ОПН АББ руководство для покупателя - PEXLINK Основные узлы вентильных разрядников и ОПН

Страница 5 из 6

Система PEXLINK для защиты ЛЭП

Концепция

Концепция PEXLINK

Крупные и мелкие государственные/частные энергосистемы работают в условиях обострившейся конкуренции, что требует от них обеспечения повышенной эксплуатационной готовности и надежности. Потребители стали более требовательными, так как их производства зависят от непрерывного и надежного электроснабжения.

Во многих странах также становится все труднее получить разрешение на строительство новых линий нормальных размеров. Поэтому возводящиеся новые линии чаще всего должны быть линиями с «компактной изоляцией». Это, в свою очередь, требует оптимального управления перенапряжениями, вызванными грозовыми или коммутационными импульсами. В этом случае ограничители перенапряжений на линии или на нескольких выбранных критических опорах могут оказаться привлекательным решением или дополнением к другим средствам.

Повысить надежность и эксплуатационную готовность магистральных систем передачи электроэнергии можно одним или несколькими из следующих способов:

Дублирующие линии (строительство параллельных ЛЭП)

Это очень дорогой способ, который зачастую не применим на практике.

Увеличение уровня изоляции ЛЭП

Такой способ не только дорог, но и может создать ряд дополнительных проблем, например, приведет к необходимости повышать уровень изоляции и подстанционного оборудования.

Улучшение заземления опор

Зачастую это достаточно трудно из-за особенностей расположения ЛЭП, особенно в горной местности.

Грозозащитный трос.

Если это нестандартное решение (например, изначально ЛЭП проектировалась без троса), оно может быть дорогостоящим. Кроме того, несмотря на то, что данный метод сокращает число отключений ЛЭП, он не позволяет достичь требуемой сейчая повышенной надежности работы линии.

5. Защита линии с помощью ОПН

Использование ОПН, которые устанавливаются непосредственно на опорах ЛЭП, параллельно гирлянде изоляторов. Система основана на применении ограничителей с полимерной изоляцией серии PEXLIM с дополнительными принадлежностями для монтажа ОПН. Данная концепция получила название PEXLINK и является простым и экономичным методом, который во многих случаях является привлекательной альтернативой вышеупомянутым методам.

Дополнительная информация в Интернете

См. видеоклип о системе PEXLINK на сайте www.abb.com/arrestersonline.

PEXLINK философия защиты АББ

Согласно видению АББ, линейная изоляция должна защищаться в определенных точках с помощью готовых стандартных компонентов. Основное изделие - ограничители серии PEXLIM с покрышкой из кремний-органической резины и металлооксидными активными элементами. Такие ограничители применяются уже много лет для защиты оборудования подстанций, и их защитные характеристики хорошо известны.

ОПН на ЛЭП

ОПН для ЛЭП, включая ограничители 3 класса разряда линии серии PEXLIM Q и расцепители проводов заземления, установленные на линию 300 кВ энергокомпании ESKOM, ЮАР.

Малый вес позволяет выполнить установку на существующих конструкциях, а взрывобезопасная полимерная покрышка обеспечивает повышенную безопасность линейного оборудования, а также людей и животных, которые могут находиться рядом, в случае возникновения перегрузки.

Что касается грозовых разрядов, линейные ОПН работают в более тяжелых условиях по сравнению с ОПН, размещенными на подстанциях. Для последних благоприятными факторами являются снижение крутизны импульса перенапряжения вследствие эффекта короны линии и снижение амплитуды импульса перенапряжения, поскольку ток молнии находит параллельные пути через грозозащитные тросы, перекрытия и параллельные линии. Таким образом, необходимо обеспечить чтобы, с точки зрения способности к энергопоглощению и тока, металлооксидные варисторы ограничителей для ЛЭП имели достаточный запас. Для определения оптимального количества мест установки (это, как правило, там, где заземлители опоры имеют высокое полное сопротивление) и для расчета нагрузки ОПН в каждом из выбранных мест установки используется компьютерная программа.

Конструкция позволяет выполнить монтаж с помощью стандартного оборудования ЛЭП, которое обычно имеется в наличии на месте. Конструкция также дает возможность

произвести монтаж под различными углами, в зависимости от геометрии опоры и расстояния между проводниками.

Если требуется обеспечить очень высокую эксплуатационную готовность, возможно, необходимо будет защитить очень большое количество точек, главным образом по причине непредсказуемости молнии. В таком случае выбор ОПН с «достаточной энергоемкостью» может оказаться экономически неоправданным, и вместо этого будет приемлемым повышенное число отказов.

Для быстрого, безопасного и автоматического отключения сработавшего ограничителя АББ использует специальный расцепитель, часто размещаемый в цепи заземления ОПН.

Провод заземления рассчитан на выдерживание токов короткого замыкания, а расцепитель проходит испытания на отсутствие ошибочных срабатываний. Таким образом, при отказе, линию, на которой происходит срабатывание, не требуется сразу же отключать и обслуживать.

Благодаря нанесению полимерной покрышки непосредственно на активные элементы устраняется внутренняя прослойка воздуха и, следовательно, риск проникновения влаги, что, как было установлено, в прошлом являлось главной причиной выхода из строя ОПН при эксплуатации.

Применение PEXLINK

Повышенная эксплуатационная готовность линии

При установке PEXLINK на участках линий с высоким сопротивлением заземления опор, а также на крайних опорах с низким сопротивлением по концам этих участков, система PEXLINK защищает существующие экранированные и неэкранированные линии от чрезмерных грозовых перенапряжений (частые или высокие амплитуды) и сокращает перебои в подаче электроэнергии.

Уменьшение перебоев также дает косвенные выгоды, связанные с тем, что не повреждается чувствительное оборудование и можно увеличить межремонтный интервал выключателей. Таким образом, снижаются также и общие эксплуатационные расходы.

Эту систему защиты можно применять на всех классах напряжения сетей там, где наблюдаются ненормальные условия. Часто оказывается достаточным применение ОПН средней энергоемкости. Однако пропускная способность для больших токов должна быть высокой, и ОПН распределительного типа могут оказаться неподходящими.

перенапряжения в цепи фаза-земля

На графике показаны перенапряжения в цепи фаза-земля, вызванные в результате АПВ линии 550 кВ протяженностью 200 км после замыкания на землю. Для ограничения коммутационных перенапряжений в длинных линиях сверхвысокого напряжения традиционно применяются предвключаемые резисторы. ОПН могут быть установлены на концах линии и вдоль линии в выбранных точках в качестве надежной и эффективной альтернативы.

Управление коммутационными перенапряжениями

В протяженных линиях сверхвысокого напряжения ОПН обычно располагаются по концам линии. Кроме того, путем установки ОПН в одной или в нескольких точках вдоль линии, например, в середине или в точках 1/3 и 2/3 длины линии, коммутационные перенапряжения и, следовательно, требования к изоляции, можно ограничить без применения предвключаемых резисторов. ОПН для этого типа применения должны быть рассчитаны на высокую энергоемкость. Обычно ОПН класса 2 или 3 будет достаточным на выходе линии, но на входном конце линии могут потребоваться ограничители более высокого класса.

Линии с компактной изоляцией

Ограничители, установленные параллельно с линейными изоляторами, обеспечивают высокую компактность ЛЭП, а также снижают затраты на проведение трассы.

Модернизация линии

При надлежащей защите с помощью ОПН можно повысить существующий уровень изоляции линии, и затем эксплуатировать ее в более высоком классе напряжением сети. Это позволит увеличить передачу мощности без больших дополнительных капитальных затрат.

Расширенная защита станции

Устанавливая ОПНы на опорах прилегающих к подстанции линий можно устранить риск обратных перекрытий рядом с подстанцией. Как следствие, уменьшается крутизна и амплитуда входных набегающих волн, что улучшает защитные характеристики станционных ограничителей и устраняет необходимость в применении дополнительных дорогостоящих ограничителей в металлическом корпусе, даже для больших КРУЭ.

Замена грозозащитных тросов

В тех случаях, когда установка грозозащитных тросов является физически неосуществимой или требует очень больших затрат, например при очень длинных пролетах или на очень высоких опорах, применение ОПН представляет собой хорошую и экономичную альтернативу.

Ограничители, расположенные на всех фазах каждой опоры, устраняют необходимость как в грозозащитных тросах, так и в высоком сопротивлении заземления опоры. Их применение может быть экономически целесообразным в тех случаях, когда стоимость снижения сопротивления заземления опоры и стоимость воздушных грозозащитных тросов очень высоки.

PEXLINK

Применение

Полное отсутствие ОПН

TFI - полное сопротивление заземлителя опоры

Полное отсутствие ОПН. Удар молнии в опору номер 5.

Очень большой риск перекрытия вследствие высокого сопротивления заземления опоры при КЗ на землю, в результате которого срабатывает выключатель.

ОПН на всех 9 опорах

ОПН на всех 9 опорах. Удар молнии в опору номер 5.

Профиль перенапряжения намного ниже базисного уровня прочности изоляции сети на всем участке. Обеспечивается идеальная защита.

Особенности PEXLINK

Стандартные компоненты

Подвеска ограничителя не представляет сложности. Для этого можно использовать стандартные зажимы и аналогичные средства, обычно имеющиеся в наличии на месте. Благодаря этому пользователь получает общую экономию.

Тип ОПН	Защита от грозового разряда согласно МЭК 60099-4, Приложение N
	Энергия	Разряд
PEXLIM R	2,5 кДж/кВ (Ur)*	1,0 A-с **
PEXLIM Q	4,0 кДж/кВ (Ur)*	1,8 A-с **
PEXLIM P	7,0 кДж/кВ (Ur)*	2,8 A-с **

* Ur = номинальное напряжение ** A-с = ампер-секунда

Несколько примеров показаны на рисунках «Некоторые варианты установки» на следующей странице.

Расцепитель тщательно подбирается так, чтобы он выполнил свою функцию только при срабатывании ограничителя.

Расцепление осуществляется быстро и эффективно. Метод соединения, рекомендуемый АББ в каждом конкретном случае, гарантирует отсутствие случайного контакта отсоединенного провода и поврежденного ограничителя с компонентами, находящимися под напряжением. Таким образом, после выхода ОПН из строя, линию снова можно ставить под напряжение без проведения немедленного обслуживания.

Сервисная служба сможет легко определить место разъединения, поскольку его хорошо видно с земли.

Простой монтаж

Ограничители серии PEXLIM составляются из модулей оптимизированной длины, и поэтому их легко адаптировать для применения на различные классы напряжения. Они легко поднимаются на опоры благодаря своему малому весу.

монтаж PEXLIM