Ограничители перенапряжений

По своему назначению и областям применения различают выпрямительные, импульсные, высокочастотные (универсальные) диоды, полупроводниковые стабилитроны и ограничители напряжения.

2.6. СТАБИЛИТРОНЫ И ОГРАНИЧИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

ных выпрямительных агрегатов, сварочных установок и других приемников электроэнергии с резкопеременным режимом работы. Работа электроприемников приводит к значительным отклонениям напряжения на шинах цеховых ТП ив цеховых сетях, а следовательно, при совмещенном питании и на зажимах осветительных установок. Поскольку осветительные установки предъявляют более высокие требования к отклонениям напряжения по сравнению с силовыми электроприемниками, то для совмещенных схем питания на стороне 0,38 кВ цеховых ТП часто поддерживают повышенное напряжение, обычно ?/н+Н)%. При этом для снижения и стабилизации напряжения в осветительной сети применяют тиристорные ограничители напряжения типа ТОН-3 и стабилизаторы напряжения типа СТС.

Для ограничения превышений напряжения над номинальным в осветительных сетях применяются тиристор-ные ограничители напряжения типа ТОН-3 (см. гл. 4). При применении в качестве источников света ламп накаливания эффективным средством снижения электропотребления и увеличения их срока службы является использование ламп с повышенным номинальным напряжением. С 1981 г. промышленность освоила выпуск ламп накаливания с номинальным напряжением 225, 235 и 240 В. Характеристики ламп при указанных номинальных напряжениях не отличаются от характеристик при напряжении 220 В.

Характерные особенности быстродействующих ИКН можно иллюстрировать на примере компаратора 521СА4 ( 9.4), представляющего собой аналог SE527. В этом компараторе снижение быстродействия, обусловленное насыщением транзисторов, исключено путем применения транзисторов Шоттки в узлах, где возможна их работа в насыщении. На входе компаратора включены повторители напряжения на транзисторах Т\ и Т2, выходные напряжения которых усиливаются дифференциальным каскадом на транзисторах Т-} и Т4 с источником стабилизированного тока на транзисторе Гз. Входные каскады развязаны от источника питания ?„.„ повторителем напряжения на Те, обеспечивающим их стабилизированным напряжением питания С/ст + l/бэ- Выходные напряжения дифференциального каскада через повторители напряжения на Т7 и Т8 со стабилитронами Дз и Ц\, сдвигающими потенциальные уровни, поступают на входы второго дифференциального каскада на транзисторах Гц и Г^, к коллекторам которых подключены ограничители напряжения на То и Т\^. Последние фиксируют выходной потенциал при запирании транзистора, например, Гц на уровне {/бэВ + Я11^613-

метричные ограничители напряжения, которые представляют собой пятислойную п-р-п-р-п структуру с зашунтированными крайними р-п переходами ( 3.51). Если к электродам прибора приложено напряжение с полярностью, указанной на 3.51 в скобках, то переход П4 заперт и не оказывает влияния на работу прибора. При подаче напряжения, которое больше напряжения переключения p2-«2-pr«i структуры, ток протекает через правую часть прибора, которая представляет собой

Для выравнивания обратного напряжения тиристоры шунтируют высокоом-ными резисторами. Кроме того, поскольку при переключении напряжение распределяется обратно пропорционально емкостям тиристоров, каждый из них следует шунтировать конденсатором. Равномерное распределение токов в маломощных тиристорах достигают последовательным включением резисторов с небольшим сопротивлением; в мощных приборах применяют двусторонние полупроводниковые ограничители напряжения.

Для ограничения превышений напряжения над номинальным в осветительных сетях применяются тиристорные ограничители напряжения.

Трансформаторные порталы, порталы шунтирующих реакторов и конструкции ОРУ, удаленные от трансформаторов или реакторов по магистралям заземления менее, чем на 15 м 1. В пределах контура заземления в грозовой сезон, р < 350 Ом ¦ м 2. Непосредственно на выводах обмоток трансформаторов 3—35 кВ или на расстоянии не более 5 м от них по ошиновке (включая ответвления к защитным аппаратам) должны быть установлены защитные аппараты: ограничители напряжения нелинейные — ОПН или вентильные разрядники — РВ 3. От портала с молниеотводом должно обеспечиваться растекание тока молнии по магистралям заземления в трех-четырех направлениях 4. На расстоянии 3—5 м от портала с молниеотводом на каждой магистрали заземления должны быть установлены по два-три вертикальных электрода длиной 3—5 м 5. На подстанциях с высоким напряжением 20—35 кВ при установке молниеотвода на трансформаторном портале у заземляющего контура должно быть сопротивление R < 4 Ом (без учета выносного заземления) 6. Заземляющие проводники защитных аппаратов и трансформаторов рекомендуется присоединять к заземляющему устройству подстанции поблизости один от другого

Для повышения удобства и безопасности обслуживания, снижения эксплуатационных издержек разработаны киосковые однотрансформатор-ные тупиковые КТП 10/0,4 кВ мощностью 100— 250 кВ • А [54.9]. Оборудование размещается в металлическом корпусе, состоящем из отсеков низкого (0,4 кВ), высокого (10 кВ) напряжения, находящихся по разные стороны КТП. КТП устанавливается на четырех железобетонных стойках на высоте 0,7 м от земли. Для обеспечения нормируемой высоты от земли до ввода 10 кВ прокладываются шины в металлическом коробе, имеющем люк для осмотра и ремонта шинопроводов. В верхней части короба установлены проходные изоляторы и ограничители перенапряжения типа ОПН-10. Стенки короба изготовлены из листовой стали. В отсеке 0,4 кВ располагаются вводной рубильник, автоматические выключатели типа ВА (АЕ2000), устройства защиты линий 0,4 кВ типа ЗТИ-0,4, счетчик электронный, трансформаторы тока, ограничители напряжения типа ОПН-0,38. В отсеке 10 кВ размещены: силовой трансформатор, предохранители ПКТ и шинопроводы.

В инверторе по 37.57, б введены коммутирующие тиристоры VT7, VT8, работающие попеременно с утроенной частотой. При отпирании, например, VT7 осуществляется запирание проводившего ранее тиристора анодной группы VT1, VT3 или VT5\ после перезаряда соответствующего конденсатора Cj, €2 или С3 отпирается следующий по порядку работы основной тиристор этой группы. Аналогично происходит коммутация в катодной группе; например, с VT2 на VT6 и затем с VT6 на VT4. Такая двухступенчатая коммутация также позволяет уменьшить зависимость выходного напряжения от параметров нагрузки (например, от значения потребляемого АД тока) и от рабочей частоты. Однако в этой схеме, как и в инверторе по 37.57, а, при перегрузке по току возможно возникновение перенапряжений на конденсаторах и на тиристорах, в связи с чем необходимы специальные ограничители напряжения.

Нелинейные ограничители перенапряжений. Вместо вентильных разрядников для защиты электрооборудования от перенапряжений в последнее время начинают применяться нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), в которых использованы резисторы на основе окиси цинка. Ограничители перенапряжения снижают уровень коммутационных перенапряжений по сравнению с разрядниками на 30—40%, а атмосферных перенапряжений — на 10—20%. Ограничители перенапряжении присоединяются непосредственно к фазам защищаемой сети, т. е. без последовательно включаемых искровых промежутков (ИП), или с параллельно включенными искровыми промежутками (ОПИИ).

Для защиты электроустановок от внутренних и грозовых перенапряжений разработаны и в последнее время широко внедряются нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) на основе окиси цинка, имеющие лучшие характеристики, чем вентильные разрядники. Использование ОПН в РУ 110—750 кВ электростанций и подстанций позволило существенно сократить площади ОРУ (до 15—25 %). Ограничители перенапряжений находят также применение в электрических сетях более низких напряжений, в том числе в сетях собственных нужд электростанций для защиты электродвигателей от перенапряжений.

Защитные и контрольные аппараты. К ним согласно Отраслевому каталогу можно отнести: предохранители, разрядники, ограничители перенапряжений — «защитные», трансформаторы тока и напряжения — «измерительные трансформаторы».

Дальнейшее совершенствование конструкций изоляции мощных силовых трансформаторов предполагается осуществлять главным образом на основе применения защитных устройств, обеспечивающих глубокое ограничение перенапряжений (ограничители перенапряжений с резисторами на основе оксида цинка и т. д.).

Для защиты электроустановок от внутренних и грозовых перенапряжений разработаны и в последнее время широко внедряются нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) на основе окиси цинка, имеющие лучшие характеристики, чем вентильные разрядники. Использование ОПН в РУ 110—750 кВ электростанций и подстанций позволило существенно сократить площади ОРУ (до 15—25 %). Ограничители перенапряжений находят также применение в электрических сетях более низких напряжений, в том числе в сетях собственных нужд электростанций для защиты электродвигателей от перенапряжений.

Вентильные разрядники F, а также ограничители перенапряжений предназначены для защиты изоляции электрического оборудования от атмосферных перенапряжений. Они должны быть установлены у трансформаторов, а также у вводов воздушных линий в РУ.

Ограничение токов однофазною КЗ 371 Ограничители перенапряжений 26

2.42. НЕЛИНЕЙНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Для защиты электрооборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений могут применяться нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), которые состоят из нелинейных резисторов, заключенных в изоляционную покрышку. Резисторы выполнены из последовательно-параллельно включенных керамических резисторов на основе окиси цинка.

2.42. Нелинейные ограничители перенапряжений ........238-

В ближайшее время будут получать все большее распространение так называемые нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) с металлооксидными (оксидно-цинковыми) резисторами. Высоколинейные свойства этих резисторов позволяют создавать защитные от перенапряжений аппараты без искровых промежутков.