Тема 3.5 (1 час)

13.1. ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

План

1. Векторные диаграммы, классы точности.

13.2. РЕАКТОРЫ

План

13.2.1 Реакторы

13.1.1. Векторные диаграммы, классы точности.

Зная схему замещения трансформатора напряжения (рис. 13.1) можно построить его векторную диаграмму и определить погрешности трансформаторов напряжения (рис. 13.2). Погрешности по напряжению соответствует отрезок A – F, а по углу – угол δ.

Рис. 12.1. схема замещения трансформатора напряжения

Рис. 13.2. Векторная диаграмма трансформатора напряжения

В зависимости от значения погрешности по напряжению выраженной в процентах различают следующие классы точности: 0,2; 0,5, 1; 3. Погрешность ТН зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos  вторичной нагрузки.

Трансформаторы напряжения класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов и АИИС КУЭ, класса 0,5 - для АСУ ТП, класса 1  для всех технических измерительных приборов, класса 3  для релейной защиты.

Трансформаторы напряжения выбирают:

• по напряжению установки U_уст <= U_ном

• по конструкции и схеме соединения обмоток

• по классу точности

• по вторичной нагрузке

Рекомендуется применять измерительные трансформаторы напряжения:

• емкостные трансформаторы напряжения с обмотками измерения для АИИС КУЭ подстанций класса точности 0,2;

• антирезонансные электромагнитные трансформаторы напряжения при соответствующем проектном обосновании, для установки на объектах расширения и реконструкции со значительной вторичной нагрузкой;

• комбинированные трансформаторы тока и напряжения для установки в ячейках ВЛ 330-750 кВ в целях их компактизации.

Ограничения по применению технологий.

Запрещается применять:

• трансформаторы напряжения с классом точности обмотки измерения для АИИС КУЭ хуже 0,2, и хуже 0.5 для АСУ ТП;

13.2. Реакторы

13.2.1 Реакторы

Реакторы служат для ограничения токов КЗ в мощных электро­установках, а также позволяют поддерживать на шинах определенный уровень напряжения при повреждениях за реакторами.

Основная область применения реакторов - электрические сети напряжением 6-10 кв. Иногда токоограничивающие реакторы используются в установках 35 кВ и выше, а также при напряжении ниже 1000 В.

Реактор представляет собой индуктивную катушку, не имеющую сердечника из магнитного материала. Благодаря этому он обладает постоянным индуктивным сопротивлением, не зависящим от протекающего тока.

Для мощных и ответственных линий может применяться индивидуальное реактирование

Схемы реактированной линии и диаграммы, характеризующие распределения напряжений в нормальном режиме работы, приведены на рис. 13.2.

На векторной диаграмме изображены: U1 - фазное напряжение перед реактором, Uр - фазное напряжение после реактора и I - ток, проходящий по цепи. Угол  соответствует сдвигу фаз между напряжением после реактора и током. Угол  между векторами U1 и U2 представляет собой допол­нительный сдвиг фаз, вызванный индуктивным сопротивлением реактора. Если не учитывать активное сопротивление реактора, отрезок АС пред­ставляет собой падение напряжения в индуктивном сопротивлении реактора.

В электроустановках находят широкое применение сдвоенные бетонныереакторы с алюминиевой обмоткой для внутренней и наружной установки типа РБС.

Реакторы выбирают по номинальным напряжению, току и индуктивному сопротивлению.

Номинальное напряжение выбирают в соответствии с номинальным напряжением установки. При этом предполагается, что реакторы должны длительно выдерживать максимальные рабочие напряжения, которые могут иметь место в процессе эксплуатации. Допускается исполь­зование реакторов в электроустановках с номинальным напряжением, меньшим номинального напряжения реакторов.

Номинальный ток реактора (ветви сдвоенного реактора) не должен быть меньше максимального длительного тока нагрузки цепи, в которую он включен:

Iном  Iмах

Для шинных (секционных) реакторов номинальный ток подбирается в зависимости от схемы их включения.

Индуктивное сопротивление реактора определяют, исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня. В большинстве случаев уровень ограничения тока КЗ определяется по коммутационной способности выключателей, намечаемых к установке или установленных в данной точке сети.

Как правило, первоначально известно начальное значение периоди­ческого тока КЗ Iп.о, которое с помощью реактора необходимо уменьшить до требуемого уровня.

Рассмотрим порядок определения сопротивления индивидуального реактора. Требуется ограничить ток КЗ так, чтобы можно было в данной цепи установить выключатель с номинальным током отключения Iном.отк (действующее значение периодической составляющей тока отключения).

По значению Iном.отк определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ, при котором обеспечивается коммутационная способность выключателя. Для упрощения обычно принимают Iп.о.треб = I НОМ.ОТК.

Результирующее сопротивление, Ом, цепи КЗ до установки реактора можно определить по выражению

Хрез = Uср /  3 I п.о .

Требуемое сопротивление цепи КЗ для обеспечения I п.о.треб

Х^треб_{рез Uср.} / 3 I п.о.треб . (3.99)

Разность полученных значений сопротивлений даст требуемое сопротивление реактора

Х^треб_р = Х^треб_рез - Хрез.

Далее по каталожным и справочным материалам выбирают тип реактора с большим ближайшим индуктивным сопротив­лением.

Сопротивление секционного реактора выбирается из условий наиболее эффективного ограничения токов КЗ при замыкании на одной секции. Обычно оно принимается таким, что падение напряжения на реакторе при протекании по нему номинального тока достигает 0,08-0,12 номи­нального напряжения, т. е.

 ЗХр Iном / U ном = 0,08-0,12.

В нормальных же условиях длительной работы ток и потери напря­жения в секционных реакторах значительно ниже.

Фактическое значение тока при КЗ за реактором определяется сле­дующим образом. Вычисляется значение результирующего сопротивления цепи КЗ с учетом реактора

Хрез = Хрез + Хр),

а затем определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ:

I п.о = = Uср /  3 Х`рез

Аналогично выбирается сопротивление групповых и сдвоенных реакторов. В последнем случае определяют сопротивление ветви сдвоенного реактора хр = хв.

Выбранный реактор следует проверить на электродинамическую и тер­мическую стойкость при протекании через него тока КЗ.

Электродинамическая стойкость реактора гарантируется при соблюде­нии следующего условия:

Iдин  I у ⁽³⁾

• сухие токоограничивающие реакторы с полимерной изоляцией на напряжение 6-35кВ для установки в нейтрали силовых трансформаторов и присоединениях отходящих линий;

I_тер 

Рис. 3.50. Нормальный режим работы цепи с реактором:

а— схема цепи; б — диа-рамма Напряжений: в — векторная лиаграмiа

Рис. 3.52. Фаза реактора серии РБ:

1 — обмоТка реактора: 2— бетон ные КОЛОННЫ: З — Опорные нзОля торы

Рис. 3.51. Вариант схемы безьиперционного токоограничиваюiцего устройства