Geum.ru

Проект на тему: «Методы диагностики средств защиты от перенапряжения»

Вид материалаЗадача
Подобный материал:




Уважаемая экзаменационная комиссия!


Вашему вниманию предоставлен дипломный проект на тему: «Методы диагностики средств защиты от перенапряжения».

В настоящее время срок службы разрядников составляет уже 20…30 лет, они исчерпали свой ресурс, устарели, и требуется их замена более совершенными по защитным характеристикам нелинейными ограничителями перенапряжения. Но невозможно сразу заменить все разрядники, так как это приведет к большим и неоправданным денежным расходам. Намного выгоднее постепенная замена. Поэтому очень важно проводить своевременную диагностику, выявлять и устранять неисправности разрядников. И только если уже невозможно произвести ремонт, то устанавливать на их место нелинейные ограничители перенапряжения.

Цель дипломного проекта - произвести диагностику разрядника пробивным напряжением, используя цифровой осциллограф, который позволяет автоматизировать сохранение всех данных измерений с помощью персонального компьютера. Применение современной вычислительной техники повысит достоверность контроля состояния разрядников и уменьшит влияние субъективных факторов на результаты испытаний. Усовершенствование традиционного метода диагностики даст возможность точнее определить недопустимое состояние разрядника из-за ухудшения его защитных характеристик. Это поможет своевременно заменить разрядник на нелинейный ограничитель перенапряжения до возникновения аварии и повреждений.

Задача дипломного проекта - разработка устройства для определения пробивного напряжения с помощью цифрового осциллографа. На плакате показана принципиальная схема испытательной установки для измерения пробивного напряжения вентильных разрядников с шунтирующими сопротивлениями и функциональная электрическая схема цифрового осциллографа. Также на плакате Вы можете увидеть осциллограмму, полученную после процесса пробоя элементов вентильного разрядника типа РВС-110 нарастающим напряжением с помощью данного устройства.

Пробивным напряжением элементов вентильных разрядников (ВР) принято считать среднее значение не менее трех измерений для разрядников РВС, пяти измерений для разрядников РВРД, десяти измерений для разрядников РВМ, РВМГ и РВМК.

Оценка состояния ВР производится путем сопоставления измеренных значений пробивного напряжения с предельно допустимыми значениями, приведенными в паспорте разрядника или в действующих Нормах испытания электрооборудования.

Измерения пробивных напряжений вентильных разрядников с шунтирующими резисторами могут выполняться только при обязательном соблюдении определенных требований. Например, время подъема напряжения частотой 50 Гц на элементе разрядников до пробивного не должно быть более

0,5 с. Превышение допустимого времени подъема напряжения может привести к перегреву и разрушению шунтирующих резисторов разрядника. С другой стороны время подъема напряжения должно быть не менее 0,1 с.

Интервал между отдельными измерениями должен быть не менее 10 с и не более 1 мин, а длительность протекания тока через разрядник после пробоя его искровых промежутков не должна превышать 0,5 с; ток нужно ограничивать дополнительным резистором до значения 0,7 А.

Кроме определения пробивного напряжения необходимо применять и другие методы диагностики средств защиты от перенапряжения: измерение сопротивления изоляции, измерение тока проводимости или тока утечки, испытание на герметичность, тепловизионный контроль.

Все вентильные разрядники перед монтажом, после монтажа, периодически в эксплуатации и перед включе­нием в сеть после длительного отключения проверяются мегаомметром. Норм для отбраковки разрядников по величине со­противления не существует, но для ориентировки следует иметь в виду, что разрядники серии РВП, находящиеся в хорошем состоянии, имеют сопротивление в несколько тысяч мегаом, а у разрядников серии РВС оно колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч мегаом. Для оценки состояния разрядников следует произво­дить сравнение полученных результатов настоящих и предыдущих измерений одного и того же элемента и с данными протокола заводских испытаний, кроме того, нужно сопоставлять сопротивления элементов одной и той же фазы разрядника, а также сравнивать их с со­противлениями элементов других фаз этого же ком­плекта. Сопротивление не должно отличаться от результатов измерения на заводе-изготовителе более чем на 30 %. Измерения сле­дует производить мегаомметром с одними и теми же пре­делами напряжений.

У разрядников, имеющих шунтирующие резисторы искровых промежутков (разрядники серий РВС, РВВМ, РВМГ, РВМК, РВМ, РВТ и РВРД), измеряются токи проводимости при выпрямленном напряжении, а у раз­рядников, не имеющих шунтирующих резисторов (раз­рядники серий РВП и РВО), измеряются токи утечки. Измерения токов проводимости и утечки следует произ­водить после монтажа разрядников и периодически в экс­плуатации один раз в три года. Кроме того, внеочередные измерения токов проводимости или утечки нужно проводить в тех случаях, когда измерениями мегомметром установ­лено изменение сопротивления разрядника на 30…50 %, обнаружено повреждение уплотнений, а также после че­тырех-пяти срабатываний разрядника. На плакате приведена схема измерения токов проводимости у ограничителей перенапряжения.

Герметичность разрядника проверяется только в тех случаях, когда имеется подозрение, что разрядник поте­рял ее (имеются сдвиг резиновых прокладок, трещины в цементных швах и т. п.). Герметичность разрядника
может быть проверена созданием вакуума внутри раз­рядника с разрежением воздуха не менее чем до 400 мм ртутного столба. Если показания вакуумметра, подсоеди­ненного к внутренней полости разрядника, в течение ча­са изменится не более чем на 0,5 мм ртутного столба, то разряд­ник считается герметичным.

Методика тепловизионного контроля высоковольтных вентильных

разрядников в рабочем состоянии достаточно хорошо разработана и благодаря ее применению выявляются следующие виды неисправностей в элементах вентильных разрядников, приводящие к их аномальным нагревам: нарушение герметичности, обрыв или увлажнение шунтирующих резисторов, замыкание искровых промежутков, нарушение заводской комплектации элементов. Преимушество тепловизионного контроля заключается в том, что позволяет обнаружить дефект на ран­ней стадии его развития без вывода электрооборудования в ремонт.

Кроме разработки устройства для определения пробивного напряжения с помощью цифрового осциллографа задача дипломного проекта – выбор нелинейного ограничителя перенапряжения на место установки демонтируемого вентильного разрядника.

На плакате можно увидеть, что вольт-амперная характеристика нелинейного ограничителя перенапряжения (ОПН) более нелинейная, чем у вентильного разрядника. Поэтому ОПН лучше защищает электрооборудование от перенапряжений. Еще одно преимущество ОПН перед вентильным разрядником заключается в том, что ОПН начинает сразу действовать при перенапряжении, а вентильный разрядник – с запаздыванием, только через некоторый промежуток времени, пока значение напряжения на искровых промежутках не достигнет пробивного. Третье преимущество ОПН – это отсутствие как у вентильных разрядников искровых промежутков, перегревающихся и подгорающих при пробое.

Если на сегодняшний день взять в Чувашии Северные, Южные, Алатырские, Магистральные сети, Чебоксарскую ГЭС и подсчитать количественное соотношение нелинейных ограничителей перенапряжения и разрядников, то количество ОПН составит 10,6 % от общего числа всех средств защиты от перенапряжения этих электрических сетей. Если же еще учитывать ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3 и все предприятия республики, где установлены только разрядники и отсутствуют ОПН, то их количество составит только около 5 %.

При замене вентильного разрядника на нелинейный ограничитель

перенапряжения необходимо, чтобы его параметры удовлетворяли всем требованиям защиты электрооборудования и условиям их безопасной работы. Выбор нелинейного ограничителя перенапряжения осуществляется по следующим параметрам:

1 Выбор наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения;

2 Выбор по условиям обеспечения взрывобезопасности;

3 Выбор класса энергоемкости;

4 Выбор по условиям работы в квазиустановившихся режимах;

5 Выбор номинального напряжения;

6 Определение защитного уровня ограничителя при коммутационных перенапряжениях;

7 Определение защитного уровня ограничителя при грозовых перенапряжениях;

8 Выбор длины пути утечки;

9 Выбор по механическим характеристикам.

Главная особенность выбора ОПН заключается в том, что если требуется повышенное значение наибольшего длительно допустимого рабочего и номинального напряжения, то увеличивается и остающееся напряжение. А остающееся напряжение ОПН должно быть на 20 % меньше остающегося напряжения защищаемого электрооборудования.

Разрядники и нелинейные ограничители перенапряжения устанавливаются на открытых распределительных устройствах, на трансформаторах и автотрансформаторах с высшей, средней, низшей стороны, а также в нейтраль трансформаторов. В закрытых распределительных устройствах они подключаются к каждой секции. На плакате показан план установки нелинейного ограничителя перенапряжения на ОРУ на автотрансформаторе с высшей стороны.