Материалы всероссийской научно-технической конференции Автоматизир

электрической энергии. Универсальность данного оборудования за­ ключается в том, что оно может работать совместно с релейно­ контактной системой, а также самостоятельно. Это свойство позволя­ ет безболезненно перейти на цифровое оборудование. Преимущест­ вом данного цифрового устройства является то, что оно производится в России, а это обеспечивает наличие комплектующих изделий, а также постоянное гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Устройство ТЭМП 2501-31 предназначено для применения в схемах вторичной коммутации на подстанциях с переменным, вы­ прямленным переменным или постоянным оперативным током с вы­ полнением необходимых функций по защите, автоматике, управле­ нию и сигнализации различных присоединений комплектных распре­ делительных устройств 6-35 кВ. Устройство применяется для защи­ ты от междуфазных коротких замыканий и замыканий на землю.

Терминал изготавливается в климатическом исполнении УХЛ3.1 по ГОСТ 15150-69 и предназначен для эксплуатации при температу­ ре окружающего воздуха от +55 до -40 °С и относительной влажно­ сти воздуха не более 80 %. Место установки устройства должно быть защищено от попадания брызг воды, масел, эмульсий, а также от прямого воздействия солнечной радиации. По требованиям защиты человека от поражения электрическим током устройство соответст­ вует классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0-75. Технические характеристики устройства делают возможным его применение на реконструируемых объектах и небольших подстанциях промышленных предприятий.

Устройство ТЭМП 2501-31 выполнено с применением микро­ процессорной элементной базы, которая позволяет реализовать мно­ гофункциональное устройство, совмещающее функции релейной за­ щиты, управления, автоматики, сигнализации, измерения, регистра­ ции (рис. 2). Наряду с основными функциями устройство выполняет и целый ряд вспомогательных функций: обеспечивает связь с сетью автоматической системой управления, фиксирует вид повреждения с записью тока повреждения и момента возникновения аварии, кон­ тролирует время включения-отключения выключателя и пр.

Размер буфера событий, передаваемых в автоматическую систе­ му управления, составляет 31 событие. Перечень регистрируемых событий задается специальными параметрами - масками, которые доступны только по последовательному каналу.

Срок службы устройства не менее 20 лет при условии проведе­ ния требуемых технических мероприятий по обслуживанию. Средняя наработка на отказ не менее 100 тыс. ч. Среднее время восстановле­ ния работоспособного состояния устройства при наличии полного комплекта запасных блоков - не более 2 ч с учетом времени нахож­ дения неисправности.

Рис. 2. Структурная схема ТЭМП 2501-31

Всостав устройства входят следующие блоки [5]:

-блок питания П1273;

-блок входных трансформаторов Д1860;

-блок входных дискретных сигналов Р1457;

-блок индикации и управления И2303;

-измерительный блок L2303;

-блок выходных реле Р1435;

-объединительная плата.

Сопротивление до точки К1

ZK1 = VrKi +*Н= л/ 2,912 + 0 ,4 8 2 = 2,95 Ом.

Ток при трехфазном КЗ в К1

Максимальный рабочий ток / раб.макс равен сумме токов транс­ форматоров, подключенных к защищаемой линии:

Выбранная уставка равняется ближайшей уставке реле РТ и со­ ставляет 12,5 А.

Подобным образом были проведены расчеты защит трансформа­ торов, контактов, заземляющих устройств и молниезащиты, которые позволили узнать параметры для настройки ТЭМП 2501-31.

Библиографический список

1.Электрические сети и подстанции / Л.Н. Баптиданов, В.Л. Козис, Б.Н. Неклепаев, Б.В. Нечаев; под ред. Л.Н. Баптиданова. - М.; Л.: Госэнергоиздат, 2003. - 464 с.

2.Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышлен­ ных предприятий: учебник. - 2-е изд. - М.: Высш. шк., 1979. - 431 с.

3.ПУЭ. Главгосэнергонадзор России. - М.: Энергосервис, 2010.

4.Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю., Яшков В.А. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник. - М.: Высш. шк., 2001. - 336 с.

5.Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распреде­ лительных сетей. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1976. - 288 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА РЕЖИМЫ РАБОТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Студенты гр. АЭП-13 К.В. Шутов, гр. Э-10 В.А. Аюпов

Научный руководитель - доцент Н.В. Паршонок Лысьвенский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета

Системой электроснабжения называется комплекс устройств, предназначенных для производства, передачи и распределения элек­ троэнергии. Комплексное решение вопросов проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий в совокупности с необходимыми требованиями и стандартами электроснабжения по­ зволяют экономически и технически грамотно работать всему пред­ приятию. Оптимальное сочетание экономических и технических ре­ шений при проектировании систем электроснабжения совместно с внедрением энергосберегающих технологий есть наиболее сущест­ венная мера решения задачи уменьшения брака выпускаемой про­ дукции и уменьшения расходов предприятия [1,2].

Технически правильное решение при создании систем электро­ снабжения исключает появление недопустимых отклонений парамет­ ров электроэнергии (падение напряжения), неравномерное распреде­ ление токов по фазам, удорожание ремонтных, монтажных и экс­ плуатационных работ. Всё это влияет на производительность пред­ приятия и качество выпускаемой продукции.

Под переходными процессами режимов электроснабжения по­ нимается неустановившиеся состояние режимов, причиной которых являются разнородные возмущения (короткие замыкания, сбросы и набросы мощности, отключение ЛЭП, трансформаторов и т.д.). Ос­ новной причиной возникновения электромагнитных переходных процессов являются преимущественно короткие замыкания (КЗ). Ос­ новными причинами КЗ, в свою очередь, являются перекрытие изо­ ляции во время грозы, схлестывание и обрывы проводов при гололе­ де, перекрытие загрязненной и увлажненной изоляции, ошибки пер­ сонала и др.

В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды коротких замыканий:

а) трехфазное; б) двухфазное; в) однофазное;

г) двухфазное на землю.

Трехфазные короткие замыкания. Симметричное трехфазное КЗ - наиболее простой для расчета и анализа вид повреждения. Он характеризуется тем, что токи и напряжения всех фаз равны по зна­ чению как в месте КЗ, так и в любой другой точке сети:

й а = и ь = и с.

Поскольку система симметричная, ток КЗ, проходящий в каждой фазе, отстает от создающей его ЭДС на одинаковый угол срс, опреде­ ляемый соотношением активного и реактивного сопротивлений цепи короткого замыкания:

где Хх = Хс+ Х л; = Rc+/?л - сопротивления системы и повреж­

денного участка ЛЭП.

Трехфазное короткое замыкание сопровождается резким сниже­ нием всех междуфазных напряжений (как в месте короткого замыка­ ния, так и вблизи него).

Такое короткое замыкание является самым опасным поврежде­ нием для устойчивости параллельной работы энергосистемы и потре­ бителей электроэнергии.

Двухфазное короткое замыкание. При двухфазном КЗ токи и напряжения разных фаз неодинаковые. Под действием междуфазной ЭДС Евс возникают токи КЗ /вк и /ск. Их значения определяются по формуле /вк = /ск = EBJ2Zfy где 2 - полное сопротивление прямой последовательности двух фаз (2Z$ = ZB+ Zc). Токи в поврежденных фазах равны по значению, но противоположны по фазе, а ток в непо­ врежденной фазе равен нулю (при неучете нагрузки) /вк = /ск, /а = 0.

Двухфазное КЗ характеризуется двумя особенностями:

1) векторы токов и напряжений образуют несимметричную, но уравновешенную систему. Наличие несимметрии указывает, что токи и напряжения имеют составляющие обратной последовательности наряду с прямой;

2) фазные напряжения даже в месте КЗ существенно больше ну­ ля, только одно межфазное напряжение снижается до нуля, а значе­ ния двух других равны 1,5С/ф. Поэтому двухфазное КЗ менее опасно для устойчивости энергосистемы и потребителей электроэнергии.

Однофазное короткое замыкание. Однофазное короткое замы­ кание может иметь место только в сетях с заземленной нейтралью. Замыкание на землю одной фазы вызывает появление тока КЗ. Ток КЗ /ак возникает под действием ЭДС £ а, проходит по поврежденной фазе от источника питания и возвращается обратно по земле через заземленные нейтрали трансформаторов.

Особенности однофазного КЗ:

-токи и фазные напряжения образуют несимметричную и не­ уравновешенную систему векторов.

-данное КЗ является наименее опасным видом повреждения с точки зрения устойчивости энергосистемы и работы потребителей.

Мероприятия по регистрации событий. Качество электроэнергии является показателем того, насколько хорошо система обеспечивает на­ дежную работу подключенных к ней потребителей. Искажение парамет­ ров электроэнергии или другое событие может влиять на напряжение, силу тока или частоту. Причины искажений могут находиться в систе­ мах электропитания, потребителях или в коммунальных сетях.

Расходы, связанные с низким качеством электроэнергии, могут быть огромными. Потери производства: при каждой остановке про­ изводства теряется прибыль от продукции, которая не была выпуще­ на и продана. Повреждение продукции: перебои электроснабжения могут привести к повреждениям частично изготовленной продукции, что, в свою очередь, приводит к повторному производству или ути­ лизации поврежденной продукции. Расходы на энергию: поставщики электроэнергии могут взимать штрафы за низкий коэффициент мощ­ ности или высокое пиковое потребление.

Регистраторы событий позволяют определить параметры качест­ ва электроэнергии и зарегистрировать трудно выявляемые изменения напряжения за периоды времени, определенные пользователем. Ниже приведен перечень различных регистраторов событий.

Контроль качества электрической энергии. В зависимости от целей, решаемых при контроле и анализе качества электроэнергии (далее КЭ), измерения показателей качества электроэнергии (далее ПКЭ) могут иметь четыре формы:

1)диагностический контроль;

2)инспекционный контроль;

3)оперативный контроль;

4)коммерческий учет.

Диагностический контроль КЭ. Основной целью диагностиче­ ского контроля на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации является обнаружение «виновни­ ка» ухудшения КЭ, определение допустимого вклада в нарушение требований стандарта по каждому ПКЭ, включение их в договор энергоснабжения, нормализация КЭ.

Инспекционный контроль КЭ осуществляется органами сертифи­ кации для получения информации о состоянии сертифицированной электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающей организа­ ции, о соблюдении условий и правил применения сертификата с целью подтверждения того, что КЭ в течение времени действия сертификата продолжает соответствовать установленным требованиям.

Оперативный контроль КЭ необходим в условиях эксплуатации в точках электрической сети, где имеются и в ближайшей перспективе не могут быть устранены искажения напряжения. Оперативный кон­ троль необходим в точках присоединения тяговых подстанций желез­ нодорожного и городского электрифицированного транспорта, под­ станций предприятий, имеющих ЭП с нелинейными характеристика­ ми. Результаты оперативного контроля должны поступать по каналам связи на диспетчерские пункты электрической сети энергоснабжающей организации и системы электроснабжения промышленного предпри­ ятия. В таблице представлены различные регистраторы событий.

Сводная таблица предлагаемых регистраторов

Окончание таблицы

sale@lcard.ru

троэнергии (ПКЭ) по ГОСТ

Заключение. В заключение всего вышесказанного необходимо отметить, что:

-для обеспечения надежной работы энергосистем и предот­ вращения повреждений оборудования при коротком замыкании не­ обходимо быстро отключать поврежденный участок;

-для осуществления указанных мероприятий необходимо уметь определять ток короткого замыкания и характер его изменения во времени;

-короткое замыкание в одном из элементов энергетической системы способно нарушить ее функционирование в целом - у дру­ гих потребителей может снизиться питающее напряжение, что может привести к повреждению устройства; в трехфазных сетях при корот­ ких замыканиях возникает асимметрия напряжений, нарушающая нормальное электроснабжение.

По ограничению токов короткого замыкания выполняют сле­ дующие мероприятия:

-устанавливают токоограничивающие электрические реакторы;

-применяют распараллеливание электрических цепей, т.е. от­ ключение секционных и шиносоединительных выключателей;

-используют понижающие трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения;

-применяют отключающее оборудование - быстродействую­ щие коммутационные аппараты с функцией ограничения тока корот­ кого замыкания;

-используют плавкие предохранители и автоматические вы­ ключатели;