29.10. Выбор дугогасящих реакторов

а) Определяется максимальный ёмкостный ток замыкания без учёта ёмкостной асимметрии;

б) Определяется суммарная мощность реакторов из условия полной компенсации ёмкостного тока замыкания на землю:

в) Определяется число реакторов (не менее двух);

г) Выбирается место установки реакторов (обычно, условная подстанция);

д) Выбирают трансформаторы, к которым подключаются реакторы.

На электрических станциях реакторы устанавливаются в нейтрали генератора или обмотки трансформаторов собственных нужд со стороны генераторного напряжения. На подстанциях реакторы присоединяют к нейтралям трансформаторов собственных нужд, нейтралям трансформаторов, специально предназначенных для этой цели или в нейтралях силовых трансформаторов (рис. 29.17).

Рис 29.17

Если схема соединения обмоток силового трансформатора , то трансформатора должна быть не менее реактора или реактора, если трансформатор несет нагрузку.

Если используется трансформатор со схемой соединения , то его мощность .

В компенсированных сетях ток замыкания невелик. Поврежденный элемент сети может не отключаться, пока не отыщется место повреждения.

В компенсированных сетях перенапряжения , то есть меньше, чем в незаземлённых сетях.

Изоляция в таких сетях должна быть также усилена.

Компенсированные сети имеют напряжение .

29.11. Сигнализация однофазных замыканий в незаземлённых и компенсированных сетях

РЗ в таких сетях выполняется с действием на сигнал.

Сигнализация замыканий может быть неселективной или селективной. Для неселективной используются измерительные ТН (рис. 29.18).

Вспомогательная обмотка включена по схеме открытый треугольник. В рассечку включается обмотка реле.

Рис. 29.18

В нормальном режиме вольтметры во вторичной обмотке показывают фазные напряжения. Напряжение в дополнительной обмотке реле равно нулю. При замыкании на обмотке реле напряжение:

Определить место повреждения нельзя. При небольшом числе присоединений место повреждения определяется поочередным отключением линий.

При большом числе присоединений предусмотрена селективная сигнализация. Для этого на каждом присоединении устанавливаются трансформаторы тока нулевой последовательности. В нормальном режиме токи фаз уравновешены:

В магнитопроводе ТТ магнитный поток равен нулю и ток в обмотке реле отсутствует.

При однофазном замыкании в неповрежденной линии при

где – удельная ёмкость i-го присоединения; ­– длина i-й линии.

В поврежденной линии:

Реле отстраивается от ока в поврежденной линии. Указательное реле покажет, на каком присоединении произошло нарушение фазовой изоляции.

Для селективной сигнализации в компенсированных сетях используются системы:

1. Системы, реагирующие на значение или направление начальных ёмкостных токов нулевой последовательности в присоединениях. Недостаток системы: не отличает кратковременные замыкания от устойчивых;

2. Системы, реагирующие на установившиеся активные токи нулевой последовательности. Активные токи имеют небольшое значение, поэтому защита имеет низкую чувствительность. Активные составляющие можно увеличить, если параллельно реакторам включить резисторы;

3. Системы, реагирующие на токи высших гармоник.

На рис. 29.19 показана принципиальная схема селективной сигнализации замыканий на землю в компенсированной сети, реагирующая на токи высших гармоник.

Рис. 29.19

К реактору 1 подключен трансформатор 2. К трансформатору подключен генератор высокой частоты 100 Гц. На отходящих линиях установлены ТТ нулевой последовательности 5. Для уменьшения элементов оборудования устанавливается общий комплект защиты: фильтр токов высокой частоты 6, выпрямительное устройство 7 и поляризованное реле 8.

Комплект подключается с помощью шагового искателя 9 к ТТ нулевой последовательности каждой линии.

Шаговый искатель запускается от обмотки реле 10, подключенного к ТН 11.

При замыкании в обмотке реле 10 появляется напряжение нулевой последовательности. Реле срабатывает и подключаются ТТ нулевой последовательности. Генератор ВЧ создаёт токи частотой 100 Гц. Защита поврежденного присоединения срабатывает.

29.12. Эффективно-заземлённые сети. Основные определения

Нейтрали в таких сетях заземляются без сопротивления, через реакторы с небольшим индуктивным сопротивлением или через резистор. При однофазном к. з. напряжение в неповрежденных фазах не превышает .

Однофазное к. з. подлежит отключению.

Ёмкостными и активными проводимостями ввиду их малости можно пренебречь.

29.13. Напряжение проводов относительно земли при однофазном коротком замыкании

Считаем фазу поврежденной, .

Граничные условия запишутся:

Из граничных условий следует:

где – результирующая э. д. с.; – результирующие полные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Напряжение неповрежденной фазы относительно земли равно:

Выражение для запишутся согласно II закону Кирхгофа:

Выражение для запишется:

Подставим выражения для и получим:

Считаем, что . Также учтём, что :

Аналогично для фазы запишем:

Для цепи с чисто индуктивными сопротивлениями выражения для и запишутся:

В этом случае векторная диаграмма имеет вид рис 29.20.

Рис. 29.20

При изменении концы векторов и скользят по прямым, параллельным .

Считаем, в начальный момент к. з. .

Получаем

при

при

Для рассматриваемых сетей минимальное отношение ; .

В незаземлённых и компенсированных сетях , а с учётом резонансных явлений .

В заземлённых сетях также снижены коммутационные перенапряжения. Это позволяет снизить уровень изоляции, в основном силовых трансформаторов. Это даёт значительный экономический эффект. В этом смысле рабочее заземление данных сетей и называется эффективным.

Эффективное заземление применяется в сетях .

Ток однофазного к. з. равен:

Считаем, что .

Рассмотрим соотношение токов:

То есть токи однофазного и трехфазного коротких замыканий в заземлённых сетях соизмеримы.

Большие токи однофазного к. з. требуют отключения поврежденного участка. Надёжность электроснабжения обеспечивается АПВ и ОАПВ.

Для обеспечения безопасности в сетях нейтрали трансформаторов подлежат заземлению.

В сетях в нейтраль включаются небольшие реакторы или резисторы.

Число заземлённых нейтралей регулируется на основании расчётов. На электрических станциях нейтрали обычно заземлены. В случае аварии не должно быть отделившихся блоков с незаземлёнными нейтралями. На подстанциях часть нейтралей трансформаторов разземлена, чтобы повысить чувствительность релейной защиты.

Для разземления нейтралей предусмотрены однополюсные разъединители. Параллельно им устанавливаются ОПН, которые защищают нейтраль трансформаторов при разземлении. Класс ОПН принимается на ступени ниже напряжения фазы.