Анализ применения ограничителей перенапряжений в электросетях 0,38-110 кВ

При сборке ограничителей типов ОПН-КР, ОПН-РТ и ОПН -6, 10 колонка резисторов заключается между металлическими электродами и впрессовывается в оболочку

Анализ применения ограничителей перенапряжений в электросетях 0,38-110 кВ

Дипломная работа

Физика

Другие дипломы по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией

ВВЕДЕНИЕ

 

Проблема реализации защиты сетей от перенапряжений ограничителями ОПН приобретает всё большую актуальность. Важен правильный подбор соответствующих устройств для защиты электрических сетей 0,38-110 кВ.

Целью работы является рассмотрение основного ряда вопросов по проблеме ограничения перенапряжений в электросетях 0,38-110 кВ ограничителями ОПН. Широкое внедрение эл. энергии в технологические процессы производства требует высокой надёжности электроснабжения потребителей качественной электроэнергией. В её обеспечении большое значение имеет правильная организация защиты электрооборудования от перенапряжений. Экскурс используемых защит на производстве позволяет сделать вывод о предпочтении применения наиболее эффективного и надёжного средства как ОПН.

В первой главе под названием «Перенапряжения в электрических сетях» приводится характеристика уровней изоляции сетей, а также классификация и характеристика внутренних и внешних перенапряжений.

Вторая глава посвящена защите электрических сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений. Для защиты электросетей необходимо знать нормативные требования, категории оборудования импульсных перенапряжений и т.п. Для того чтобы защититься от импульсных перенапряжений, необходимо знать причины их возникновения. В данной главе рассматриваются различные средства защиты, такие как: защитные промежутки, трубчатые и вентильные разрядники, а также особый класс грозозащитных устройств - длинно-искровые разрядники с конструктивным описанием и техническими характеристиками.

В третьей главе рассмотрено современное и самое надёжное средство защиты от импульсных перенапряжений - ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН). Приведены основные типы и их достоинства. Описана конструкция и принцип действия. Рассмотрены основные технические характеристики и выбор. Изложены рекомендации по выбору ОПНов и рассмотрена методика выбора основных параметров. Широкие возможности и огромные достоинства ограничителей перенапряжений делают этот класс защиты самым эффективным и перспективным средством в настоящее время.

В последнее время на проблеме реализации защиты электросетей 0,38-110 кВ от перенапряжений ограничителями ОПН акцентируют огромное внимание. В современной литературе публикуется множество статей на данную тему, обсуждается множество вопросов на всевозможных конференциях по применению и эксплуатации ОПН на производстве. Актуальным является вопрос о всеобщем внедрении ОПНов как наиболее надёжном и эффективном средстве защиты электрооборудования на современных предприятиях.

Импульсные перенапряжения в настоящее время приводят к целому ряду негативных последствий, таких как:

разрушение вводных цепей как на платах, так и на корпусах микросхем;

сбои и ложные срабатывания в работе оборудования;

изменение параметров полупроводникового прибора, и вследствие этого некорректная работа схемы, собранной на базе этого прибора.

Ознакомившись с картой удельной плотности грозовых разрядов на землю (приложение 2), можно сказать, что большая часть центральной России находится в зоне со средней и высокой плотностью грозовых разрядов (2,5-4) Ng. Это свидетельствует о том, что защита от импульсных перенапряжений должна быть установлена повсеместно. Улучшение защиты может быть достигнуто внедрением защитных аппаратов, обладающих лучшими электрическими характеристиками. Негативные последствия и накопившиеся проблемы в электроэнергетике по данной теме побудили остро поставить вопрос о защите во всевозможных источниках.

Внедрение защитных аппаратов нового поколения сталкивается с значительными трудностями их правильного применения. В первую очередь это связано с недостаточностью нормативных документов, регламентирующих правильное использование ОПН в сетях 0,38 - 110 кВ. Перед энергетическими предприятиями, как правило, возникают две взаимопротиворечащие друг другу задачи. С одной стороны глубоко ограничить перенапряжения, а с другой обеспечить надежную работу самого аппарата. Если приоритет при выборе параметров ОПН отдавать первой задаче, то снизится надежность работы ОПН. В обратном случае повышаются воздействия на изоляцию электрооборудования. Разрешению этой дилеммы посвящено руководство по эксплуатации и применению «Ограничители перенапряжений нелинейные» [1].

В журнале «Энергетик» 2006 года [15] приведена статья с 28 Международной Конференции конференции, которая состоялась 18 - 22 сентября 2006 в г. Каназава (Япония) по современной защите от внешних перенапряжений (International Conference on Lightning Protection, ICLP). От «НПО Стример» Г. В. Подпоркиным [9] был представлен доклад на тему длинно-искровых разрядников. Это уникальное для грозозащитных аппаратов качество наряду с конструктивной простотой предопределило возможность их успешного применения в качестве эффективного и надежного средства защиты воздушных линий и электрических сетей от грозовых перенапряжений и их последствий.

Экскурс самых современных фирм по производству ОПН различных типов приведён в журнале «Электро» 2006г [14]. Современные компании конкурируют на международном рынке за право быть лучшими в этой сфере. Компании специализируется на разработке и изготовлении защитных аппаратов с повышенными эксплуатационными характеристиками, учитывая при проектировании ограничителей перенапряжения особенности защищаемых объектов, место установки ограничителей и условия их эксплуатации. Использование для изготовления ограничителей перенапряжения лицензионных нестарящихся варисторов различной геометрии (диаметров и толщин) и с различными техническими характеристиками позволяют выпускать защитные аппараты на классы напряжения сетей от 0,4 до 750 кВ.

Для того, чтобы быстро и грамотно решать любую техническую проблему, необходимо иметь единую терминологию, систему обозначений основных параметров, применяемых сокращений; основные технические требования и категории оборудования импульсных перенапряжений. Всё это изложено в правилах устройства электроустановок [4]. Данное руководство охватывает все необходимые ГОСТы и правила, разработанные Международной электротехнической комиссией. В этих документах сформулированы требования к техническим средствам, направленные на устранение или ограничение до допустимого уровня кратковременных (импульсных) перенапряжений, которые могут возникать в электроустановке до 1 кВ и выше во время грозовой активности или вследствие коммутаций в цепях с большими пусковыми токами, а также изложены указания относительно способности электрической изоляции оборудования выдерживать кратковременные перенапряжения определенных значений для каждой из приведенных в стандарте четырех категорий электроприёмников.

Вопросы перенапряжений и их ограничения в сетях низкого, среднего и высокого напряжения в городах России рассмотрены в статье Ф.Х.Халилова д.т.н. профессора, П.В.Журавлева к.т.н., И.В. Шевцова. Санкт - Петербург, 1996 [5]. В процессе эксплуатации на изоляцию различных электрических элементов (линии, подстанции, электрические машины, устройства сигнализации и блокировки, нетяговые объекты и др.) воздействуют длительное рабочее напряжение, а также кратковременные внешние и внутренние перенапряжения. Из внешних перенапряжений важное значение имеют перенапряжения при ударах линейной молнии, из внутренних перенапряжений - выбросы напряжения при коммутациях различных элементов подстанций глубокого ввода, тяговых подстанций, контактных сетей и подвижного состава. Вследствие этих перенапряжений изоляция либо повреждается сразу, либо стареет раньше гарантированного срока эксплуатации, выходит из строя. В результате следует внедрять наиболее надёжные средства защиты от перенапряжений такие, как ОПН.

Анализ применения ОПН в сетях 110-220 кВ приводится в статье Журнала «Новости электротехники» за 2006 г [13]. В ней рассматриваются наиболее важные факторы риска. Особенную роль отводят квазистационарным перенапряжениям, относящимся к внутренним перенапряжениям.

По данным Санкт-Петербургского Государственного Политехнического университета, Центр энергетических защитных аппаратов (ЦЭЗА) «Нелинейные ограничители перенапряжений в полимерных корпусах» образован на базе опытно-экспериментального производства ограничителей перенапряжений кафедры Электрические и электронные аппараты СПбГПУ, где с 1970 г проводились: исследования, разработка и испытания ограничителей перенапряжений на напряжение до 1150кВ. В 1978 г было организовано опытное производство ограничителей перенапряжений в полимерном исполнении и к настоящему времени выпущено несколько десятков тысяч ОПН на классы напряжения 6-750 кВ.

Журнал энергетик [15] поднимает актуальную проблему о реализации защиты от перенапряжений. С каждым днём в электрических сетях увеличивается количество помех, а потребители становятся всё чувствительнее к импульсам перенапряжения, т.к. различные системы автоматики и современное оборудование насыщены электронными компонентами. Важен правильный подбор соответствующих устройств для защиты информационных, телекоммуникационных и телевизионных линий. Как показывает практика, основные ошибки при осуществлении проектов по защите от перенапряжений допускаются на таких крупных объектах, как заводы и промышленные комплексы. Однако значительную часть повреждений можно предупредить при пошаговом согласовании проектов защиты. Система будет работать безупречно только в том случае, если она была всесторонне продумана и детально реализована.

По данным самых последних источников [13, 14, 15] в настоящее время в различных городах РФ и за рубежом в эксплуатации находится более 100000 ограничителей перенапряжений и это число постоянно растёт, что свидетельствует о доверии к качеству данного средства защиты электроустановок, масштабной смене старых видов защиты на ОПНы и его дальнейшей перспективе развития.

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>