5.2. Обмежувачі перенапруг нелінійні основні вимоги до застосування, експлуатації та монтажу.
5.2.1 Загальні вимоги до ОПН при монтажі та експлуатації
ОПН призначено для захисту від грозових і комутаційних перенапруг ізоляції електроустаткування електроустановок напругою 6-750 кВ змінного струму промислової частоти 50 Гц. Захист обладнання мереж 6-750 кВ від грозових та комутаційних перенапруг має бути виконаний за допомогою встановлення ОПН. За наявності технічного обґрунтування, для захисту повітряних мереж 6-10 кВ дозволено встановлення ВР, якщо застосування інших засобів неможливо.
Слід враховувати, що у відповідності до рекомендацій МЕК 60099-5, ОПН не призначені для обмеження стаціонарних та квазістаціонарних резонансних перенапруг, які слід усувати схемними засобами. Внутрішні перенапруги, як комутаційні, так і перехідні резонансні, які визначають параметри ОПН, характеризуються тривалістю 1-2 періодів частоти 50 Гц, причому, як правило, з явним виділенням одного переважаючого коливання. Тому для вибору ОПН за впливом внутрішніх перенапруг основною характеристикою слід вважати найбільшу кратність внутрішніх перенапруг (Кmax).
Згідно МЕК 60099-4 класифікація ОПН здійснюється за величиною номінального розрядного струму Ін, при цьому Ін вибирають з ряду: 5; 10; 20 кА, та пропускної здатності при прикладанні до нього прямокутного імпульсу струму тривалістю 2000 мкс із визначеною питомою енергією, віднесеної до найбільшої тривало допустимої робочої напруги Uнро. Взаємозв'язок номінального розрядного струму Ін з класом пропускної здатності та питомої енергії наведені в таблиці 5.1.
Таблиця 5.1 – Класифікація ОПН відповідно до МЕК 60099-4
Клас
пропускної
здатності
|
Пропускна здатність, А
|
Номінальний розрядний струм, кА
|
Питома енергоємність ОПН Wпит.ОПН,кДж/кВ (Uнро)
|
один імпульс
|
два імпульси
|
1
|
від 250 до 400 включно
|
5
|
1,0-2,0
|
2,0-4,0
|
10
|
2
|
від 401 до 750 включно
|
10
|
2,1-3,2
|
4,2-6,4
|
3
|
від 751 до 1100 включно
|
10
|
3,3-4,5
|
6,6-9,0
|
4
|
від 1101 до 1600 включно
|
10
|
4,6-7,1
|
9,2-14,2
|
20
|
5
|
понад 1601
|
20
|
більша ніж 7,1
|
більша ніж 14,2
|
У випадках коли потрібний клас пропускної здатності не може бути забезпечено встановленням одного ОПН дозволено застосовувати паралельне встановлення двох та більше ОПН. Співпадіння характеристик ОПН призначених для паралельного встановлення має забезпечувати підприємство-виробник.
ОПН можуть застосовуватись у ВРУ або ЗРУ, на висоті до 1000 м над рівнем моря. Кліматичне виконання ОПН має відповідати ГОСТ 15150 - 69. При розміщенні ОПН у ВРУ з навколишнім середовищем, яке забруднюється, за ступенем забруднення середовища потрібно вибирати відповідний тип ОПН.
У разі необхідності експлуатації обмежувачів на висотах більше 1000 м мають бути використані спеціальні ОПН.
ОПН мають застосовуватись відповідно до найбільшої допустимої робочої напруги, номінального розрядного струму, класу пропускної здатності, питомої енергоємності, типу виконання ізоляції електрообладнання, яке захищається, та місця встановлення.
Згідно з чинними нормативними документами України СОУ-НEE 40.12-001100227-47, СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-67 та Методичні вказівки з вибору обмежувачів перенапруг нелінійних виробництва підприємства «Таврида Електрик» для електричних мереж 6-35 кВ, затверджених наказом Державного департаменту електроенергетики Мінпаливенерго України від 02.08.2001 №4, найбільші робочі та залишкові напруги ОПН мають відповідати найбільшим робочим напругам мережі та рівням електричної стійкості ізоляції електроустаткування (ГОСТ 1516.1).
При новому будівництві та реконструкції електроустановок 35-750 кВ, як апарати для захисту від перенапруг, мають бути використані ОПН. У відповідності до глави 4.2. ПУЕ України використання ВР в таких випадках заборонено. Для мереж 6-10 кВ слід використовувати рекомендації пункту 5.2.1.1. Заміна ВР на ОПН повинна здійснюватись згідно проектів. У загальному випадку, в якості заміни розрядників типу РВО, РВП, РВС рекомендується використовувати ОПН 1 класу пропускної здатності; розрядники типу РВМ рекомендується замінювати ОПН 2 класу пропускної здатності.
За нового будівництва або реконструкції ВРУ або ЗРУ кількість та місця встановлення ОПН мають бути визначені на основі аналізу величин перенапруг, поява яких можлива на підстанції.
Обмежувачі перенапруг мають бути встановлені одночасно у всіх трьох фазах приєднання до шин РУ. Встановлення ОПН та ВР у різних фазах одного приєднання заборонено.
Місце встановлення ОПН у РУ має вибиратися виходячи з найбільших припустимих відстаней до електрообладнання, що захищається, з урахуванням можливості зручного приєднання та безпечного обслуговування. Відстані від ОПН мають обиратися згідно з таблицями 4.2.5 – 4.2.8 та пунктом 4.2.172 ПУЕ 2006.
Для забезпечення надійного захисту в колі між ОПН і апаратом, що захищається, заборонено встановлювати комутаційні апарати (вимикачі, роз`єднувачи тощо).
Для захисту захисного покриття кабелів із ізоляцією з зшитого поліетилену мають бути використані ОПН у випадках зазначених в главі 2.3 ПУЕ 2008.
Для забезпечення надійного захисту обладнання мереж 6-750 від грозових та комутаційних перенапруг ОПН мають обов’язково встановлюватись в наступних випадках:
• захист ізоляції обмоток силових трансформаторів, автотрансформаторів;
• захист шунтуючих реакторів;
• захист ізоляції трансформаторів напруги
• захист місць переходу ПЛ в КЛ і кабельних вставках;
• захист нейтралей трансформаторів, якщо дозволено їх разземлення.
• схеми грозозахисту машин, що обертаються;
• захист пунктів секціонування;
• захист пунктів комерційного обліку електроенергії 6-10 кВ.
Відстані в світлу між фазами ОПН, або від ОПН до заземлених або таких, що знаходяться під напругою інших елементів підстанцій мають бути не менше значень, вказаних у главі 4.2 ПУЕ 2006 в таблицях 4.2.1- 4.2.3.
Робоче положення ОПН опорного виконання - вертикальне (відхилення від вертикального положення регламентується вимогами заводу-виробника).
Ошиновка ОПН опорного типу у ВРУ повинна бути виконана проводом, перетин якого (за умовами корони) слід приймати не менше наведеного в таблиці 5.2.
Таблиця 5.2 - Найменші перерізи проводів ошиновки ОПН та ВР
Номінальна напруга електроустановки, кВ
|
Кількість проводів у фазі, шт
|
Найменший переріз проводу, мм2
|
|
|
сталь
|
алюміній
|
мідь
|
6
|
1
|
50
|
35
|
25
|
10
|
1
|
50
|
35
|
25
|
35
|
1
|
95
|
70
|
50
|
110
|
1
|
-
|
95
|
70
|
150
|
1
|
-
|
120
|
95
|
220
|
1
|
-
|
240
|
185
|
330
|
1
2
3
|
-
|
600
240
150
|
400
185
150
|
500
|
2
3
|
-
|
600
400
|
400
300
|
750
|
4
5
|
-
|
600
400
|
400
300
|
Значення тяжіння в горизонтальному напрямку приєднаного до ОПН провода не повинне перевищувати значень, визначених підприємством виробником.
При виборі місця розташування ОПН слід враховувати наявність елементів електроустановок або апаратів, які в робочих умовах виділяють тепло і температура поблизу яких може відрізнятися від температури навколишнього повітря. Додатковий зовнішній підігрів ОПН може привести до порушення термостабільної роботи ОПН, в наслідок чого він може вийти з ладу навіть при нормованих впливах перенапруг. Експлуатувати ОПН за температури оточуючого середовища, що виходить за межи нормованої підприємством виробником температури заборонено.
Якщо температура навколишнього середовища перевищує максимальне значення температури експлуатації ОПН, зазначеної заводом-виробником, його експлуатація заборонена.
Струмоспуски до ОПН мають кріпитися з розрахованою слабиною щоб уникнути як небезпечного однобічного тяжіння, так і невиправданих розгойдувань проводів.
Випробування ОПН під час експлуатації мають проводитись згідно СОУ -Н ЕЕ 20.302. При визначенні обсягів експлуатаційних випробувань допускається керуватися вимогами підприємства – виробника.
Зміни в схемі установлення багатоелементних ОПН, що відрізняються від прийнятої по інструкції заводу-виробника, необхідно погоджувати з виробником.
Основні характеристики ОПН при їх виборі для встановлення у ВРУ та ЗРУ мають бути визначені за каталогами підприємств виробників.
Для узагальнення та аналізу досвіду експлуатації ОПН, у коло їх заземлення дозволено встановлювати реєстратори спрацьовувань, а саме: у ВРУ-110 кВ і вище, апаратів для захисту обертових машин - 6 - 24 кВ і особливо відповідального електроустаткування 6-10 кВ. Встановлення систем реєстрації спрацьовувань ОПН не є обов’язковим.
Всі роботи по встановленню ОПН повинні проводитися при відключеній і заземленій лінії.
Монтаж ОПН має бути виконано відповідно до вимог інструкцій заводу-виробника та вказівок цієї інструкції, які можуть уточнюватися та доповнюватися в кожному конкретному випадку.
При монтажі та експлуатації ОПН персонал повинен дотримуватися вимог «Правил технічної експлуатації електроустановок споживачів», «Правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів» і керівництва з експлуатації виробника ОПН.
Усі металеві контактні елементи ОПН, які використовуються для під’єднання ОПН до електричної мережі, мають бути не схильні до корозії або захищені від неї та не повинні бути пофарбовані.
Момент затягування болтів при приєднанні фазного та заземлюючого провідників не мають перевищувати значення встановленого підприємством виробником. У разі відсутності інформації момент затягування болтів приймається відповідно до ГОСТ 10434, додаток 4.
До монтажу допускаються ОПН, що пройшли огляд, випробування та мають відповідні супровідні документи з даними примально-здавальних випробувань підприємства-виробника для кожного ОПН.
-
Перед монтажем ОПН проводиться огляд, який включає:
перевірку комплектності обмежувача;
контроль відсутності видимих пошкоджень покришок елементів ОПН, екранів, виводів, приладів для виміру струму провідності;
очищення ізоляції від пилу і бруду;
перевірку і порівняння маркування на виробі з параметрами, вказаними в паспорті, технічному описі або інструкції з експлуатації.
Запилені поверхні ізоляції ОПН з полімерною ізоляцією після транспортування і зберігання очищують пилососом або сухим дрантям, що не залишає волокон. В разі забруднення поверхню ізоляції промивають мильним розчином, а місця сильних забруднень — тампоном, змоченим в розчині синтетичного миючого засобу. Заборонено застосування масел, бензину, бензолу і металевих щіток. Після очищення поверхні ізоляції ОПН необхідно промити струменем води.
В процесі монтажу на підстанції дозволено тимчасово класти елементи ОПН на горизонтальну, чисту, рівну поверхню, заздалегідь підклавши під фланці дерев'яні бруски таким чином, щоб виключити навантаження на ребра ізоляції.
Установка ОПН опорного і підвісного виконання на підстанції здійснюється відповідно до проекту, розробленого проектною організацією
Після закінчення монтажу мають бути проведені приймально-здавальні випробування ОПН у обсязі відповідно до вимог СОУ-Н ЕЕ 20.302 та інструкції заводу-виробника.
Додаткові заходи з монтажу захисних апаратів мають бути уточнені з урахуванням місцевих умов.
При періодичних випробуваннях ізоляції електрообладнання розподільних пристроїв підвищеною напругою обмежувачі повинні відключатися з прийняттям заходів, що виключають їх пробій.
5.2.2 Вимоги до ОПН 6-35 кВ.
Захист двигунів та трансформаторів номінальною напругою 6-35 кВ від комутаційних перенапруг для типових умов експлуатації має бути виконаний відповідно до таблиці 5.3.
Таблиця 5.3 Захист двигунів та трансформаторів
Вид
навантаження
|
Двигун
|
Трансформатор
|
Довжина
фідеру
|
До 50 м
|
Понад 50 м
|
до 300 м
|
понад 300 м
|
Спосіб
встановлення
|
фаза-земля
|
Паралельно
контактам
вимикача
|
фаза-земля
|
фаза-земля
|
Не має потреби
|
Місце встановлення
|
Лінійний відсік КРУ за трансформатором струму
|
В ланці
|
Поряд з двигуном за схемою «фаза-земля»
|
Лінійний відсік КРУ за трансформатором струму
|
Не має потреби
|
Клас пропускної здатності ОПН, не менше
|
2
|
1
|
2
|
2
|
-
|
Кабель, що з'єднує повітряну лінію (ПЛ) з обладнанням підстанції, має бути захищений від дії грозових перенапруг, які виникли на ПЛ. Рекомендується захист обох кінців кабелю, при цьому ОПН має підключатися між фазним проводом і оболонкою кабелю безпосередньо біля кінцевої муфти.
Має бути здійснено захист кабелів, не з'єднаних з повітряними лініями, від комутаційних перенапруг, які часто є причиною пошкодження ізоляції. Застосування ОПН, в цих випадках, зменшує ступінь електричного старіння ізоляції кабелю, знижує ймовірність групового пошкодження кабелів в мережі при виникненні дугових однофазних замикань і збільшує експлуатаційну надійність електрообладнання в цілому. Для цих цілей рекомендується установка обмежувачів на збірних шинах (наприклад, в шафі трансформатора напруги).
. Для підвищення ефективності захисту мереж 6-10 кВ мають бути забезпечені найменші відстані від обладнання, що захищається, до ОПН
Дозволено підключення ОПН 6-35 кВ до мережі гнучкими або жорсткими мідними, алюмінієвими та сталевими шинами.
При виконанні ошиновки ОПН по схемі «фаза-земля» для мереж 6-35 кВ у ВРУ і в ЗРУ рекомендується виконувати жорстке приєднання ОПН до шини заземлення. У ЗРУ для приєднання до шини заземлення дозволено використовувати гнучкі ізольовані провідники відповідно з вимогами глави 1.7 ПУЕ 2007.
З боку струмоведучої шини мають бути застосовані з'єднувальні шини, довжина яких має бути вибрана так, щоб не допустити зовнішнього підігрівання ОПН з боку струмоведучих шин вище гранично допустимої температури. На приклад, застосування сталевої шини 20х1 мм, забезпечує градієнт зниження температури порядку 70°С на 50 мм довжини шини.
Дозволено також підключення ОПН ізольованим та неізольованими провідниками. Їх довжину рекомендується вибирати в діапазоні від 100 мм. до 400 мм., виходячи з умов роботи ОПН, а також зручності підключення і відключення при випробуваннях.
|