Вентильными разрядниками

Применяются два способа управления вентильными комплектами: совместное и раздельное. Кроме того, при совместном управлении различают согласованное и несогласованное.

В зависимости от способа управления вентильными комплектами реверсивные преобразователи бывают двух видов:

Рассматриваемая схема 0.18, а может работать в циклическом режиме, при котором внутренняя ЭДС преобразователя будет изменяться по синусоидальному закону. В таком случае получаем непосредственный преобразователь частоты (НПЧ). Рассмотрим работу НПЧ с раздельным управлением вентильными комплектами. Внутренняя ЭДС обо-их комплектов в соответствии с (6.2)

Ток, потребляемый преобразователем из сети, состоит из суммы токов, потребляемых четырьмя вентильными комплектами, при этом токи, потребляемые ВК2 и ВК4, не имеют фазового сдвига относительно напряжения, а токи ВК1 и ВКЗ сдвинуты на углы cpi = ai и (рз=°<э соответственно.

В зависимости от способа управления вентильными комплектами реверсивные преобразователи бывают двух видов:

Рассматриваемая схема 6.18, а может работать в циклическом режиме, при котором внутренняя ЭДС преобразователя будет изменяться по синусоидальному закону. В таком случае получаем непосредственный преобразователь частоты {НПЧ). Рассмотрим работу НПЧ с раздельным управлением вентильными комплектами. Внутренняя ЭДС обо. их комплектов в соответствии с (6.2)

Ток, потребляемый преобразователем из сети, состоит из суммы токов, потребляемых четырьмя вентильными комплектами, при этом токи, потребляемые ВК2 и ВК4, не имеют фазового сдвига относительно напряжения, а токи ВК1 и ВКЗ сдвинуты на углы q>i = cii Иф3=а3 соответственно.

с встречно-параллельно включенными вентильными комплектами ВК1 и ВК.2 ( 3.1б,а):

Бестоковую паузу можно уменьшить, если ввести режим согласованного управления, при котором управляющие импульсы подаются одновременно на оба комплекта вентилей. Пусть, например, ВК.1 работает в выпрямительном режиме с углом управления а и обеспечивает в нагрузке ток 1аи при этом ВК2 управляется как инвертор с углом р=а. Если пренебречь всеми падениями напряжения на элементах схемы, напряжение на выходе выпрямителя Ud[ = Udwcos a, a внутренняя противо-ЭДС инвертора Edi,= Ud2=UdioCOS р. Эта противо-ЭДС инвертора направлена встречно к выходному напряжению выпрямителя, и так как f/di —^Лгг. в контуре, образованном обоими вентильными комплектами, ток не протекает.

3.22. Перекрестная схема реверсивного преобразователя с трехфазными мостовыми вентильными комплектами

В однофазном непосредственном преобразователе с раздельным управлением требуемые значения выходного напряжения LJ2 и частоты /2 задаются на входе источника сигнала уставки 1 ( 3.49). Разность напряжения источника уставки и действительного выходного напряжения «2 подается на регулятор напряжения 2, который воздействует на регулятор тока 4. Последний вырабатывает управляющее напряжение для узла фазоимпульсного управления 5, определяющего угол управления а. Логический блок 3 обеспечивает раздельный режим управления вентильными комплектами с помощью блока переключателя импульсов 6. Реверсивный преобразователь 7 состоит из двух трехфазных тиристорных мостов, включенных встречно-параллельно.

Защита изоляции РУ от перенапряжений осуществляется трубчатыми и вентильными разрядниками. Трубчатые разрядники устанавливаются на ЛЭП, на подходах к РУ и используются для защиты ЛЭП, а также в качестве дополнительного средства защиты подстанционной изоляции. Вентильные разрядники предназначены для защиты изоляции РУ и устанавливаются на сборных шинах РУ, на выводах трансформаторов и автотрансформаторов, на отдельных линиях, если разрядники, устанавливаемые на шинах РУ, не обеспечивают надежной защиты электрооборудования, в нейтралях трансформаторов напряжением 110- 220 кВ, работающих с изолированной нейтралью 206

Силовые кабели при этом должны быть отсоединены, ячейки должны быть смонтированы и полностью выдвинуты (ячейки с трансформаторами напряжения и вентильными разрядниками должны быть отключены). Если изоляция ячеек имеет элементы твердой органической изоляции, время приложения испытательного напряжения увеличивается до 5 мин.

от прямых ударов молнии, амплитуды волн грозовых перенапряжений, приходящих с воздушных линий, ограничиваются вентильными разрядниками (гл. 16). Последние устанавливаются для защиты внутренней изоляции наиболее дорогостоящего оборудования — силовых трансформаторов, реакторов и т. д., но защищают и внешнюю изоляцию РУ. В случае закрытых РУ, когда ошиновка и высоковольтное оборудование размещаются в специальных помещениях, исключается возможность сильного загрязнения и увлажнения поверхностей изоляторов.

Для уменьшения вероятности повреждения изоляции трансформаторов в ряде случаев ограничивается возможность установки молниеотводов на трансформаторных порталах. Корпус трансформатора должен заземляться на расстоянии не менее 15 м (вдоль заземлителя) от заземления молниеотвода. При необходимости установки молниеотводов на трансформаторных порталах следует защищать обмотки низших напряжений вентильными разрядниками, включенными непосредственно у выводов обмоток 6—15 кВ, или на расстоянии не более 5—10 м от выводов обмоток 20—35 кВ. Однако эта мера недопустима, если трансформаторные обмотки присоединены откры-

Улучшение защиты подстанции вентильными разрядниками (уменьшение расстояния между разрядником и объектом, увеличение числа разрядников, применение разрядников с улучшенными характеристиками) приводит к увеличению допустимой крутизны U'Kp и уменьшению опасной зоны, а следовательно, и длины подхода.

Две одинаковые подстанции при одной и той же схеме грозозащиты, приводящей к одинаковым значениям хкр, могут характеризоваться различными числами лет безаварийной работы, если подходы выполнены на разных опорах; естественно, что 32 окажется больше, а М меньше для линий на двухцепных опорах. Поэтому эффективным способом повышения надежности защиты подстанции является не только улучшение схемы защиты подстанций вентильными разрядниками, приводящее к уменьшению хкр, но и улучшение грозозащиты подхода, например снижение сопротивления заземления, подвеска второго троса, использование одноцепных опор.

На подстанциях до 110 кВ включительно и на подстайциях 150—220 кВ, где установлены трансформаторы с повышенным уровнем изоляции, место установки вентильных разрядников выбирается таким образом, чтобы обеспечить защиту всего оборудования минимальным числом разрядников (например, по одному комплекту на каждую систему шин). При этом допускается наличие коммутационных аппаратов между разрядниками и трансформаторами, поскольку уровень изоляции трансформаторов выше возможной кратности большинства коммутационных перенапряжений, т. е. перенапряжений при включении и отключении. Между вентильными разрядниками и трансформаторами 220 кВ с основным уровнем изоляции, а также автотрансформаторами и трех-обмоточными трансформаторами, трансформаторами и шунтирующими реакторами 330—750 кВ установка коммутационных аппаратов не допускается, так как на разрядники возлагается также задача ограничения коммутационных перенапряжений.

Защита от перенапряжений комплектных и других подстанций напряжением 35 и ПОкВ, подключенных отпайкой к линии электропередачи без выключателей на стороне высшего напряжения, при расстоянии между вентильными разрядниками и защищенным оборудованием не более 10 м может быть выполнена со следующими упрощениями.

Электрооборудование распределительных устройств напряжением 6—10—20 кВ, устанавливаемое на понизительных подстанциях, защищается вентильными разрядниками, размещенными на шинах подстанции, и трубчатыми разрядниками, размещенными на расстоянии 100—200 м от подстанции. При этом если какая-либо из линий 6—10—20 кВ имеет двустороннее питание, то на вводе этой линии на подстанцию устанавливается второй комплект трубчатых разрядников. Схемы защиты подходов ЛЭП к РУ см. в [13].

Опыты показывают, что перенапряжения, возникающие на индуктивности при внезапном обрыве тока, не превышают (2,5 ¦*¦ 3,0) 1/ф; это не представляет опасности для оборудования. В отдельных случаях, если перенапряжения окажутся выше указанных, они ограничиваются вентильными разрядниками, подлежащими установке у каждого трансформатора.

Изоляция воздушных сетей должна также выдерживать грозовые перенапряжения, ограниченные вентильными разрядниками. Разрядник имеет ряд искровых промежутков и резистор с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Под действием набегающей волны атмосферного перенапряжения искровые промежутки пробиваются и импульсный ток стекает через резистор в землю. Однако вследствие нелинейности резистора напряжение на разряднике и, следовательно, на изоляции не поднимается выше, некоторого значения, получившего название остающегося напряжения. После стекания импульсного тока в землю разрядник должен погасить дугу сопровождающего тока промышленной частоты при максимально возможном напряжении провода относительно земли. Наибольшее напряжение промышленной частоты, при котором надежно гасится дуга сопровождающего тока, называется напряжением гашения. В соответствии с вышесказанным в неза-земленных сетях разрядники должны быть рассчитаны на напряжение гашения, равное Х3[/ф = 1,73 Г/ф, т. е. на линейное напряжение V, а с учетом некоторого запаса — на 1,1 U (110%-ные разрядники). Этим определяется уровень изоляции электрического оборудования, который в незаземленных сетях получается довольно высоким.