Рагимли И.Н., Мамедзаде А.А.
АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В СЕТЯХ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ *
Аннотация:
безопасная и надежная эксплуатация электрооборудования, используемого на электростанциях и подстанциях, невозможна без применения различных средств и устройств, способных ограничивать перенапряжения до безопасных для электроизоляции уровней. Выбор этих защитных мер должен основываться на комплексном подходе.В статье анализируется применение ограничителей перенапряжения в сетях среднего напряжения.
Ключевые слова:
среднее напряжение, коммутационное перенапряжение, защитные устройства, ограничители перенапряжения
DOI 10.24412/2712-8849-2025-586-1197-1204
Изоляция является наиболее чувствительной и быстро выходящей из строя частью электроустановок. В частности, грозовые и коммутационные пере напряжения вызывают разрушение изоляционных материалов, образование частичных разрядов и быстрое старение. Даже при длительном воздействии относительно низких амплитудных напряжений, особенно при наличии дефектов изоляции, влажности и загрязнений, ее электрическая прочность существенно снижается. Перенапряжения приводят к нарушению изоляции трансформаторов, кабельных линий и другого оборудования и разрядников сверх их энергоемкости, повреждению электронных компонентов устройств релейной защиты и автоматики, нарушению электромагнитной совместимости, сокращению срока службы высоковольтных выключателей и шин. Для обеспечения надежной работы электрических сетей и продления срока службы оборудования применяются различные методы активной и пассивной защиты.Основными методами защиты являются следующие.1. Ограничители перенапряжения (ОПН) – варисторы на основе оксида цинка, которые передают электрическую энергию на землю, когда напряжение превышает пороговое значение.2. Традиционные ограничители перенапряжения представляют собой защитные устройства, используемые в основном на старых подстанциях.3. Применение RC-цепей – для подавления коммутационных перенапряжений в цепях, содержащих трансформаторы и реакторы.4. Использование шунтирующих реакторов и фильтров – для ограничения резонансных и волновых процессов.5. Экранирование и выравнивание потенциалов – снижает наведенные напряжения в цепях управления и сигнализации.6. Правильная организация систем заземления – надежное заземление корпуса оборудования и нейтрали.7. Применение устройств релейной защиты – систем защиты с функциями контроля и регистрации состояния изоляции.Принципы построения систем безопасности следующие. комплексный подход - необходимо учитывать все виды экстремальных нагрузок, селективность - устройства защиты не должны мешать нормальной работе системы, быстрота – реакция, измеряемая миллисекундами, важна для защиты от грозовых импульсов, cравнение методов защиты от перенапряжения приведено в таблице 1. Основные перенапряжения, наблюдаемые в сетях 6–35 кВ, связаны со следующими эффектами: однофазные замыкания на землю, коммутация индуктивных элементов, феррорезонансные явления, резонансные процессы в сетях с дугогасящими реакторами, ультрагармонический резонанс, перенапряжения атмосферного происхождения. Следует отметить, что перенапряжения, возникающие при однофазном заземлении и в результате феррорезонансно-резонансных явлений, охватывают всю сеть и существенно зависят от способа заземления нейтральной точки сети.Таблица 1.1. Сравнение методов защиты от перенапряжения. Величина емкостного тока, образующегося при однофазном замыкании на землю на участках электростанций и подстанций крупных промышленных предприятий, может изменяться в довольно широких пределах — от нескольких ампер до сотен ампер. По этой причине сети 6–35 кВ работают либо с изолированной нейтралью, либо с компенсированной нейтралью через дугогасящий реактор. Дугогасительный реактор уменьшает емкостной ток в точке замыкания на землю, создавая условия для самогашения дуги и устранения однофазного замыкания на землю.Перенапряжения, опасные для изоляции электрооборудования, особенно электродвигателей, возникают при включении и отключении выключателей, автоматическом подключении двигателей к резервной линии, отключении двигателей и т. д. Возникают в таких процессах, как: Защита от внутренних перенапряжений обеспечивается заземлением с помощью дугогасительного реактора, резистивным заземлением нейтрали, RC-цепями, ограничивающими переходные перенапряжения при отключении трансформаторов и электродвигателей, работающих с вакуумными выключателями, ограничителем выходного напряжения и вентильными разрядниками, резисторами, шунтирующими интервал гашения дуги в выключателях.В настоящее время в мировой практике в сетях среднего напряжения применяются следующие режимы нейтрали: изолированная (незаземленная), непосредственно заземленная (подключенная непосредственно к контуру заземления), заземленная с дугогасящим реактором, заземленная через резистор, заземленная совместно с дугогасящим реактором и резистором. Резистивное заземление является наиболее широко используемым методом в сетях среднего напряжения. Применение схем изолированной и компенсированной нейтрали в сетях 6–35 кВ показывает, что при таких режимах заземления зачастую не удается обеспечить высокую надежность работы сети и предотвратить многоточечное повреждение оборудования.Результат.Перенапряжения, возникающие по любой причине в сетях среднего напряжения, опасны для электрооборудования. Безопасная и надежная эксплуатация оборудования возможна за счет использования различных инструментов и устройств, ограничивающих экстремальные напряжения. После анализа данных средств защиты стало ясно, что выбор средств защиты должен быть правильным и комплексным.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 2
Ссылка для цитирования:
Рагимли И.Н., Мамедзаде А.А. АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В СЕТЯХ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ // Вестник науки №5 (86) том 2. С. 1197 - 1204. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/22976 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+