТ - вентильный, токоограничивающий; Трубчатые разрядники РТВ и РТФ - винипластовые или фибробакелитовые, предназначены для защиты от атмосферных перенапряжений изоляции линий электропередачи и с другими средствами защиты для защиты изоляции электрооборудования станций и подстанций напряжением 3, 6, 10, 35, 110 кВ.
Конструкция Рис. 1 Конструкция ОПН классов напряжения 35-110 кВ Рис. 2 Конструкция ОПН/TEL Вентильные разрядники Рис. 3. Вентильный разрядник (а) и его искровые промежутки в увеличенном масштабе (б) 1-Вилитовые кольца 2-Искровые промежутки 3-Рабочие резисторы 4-Фарфоровый кожух 5-Фланец 6-Пластина, служащая для исключения проникновения влаги кожух разрядника герметизируется по торцам. 7-Уплотнительные резиновые прокладки. Работа разрядника происходит в следующем порядке. При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2 (рис.3,б). Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока. Трубчатые разрядники
Рис.4. Трубчатый разрядник
1-Трубка 2,3-электроды 4-Заземленный электрод 5-Буферный объем, где накапливается потенциальная энергия сжатого газа При появлении перенапряжения пробиваются промежутки S1 и S2 и импульсный ток отводится в землю. При проходе тока через нуль создается газовое дутье из буферного объема, что способствует эффективному гашению дуги. Обозначение на схемах Рис.4. Обозначение разрядников и ОПН
На электрических принципиальных схемах в России разрядники обозначаются согласно ГОСТ 2.727-68. 1.Общее обозначение разрядника 2.Разрядник трубчатый 3.Разрядник вентильный и магнитовентильный 4.ОПН Производители ОПН ОПН фирмы «ABB» в полимерном корпусе могут состоять из одного или нескольких модулей, каждый из которых содержит одну колонку варисторов. Варисторы не обладают "кумулятивным" эффектом, т.е. их вольт-амперная характеристика не зависит от числа срабатываний ОПН. Силиконовая покрышка наносится на активную часть методом непосредственного вакуумного литья в специальной холдинговой машине. Фланцы соединены друг с другом двумя или более усиливающими элементами из стекловолокна, что придает ОПН высокие механические характеристики. Благодаря тому, что силиконовая изоляция наносится непосредственно на вариаторы, внутри нет воздуха и, как следствие, отсутствуют внутренние частичные разряды. Кроме того, улучшаются условия охлаждения варисторов, что улучшает энергопоглащающую способность ОПН.
Конструкция ОПН серии PEXLIM 1. Усиливающие элементы2. Варисторы3. Покрышка новой резины4. Защитная лента5. Фланец cyberpedia.su 59. Конструкция разрядников и опн.
Для зашиты изоляционных конструкций РУ от грозовых и коммутационных перенапряжений применяются разрядники и нелинейные ограничители перенапряжений. Простейшим типом разрядника является искровой промежуток, состоящий из двух электродов, один из которых подсоединяется к защищаемому объекту, а второй — к заземлителю. Искровой промежуток пробивается при появлении на нем напряжения, превышающего его импульсное разрядное напряжение. Искровой промежуток срезает волну перенапряжения, приходящую с линии, и тем самым защищает оборудование электроустановки от пробоя или перекрытия. Однако разрядная характеристика искрового промежутка весьма нестабильна: она зависит как от состояния электродов, так и от внешних атмосферных условий. Основным средством защиты от грозовых перенапряжений являются грозозащитные разрядники. В энергосистемах используются разрядники двух типов: трубчатые и вентильные. Первые просты по конструкции и относительно дешевы. Они устанавливаются на линиях, на подходах к подстанциям и используются для защиты изоляции линий электропередачи. Вторые являются более сложным, более совершенным, но и более дорогим аппаратом. Они используются для защиты подстанционной изоляции. Трубчатый разрядник состоит из газогенерирующей трубки, внутреннего дугогасящего промежутка и внешнего искрового промежутка. При срабатывании разрядник пропускает не только импульсный ток перенапряжения, но и сопровождающий ток промышленной частоты. Разрядник должен быть способен погасить дугу во внутреннем промежутке при прохождении сопровождающего тока через нуль. Недостатком трубчатых разрядников является наличие нижнего и верхнего пределов сопровождающего тока, ограничивающих область падежного гашения дуги. Одним из основных недостатков вентильных разрядников является высокое значение коэффициента нелинейности материалов. Поэтому значительный прогресс был достигнут после разработки новых материалов с малым коэффициентом нелинейности. Это позволило разработать аппараты защиты без искровых промежутков. Такие аппараты получили наименование нелинейных ограничителей перенапряжений ОПН. Основными элементами ОПН являются фарфоровый корпус 2, фланцы 4, имеющие устройство 3, обеспечивающее герметичность, наружный тороидальный экран 6 с держателями 5, обеспечивающий выравнивание распределения напряжения по варисторам 7. Варисторы имеют внутреннюю полость, служащую для сброса избыточного давления при аварийном перекрытии через клапан взрывобезопасности 3. Тепловая прослойка 8, передающая избыток теплоты от варисторов на корпус, одновременно используется для крепления варисторов 7. В последнее время для изготовления корпусов ОПН стали применять полимерные материалы, например стеклопластик, что позволяет существенно снизить массу аппаратов и упростить конструкцию ОПН. Ограничитель подсоединен к сети в течение всего срока службы. Поэтому через варисторы непрерывно протекает ток. Ограничитель сохраняет работоспособность до тех пор, пока не нарушится тепловое равновесие аппарата. 1. Техн процесс получ эл энергии на КЭС 2. Техн процесс получ эле энергии на ТЭЦ 3. Техн проц получ эл энерг на ГЭС, ГАЭС 4. Техн проц получ эл энергии на АЭС 5. Нетрадиц. ист. получения эл энергии 6. Парогазовые установки 7. Газотурбинные электростанции 8. Различие между КЭС и ТЭЦ 9. Синхр генер: констр, принц действ, параметры. 10. Сист охлажд синхронных генераторов. 11. Сист возбужд синхронных генераторов. 12. АРВ. Работа систем УК, УБФ, УЭМК 13. АГП 14. Параллельная работа СГ. 15. Силовые транс: назнач, принцип действия, конструкция, параметры. 16. Сист охлажд трансформаторов и AT 17. Особенн констр AT. Параметры AT. 18. Регулир напряж трансформ и AT. 19. Допуст перегрузки трансформ и AT. 20. Способы гашен дуги пост и перемен тока в выключателях ВН. 21. Выкл ВН. Требов к выкл ВН. Параметры выключателей. 22. Разъед внутрен и наружн установки. Конструкция, параметры, назначение. 23. Отделители и короткозамыкатели. Конструкция, параметры, назначение. 24. Измерительные ТА: Назначение, погрешн, векторная диаграмма ТА. 25. Измерительные TV. Назначение, погрешности, векторная диаграмма 26. Первичные схемы эл. станций и п/с. Треб к схемам. Критерии выбора схем. 27. Структура схемы эл. станций и п/с. 28. Схемы п/с с одной секц системой шин. 29. Схемы ТЭЦ с одной секц системой шин. 30. Схемы ТЭЦ с двумя системами шин. 31. Упрощенные схемы РУ 35-220 кВ 32. Схема с 1 секц. СШ и ОСШ 33. Схема с 2 раб. СШ и ОСШ 34. Схемы 3/2, 4/3 35. Схемы пит собств нужд КЭС, блочных ТЭЦ. Выбор источников питания СН. 36. Схемы пит собств нужд ТЭЦ, блочных ТЭЦ. Выбор ист питания СН. 37. Схемы питания собственных нужд ПС. Выбор источников питания СН. 38. ОРУ. Требования ПУЭ к ОРУ. 39. ЗРУ. Требования ПУЭ к ЗРУ. 40. КРУ, КРУН, Требования ПУЭ к КРУ, КРУН. 41. Выбор выключателей и разъединителей. 42. Выбор измерительных ТТ. 43. Выбор измерительных ТН. 44. Типы проводников, применяемых на эл. станциях и п/с. Констр гибких токопроводов, 45. Причины, виды и последствия КЗ. Токи, определяемые в расчетах. 46. Назначение и порядок расчета симметр токов КЗ. Допущения при расчетах. 47. Способы преобразования схем замещения. Особенн расчета токов КЗ в системе с.н. эл.станций 48. Способы ограничения токов КЗ. Выбор реакторов. Особен сдвоенных реакторов. 49. Выбор блочных трансф и трансформ связи на электростанциях и подстанциях. 50. Метод приведенных затрат при технико-экономическом сравнении вариантов. 51. Виды эл изоляции электрооборудования 52. Изоляция воздушных линий электропередач 53. Молниезащита воздушных линий 54. Изоляция эл станций и подстанций 55. Изоляция эл закрытых и открытых РУ 56. Элегазовая изоляция, достоин и недостатки 57. Защита оборудования станций и подстанций от прямых ударов молнии 58. Защита изоляции электрооборудования от набегающих волн. 59. Конструкция разрядников и ограничителей перенапряжения studfiles.net 13 Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений Вентильные разрядники (РВ)страница 1 страница 2 13 Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений Вентильные разрядники (РВ). Разрядниками называются аппараты, предназначенные для защиты подстанционной изоляции от коммутационных и атмосферных перенапряжений, которые значительно превышают номинальное напряжение электроустановок. В настоящее время для защиты от перенапряжений используются также нелинейные ограничители перенапряжения (ОПН).Основными элементами разрядников являются многократный искровой промежуток (ИП) «Р», зашунтированный высокоомными сопротивлениями R, и резистор «r» с нелинейной вольт- амперной характеристикой (ВАХ), рис. 1. Uпад б) а) Рис. 1. Электрическая схема (а) и конструкция комплекта искровых промежутков (б) вентильного разрядникаИскровые промежутки 3 (рис. 1, б) образованны латунными дисками специальной формы 4 и расположены в фарфоровом изоляционном корпусе 5. Крышки 6 несут функцию электродов одного комплекта. Количество ИП в РВ устанавливаются из расчета один ИП на один кВ фазного напряжения разрядника. Искровой промежуток 3 имеет практически однородное электрическое поле. Его величина (1 мм) рассчитана на напряжение, равное 1 кВ. Специальные калиброванные миканитовые прокладки 2 обеспечивают необходимый зазор. В местах сопряжения прокладок с электродами 4 возникает корона, облучающая искровой промежуток 3 и улучшающая форму его вольт-секундной характеристики (ВСХ).В РВ применяют материал вилит. Тело вилитовых дисков состоит из зерен электротехнического карборунда SiC, скрепленных керамической массой на основе жидкого стекла. Отдельные зерна карборунда соприкасаются между собой. При термической обработке зерен образуется запорный слой, состоящий из окиси кремния. При небольшом напряжении удельное сопротивление запорного слоя толщиной t = 10-5см составляет 106…108Ом·см. Удельное сопротивление самого карборунда невелико, около 1 Ом·см. Поэтому при малых токах все напряжение ложится на запорный слой. С ростом импульсного тока растет напряженность электрического поля и при некотором её значении сопротивление слоя на запорном слое падает. С появлением высокой проводимости ВАХ претерпевает резкий излом (рис. 2). Рис. 2. Вольтамперная характеристика разрядника РВ ВАХ выражается аналитической зависимостью: lgU = A + αlgI, где А – константа; α – коэффициент нелинейности. Чем меньше α, тем в меньшей степени растет напряжение с ростом тока. В области высоких импульсных токов Iимп, коэффициент нелинейности α составляет 0,13…0,15. При воздействии на РВ импульса грозового перенапряжения пробивается искровой промежуток (рис. 3) и через разрядник проходит импульсный ток, создающий падение напряжения на сопротивление резистора. Благодаря нелинейной ВАХ это падение напряжения мало меняется при существенном изменении импульсного тока (рис.2). а) б) Рис. 3. Принцип действия вентильного разрядника:а) схема включения вентильного разрядника б) согласование ВСХ защищаемой изоляции и РВ Одной из основных характеристик РВ является остающееся напряжение Uост, представляющее собой падение напряжения на сопротивлении r при определенном импульсном токе (5…14 кА), который называется током координации ИП РВ. Остающееся напряжение и импульсное пробивное напряжение ИП РВ Uпр должны быть на 20…25% ниже разрядного Uр или пробивного напряжения Uпр защищаемой изоляции (координационный интервал).После окончания процесса ограничения перенапряжения через РВ проходит сопровождающий ток промышленной частоты. Сопротивление нелинейного резистора при воздействии Uрабрезко возрастает, и сопровождающий ток ограничивается, а затем гаснет. Наибольшее напряжение промышленной частоты на РВ, при котором надежно обрывается сопровождающий ток, называется напряжением гашения Uгаш, а сопровождающий ток – током гашения Iгаш. Гашение сопровождающего тока осуществляется в условиях однофазного замыкания на землю. Поэтому в качестве Uгаш принимается значение напряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании на землю: Uгаш= kз.Uном , где kз– коэффициент, зависящий от способа заземления нейтрали; Uном – номинальное линейное напряжение. Коэффициент kз для установок с заземленной нейтралью равен 0,8, а для установок с изолированной нейтралью 1,1.Дугогасящее действие ИП РВ характеризуется коэффициентом гашения: kгаш= Uпр~/ Uгаш , где Uпр – пробивное напряжение ИП при f = 50 Гц. Защитное действие нелинейного резистора характеризуется коэффициентом защиты (защитным отношением). kзащ= Uост/ √2.Uгаш . Значение kзащопределяется свойствами нелинейного резистора и конструкцией ИП. Работа РВ начинается с пробоя ИП и заканчивается гашением дуги сопровождающего тока в ИП. Для успешной защиты изоляции ВАХ РВ должна быть пологой. Вентильные разрядники делятся на 4 группы: 1-ая группа РВ (РВТ, РВРД) имеет наименьшее значение Uост. 2-ая группа (РВМ, РВС, РВМГ). 3-ая группа (РВС) – станционные. 4-ая группа (РВП, РВО) РВП – разрядники подстанционные; РВО – разрядники облегченные. В табл. 1 приведены электрические характеристики вентильных разрядников. Таблица 1 - Электрические характеристики вентильных разрядников.
Стандартный элемент, например, РВС–35 кВ, содержит 32 ИП и 11 вилитовых дисков диаметром d = 100 мм и высотой H = 60 мм. Контакт между дисками осуществляется металлизацией их поверхностей. Комплект ИП и вилитовых дисков помещается в герметизированный фарфоровый корпус. Герметизация предохраняет вилит от воздействия влаги и обеспечивает стабильность разрядных характеристик ИП. Разрядники высших классов напряжений комплектуются из стандартных элементов низкого напряжения. Разрядники характеризуются следующими характеристиками:
U(10) ≈ 11,5 кВ; U(110) ≈ 126 кВ.
13.2. Комбинированные вентильные разрядники Комбинированные вентильные разрядники (серия РВМК) предназначены для ограничения как грозовых, так и внутренних перенапряжений в электроустановках 330…500 кВ. Нелинейные резисторы разрядников РВМК изготавливаются из тервита. Этот материал аналогичен вилиту, однако термическая обработка его ведется при более высокой температуре и часть запорных слоев из окиси кремния разрушается. В результате тервит имеет высокую пропускную способность (до 1500 А вместо 300 А для вилита), однако у него хуже, чем у вилита, коэффициент нелинейности α = 0,13…0,15. Последнее создает трудности при конструировании разрядников. Если тервитовый резистор обеспечивают защиту от внутренних перенапряжений при проходящих через него токах до 1,5 кА, то при грозовых перенапряжениях, когда токи достигают 10 кА и более вследствие высокого коэффициента нелинейности, он не может обеспечить защиту изоляции. Это обстоятельство привело к созданию комбинированной схемы разрядника, рис. 4. Рис. 4. Схема комбинированного разрядника Рис.5. Вольтамперная характеристика комбинированного разрядника: 1 – ВАХ при внутренних перенапряжениях; 2 – ВАХ при грозовых перенапряжениях. Часть тервитного резистора (около 40%), зашунтированного дополнительным искровым промежутком ИП2, при внутренних перенапряжениях не пробивается и напряжение на разряднике соответствует характеристике 1 (рис. 5). При прохождении через разрядник тока больше 1,5 кА напряжение на ИП2 становится больше его пробивного напряжения и часть резистора закорачивается, при этом напряжение на разряднике следует характеристике 2 и остается в допустимых пределах. 13.3. Ограничители перенапряжений нелинейные Основным рабочим элементом ОПН является нелинейный резистор-варистор. Резисторы ОПН выполнены из металлооксидной керамики. Она получается в результате высокотемпературного обжига (до 1300 0С ) порошка с размерами зерен порядка 10 мм, состоящего из окиси цинка (ZnO) и некоторого количества оксидов других металлов: висмута, сурьмы, кобальта, арганца и др. Масса оксида цинка составляет более 90% массы керамики.Резисторы ОПН выпускаются в виде дисков диаметром от нескольких до ста миллиметров и толщиной от единиц до нескольких десятков миллиметров. Структура материала схематично показана на рис. 6, а. Вольтамперная характеристика материала нелинейного резистора ОПН не зависит от полярности напряжения U и определяется в рабочей области значений тока I выражением: U = AI , где – коэффициент нелинейности материала; А – постоянная, зависящая от материала и размеров образца резистора. Металлооксидные резисторы, используемые в ОПН, характеризуются существенно меньшим значением по сравнению с карбидокремниевыми (SiC), используемыми в РВ. У последних находится в пределах 0,12…0,26, а в области больших токов – 0,3…0,5.Резисторы собираются последовательно, в виде столбов. В ряде случаев такие столбы соединяются параллельно. Резисторы помещаются в герметичный фарфоровый или пластмассовый корпус цилиндрической формы (рис. 7). Их торцы подсоединяются к металлическим фланцам, которые соединяются с фазой и землей или с фазами в зависимости от требований к ОПН как ограничителю фазных или междуфазных перенапряжений. Корпус ОПН изготавливается с развитой поверхностью – ребрами, число и размеры которых соответствуют по длине пути утечки внешней изоляции для требуемых внешних условий. Уровень электрической прочности внутренней изоляции ОПН значительно превышает уровень внешней изоляции в соответствии с требованиями координации изоляции. Рисунок 7. Общий вид нелинейного ограничителя перенапряжений высокого напряжения: 1 - металлооксидный диск; 2 - изолирующие и центрирующие прокладки, сепараторы; 3 - фланцы; 4 - сжимающие пружины; 5 - уплотнения из синтетической резины; 6 - устройство для сброса давления; 7 – защитное устройство против животных; 8 - металлические электроды; 9 - изолирующий корпус; 10 - изолирующие стяжки; 11 - контактные пластины; 12 - маркировочная пластина; 13, 14 - линейные выводы присоединения к линии и заземлению. Требования по длине пути утечки внешней изоляции корпуса определяет минимальную длину ОПН. Длина изоляционного корпуса, в свою очередь, определяется уровнем рабочего напряжения с учетом всего комплекса воздействий и условий работы всей изоляции ОПН (рис. 8).Рис. 8. Внешний вид ОПН на различные номинальные напряжения Uном : а) Uном = 10 кВ; б) Uном = 35 кВ; в) Uном = 220 кВ Основные электрические характеристики ОПН для сетей 10, 35, 110, 220 кВ приведены в табл. 2, 3, 4, 5. Таблица 2 - Основные электрические характеристики ОПН для сетей 10 кВ.
 Смотрите также: 13 Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений Вентильные разрядники (РВ) 417.16kb. 2 стр. Переходные процессы в трансформаторах 62.77kb. 1 стр. moglobi.ru Разрядник — ВикипедияРазря́дник — электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. Первоначально разрядником называли устройство для защиты от перенапряжений, основанный на технологии искрового промежутка. Затем, с развитием технологий, для ограничения перенапряжений начали применять устройства на основе полупроводников и металл-оксидных варисторов, применительно к которым продолжают употреблять термин «разрядник». ПрименениеВ электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Несмотря на кратковременность такого перенапряжения, его может быть достаточно для пробоя изоляции или p-n переходов полупроводниковых приборов и, как следствие, короткого замыкания, приводящего к разрушительным последствиям.[1] Для того, чтобы устранить вероятность короткого замыкания, можно применять более надёжную изоляцию и высоковольтные полупроводниковые приборы, но это приводит к значительному увеличению стоимости оборудования. В связи с этим в электрических сетях целесообразно применять разрядники. Видео по темеУстройство и принцип действияРазрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства. ЭлектродыОдин из электродов крепится на защищаемой цепи, второй электрод заземляется. Пространство между электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между двумя электродами искровой промежуток пробивается, снимая тем самым перенапряжение с защищаемого участка цепи. Одно из основных требований, предъявляемых к разряднику — гарантированная электрическая прочность при промышленной частоте (разрядник не должен пробиваться в нормальном режиме работы сети). Дугогасительное устройствоПосле пробоя импульсом искровой промежуток достаточно ионизирован, чтобы пробиться фазным напряжением нормального режима, в связи с чем возникает короткое замыкание и, как следствие, срабатывание устройств РЗА, защищающих данный участок. Задача дугогасительного устройства — устранить это замыкание в наиболее короткие сроки до срабатывания устройств защиты. Виды разрядниковВоздушный разрядник закрытого или открытого типа (трубчатый разрядник)Воздушный разрядник представляет собой дугогасительную трубку из полимеров, способных подвергаться термической деструкции с выделением значительного количества газов и без значительного обугливания — полихлорвинила или оргстекла (первоначально, в начале XX века, это была фибра), с разных концов которой закреплены электроды. Один электрод заземляется, а второй располагается на определенном расстоянии от него (расстояние определяет напряжение срабатывания, или пробоя, разрядника) и имеет прямое электрическое подключение к защищаемому проводнику линии. В результате пробоя в трубке возникает интенсивная газогенерация (плазма), и через выхлопное отверстие образуется продольное дутье, достаточное для гашения дуги. В воздушном разряднике открытого типа выброс плазменных газов осуществляется в атмосферу. Напряжение пробоя воздушных разрядников — более 1 кВ. Газовый разрядникКонструкция и принцип действия идентичны воздушному разряднику. Электрический разряд происходит в закрытом пространстве (керамическая трубка), заполненном инертными газами. Технология электрического разряда в газонаполненной среде позволяет обеспечить лучшие характеристики скорости срабатывания и гашения разрядника. Напряжение пробоя газонаполненного разрядника — от 60 вольт до 5 киловольт. В сигнальных электрических цепях соответствующего напряжения в качестве разрядника может использоваться миниатюрная неоновая лампа. Вентильный разрядник Вентильный разрядник РВМК-1150 Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких последовательно соединенных единичных искровых промежутков) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вилит обладает особенным свойством — его сопротивление нелинейно — оно падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вентильные разрядники и получили своё название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени. Магнитовентильный разрядник (РВМГ)РВМГ состоит из нескольких последовательных блоков с магнитным искровым промежутком и соответствующего числа вилитовых дисков. Каждый блок магнитных искровых промежутков представляет собой поочередное соединение единичных искровых промежутков и постоянных магнитов, заключенное в фарфоровый цилиндр. При пробое в единичных искровых промежутках возникает дуга, которая за счет действия магнитного поля, создаваемого кольцевым магнитом, начинает вращаться с большой скоростью, что обеспечивает более быстрое, по сравнению с вентильными разрядниками, дугогашение. Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН)ОПН для сети 110 кВ Разные варисторыВ процессе эксплуатации изоляция оборудования электрических сетей подвергается воздействию рабочего напряжения, а также различных видов перенапряжений, таких как грозовые, коммутационные, квазистационарные. Основными аппаратами для защиты сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений являются вентильные разрядники (РВ) и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). При построении или модернизации уже существующих схем защиты от перенапряжений с помощью ОПН и РВ необходимо решать две основные тесно связанные друг с другом задачи:
Защитные свойства РВ и ОПН основаны на нелинейности вольтамперной характеристики их рабочих элементов, обеспечивающей заметное снижение сопротивления при повышенных напряжениях и возврат в исходное состояние после снижения напряжения до нормального рабочего. Низкая нелинейность вольтамперной характеристики рабочих элементов в разрядниках не позволяла обеспечить одновременно и достаточно глубокое ограничение перенапряжений и малый ток проводимости при воздействии рабочего напряжения, от воздействия которого удалось отстроиться за счет введения последовательно с нелинейным элементом искровых промежутков. Значительно большая нелинейность сопротивлений окисно-цинковых варисторов ограничителей перенапряжений ОПН позволила отказаться от использования в их конструкции искровых промежутков, то есть нелинейные элементы ОПН присоединены к сети в течение всего срока его службы. В настоящее время вентильные разрядники практически сняты с производства и в большинстве случаев отслужили свой нормативный срок службы. Построение схем защиты изоляции оборудования как новых, так и модернизируемых подстанций, от грозовых и коммутационных перенапряжений теперь оказывается возможным только с использованием ОПН. Идентичность функционального назначения РВ и ОПН и кажущаяся простота конструкции последнего часто приводят к тому, что замену разрядников на ограничители перенапряжений проводят без проверки допустимости и эффективности использования устанавливаемого ОПН в рассматриваемой точке сети. Этим объясняется повышенная аварийность ОПН. Помимо неверного выбора мест установки и характеристик ОПН еще одной причиной повреждений ОПН являются используемые при их сборке варисторы низкого качества, к которым, прежде всего, относятся китайские и индийские варисторы. Стержневые искровые промежуткиСтержневые искровые промежутки также известные как «дугозащитные рога» применяются для защиты от пережога защищеных проводов и перевода однофазного к.з. в двухфазное. Для возникновения дуги необходим ток к.з., превышающий 1 кА. Вследствие относительно низкого напряжения (6-10 кВ против 20 кВ в сетях Финляндии) и высокого сопротивления заземления «дугозащитные рога» в российских сетях не срабатывают. В настоящее время на ВЛ 6-10 кВ они запрещены «Положением о технической политике» ФСК. Разрядник длинно-искровойФотография скользящего разрядаПринцип работы разрядника основан на использовании эффекта скользящего разряда, который обеспечивает большую длину импульсного перекрытия по поверхности разрядника, и предотвращении за счет этого перехода импульсного перекрытия в силовую дугу тока промышленной частоты. Разрядный элемент РДИ, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, в несколько раз превышающую длину защищаемого изолятора линии. Конструкция разрядника обеспечивает его более низкую импульсную электрическую прочность по сравнению с защищаемой изоляцией. Главной особенностью длинно-искрового разрядника является то, что вследствие большой длины импульсного грозового перекрытия вероятность установления дуги короткого замыкания сводится к нулю. Существуют различные модификации РДИ, отличающиеся назначением и особенностями воздушных линий, на которых они применяются. РДИ предназначены для защиты воздушных линий электропередачи напряжением 6-10 кВ трехфазного переменного тока с защищёнными и неизолированными проводами от индуктированных грозовых перенапряжений и их последствий, и прямого удара молнии; рассчитаны для работы на открытом воздухе при температуре окружающего воздуха от минус 60 °C до плюс 50 °C в течение 30-и лет. Основное преимущество РДИ: разряд развивается вдоль аппарата по воздуху, а не внутри его. Это позволяет значительно увеличить срок эксплуатации изделий и повышает их надежность. Обозначение
На электрических принципиальных схемах в России разрядники обозначаются согласно ГОСТ 2.727—68.1. Общее обозначение разрядника2. Разрядник трубчатый3. Разрядник вентильный и магнитовентильный4. ОПН ПримечанияИсточники
Ссылкиwikipedia.green | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
