308 Типовые схемы включения рем направления мощности.

Реле направления мощности включаются, как правило, на фазный ток и междуфазное напряжение. Сочетание фаз тока и напряжения реле, называемое его схемой включения, должно быть таким, чтобы реле правильно определяло знак мощности КЗ при всех возможных случаях и видах повреждений. При этом к нему должна подводиться возможно большая мощность. Мощность, подводимая к реле 2, в общем случае может иметь недостаточное для действия РНМ значение при КЗ, близких к месту установки реле. Этот факт может быть обусловлен:

-        снижением напряжения U_p;

-        значением угла при котором равен или близок к нулю.

Практически в схемах НТЗ применяется включение РНМ по так на-зываемой 90-градусной схеме сочетания токов и напряжений.

Название схемы (90-градусная) носит условный характер. В нем от-ражается величина угла между напряжением и током, подведенным к РНМ в симметричном трехфазном режиме при условии, что токи в фазах совпадают с одноименными фазными напряжениями.

Диаграммы работы РНМ типа РБМ-171 с углом максимальной чув-ствительности , включенного по 90-градусной схеме, показаны

на рис. 11.

Угол внутреннего сдвига этого реле

Мощность на зажимах такого реле равна . РНМ

включено на ток I_p = I_A и напряжение

На рис. 11,б изображена векторная диаграмма напряжений и тока I_А при трехфазном КЗ на ЛЭП. Ток I_А отстает от напряжения U_A на угол

Вектор I_А имеет два предельных положения: I′_А – при КЗ за чисто реак-тивнымсопротивлением Х, когда , I″_А - при КЗ через дугу в на- чале ЛЭП, когда

По найденным значениям определяют знак и значение мощности на входе РНМ. С этой целью строят диаграммы тока и напряжения на за-жимах РНМ для рассматриваемого случая КЗ (рис.11,б). С этой целью на ней относительно U_p для данного типа РНМ строят линию N₁N₂ (измене-ния знака мощности S_p) и линию М₁М₂(максимальной мощности S_p). Проекция вектора I_А на линию максимальной мощности, равная  характеризует значение и знак мощности.

При КЗ в зоне проекция вектора I_А имеет положительный знак, а в случае КЗ вне зоны – отрицательный. Значение мощности на реле дости-гает максимума S_p maxпри (чему соответствует ).

Из диаграммы и характеристики реле РНМ следует, что поведение реле направления мощности при трехфазном коротком замыкании в зоне и вне зоны будет правильным и значение S_p достаточным для его дейст-вия.

309. Источники и схемы электроснабжения собственных нужд подстанций.

На электрических подстанциях 35—220 кВ и выше для электропитания вспомогательных механизмов, агрегатов и Других потребителей собственных нужд (с. н.) применяются довольно развитые схемы электрических соединений.

Основными потребителями собственных нужд трансформаторных подстанций являются:

• оперативные цепи переменного и выпрямленного тока,

• система охлаждения трансформаторов (автотрансформаторов),

• устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН),

• система охлаждения и смазки подшипников синхронных компенсаторов (СК),

• водородные установки,

• зарядные и подзарядные агрегаты аккумуляторных батарей,

• освещение (аварийное, внутреннее, наружное, охранное),

• устройства связи и телемеханики,

• насосные установки (пожаротушения, хозяйственные, технического водоснабжения),

• компрессорные установки и их автоматика для воздушных выключателей и других целей,

• устройства электроподогрева помещений аккумуляторных батарей, выключателей, разъединителей и их приводов, ресиверов, КРУН, различных шкафов наружной установки,

• бойлерная, дистилляторы, вентиляция и др.

Н арушение электропитания таких потребителей собственных нужд трансформаторных подстанций, как охлаждение трансформаторов и синхронных компенсаторов (СК), масляные насосы, смазка подшипников СК, устройства связи и телемеханики, пожарные насосы, может вызвать нарушение нормальной работы подстанции.

Поэтому при выборе схем электрических соединений собственных нужд подстанцийпредусматриваются меры, повышающие их надежность: установка на подстанции не менее двух трансформаторов собственных нужд (обычно не больше 560 или 630 кВА), секционирование шинсобственных нужд. Применение автоматического ввода резерва (АВР) на секционном выключателе, резервирование со стороны высшего напряжения (с. н.) и др.

На рис. 1. показаны схемы собственных нужд подстанций, применяемые в зависимости от вида оперативного тока. При переменном и выпрямленном токе рекомендуется схема (рис. 1, а), согласно которой предусматривается непосредственное подключение трансформаторовсобственных нужд к обмоткам низшего напряжения главных трансформаторов (автотрансформаторов). 

Рис. 1. Схемы присоединения собственных нужд при наличии на подстанциях: а — переменного и выпрямленного оперативного тока, б — постоянного оперативного тока

Такое подключение обеспечивает питание сети оперативного тока и производство операций выключателями при отключении шин 6—10 кВ. При постоянном оперативном токе наибольшее распространение имеет схема, показанная на рис. 2.3,б, когда трансформаторы с. н. непосредственно подключаются к шинам 6— 10 кВ.

Обычно на подстанциях устанавливают один-два рабочих трансформатора собственных нужд, но при наличии особо ответственных потребителей может предусматриваться резервный трансформатор собственных нужд. Так, например, на рис. 2. показана схема для подстанции 220 кВ с тремя трансформаторами собственных нужд, из которых один является резервным, имеющим независимое питание от соседней подстанции.

Более сложные схемы применяются, например, на подстанциях 500 кВ и им подобных. Это вызывается тем, что часто на ОРУ во вспомогательных зданиях наряду с устройствами возбуждения СК, щитами релейной защиты и управления СК, AT, присоединений 220 и 500 кВ размещаются также и щиты с. н., с которых ведется управление присоединениями 0,4 кВ, обслуживающими эти объекты. 

 

Рис. 2. Упрощенная схема собственных нужд подстанции 220 кВ

На рис. 3 показана упрощенная схема собственных нужд одной подстанции 500 кВ. На ней имеется несколько щитов собственных нужд: ОРУ 220 кВ, ОРУ 500 кВ, ГЩУ, насосной, трансформаторно-масляного хозяйства (ТМХ). Все эти щиты связаны перемычками и взаимно резервируют друг друга. Два трансформатора с. н. подключены к своим автотрансформаторам, а третий (резервный) к находящемуся вблизи трансформаторному пункту (ТП) кабельной городской сети.

На рис. 3 межсекционные связи и перемычки (осуществляемые с помощью выключателей и автоматических выключателей), предназначенные для автоматического ввода резерва при исчезновении напряжения, оснащаются соответствующими устройствами автоматики на стороне 6 — 10 кВ и автоматическими выключателями на стороне 0,4 кВ. На этих же рисунках стрелками условно показаны присоединения с. н. 0,4 кВ. 

Рис. 3. Упрощенная схема собственных нужд подстанции 500 кВ

В настоящее время эти автоматические выключатели, как правило, также применяются и на отходящих от щитов с. н. линейных присоединениях. На некоторых из них, служащих для автоматического включения и отключения подогревательных устройств (в КРУН и других местах) в зависимости от температуры наружного воздуха, устанавливаются температурные датчики и магнитные пускатели.

В ряде случаев на малоответственных присоединениях собственных нужд (мастерские, маслоочистительные установки) вместо автоматических выключателей устанавливаются предохранители и рубильники.

Для повышения надежности и равномерной загрузки трансформаторов собственных нужд электроприемники, обеспечивающие нормальную работу основного электрооборудования подстанции (охлаждение трансформаторов и СК, подогрев баков выключателей, компрессора и др.), питаются от двух секций шин.