Глава 2.8. Защита от перенапряжений

Глава 2.8. Защита от перенапряжений

2.8.1. Электроустановки потребителей должны иметь защиту от грозовых и внутренних перенапряжений, выполненную в соответствии с требованиями ПУЭ. Линии электропередачи, ОРУ, ЗРУ, распределительные устройства и подстанции защищаются от прямых ударов молнии и волн грозовых перенапряжений, набегающих с линии электропередачи. Защита зданий ЗРУ и закрытых подстанций, а также расположенных на территории подстанций зданий и сооружений (маслохозяйства, электролизной, резервуаров с горючими жидкостями или газами и т.п.), выполняется в соответствии с "Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений".*(7)

2.8.2. При приемке после монтажа устройств молниезащиты предприятию должна быть передана следующая техническая документация:

технический проект молниезащиты, утвержденный в соответствующих организациях и согласованный с энергоснабжающей организацией и инспекцией противопожарной охраны;

акты испытания вентильных разрядников и нелинейных ограничителей напряжения до и после их монтажа;

акты на установку трубчатых разрядников;

протоколы измерения сопротивлений заземления разрядников и молниеотводов.

2.8.3. На предприятиях должны храниться следующие систематизированные данные:

о расстановке вентильных и трубчатых разрядников и защитных промежутках (типы разрядников, расстояния до защищаемого оборудования), а также о расстояниях от трубчатых разрядников до линейных разъединителей и вентильных разрядников,

о сопротивлении заземлителей опор, на которых установлены средства молниезащиты, включая тросы,

о сопротивлении грунта на подходах линий электропередачи к подстанциям,

о пересечениях линий электропередачи с другими линиями электропередачи, связи и автоблокировки, ответвлениях от ВЛ, линейных кабельных вставках и о других местах с ослабленной изоляцией.

На каждое ОРУ должны быть составлены очертания защитных зон молниеотводов, прожекторных мачт, металлических и железобетонных конструкций, в зоны которых попадают открытые токоведущие части.

2.8.4. Подвеска проводов ВЛ напряжением до 1000 В (осветительных, телефонных и т.п.) на конструкциях ОРУ, отдельно стоящих стержневых молниеотводах, прожекторных мачтах, дымовых трубах и градирнях и подводка этих зданий к указанным сооружениям запрещаются.

Указанные линии должны выполняться кабелями с металлической оболочкой или проводами в металлических трубах в земле.

2.8.5. Ежегодно перед грозовым сезоном необходимо проверять состояние защиты от перенапряжений распределительных устройств и линий электропередачи и обеспечивать готовность защиты от грозовых и внутренних перенапряжений.

2.8.6. Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений всех напряжений должны быть постоянно включены.

В ОРУ допускается отключение на зимний период (или отдельные его месяцы) вентильных разрядников, предназначенных только для защиты от грозовых перенапряжений в районах с ураганным ветром, гололедом, резкими изменениями температуры и интенсивным загрязнением.

2.8.7. Профилактические испытания вентильных и трубчатых разрядников, а также ограничителей перенапряжений должны проводиться в соответствии с Нормами (приложение 1).

2.8.8. Трубчатые разрядники и защитные промежутки должны осматриваться при обходах линий электропередачи. Срабатывание разрядников отмечается в обходных листах. Проверка трубчатых разрядников со снятием с опор проводится 1 раз в 3 года.

Ремонт трубчатых разрядников должен выполняться по мере необходимости в зависимости от результатов проверок и осмотров.

2.8.9. Осмотр средств защиты от перенапряжений на подстанциях должен проводиться:

в установках с постоянным дежурством персонала - во время очередных обходов, а также после каждой грозы, вызвавшей работу релейной защиты на отходящих ВЛ,

в установках без постоянного дежурства персонала - при осмотре всего оборудования.

2.8.10. На ВЛ напряжением до 1000 В перед грозовым сезоном выборочно (по усмотрению ответственного за электрохозяйство) должна проверяться исправность заземления крюков и штырей изоляторов, установленных на железобетонных опорах, а также арматуры этих опор. При наличии нулевого провода контролируется также зануление этих элементов.

На ВЛ, построенных на деревянных опорах, проверяются заземление и зануление крюков и штырей изоляторов на опорах, на которых имеется защита от грозовых перенапряжений, а также там, где выполнено повторное заземление нулевого провода.

2.8.11. В электрических сетях 6-35 кВ, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостного тока, допускается работа воздушных и кабельных линий электропередачи с замыканием на землю. К отысканию места замыкания персонал должен приступать немедленно и устранять повреждения в кратчайший срок.

При наличии в сети в данный момент замыкания на землю отключение дугогасящих реакторов запрещается.

В электрических сетях с повышенными требованиями по условиям электробезопасности людей (предприятия горнорудной промышленности, торфоразработки и т.п.) работа с однофазным замыканием на землю запрещается. В этих сетях все отходящие от подстанции линии должны быть оборудованы защитами от замыканий на землю.

2.8.12. В сетях генераторного напряжения, а также в сетях, к которым подключены электродвигатели напряжением выше 10 кВ, при появлении однофазного замыкания в обмотке статора машина должна автоматически отключаться от сети, если ток замыкания на землю превышает 5 А. Если ток замыкания не превышает 5 А, допускается работа не более 2 ч, по истечении которых машина должна быть отключена. Если установлено, что место замыкания на землю находится не в обмотке статора, по усмотрению ответственного за электрохозяйство допускается работа вращающейся машины с замыканием в сети на землю продолжительностью до 6 ч.

2.8.13. Компенсация емкостного тока замыкания на землю дугогасящими реакторами должна применяться при емкостных токах, превышающих следующие значения:

     Номинальное напряжение сети, кВ                  6   10   15-20   35

     Емкостный ток замыкания на

     землю, А                                        30   20    15     10

В сетях 6-35 кВ с ВЛ на железобетонных и металлических опорах дугогасящие аппараты применяются при емкостном токе замыкания на землю более 10 А.

Для компенсации емкостного тока замыкания на землю в сетях должны использоваться заземляющие дугогасящие реакторы с автоматическим или ручным регулированием тока.

Измерения емкостных токов, токов дугогасящих реакторов, токов замыкания на землю и напряжений смещения нейтрали должны проводить при вводе в эксплуатацию дугогосящих реакторов и значительных изменениях режимов сети, но не реже 1 раза в 6 лет.

2.8.14. Мощность дугогасящих реакторов должна быть выбрана по емкостному току сети с учетом ее перспективного развития.

Дугогасящие реакторы должны устанавливаться на подстанциях связанных с компенсируемой сетью не менее чем двумя линиями электропередачи. Установка реакторов на тупиковых подстанциях запрещается.

Дугогасящие реакторы должны подключаться к нейтралям трансформаторов через разъединители.

Для подключения дугогасящих реакторов, как правило, должны использоваться трансформаторы со схемой соединения обмотки звезда - треугольник.

Подключение дугогасящих реакторов к трансформаторам, защищенным плавкими предохранителями, запрещается.

Ввод дугогасящего реактора, предназначенный для заземления, должен быть соединен с общим заземляющим устройством через трансформатор тока.

2.8.15. Дугогасящие реакторы 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 сети 6-20 кВ дугогасящие реакторы 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 менее 15 А допускается степень расстройки не более 10%. Применение настройки с недокомпенсацией допускается при условии, что аварийно возникающие несимметрии емкостей фаз сети (например, при обрыве провода) приводят к появлению напряжения смещения нейтрали, не превышающего 70% фазного напряжения.

2.8.16. В сетях, работающих с компенсацией емкостного тока, напряжение несимметрии 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 должно быть осуществлено выравниванием емкостей фаз сети относительно земли (изменением взаимного положения фазных проводов, 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 электропередачи, которые могут приводить к напряжению смещения нейтрали, превышающему указанные значения, запрещаются.

2.8.17. При применении дугогасящих реакторов с ручным регулированием тока показатели настройки должны определяться по измерителю расстройки компенсации. Если такой прибор отсутствует, показатели настройки должны выбираться на основании результатов измерений токов замыкания на землю, емкостных токов, тока компенсации с учетом напряжения смещения нейтрали.

2.8.18. Предприятие, питающееся от сети, работающей с компенсацией емкостного тока, должно своевременно уведомлять оперативный персонал энергосистемы об изменениях в схеме сети потребителя для перестройки дугогасящих реакторов.

2.8.19. На подстанциях 110-220 кВ для предотвращения возникновения перенапряжений от самопроизвольных смещений нейтрали или опасных феррорезонансных процессов оперативные действия должны начинаться с заземления нейтрали трансформатора, включаемого в ненагруженную систему шин с трансформаторами напряжения НКФ-110 и НКФ-220.

Перед отделением от сети ненагруженной системы шин с трансформаторами НКА-110 и НКА-220 нейтраль питающего трансформатора должна быть заземлена.

Распределительные устройства 150-220 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, контакты которых шунтированы конденсаторами, должны быть проверены на возможность возникновения феррорезонансных перенапряжений при отключениях систем шин. При необходимости должны быть приняты меры к предотвращению феррорезонансных процессов 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 смещений нейтрали.

2.8.20. Неиспользуемые обмотки низшего (среднего) напряжения трансформаторов и автотрансформаторов должны быть соединены в звезду или треугольник и защищены от перенапряжений.

Неиспользуемые обмотки низшего напряжения, расположенные между обмотками более высокого напряжения, должны быть защищены от перенапряжений вентильными разрядниками, присоединенными к выводу каждой фазы. Защита не требуется, если к обмотке низшего напряжения постоянно подключена кабельная линия электропередачи длиной не менее 80 м.

В других случаях защита неиспользуемых обмоток низшего и среднего напряжения должна быть выполнена заземлением одной фазы или нейтрали либо вентильными разрядниками, присоединенными к вводу каждой фазы.

2.8.21. В сетях 110-220 кВ разземление нейтрали обмоток 110-220 кВ трансформаторов, а также логика действия релейной защиты и автоматики должны быть осуществлены таким образом, чтобы при различных оперативных и автоматических 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 ограничителями перенапряжений.

2.8.22. В сетях 110-220 кВ при оперативных переключениях и в аварийных режимах повышение напряжения промышленной частоты (50 Гц) на оборудовании должно быть в пределах значений, приведенных в табл.2.1. Указанные значения распространяются также на амплитуду напряжения, образованного наложением на синусоиду 50 Гц составляющих другой частоты.

Значения для изоляции фаза - фаза относятся к трехфазным силовым трансформаторам, 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 значения 1,6; 1,7 и 1,8 относятся только к внешней междуфазной изоляции аппаратов 110, 150 и 220 кВ.

При длительности повышения напряжения, промежуточной между двумя значениями, приведенными в табл. 2.1, допустимое повышение напряжения принимается по большему из этих двух значений. При 0,1 < t < 0,5 с допускается повышение напряжения, равное U1c+0,3(U0,1c-U1c), где U1c и U0,1c - допустимые повышения напряжения при длительности соответственно 1 и 0,1 с.

При одновременном воздействии повышения напряжения на несколько видов оборудования допустимым для электроустановки в целом является низшее из нормированных для этих видов оборудования значение.

Количество повышений напряжения продолжительности 1200 с должно быть не более 50 в течение 1 года, продолжительностью 20 с - не более 100 за срок службы электрооборудования, указанный в государственном 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.

Таблица 2.1. Допустимое повышение напряжения промышленной частоты оборудования в электросетях 110-220 кВ, отн. ед.

Оборудование	Допустимое повышение напряжения при длительности воздействия, с
	1200	20	1	0,1
Силовые трансформаторы и автотрансформаторы*(8) Шунтирующие реакторы и электромагнитные трансформаторы напряжения Коммутационные аппараты*(10) трансформаторы тока, конденсаторы связи и шинные опоры Вентильные разрядники всех типов	1,10*(9)	1,25 ---- 1,25 1,35 ---- 1,35 1,60 ---- 1,60 1,35	1,90 ---- 1,50 2,00 ---- 1,50 2,20 ---- 1,70 1,38	2,00 ---- 1,58 2,10 ---- 1,58 2,40 ---- 1,80 -
	1,10 1,15 ---- 1,15 1,15 ---- 1,15 1,15

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 лишь в случае аварийной ситуации, но не ранее чем через 4 ч.

Количество повышений напряжения длительностью 0,1 и 1 с не регламентировано. Не регламентировано также количество повышений напряжения для вентильных разрядников.

Для предотвращения повышения напряжения сверх допустимых значений в местных инструкциях должен быть указан порядок операций по включению и отключению каждой линии электропередачи 110-220 кВ большой длины. Для линий 110-220 кВ, на которых возможно повышение 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 электропередачи возможно повышение напряжения более 1,1, а при автоматических отключениях более 1,4 наибольшего рабочего, рекомендуется предусматривать автоматические устройства, ограничивающие до допустимых значение и продолжительность повышения напряжения.