"Новости Электротехники"Правила технической эксплуатации предписали установку дуговой защиты

	< Предыдущая ] [ Следующая >	Журнал №4(10) 2001


	Правила технической эксплуатации предписали установку дуговой защиты Эдуард Палей, главный специалист ОАО «ПО Элтехника», г. Санкт-Петербург В настоящее время широкое применение получили распредустройства 6 -10 кВ, выполненные в заводских условиях как со стационарной установкой коммутационных аппаратов (ячейки КСО), так и с выкатной установкой аппаратов (КРУ, КРУН). Применение ячеек КСО и КРУ(Н) обеспечивает быстроту монтажа новых и реконструируемых распред-устройств, простоту расширения действующих РУ, возможность оперативной замены вышедших из строя (поврежденных) элементов ячейки. Вместе с тем с развитием сетей, увеличением мощностей питающих трансформаторов возрастают токи короткого замыкания на шинах 6 -10 кВ. В настоящее время наиболее часто применяющиеся ячейки имеют в своем составе выключатели на 20 и даже 31,5 кА максимального тока. При этом возникают проблемы термической стойкости ячеек из-за возможного прожигания железа (повышение же термической стойкости в 1,5 раза потребует увеличения толщины железа в 2 раза), локализационной стойкости из-за механических деформаций, вызванных избыточным давлением, создаваемым продуктами горения дуги. Некоторые исследователи предполагают, что при интенсивном горении дуги и выделении большого количества водорода в камерах образуется гремучая смесь Н2О2, которая может привести к взрыву в соседних, неповрежденных ячейках. Система дуговой защиты «ОВОД». На внутренней стороне дверцы электрического блока расположены датчики съема сигналов и тумблеры ввода/вывода каналов и блокировок Учитывая все это, в п. 5.4.19 новой, 15-й редакции Правил техниче-ской эксплуатации электрических станций и сетей РФ директивно предлагается установка дуговой защиты в КРУ. Осталось решить, какой именно. Клапан реагирует только на последствия дуги Для предотвращения вышеуказанных повреждений необходимо предусмотреть возможно быстрое отключение возникшего дугового замыкания. Защиту от избыточного давления во всех ячейках КРУ выполняют клапаны, которые в совокупности с концевыми выключателями выполняют также функцию дуговой защиты, и технологические зазоры тележек и отсеков. Надо отметить, что технологические зазоры ячеек (камер) могут привести к поражению персонала раскаленными продуктами дуги. В этом плане для эксплуатационников и производителей ячеек представляет интерес конструкция дверей и замков ячейки 6 -10 кВ польской разработки, представленной на выставке «Энергетика и Электротехника – 2001» московской фирмой «Электромонтаж-Экспорт». Однако для целей дуговой защиты использование традиционного клапана в ячейке значительно ухудшает ее потребительские качества (надежность). Клапанная дуговая защита как механическое устройство реагирует не на дугу, а на последствия дуги, и будет работать при достижении давления газов, достаточного для срабатывания, поэтому имеет определенные недостатки, – в частности недостаточ-ную чувствительность. При установке ячейки КРУ одной конструкции в разных точках энергосистемы клапанные дуговые защиты (КДЗ) имеют разную эффективность. Так, клапанные дуговые защиты, установленные в ячейках К 37, К 59, К 104, надежно работают при токах более 3 кА, что на удаленных подстанциях с трансформаторами 2,5; 4,0; 6,3 мВА является ограничивающим для применения. Кроме того, КДЗ имеют недостоверный контроль исправности, так как для контроля используются не рабочие контакты концевых выключателей, а другая пара этого выключателя. Фототиристор дает ограниченный обзор Широко применяемая в ячейках самарского «Электрощита» фототиристорная дуговая защита (ФДЗ) также обладает некоторыми серьезными недостатками – ограниченным обзором пространства, присутствием в зоне возможной дуги электронных компонентов (фототиристоров), сложностью организации контроля исправности фототиристоров, возможностью ложной работы из-за токов утечки при параллельном соединении n-числа фототиристоров, при попадании прямого солнечного света или при включении света ламп освещения отсеков КРУ. На кафедре РЗА Новочеркасского государственного технического университета выполнена исследовательская работа по определению освещенности фототиристоров в различных отсеках ячейки КРУ различных производителей. Результатами этой работы являются рекомендации места установки фототиристоров и их числа для конкретных ячеек; предложена конструкция блоков фототиристоров, способы контроля исправности ФДЗ. Оптоволокно позволит избежать серьезных повреждений В конструкции ячейки КСО 6(10)- Э1 «Аврора» производства «ПО Элтехника» для повышения ее живучести при коротком замыкании пред-усмотрена возможность установки (по просьбе заказчика) оптоволоконной дуговой защиты (ОДЗ). Живучесть ячейки обеспечивается тем, что время срабатывания ОДЗ не более 8 мс при минимальном токе дуги 160 А. Повреждения при таком быстродействии – как механические, так и прожиг – столь малы, что возникла проблема определения места повреждения в ячейке. ОДЗ, разработанная фирмой «ПРОЭЛ» (С.-Петербург), имеет постоянный внутренний контроль исправности волоконных линий связи и оптических датчиков с частотой 1 кГц. Применение радиальной схемы построения ОДЗ и специальной конструкции оптической линзы позволяет при необходимости определить с точностью до отсека ячейки место возникновения дуги. Это является отличительным качеством по сравнению с аналогом фирмы АВВ, не говоря уже о стоимостных показателях. Комплект ОДЗ может обеспечить до 20 присоединений на подстанции и 2 систем шин (шинных мостов). ОДЗ имеет 3 группы датчиков, действующих на отключение вышестоящего выключателя. При рассмотрении направления действия ОДЗ принято, что при дуговом замыкании в ячейках отходящих фидеров независимо от места дуги отключаются вводной и секционный выключатели (как источники). При коротком замыкании в ячейке СВ и на шинном мосту отключается вводной выключатель, а при коротком замыкании в ячейке ввода ОДЗ действует на отключение выключателя трансформатора с высокой стороны. При этом действуют запреты на АВР СВ и АПВ трансформатора. Включение ячеек после срабатывания дуговой защиты возможно только после осмотра и выявления места дуги. В этом случае радиальное построение и возможность определения места дуги по индикации электронного блока ОДЗ обеспечивают выполнение операции выявления повреждения в максимально короткие сроки и с минимумом усилий, что повышает не только живучесть ячеек, но и сокращает длительность перерыва снабжения потребителя. Динамические повреждения в ячейках (разрушение опорных изоляторов, деформация ошиновки) также значительно меньше, чем без использования ОДЗ. Это позволяет выбирать сечение ошиновки из условий нагрузки, принимая за время tкз время ОДЗ со времени отключения вакуумного выключателя, т. е. tрасч. = 0,008" + tоткл в.в. ОДЗ надежно не срабатывает при попадании прямых лучей солнечного света или при зажигании ламп накаливания мощностью 60 вт на расстоянии далее 10 мм. Пуск дуговой защиты может разрешаться (блокироваться) посторонними факторами (током, напряжением и т. д.), для чего используется «сухой» контакт блокирующего элемента. Оптоволоконная дуговая защита в отличие от своих аналогов (КДЗ, ФДЗ, оптической защиты фирмы ABB), сохраняет работо-способность при потере напряжения питания в течение 0,5 с. Защита имеет сертификат соответствия Госстандарта России. В настоящее время в эксплуатации находятся ОДЗ на 16 секциях предприятий Сургута и Тюмени. Применение дуговой защиты ОДЗ и особенности конструкции ячейки КСО 6(10)-Э1 «Аврора» в части динамических свойств, наличие надежных механических блокировок обеспечивают безопасность обслуживающего персонала, более длительный срок эксплуатации и большую локализационную способность по сравнению с аналогичными ячейками других производителей.