Лекция 13. Выбор характеристик ОПН

О выборе характеристик 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 использования устанавливаемого ОПН в рассматриваемой точке сети.

Как показывают исследования и отечественный опыт эксплуатации нелинейных ограничителей [2], в электрических сетях номинальным напряжением 110−750 кВ наиболее тяжелыми являются условия работы ОПН при квазистационарных повышениях напряжения. Длительность и значения повышений напряжения в этих режимах определяются видом коммутации, а ограничение времени существования таких режимов должно осуществляться выбором коммутируемых схем и временем действия соответствующей релейной защиты или противоаварийной автоматики.

Выбор основных характеристик ОПН 110−750 кВ должен проводиться с учетом воздействий, которым подвергаются эти защитные аппараты в эксплуатации. Очевидно, что в ряде случаев для повышения надежности работы ОПН в электрических сетях может понадобиться проведение специальных схемно-режимных мероприятий, например, по исключению возможности возникновения при коммутациях резонансных контуров. В таких случаях каскадность действия основных и резервных релейных защит, а также противоаварийной автоматики должны быть скоординированы с допустимыми длительностями повышения напряжения не только на защищаемом оборудовании, но и на ОПН.

Подобные мероприятия должны быть разработаны и реализованы для существующих сетей, где производится или уже произведена замена вентильных разрядников на ОПН, и новых, только еще проектируемых сетей, где нелинейные ограничители изначально предусмотрены в качестве основных аппаратов для ограничения перенапряжений. В [3, 4] приведен ряд таких мероприятий.

К сожалению, в отечественной нормативной документации согласно [5] отсутствуют методики, позволяющие обоснованно выбрать основные характеристики ОПН. Зачастую из-за этого выбирают ОПН с необоснованно завышенными током пропускной способности и удельной поглощаемой энергией. В результате выбранные с «хорошим» запасом ОПН (в основном по току пропускной способности) подвергаются заметно меньшим допустимых воздействиям. Естественно, что рост энергоемкости ОПН приводит к существенному удорожанию аппарата (приблизительно на 25% при переходе к каждому следующему классу разряда линии).

Ограничитель перенапряжений — это аппарат, достоверную причину повреждения которого часто нельзя указать. Причинами согласно [2] могут быть:

• · неверный выбор ОПН (по вине проектировщиков или ответственных лиц, представивших неверную или неполную исходную информацию);
• · ненадлежащие условия эксплуатации (например, повышенный сверх допустимого для ОПН уровень напряжения в месте установки аппарата);
• · качество изготовления самого ОПН (по вине производителя).

Трудности в определении причин повреждения ОПН приводят к тому, что надежностью работы ОПН занимается не только завод-изготовитель, но и проектировщики, выбирающие ОПН с «запасом».

Кроме того, надежностью ограничителей перенапряжений занимаются и эксплуатирующие организации, для которых существует набор рекомендаций по устранению нежелательных для ОПН схемно-режимных ситуаций. Конечно, надежность ОПН — важная составляющая надежности всей энергосистемы. Тем не менее не совсем ясно, какой именно уровень надежности ОПН следует признать экономически оправданным.

Разработка методик выбора характеристик ОПН для конкретных условий эксплуатации сдерживается отсутствием достоверных сведений о располагаемом рабочем ресурсе варисторов, и в том числе численных соотношений между влияющими факторами и ресурсом. Такие сведения могут быть получены либо при проведении соответствующих испытаний варисторов ОПН, либо на основе анализа и обобщения опыта эксплуатации ограничителей перенапряжений. До тех пор, пока такие работы не будут проведены, в методике выбора ОПН нельзя будет поставить точку.

Заключение

Можно сделать следующие основные выводы:

• · вентильные разрядники, собранные эксплуатирующими организациями из исправных элементов разукомплектованных однотипных РВ, не могут обеспечить требуемую надежность защиты оборудования ПС от перенапряжений;
• · замена устаревших вентильных разрядников 110−750 кВ на современные ОПН позволит снизить воздействия коммутационных и грозовых перенапряжений на оборудование ПС этих классов номинального напряжения;
• · возможность установки ОПН (в том числе взамен устаревших РВ) должна быть проверена соответствующими расчетами достаточности его характеристик для удовлетворения условиям эксплуатации на каждой конкретной ПС;
• · при выборе характеристик ограничителей перенапряжений для конкретных условий эксплуатации должны быть рассмотрены необходимость и возможность проведения в сети специальных схемно-режимных мероприятий, ограничивающих до допустимых значений воздействие на ОПН квазистационарных перенапряжений;
• · изложенные в отечественной нормативной документации методики выбора ОПН требуют доработки.