14.9. Защита от перенапряжений (ОПЭ АЭС)
14.9.1. На АС должны быть схемы защиты от перенапряжений каждого распредели-тельного устройства.
На каждое ОРУ должны быть составлены очертания защитных зон молниеотводов, прожекторных мачт, металлических и железобетонных конструкций, возвышающихся соору-жений и зданий, в зону защиты которых попадают токоведущие части.
14.9.2. Подвеска проводов ВЛ напряжением до 1000 В любого назначения (освети-тельных, телефонных, высокочастотных и т.п.) на конструкциях ОРУ, отдельно стоящих стержневых молниеотводах, прожекторных мачтах, дымовых трубах и градирнях, а также подводка этих линий к взрывоопасным помещениям запрещается.
На указанных линиях должны применяться кабели с металлическими оболочками или кабели без оболочек, проложенные в металлических трубах в земле. Оболочки кабелей, ме-таллические трубы должны быть заземлены.
Подводка линий к взрывоопасным помещениям должна выполняться с учетом требо-ваний действующей инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений.
14.9.3. Ежегодно перед грозовым сезоном должна проводиться проверка состояния защиты от перенапряжений распределительных устройств и линий электропередачи и обес-печиваться готовность защиты от грозовых и внутренних перенапряжений.
На АС должны регистрироваться случаи грозовых отключений и повреждений обору-дования РУ. На основании полученных данных должна проводится оценка надежности гро-зозащиты, и разрабатываться в случае необходимости мероприятия по повышению ее на-дежности.
При установке в РУ нестандартных аппаратов или оборудования необходима разра-ботка соответствующих грозозащитных мероприятий.
14.9.4. Ограничители перенапряжений и вентильные разрядники всех напряжений должны быть постоянно включены.
В ОРУ допускается отключение на зимний период (или отдельные его месяцы) вен-тильных разрядников, предназначенных только для защиты от грозовых перенапряжений в районах с ураганным ветром, гололедом, резким изменением температуры и интенсивным загрязнением.
14.9.5. Профилактические испытания вентильных и трубчатых разрядников, а также ограничителей перенапряжений должны проводиться в соответствии с действующими «Объемом и нормами испытаний электрооборудования».
14.9.6. Трубчатые разрядники и защитные промежутки должны осматриваться при обходах линий электропередачи.
Срабатывание разрядников должно быть отмечено в об-ходных листах. Проверка трубчатых разрядников со снятием с опор должна проводиться 1 раз в 3 года.
Верховой осмотр без снятия с опор, а также дополнительные осмотры и проверки трубчатых разрядников, установленных в зонах интенсивного загрязнения, должны выпол-няться по местным инструкциям. Ремонт трубчатых разрядников должен проводиться по мере необходимости в зави-симости от результатов проверок и осмотров.
14.9.7. В сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов до-пускается работа воздушных и кабельных линий электропередачи с замыканием на землю. К отысканию места повреждения персонал должен приступать немедленно и устранять по-вреждение в кратчайший срок.
В сетях генераторного напряжения, а также в сетях, к которым подключены двигате-ли высокого напряжения, работа с замыканием на землю допускается в соответствии с п. 14.1.23.
14.9.8. Компенсация емкостного тока замыкания на землю дугогасящими аппаратами должна применяться при емкостных токах, превышающих следующие значения:
Номинальное напряжение сети, кВ...… 6 10 15-20 35 и выше
Емкостной ток замыкания на землю, А. 30 20 15 10
В сетях собственных нужд 6 кВ АС допускается режим работы с заземлением ней-трали сети через резистор.
В сетях 6 - 35 кВ с ВЛ на железобетонных и металлических опорах должны использо-ваться дугогасящие аппараты при емкостном токе замыкания на землю более 10 А.
Работа сетей 6-35 кВ без компенсации емкостного тока при его значениях, превы-шающих указанные выше значения, не допускается.
Для компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях должны применяться заземляющие дугогасящие аппараты с ручным или автоматическим регулированием.
Измерение емкостных токов, токов дугогасящих реакторов, токов замыкания на зем-лю и напряжений смещения нейтрали должны проводиться при вводе в эксплуатацию дуго-гасящих аппаратов и значительных изменениях режимов сети, но не реже 1 раза в 6 лет.
14.9.9. Мощность дугогасящих аппаратов должна быть выбрана по емкостному току сети с учетом ее перспективного развития.
Заземляющие дугогасящие аппараты должны быть установлены на подстанциях, связанных с компенсируемой сетью не менее чем двумя линиями электропередачи.
Установка дугогасящих аппаратов на тупиковых подстанциях запрещается.
Дугогасящие аппараты должны быть подключены к нейтралям трансформаторов, ге-нераторов через разъединители.
Для подключения дугогасящих аппаратов, как правило, должны использоваться трансформаторы со схемой соединения обмоток звезда-треугольник.
Подключение дугогасящих аппаратов к трансформаторам, защищенным плавкими предохранителями, запрещается.
Ввод дугогасящего аппарата, предназначенный для заземления, должен быть соеди-нен с общим заземляющим контуром через трансформатор тока.
14.9.10. Дугогасящие аппараты должны иметь резонансную настройку. Допускается настройка с перекомпенсацией, при которой реактивная составляющая тока замыкания на землю должна быть не более 5 А, а степень расстройки - не более 5%. Если установленные в сетях 6 - 20 кВ дугогасящие аппараты имеют большую разность токов смежных ответвлений, допускается настройка с реактивной составляющей тока замыкания на землю не более 10 А. В сетях 35 кВ при емкостном токе замыкания на землю менее 15 А допускается степень расстройки не более 10%.
Разрешается применение настройки с недокомпенсацией лишь временно при отсут-ствии дугогасящих реакторов необходимой мощности и при условии, что аварийно возни-кающие несимметрии емкостей фаз сети (например, при обрыве проводов или перегорании плавких предохранителей) не могут привести к появлению напряжения смещения нейтрали, превышающего 70% фазного напряжения.
14.9.11. В сетях, работающих с компенсацией емкостного тока, напряжение несим-метрии должно быть не выше 0.75% фазного напряжения. При отсутствии в сети замыкания на землю напряжение смещения нейтрали допускается не выше 15% фазного напряжения длительно и не выше 30% в течение 1 ч.
Снижение напряжения несимметрии и смещения нейтрали до указанных значений должны быть осуществлено выравниванием емкостей фаз сети относительно земли (изме-нением взаимного положения фазных проводов, а также распределением конденсаторов высокочастотной связи между фазами линий).
При подключении к сети конденсаторов высокочастотной связи и конденсаторов молниезащиты вращающихся машин должна быть проверена допустимость несимметрии емкостей фаз относительно земли.
Пофазные включения и отключения воздушных и кабельных линий, которые могут приводить к напряжению смещения нейтрали, превышающему указанные значения, запре-щаются.
14.9.12. В сетях 6-10 кВ, как правило, должны применяться плавно регулируемые ду-гогасящие реакторы с автоматической настройкой тока компенсации.
При применении дугогасящих аппаратов с ручным регулированием тока показатели настройки должны определяться по измерителю расстройки компенсации. Если такой при-бор отсутствует, показатели настройки должны выбираться на основании результатов изме-рений тока замыкания на землю, емкостных токов, тока компенсации с учетом напряжения смещения нейтрали.
14.9.13. На подстанциях 110 - 220 кВ для предотвращения возникновения перена-пряжений от самопроизвольных смещений нейтрали или опасных феррорезонансных про-цессов оперативные действия должны начинаться с заземления нейтрали трансформатора, включаемого на ненагруженную систему шин с трансформаторами напряжения НКФ-110 и НКФ-220. Нейтраль питающего трансформатора должна быть заземлена перед отделением от сети ненагруженной системы шин с трансформаторами НКФ-110 и НКФ-220.
Распределительные устройства 150-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, контакты которых шунтированы конденсаторами, должны быть проверены на возможность возникновения феррорезонансных перенапряжений при отключениях системы шин. При необходимости должны быть приняты меры к предотвраще-нию феррорезонанса при оперативных и автоматических отключениях.
В сетях и на присоединениях 6 - 35 кВ в случае необходимости должны быть приняты меры к предотвращению феррорезонансных процессов, в том числе самопроизвольных сме-щений нейтрали.
14.9.14. Неиспользуемые обмотки низшего (среднего) напряжения трансформаторов и автотрансформаторов должны быть соединены в звезду или в треугольник и защищены от перенапряжений. Защита неиспользуемых обмоток низшего напряжения, расположенных между об-мотками более высокого напряжения, должна быть осуществлена вентильными разрядни-ками, присоединенными к вводу каждой фазы. Защита не требуется, если к обмотке низшего напряжения постоянно подключена кабельная линия длиной не менее 30 м.
Защита неиспользуемых обмоток низшего и среднего напряжения в других случаях должна быть осуществлена заземлением одной фазы или нейтрали либо вентильными раз-рядниками, присоединенными к вводу каждой фазы.
14.9.15. В сетях напряжением 110 кВ и выше разземление нейтрали обмоток 110 - 220 кВ трансформаторов, а также выбор действия релейной защиты и системной автомати-ки должны быть осуществлены таким образом, чтобы при различных оперативных и автома-тических отключениях не выделялись участки сети без трансформаторов с заземленными нейтралями.
Защита от перенапряжений нейтрали трансформатора с уровнем изоляции ниже, чем у линейных вводов, должна быть осуществлена вентильными разрядниками или ограничи-телями перенапряжений.
14.9.16. В сетях 110 - 750 кВ при оперативных переключениях и в аварийных режимах повышение напряжения промышленной частоты (50 Гц) на оборудовании должно быть не выше значений, указанных в табл.2.5. Указанные значения распространяются также на ам-плитуду напряжения, образованного наложением на синусоиду 50 Гц составляющих других частот.
В таблице вверху указаны значения для изоляции фаза-земля в долях амплитуды наибольшего рабочего фазового напряжения, внизу - для изоляции фаза-фаза в долях ам-плитуды наибольшего рабочего междуфазного напряжения.
Значения для изоляции фаза-фаза относятся только к трехфазным силовым транс-форматорам, шунтирующим реакторам и электромагнитным трансформаторам напряжения, а также к аппаратам в трехполюсном исполнении при расположении трех полюсов в одном баке или на одной раме. При этом для аппаратов значения 1,6; 1,7 и 1,8 относятся только к внешней междуфазной изоляции аппаратов 110, 150 и 220 кВ.
При длительности t повышения напряжения, промежуточной между двумя значения-ми, приведенными в табл.2.5, допустимое повышение напряжения равно указанному для большего из этих двух значений длительности.
При 0,1 < t < 0,5 с допускается повышение напряжения, равное U(1c)+0,3х[U(0,1c)-U(1c)], где U(1c) и U(0,1c) -допустимые повышения напряжения при длительности соответ-ственно 1 и 0,1 с.
Промежуток времени между двумя повышениями напряжения длительностью 1200 и 20 с должен быть не менее 1 ч. Если повышение напряжения длительностью 1200 с имело место 2 раза (с часовым интервалом), то в течение ближайших 24 ч повышение напряжения в третий раз допускается только лишь в случае, если это требуется ввиду аварийной ситуации, но не ранее чем через 4ч.
Количество повышений напряжения длительностью 0,1 и 1 с не регламентировано. Не регламентировано также количество повышений напряжения для вентильных разрядни-ков. Для предотвращения повышения напряжения сверх допустимых значений в местных инструкциях должен быть указан порядок операций по включению и отключению каждой ли-нии электропередачи 330 - 750 кВ и линий 110 –
Таблица 2.5 Допустимое повышение напряжения промышленной частоты оборудования в электросетях 110-750 кВ
Оборудование Номинальное напряжение, кВ Допустимое повышение напряжения при длитель-ности воздействия, с 11200 220 11 00,1 Силовые трансформаторы и автотрансфор-маторы* Шунтирующие реакторы и электромагнит-ные трансформаторы напряжения
Коммутационные аппараты**, емкостные трансформаторы напряжения, трансформа-торы тока конденсаторы связи и шинные опоры Вентильные разрядники всех типов Вентильные разрядники типа РВМГ Вентильные разрядники типа РВМК Вентильные разрядники типа РВМК-II Силовые трансформаторы и автотрансфор-маторы*** Шунтирующие реакторы, коммуникацион-ные аппараты****, трансформаторы напря-жения и тока, конденсаторы связи и шинные опоры Вентильные разрядники Ограничители перенапряжений нелинейные 100-500
110-330
500
110-500
110-220 330-500 330-500 330-500 750
750
750 110-220 330-750 1,10 1,10 1,15 1,15
1,15 1,15 1,15 1,15
1,15
1,15
1,15
1,15
1,10
1,10
1,15 1,39 1,26 1,25 1,25 1,35 1,35
1,35 1,35 1,60 1,60
1,35
1,35
1,35
1,35
1,25
1,30
1,35 1,50 1,35 1,90 1,50 2,00 1,50
2,00 1,50 2,20 1,70
1,38
1,38
1,45
1,70
1,67
1,88
1,40 1,65 1,52 2,00 1,58 2,10 1,58
2,08 1,58 2,40 1,80
1,76
1,98 _________________
- Независимо от значений, указанных в таблице, по условию нагрева магнитопровода повышение напряжения в долях номинального напряжения установленного ответвления обмотки должно быть ограничено при 1200 с до 1,15, при 20 с - до 1,3.
- Независимо от значений, указанных в таблице, собственное восстанавливающееся напряжение на контактах выключателя должно быть ограничено: по условию отключения неповрежденной фазы линии при несимметричном КЗ - до 2,4 или 2,8 (в зависимости от ис-полнения выключателя, указанного в технических условиях) для оборудования 110 - 220 кВ и до 3,0 - для оборудования 330 - 750 кВ; по условию отключения незагруженной линии - до 2,8 для оборудования 330 - 750 кВ.
- При одновременном воздействии повышения напряжения на несколько видов оборудования допустимым для электроустановки в целом является значение, наинизшее из нормированных для этих видов оборудования.
- Количество повышений напряжения продолжительностью 1200 с должно быть не более 50 в течение 1 года. Количество повышений напряжения продолжительностью 20 с должно быть не более 100 за срок службы электрооборудования, указанной в государствен-ном стандарте, или за 25 лет, если срок службы не указан. При этом количество повышений напряжения длительностью 20 с должно быть не более 15 в течение 1 года и не более 2 в течение 1 суток.
220 кВ большой длины. Для линий 330 - 750 кВ и тех линий 110 - 220 кВ, где возможно по-вышение напряжения более 1,1 наибольшего рабочего, должна быть предусмотрена релейная защита от повышения напряжения.
В схемах, в том числе пусковых, в которых при плановых включениях линии возможно повышение напряжения более 1,1, а при автоматических отключениях более 1,4 наибольшего рабочего, рекомендуется предусматривать автоматику, ограничивающую до допустимых значение и продолжительность повышения напряжения.