9.2 Опережающее автоматическое деление сети

Кроме стационарного деления применяют автоматическое деление при возникновении тока КЗ.

Рисунок 9.3 – Опережающее деление сети (а) и поэтапное отключение тока КЗ (б)

При возникновении КЗ на линии с помощью устройства опережающего деления сети (АСМ – автомат снижения мощности) первым отключается секционный выключатель QB, а затем – после снижения мощности КЗ – выключатель поврежденной линии QW.

Более общей является идея поэтапного отключения тока КЗ (рис. 9.3б). Предварительное отключение любого из выключателей Q2, Q3, Q4 или Q5 приведет к снижению суммарного тока КЗ, протекающего через выключатель Q1. Недостатком является увеличение длительности протекания тока КЗ.

9.3 Применение резонансных токоограничивающих устройств

Кроме стационарного деления применяют автоматическое деление при возникновении тока КЗ.

Рисунок 9.4 – Резонансное токоограничивающее устройство

В нормальном режиме ток в обмотке L₂ не протекает, L_sh имеет значительную величину и емкостное сопротивление 1/jwC компенсирует индуктивное сопротивление jwL: . При протекании тока КЗ, возрастает напряжение на емкости С, соответственно на L_sh , L₂ и пробивается искровой промежуток ИП. L_sh размагничивается током в L₂ и резко снижает свою величину, шунтируя емкость С. Ток в цепи ограничивается теперь нескомпенсированной индуктивностью реактора LR.

9.4 Применение токоограничивающих реакторов

Р еакторы служат для ограничения токов КЗ и поддержания определенного уровня напряжения на шинах при КЗ за реактором на отходящем присоединении. Реакторы применяются на 6 – 10 кВ, иногда на 35 кВ. Это катушка, не имеющая сердечника из магнитного материала, для которой сопротивление X=wL не зависит от тока!

9.5 Характеристики токоограничивающих реакторов

1) Номинальное напряжение U_н, кВ;

2) Номинальный ток I_н, А;

3) Хр в омах или %;

.

Сопротивление реактора в % приведено к номинальному напряжению реактора. Часто реакторы на 10 кВ используются на напряжении 6 кВ. Тогда сопротивление реактора в % необходимо пересчитать:

9.6 Режим короткого замыкания

И спользуя X_Р[%] можно ориентировочно определить ток КЗ за реактором:

.

9.7 Нагрузочный режим

И спользуя X_Р[%] можно ориентировочно определить ток КЗ за реак

9.9 Выбор реакторов

Рассмотрим типовую схему для подстанции

По справочнику выбирают реактор с равным или ближайшим большим значением номинального сопротивления.

Реактор проверяют:

1. На динамическую и термическую стойкость.

2. На допустимую величину остаточного напряжения на сборных шинах, чтобы соблюдалось условие U_ОСТ = ≥ 0.65 U_Н.

9 .10 Конструкция реакторов

x_Р = (3 – 14)%,

I_НОМ = (200 – 4000) А.

Изготавливаются из провода АС 70 – 240 мм², покрытого бумажной изоляцией, х/б оплеткой и лаком.

Способы установки:

1. Вертикальный – РБ;

2. Горизонтальный – РБГ;

3. Уступом – РБУ.

9 Выбор оборудования

9.1 Расчетные условия для выбора электрических аппаратов и проводников по продолжительному режиму

Выбор аппаратов и проводников для проектирования РУ начинается с определения по заданной эл. схеме расчетных условий: расчетных величин рабочих токи, расчетных токов КЗ, параметров восстанавливающегося напряжения и др. Выбор оборудования производят сопоставляя эти величины с номинальными параметрами выбираемого по каталогам и справочникам оборудования.

Продолжительный режим работы электротехнического устройства – это режим, продолжающийся не менее, чем необходимо для достижения установившейся температуры его частей при неизменной температуре охлаждающей среды. Различают нормальный, ремонтный и послеаварийный продолжительные режимы.

Нормальный режим – при котором значения его параметров не выходят за пределы, установленные условиями эксплуатации: функционируют все элементы электроустановки без вынужденных отключений и перегрузок. Характер изменения тока соответствует графику нагрузки. Для выбора оборудования используется наибольший ток нормального режима I_норм.

Ремонтный режим – режим плановых ремонтов. Часть элементов отключена, оставшиеся в работе перегружены до I_рем.max.

Послеаварийный – часть элементов отключена или выведена в ремонт вследствие аварии. Оставшиеся в работе перегружены до I_ав.max.

Из двух последних выбирают наиболее тяжелый - I_max.

Таким образом, расчетными токами продолжительного режима являются I_норм и I_max. Первый используется для определения экономического сечения проводников, второй – для проверки проводников по наибольшей допустимой температуре.

Рассмотрим некоторые конкретные случаи.

Цепь генератора. В качестве I_норм принимают номинальный ток генератора

,

I_max – при снижении напряжения на 5%:

.

Цепь двухобмоточного трансформатора связи. Со стороны ВН и НН принимают ,

Наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима принимается из условия отключения параллельно работающего трансформатора. Согласно ГОСТ оставшийся в работе трансформатор может быть длительно перегружен на 40%:

.

Цепь трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора связи. Загрузка цепей ВН и СН и НН зависит от конкретных условий. На ТЭЦ такой трансформатор может передавать избыток мощности генераторов в сеть ВН и СН.

При блочном присоединении генератора к обмотке НН I_норм и I_max определяются так же, как и для генератора.

При поперечных связях между генераторами расчетные токи на стороне НН и ВН определяются по мощности трансформатора с учетом его перегрузки:

; .

На стороне СН, если отсутствует связь с энергосистемой и установлено два трансформатора:

, ,

где - наибольшая перспективная нагрузка на СН.

Если к шинам СН присоединена энергосистема и возможны перетоки между ВН и СН, то

; .

Цепь двухобмоточного трансформатора на подстанции. На стороне ВН и НН расчетные нагрузки определяют, как правило, с учетом установки в перспективе трансформаторов следующей по шкале ГОСТ номинальной мощности :

, (4.7,4.8)

Или иногда упрощенно: если установлено 2 трансформатора, то ном. мощность каждого выбирают приблизительно равной 70% максимальной нагрузки подстанции. Тогда будет выполняться:

,

Цепь трехобмоточного трансформатора на подстанции. На стороне ВН и СН токи определяют по (4.7) и (4.8). На стороне СН расчетные токи при двух установленных трансформаторах:

, , (4.9),(4.10)

где - перспективная нагрузка на стороне СН на 10-летний период.

Цепь автотрансформатора на подстанции. На стороне ВН и СН токи определяют по (4.7) и (4.8), так как автотрансформатор может быть использован для связи двух систем и перетока мощности, как из ВН в СН, так и в обратном направлении. На стороне СН расчетные токи определяют по перспективной нагрузке (4.9) и (4.10).

Цепь линии. Если одиночная, радиальная, то I_норм = I_мах определяется по наибольшей нагрузке ЛЭП.

Для двух параллельных ЛЭП

, ,

где - наибольшая мощность потребителей, присоединенных к линиям.

Для n параллельных линий

, ,

где - наибольшая мощность потребителей, присоединенных к линиям.

Цепи секционных, шиносоединительных выключателей, сборные шины. Ток определяется с учетом токораспределения по шинам при наиболее неблагоприятном эксплуатационном режиме, например перевод всех отходящих линий на одну систему шин, а источников – на другую. Обычно ток, проходящий по шинам, секционному и шиносоединительному выключателям не превышает I_max самого мощного генератора или трансформатора, присоединенного к этим шинам.