Нелинейные ограничители перенапряжений

Разработанные резисторы на основе окиси цинка обладают значительно большей нелинейностью, чем резисторы на основе карборунда. Это позволило создать новый тип защитного аппарата – нелинейный ограничитель перенапряжения (ОПН).

Преимуществами ОПН являются: возможность глубокого ограничения перенапряжения, в том числе междуфазных, малые габаритные размеры, позволяющие использовать их в качестве опорных изоляционных колонн, большая пропускная способность.

Уровень ограничения коммутационных перенапряжений с помощью ОПН составляет (1,65 - 1,80)U_Ф. Уровень ограничения грозовых перенапряжений составляет (2,2 - 2,4)U_Ф в сетях 110 кВ и снижается до 2U_Ф для ЛЭП 750 кВ.

ОПН комплектуются в виде параллельно соединенных колонок из дисков диаметром 28 и высотой 8 мм. Торцы дисков металлизированы и обеспечивают контакт между дисками. В соответствии с пропускной способностью число параллельных колонок резисторов в ОПН варьируется от четырех в ограничителе перенапряжений на 110 кВ до 30 в ограничителе перенапряжений на 750 кВ.

Высокая нелинейность обуславливает прохождение при рабочем напряжении или резонансных перенапряжениях через нелинейные резисторы тока не более долей миллиампер на одну параллельную колонку. Это позволяет исключить искровой промежуток и подключить резистор ОПН непосредственно к сети. Применительно к ОПН отсутствует понятие напряжения гашения. Однако длительное воздействие резонансных перенапряжений, связанных с прохождением через ОПН больших токов, может нарушить тепловую устойчивость аппарата и привести к аварии. В связи с этим для ОПН установлены допустимые длительности приложения повышенных напряжений, которые должны быть скоординированы с действием релейной защиты.

Применение ОПН позволяет глубоко ограничивать также и междуфазные перенапряжения.

Длинно-искровыеразрядники
Принцип 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 перекрытии вероятность установления дуги короткогозамыкания сводится к нулю.
Существуют различные модификации РДИ, отличающиеся назначением и особенностями ВЛ, на которых они применяются.
Основное преимущество РДИ: разряд развивается вдоль аппарата по воздуху, а не внутри его. Это позволяет значительно увеличить срок эксплуатации изделий и повышает их надежность.
Разрядник длинно-искровой петлевого типа (РДИП)
РДИП-10 предназначен 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 рассчитан для работы на открытом воздухе при температуре окружающего воздуха от минус 60 °C до плюс 50 °C в течение 30-и лет.
Разрядник длинно-искровой модульный (РДИМ)
РДИМ предназначен для защиты от прямых ударов молнии и индуктированных грозовых перенапряжений воздушных линий электропередачи (ВЛ) и подходов к подстанциям напряжением 6, 10 кВ трехфазного переменного тока с неизолированными и защищенными проводами.
РДИМ обладает наилучшими вольт-секундными характеристиками, именно поэтому его целесообразно применять для защиты участков линии, подверженных прямым ударам молнии, а также для защиты подходов к подстанциям ВЛ.
РДИМ состоит из двух отрезков кабеля с корделем, выполненным из резистивного материала. Отрезки кабеля сложены между собой так, что образуются три разрядных модуля 1, 2, 3.

4-1. Релейная защита силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

На понижающих тр-ах 6/10 – 0,4 в зависимости от мощности применяются 2 варианта комплектов защиты:

1. Мощность 6 МВА и выше: дифференциальная токовая продольная защита; - МТЗ; - защита нулевой последовательности; - газовая защита; - защита от перегрузок.

2. При меньшей мощности тран-ов: мгновенная токовая отсечка; - МТЗ; - защита нулевой последовательности; - газовая защита (необязательна); - защита от перегрузок.

- защита от перегрузок: I_СЗ=К_Н∙I_{НОМ Т}; коэффициент надежности 1,05. Реле устанавливается в одну фазу. Действует только на сигнал с выдержкой времени.

- токовая отсечка:

МТО защищает часть витков тр-ра со стороны источника питания и выводы. Работает без выдержки времени. Дост-ва: простота,

- дифференциальная защита: является защитой с абсолютной селективностью (зона срабатывания расположена между ТТ). Быстродействующая, обладает высокой чувствительностью. Защищает весь тр-р и выводы при всех видах КЗ. Принцип действия основан на сравнении по величине и фазе токов по концам защищаемого объекта. При внешнем КЗ вторичные токи ТТ приблизительно равны.

I_НБ1 – из-за погрешности ТТ;

I_НБ2 – из-за РПН;

I_НБ3 – из-за неточности выравнивания токов плечах;

Ток срабатывания защиты выбирается:

1). I_СЗ=К_Н∙I_НБ∑; где К_Н = 1,2 – 1,5;

2). I_СЗ=К_Н∙I_{БР НАМ}; I_{БР НАМ} – бросок тока намагничивания;

- МТЗ: защита с относительной селективностью, предназначена для защиты тр-ра от внутренних КЗ (резерв дифференциальной защиты) и от сверх токов. Имеет выдержку времени. Отстройка от тока I_РМАХ и от токов самозапуска двигателей:

где коэф. надежности4 коэф. запуска; коэф. возврата соответственно.

- защита нулевой последовательности: зона срабатывания защиты: обмотки 0,4кВ, выводы шины п/ст и часть длины отходящей линии.

0,25, т.к. вывод нейтрали имеет сечение в 4 раза меньше.

- газовая защита: предназначена для защиты от внутренних повреждений. Действует на сигнал: при витковых замыканиях и при пожаре в стали. Действует на отключение при КЗ на корпус и многофазных замыканиях. Может срабатывать ложно.(например в сейсмоопасных районах)