21 Назначение системы оперативного тока на электрических подстанциях

Совокупность источников питания, кабельных линий, шин питания переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного тока данной электроустановки. Оперативный ток на подстанциях служит для питания вторичных устройств, к которым относятся оперативные цепи защиты, автоматики и телемеханики, аппаратура дистанционного управления, аварийная и предупредительная сигнализация. При нарушениях нормальной работы подстанции оперативный ток используется также для аварийного освещения и электроснабжения электродвигателей (особо ответственных механизмов).

Проектирование установок оперативного тока

Проектирование установки оперативного тока сводят к выбору рода тока, расчету нагрузки, выбору типа источников питания, составлению электрической схемы сети оперативного тока и выбору режима работы.

Требования, предъявляемые к системам оперативного тока

К системам оперативного тока предъявляют требования высокой надежности при коротких замыканиях и других ненормальных режимов в цепях главного тока.

Классификация систем оперативного тока на электрических подстанциях

Применяются следующие системы оперативного тока на подстанциях:

1) постоянный оперативный ток - система питания оперативных цепей, при которой в качестве источника питания применяется аккумуляторная батарея; ;

2) переменный оперативный ток - система питания оперативных цепей, при которой в качестве основных источников питания используются измери-тельные трансформаторы тока защищаемых присоединений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия используются предварительно заряженные конденсаторы;

3) выпрямленный оперативный ток - система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия могут использоваться предварительно заряженные конденсаторы;

4) смешанная система оперативного тока - система питания оперативных цепей, при которой используются разные системы оперативного тока (постоянный и выпрямленный, переменный и выпрямленный).

В системах оперативного тока различают:

- зависимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей зависит от режима работы данной электроустановки (подстанции);

- независимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей не зависит от режима работы данной электроустановки.

22 Режимы работы нейтрали

Нейтралями электроустановок называют общие точки трехфаз­ных обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду.

Глухозаземленная нейтраль  нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью  трехфазная электрическая сеть напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.

Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети  отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.

У систем с эффективно заземленной нейтралью нейтрали трансформаторов и автотрансформаторов заземлены наглухо или через реакторы с небольшим индуктивным сопротивлением с таким расчетом, чтобы при замыкании напряжения неповрежденных фаз относительно земли не превышали 1,4U_Ф, а однофазный ток КЗ в любой точке системы был не менее 60 % тока трехфазного КЗ в той же точке.

Системы с эффективно или глухозаземленной нейтралью относят к системам с большими токами замыкания на землю (I_З > 500 А).

Для ограничения токов замыкания на землю искусственно увеличивают сопротивление нулевой последовательности за счет заземления только части нейтралей трансформаторов (одного или двух) на каждой подстанции или заземления нейтралей через активные или реактивные сопротивления. Однако увеличение сопротивления нулевой последовательности приводит к дополнительному повышению напряжения на здоровых фазах при несимметричных КЗ [2], [3].

Изолированная нейтраль  нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.

Сети с номинальным напряжением до 1 кВ, питающиеся от понижающих трансформаторов, присоединенных к сетям с U_HОM > 1 кВ, выполняются с глухим заземлением нейтрали.

Сети с U_HОМ до 1 кВ, питающиеся от автономного источника или разделительного трансформатора (по условию обеспечения максимальной электробезопасности при замыканиях на землю), выполняются с изолированной нейтралью.

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью

Системы с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через реактор, относят к системам с малыми токами замыкания на землю (I_З ≤ 500 А

Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью

Работа электрических сетей напряжением 235 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор