Защита от грозовых перенапряжений
Защита от грозовых перенапряжений
Вопрос. Какими молниеотводами осуществляется защита РУ и ПС от грозовых перенапряжений?
Ответ. Защита осуществляется:
от прямых ударов молнии – стержневыми и тросовыми молниеотводами;
от набегающих волн с отходящих линий – молниеотводами от прямых ударов молнии на определенной длине этих линий, а также защитными аппаратами, устанавливаемыми на подходах и в РУ. К ним относятся РВ, ОПН, РТиИП.
ОПН, остающиеся напряжения которых при номинальном разрядном токе не более чем на 10 % ниже остающегося напряжения РВ или среднего пробивного напряжения РТ или ИП, называются далее соответствующими (4.2.133).
Вопрос. От каких грозовых перенапряжений должны быть защищены открытые РУ и ПС 20-750 кВ?
Ответ. Должны быть защищены от прямых ударов молнии. Выполнение защиты от прямых ударов молнии не требуется для ПС 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1,6 МВ·А и менее независимо от количества таких трансформаторов и от числа грозовых часов в году, для всех ОРУ ПС 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20, а также для ОРУ и ПС 220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли в грозовой сезон более 2000 Ом·м при числе грозовых часов в году не более 20 (4.2.134).
Вопрос. В каких случаях следует защищать здания закрытых РУ и ПС от прямых ударов молнии?
Ответ. Следует защищать в районах с числом грозовых часов в году более 20 (4.2.134).
Вопрос. Как следует выполнять защиту зданий закрытых РУ и ПС, имеющих металлические покрытия кровли?
Ответ. Следует выполнять заземлением этих покрытий. При наличии железобетонной кровли и непрерывной электрической связи отдельных ее элементов защита выполняется заземлением ее арматуры (4.2.134).
Вопрос. Как следует выполнять защиту зданий закрытых РУ и ПС, крыша которых не имеет металлических или железобетонных покрытий с непрерывной электрической связью отдельных ее элементов?
Ответ. Следует выполнять стержневыми молниеотводами либо укладкой молниеприемной сетки непосредственно на крыше зданий.
При установке стержневых молниеотводов на защищаемом здании от каждого молниеотвода должно быть проложено не менее двух токоотводов по противоположным сторонам здания (4.2.134).
Вопрос. Что следует использовать в качестве токоотводов?
Ответ. Следует использовать металлические и железобетонные (при наличии хотя бы части ненапряженной арматуры) конструкции зданий. При этом должна быть обеспечена непрерывная электрическая связь от молниеприемника до заземлителя. Металлические элементы здания (трубы, вентиляционные устройства и др.) следует соединять с металлической кровлей или молниеприемной сеткой (4.2.134).
Вопрос. Как должна быть выполнена защита ОРУ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии?
Ответ. Должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитные действия высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ, прожекторные мачты, радиомачты и т. п.)
От стоек конструкций ОРУ 35 кВ и выше с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистрали заземления не менее чем в двух направлениях с углом не менее 90° между соседними. Кроме того, должно быть установлено не менее одного вертикального электрода длиной 3–5 м на каждом направлении, на расстоянии не менее длины электрода от места присоединения к магистрали заземления стойки с молниеотводом (4.2.135).
Вопрос. Какое количество изоляторов должны иметь гирлянды подвесной изоляции на порталах ОРУ 20 и 35 кВ с тросовыми или стержневыми молниеотводами, а также на концевых опорах ВЛ?
Ответ. Должны иметь следующее количество изоляторов:
на порталах ОРУ с молниеотводами: не менее шести изоляторов при расположении РВ или соответствующих им по уровню остающихся напряжений ОПН не далее 15 м по магистрали заземляющего устройства от места присоединения к нему; не менее семи изоляторов в остальных случаях;
на концевых опорах: не менее семи изоляторов при подсоединении к порталам троса ПС; не менее восьми изоляторов, если трос не заходит на конструкции ПС и при установке на концевой опоре стержневого молниеотвода (4.2.135).
Вопрос. Каким должно быть расстояние в земле между точкой заземления молниеотвода и точкой заземления нейтрали или бака трансформатора?
Ответ. Должно быть не менее 3 м (4.2.135).
Вопрос. При соблюдении каких условий могут устанавливаться молниеотводы на трансформаторных порталах, порталах шунтирующих реакторов и конструкциях ОРУ?
Ответ. Могут устанавливаться при удалении от трансформаторов или реакторов по магистрали заземления на расстоянии 15 м при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон не более 350 Ом·м и при соблюдении следующих условий:
непосредственно на всех выводах обмоток 3-35 кВ трансформаторов или на расстоянии не более 5 м от них по ошиновке, включая ответвления к защитным аппаратам, должны быть установлены соответствующие ОПН 3-35 кВ или РВ;
должно быть обеспечено растекание тока молнии от стойки конструкции с молниеотводом по трем-четырем направлениям с углом не менее 90° между ними;
на каждом направлении, на расстоянии 3–5 м от стойки с молниеотводом, должно быть установлено по одному вертикальному электроду длиной 5 м;
на ПС с высшим напряжением 20 и 35 кВ при установке молниеотвода на трансформаторном портале сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом без учета заземлителей, расположенных вне контура заземления ОРУ;
заземляющие проводники РВ или ОПН и силовых трансформаторов рекомендуется присоединять к заземляющему устройству ПС поблизости один от другого или выполнять их так, чтобы место присоединения РВ или ОПН к заземляющему устройству находилось между точками присоединения заземляющих проводников портала с молниеотводом и трансформатора. Заземляющие проводники измерительных ТТ необходимо присоединить к заземляющему устройству РУ в наиболее удаленных от заземления РВ или ОПН местах (4.2.136).
Вопрос. Как следует выполнять защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям?
Ответ. Следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА (4.2.137).
Вопрос. Каковы требования к выполнению заземления в ОРУ (ПС) 110–220 кВ?
Ответ. Тросовые молниеотводы ВЛ 110 кВ и выше, как правило, следует присоединять к заземленным конструкциям ОРУ (ПС).
От стоек конструкций ОРУ 110–220 кВ, к которым присоединены тросовые молниеотводы, должны быть выполнены магистрали заземления не менее чем по двум-трем направлениям с углом не менее 90° между ними (4.2.138).
Вопрос. По какому количеству направлений должны быть выполнены магистрали заземления от стоек конструкций ОРУ 35 кВ, к которым присоединены тросовые молниеотводы?
Ответ. Должны быть выполнены не менее чем по двум-трем направлениям с углом не менее 90° между ними. Кроме того, на каждом направлении должно быть установлено по одному вертикальному электроду длиной 3–5 м на расстоянии не менее 5 м (4.2.138).
Вопрос. Каким должно быть сопротивление заземлителей ближайших к ОРУ опор ВЛ напряжением 35 кВ?
Ответ. Оно не должно превышать 10 Ом (4.2.138).
Вопрос. На конструкциях какого электрооборудования не допускается установка молниеотводов?
Ответ. Не допускается установка молниеотводов на конструкциях:
трансформаторов, к которым открытыми токопроводами присоединены вращающиеся машины;
опор открытых токопроводов, если к ним присоединены вращающиеся машины.
Указанные требования относятся и к случаям соединения открытых токопроводов с шинами РУ, к которым присоединены вращающиеся машины (4.2.140).
Вопрос. Что следует предпринять, если выполнение заземлителей с требуемыми сопротивлениями заземления оказывается невозможным?
Ответ. В этом случае должны быть применены горизонтальные заземлители, прокладываемые вдоль оси ВЛ от опоры к опоре (заземлители-противовесы) и соединяемые с заземлителями опор (4.2.142).
Вопрос. В каких районах допускается не выполнять защиту тросом подхода ВЛ 35 кВ к ПС 35 кВ с двумя трансформаторами мощностью до 1,6 МВ·А каждый, или с одним трансформатором мощностью до 1,6 МВ·А и наличием резервного питания?
Ответ. Допускается не выполнять в районах, имеющих не более 60 грозовых часов в году. При этом опоры подхода ВЛ к ПС на длине не менее 0,5 км должны иметь заземлители с сопротивлением, указанным в табл. 4.2.8 Правил (4.2.143).
Вопрос. В каких случаях на первой опоре подхода ВЛ 35-220 кВ к ПС, считая со стороны линии, должен быть установлен комплект трубчатых разрядников РТ1 или соответствующих защитных аппаратов?
Ответ. Должен быть установлен в следующих случаях:
линия по всей длине, включая подход, построена на деревянных опорах;
линия построена на деревянных опорах, подход к линии – на металлических или железобетонных опорах.
На подходах ВЛ 35 кВ на деревянных опорах к ПС 35 кВ защита выполняется по упрощенной схеме в соответствии с п. 4.2.155 Правил (4.2.144).
Вопрос. Чему должны быть равны сопротивления заземляющего устройства опор с РТ?
Ответ. Должны быть не более 10 Ом при удельном сопротивлении земли не выше 1000 Ом-м и не более 15 Ом при более высоком удельном сопротивлении (4.2.144).
Вопрос. Какую защиту следует устанавливать на ВЛ 35-110 кВ, которые имеют защиту тросом не по всей длине и в грозовой сезон могут быть длительно отключены с одной стороны?
Ответ. Следует устанавливать, как правило, комплект трубчатых разрядников РТ2 или соответствующих защитных аппаратов на входных порталах или на первой от ПС опоре того конца ВЛ, который может быть отключен. При наличии на отключенном конце ВЛ ТН вместо РТ2 должны быть установлены РВ или соответствующие ОПН (4.2.144).
Вопрос. В соответствии с какими требованиями должны быть выбраны РТ по току КЗ?
Ответ. Должны быть выбраны в соответствии со следующими требованиями:
для сетей до 35 кВ верхний предел тока, отключаемого РТ, должен быть не менее наибольшего действующего значения тока трехфазного КЗ в данной точке сети (с учетом апериодической составляющей), а нижний предел – не более наименьшего возможного в данной точке сети значения установившегося (без учета апериодической составляющей) тока двухфазного КЗ;
для сетей 110 кВ и выше верхний предел тока, отключаемого РТ, должен быть не менее наибольшего возможного эффективного значения тока однофазного КЗ в данной точке сети (с учетом апериодической составляющей), а нижний предел – не более наименьшего возможного в данной точке сети (без учета апериодической составляющей) тока однофазного или двухфазного КЗ (4.2.146).
Вопрос 133. Какие дополнительные защитные меры необходимы на ВЛ 3-35 кВ с деревянными опорами?
Ответ. В заземляющих спусках защитных промежутков следует выполнять дополнительные защитные промежутки, установленные на высоте не менее 2,5 м от земли. Рекомендуемые размеры защитных промежутков приведены в табл. 4.2.9 Правил (4.2.147).
Вопрос. С учетом каких характеристик следует выбирать РВ или ОПН?
Ответ. Следует выбирать с учетом координации их защитных характеристик с изоляцией защищаемого оборудования, соответствия наибольшего рабочего напряжения наибольшему рабочему напряжению сети с учетом высших гармоник и неравномерности распределения напряжения по поверхности, а также допустимых повышений напряжения в течение времени действия резервных РЗ при однофазном замыкании на землю, при одностороннем включении линии или переходном резонансе на высших гармониках (4.2.148).
Вопрос. Какими должны быть расстояния по шинам, включая ответвления, от разрядников до трансформаторов и другого оборудования?
Ответ. Должны быть не более указанных в табл. 4.2.10 – 4.2.13 Правил. При превышении указанных расстояний должны быть дополнительно установлены защитные аппараты на шинах или линейных присоединениях.
Наибольшие допустимые расстояния между РВ или ОПН и защищаемым оборудованием определяют исходя из числа линий и разрядников, включенных в нормальном режиме работы ПС (4.2.148).
Вопрос. Как должны быть установлены РВ или ОПН в цепях трансформаторов и шунтирующих реакторов?
Ответ. Должны быть установлены без коммутационных аппаратов между ними и защищаемым оборудованием.
Защитные аппараты при нахождении оборудования под напряжением должны быть постоянно включены (4.2.149).
Вопрос. Что необходимо установить при присоединении трансформатора к РУ с помощью КЛ 110 кВ и выше?
Ответ. В месте присоединения кабеля к шинам РУ с ВЛ должен быть установлен комплект РВ или ОПН. Заземляющий зажим РВ или ОПН должен быть присоединен к металлическим оболочкам кабеля.
При длине кабеля больше удвоенного расстояния, указанного в табл. 4.2.10 – 4.2.13 Правил, РВ или ОПН с такими же остающимися напряжениями, как у защитного аппарата в начале кабеля, устанавливается у трансформатора (4.2.150).
Вопрос. Как должны быть соединены неиспользованные обмотки низшего и среднего напряжений силовых трансформаторов (автотрансформаторов), а также обмотки, временно отключенные от шин РУ в грозовой период?
Ответ. Должны быть соединены в звезду или треугольник и защищены РВ или ОПН, включенными между вводами каждой фазы и землей. Защита неиспользуемых обмоток низшего напряжения, расположенных первыми от магнитопровода, может быть выполнена заземлением одной из вершин треугольника, одной из фаз или нейтрали звезды либо установкой РВ или ОПН соответствующего класса напряжения на каждой фазе.
Защита неиспользуемых обмоток не требуется, если к ним постоянно присоединена КЛ длиной не менее 30 м, имеющая заземленную оболочку или броню (4.2.151).
Вопрос. Что следует устанавливать для защиты нейтралей обмоток 110–150 кВ силовых трансформаторов, имеющих изоляцию, пониженную относительно изоляции линейного конца обмотки и допускающую работу с разземленной нейтралью?
Ответ. Следует устанавливать ОПН, обеспечивающие защиту их изоляции и выдерживающие в течение нескольких часов квазиустановившиеся перенапряжения при обрыве фазы линии.
В нейтрали трансформатора, изоляция которой не допускает разземления, установка разъединителей не допускается (4.2.152).
Вопрос. Чем должны быть защищены РУ 3-20 кВ, к которым присоединены ВЛ?
Ответ. Должны быть защищены РВ или ОПН, установленными на шинах или у трансформаторов. В обоснованных случаях могут быть дополнительно установлены защитные емкости. РВ или ОПН в одной ячейке с ТН должен быть присоединен до его предохранителя (4.2.153).
Вопрос. Каковы допустимые расстояния от РВ и ОПН до защищаемого оборудования при применении воздушной связи трансформаторов с шинами РУ 3-20 кВ?
Ответ. Эти расстояния не должны превышать 60 м при ВЛ на деревянных опорах и 90 м при ВЛ на металлических опорах.
При присоединении трансформаторов к шинам кабелями расстояния от установленных на шинах РВ или ОПН до трансформаторов не ограничиваются (4.2.153).
Вопрос. Какие виды защитных аппаратов устанавливаются на ВЛ 3– 20 кВ?
Ответ. На подходах таких ВЛ с деревянными опорами к ПС на расстоянии 200–300 м от ПС должен быть установлен комплект защитных аппаратов (РТ1). На ВЛ, которые в грозовой сезон могут быть длительно отключены с одной стороны, следует устанавливать защитные аппараты (РТ2) на конструкции ПС или на концевой опоре того конца ВЛ, который может быть длительно отключен. При мощности трансформатора до 0,63 МВ-А допускается не устанавливать трубчатые разрядники на подходах ВЛ 3-20 кВ с деревянными опорами.
На подходах к ПС ВЛ 3-20 кВ с металлическими и железобетонными опорами установка защитных аппаратов не требуется.
Защита ПС 3-20 кВ с низшим напряжением до 1 кВ, присоединенных к ВЛ 3-20 кВ, должна выполняться РВ или ОПН, устанавливаемыми со стороны высокого и низкого напряжения ПС.
В случае присоединения ВЛ 3-20 кВ к ПС с помощью кабельной вставки в месте присоединения кабеля к ВЛ должен быть установлен комплект РВ или ОПН.
Молниезащита токопроводов 3-20 кВ осуществляется как молние-защита ВЛ соответствующего класса напряжения (4.2.153).
Вопрос. Как выполняется защита кабелей?
Ответ. Кабели 35-110 кВ защищаются РВ III группы или РТ, а кабели напряжением 220 кВ – РВ II группы или соответствующими ОПН. При длине кабеля 1,5 км и более на ВЛ с металлическими и железобетонными опорами установка разрядников или ограничителей по концам кабеля не требуется (4.2.154).
Вопрос. По какой схеме допускается выполнять защиту ПС 35-110 кВ с трансформаторами мощностью до 40 МВ·А, присоединенных к ответвлениям протяженностью менее требуемой длины защищаемого подхода (см. табл. 4.2.8 и 4.2.10 Правил) от действующих ВЛ без троса?
Ответ. Допускается выполнять по упрощенной схеме, включающей:
РВ, устанавливаемые на ПС на расстоянии от силового трансформатора не более 10 м при использовании РВ III группы и не более 15 м при использовании РВ II группы. При этом расстояние от РВ до остального оборудования не должно превышать соответственно 50 и 75 м;
тросовые молниеотводы подхода к ПС на всей длине ответвления; при длине ответвления менее 150 м следует дополнительно защищать тросовыми или стержневыми молниеотводами по одному пролету действующей ВЛ в обе стороны от ответвления;
комплекты защитных аппаратов РТ1, РТ2 с сопротивлением заземлителя не более 10 Ом, устанавливаемые на деревянных опорах: РТ2 – на первой опоре с тросом со стороны ВЛ или на границе участка, защищаемого стержневыми молниеотводами; РТ1 – на незащищенном участке ВЛ на расстоянии 150–200 м от РТ2.
При длине подхода более 500 м установка комплекта РТ1 не требуется (4.2.155).
Вопрос. Как должны быть защищены коммутационные аппараты, устанавливаемые на опорах ВЛ до 110 кВ, имеющих защиту тросом не по всей длине?
Ответ. Как правило, должны быть защищены защитными аппаратами, устанавливаемыми на тех же опорах со стороны потребителя. Если коммутационный аппарат нормально отключен, разрядники должны быть установлены на той же опоре с каждой стороны, находящейся под напряжением.
При установке коммутационных аппаратов на расстоянии до 25 м по длине ВЛ от места подключения линии к ПС или распределительному пункту установка защитных аппаратов на опоре, как правило, не требуется. Если коммутационные аппараты в грозовой сезон нормально отключены, то со стороны ВЛ на опоре должны быть установлены защитные аппараты (4.2.157).
Вопрос. Допускается ли не устанавливать защитные аппараты для защиты коммутационных аппаратов на ВЛ напряжением до 20 кВ с железобетонными и металлическими опорами?
Ответ. Допускается, если коммутационные аппараты имеют изоляцию того же класса, что и ВЛ (4.2.157).
Вопрос. Как должно быть защищено ответвление от ВЛ, выполняемое на металлических и железобетонных опорах?
Ответ. Должно быть защищено тросом по всей длине, если оно присоединено к ВЛ, защищенной тросом по всей длине. При выполнении ответвлений на деревянных опорах в месте их присоединений к ВЛ должен быть установлен комплект защитных аппаратов (4.2.158).
Вопрос. Какие аппараты должны быть установлены для защиты ССП 3-10кВ?
Ответ. Должны быть установлены защитные аппараты – по одному комплекту на концевой опоре каждой питающей ВЛ с деревянными опорами. При этом заземляющие спуски защитных аппаратов следует присоединять к заземляющему устройству переключательного пункта (4.2.159).
Данный текст является ознакомительным фрагментом.