Пристрій для захисту електроустановок підстанції від імпульсних перенапруг

Изобретение относится к области производства, преобразования и распределения электрической энергии и может быть использовано в схемах грозозащиты подстанций. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство защиты электрооборудования, при котором электроустановки подстанций подключают через выключатели и защитные аппараты к высоковольтным линиям электропередачи, имеющей защищенный подход, выполненный заземленным с двух сторон тросом, расположенным параллельно проводам линии на подходе к подстанции [2]. Недостатком данного технического решения является то, что для исключения прямых ударов молнии в провода вблизи подстанции, уменьшают длину участков линии, примыкающих к подстанции, но в таком случае увеличивается допустимая крутизна волны и поэтому снижается надежность защиты электроустановок. Целью настоящего изобретения является повышение надежности защиты электроустановок подстанции путем снижения крутизны волн импульсных перенапряжений при уменьшении длины защищенного подхода. Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты электроустановок подстанции от импульсных перенапряжений, в котором электроустановки подключены через выключатели и защитные аппараты к высоковольтной линии электропередачи, имеющей защищенный подход, выполненный заземленным с двух сторон тросом, расположенным параллельно проводам линии на подходе к подстанции, согласно изобретению, диаметр провода троса для защищенного подхода определены из соотношения где dэкв - диаметр провода линии электропередачи; Требуемая длина защищенного подхода определена на форме где L - длина защищенного подхода, м; с=300 м/мкс - скорость распространения электромагнитной волны; адоп[кВ/мкс] - допустимая для изоляции крутизна волны: В [1 /кВ] - коэффициент; На чертеже показана предлагаемая схема устройства защи ты электроустановок подстанции от импульсных перенапряжений, позволяющая повысить надежность защиты этих установок путем снижения крутизны волн импульсных перенапряжений при уменьшении длины защищенного подхода, диаметр провода защищенного подхода определен из соотношения Устройство защиты электроустановок подстанции от импульсных перенапряжений содержит электроустановки подстанции 1, которые подключены через выключатель 2, и защитные аппараты 3,4,5 к высоковольтной линии электропередачи, состоящей из основного участка 6 и защищенного подхода 7, который защищен от прямых ударов молнии грозозащитным тросом 8. Устройство работает следующим образом. При прямом ударе молнии в основной участок линии электропередачи (ЛЭП) на электроустановки подстанции 1 набегает электромагнитная волна, характеризуемая амплитудой и крутизной. Для обеспечения высокой надежности подстанционного оборудования необходимо, чтобы амплитуда и крутизна набегающей на подстанцию волны были меньше, чем их допустимое значение. В противном случае напряжение на защитных аппаратах 3,4,5 окажется выше нормированного, что может представить опасность для изоляции электроустановок подстанции 1. Снижение величины амплитуды и крутизны набегающих волн осуществляют путем подбора длины защищенного подхода 7, который определяют по формулам где Uo – амплитуда падающей волны, tфр - время, за которое волна пробегает путь L, и с = 300 м/мкс - скорость распространения электромагнитной волны; адоп[кВ/мкс] - допустимая для изоляции крутизна волны; В [1/кВ] - коэффициент Выбранная длина подхода защищена от прямых ударов молнии грозозащитным тросом 8. Для существенного улучшения грозозащиты электрооборудования подстанции 1 уменьшают длину защищенного подхода 7, что существенно уменьшит число попаданий в него. Однако просто уменьшить длину подхода 7 нельзя, так как при этом увеличится допустимая крутизна волны. Для устранения противоречия защищенный подход 7 выполняют проводом, сечение которого меньше сечения на основном участке 6. Требуемая длина защищенного подхода определяется в значительной степени величиной В, выражающей степень искажения и затухания волны. Этот коэффициент сильно зависит от диаметра провода, причем при значениях диаметра провода менее 10 мм, значение коэффициента стремится к 1×10-3 1/кВ. Таким образом, наиболее эффективным с точки зрения искажения крутизны фронта волны является переход к более низким значениям диаметра провода защищенного подхода 7. Оптимальное значение диаметра провода защищенного подхода 7 с учетом необходимого по плотности тока сечения провода получено из соотношения где dпр - диаметр провода защищенного подхода; dэкв - диаметр провода основного участка линии; е - экспоненциальная функция. Применение данного способа существенно повышает надежность защиты электроустановок подстанции за счет снижения крутизны волн импульсных перенапряжений при уменьшении длины защищенного подхода, что приводит к удешевлению строительства линии и упрощению ее конструкции.