книги из ГПНТБ / Шустов В.А. Эксплуатация и ремонт сельских воздушных линий и сетей

Первичной обмотки при неизменном числе витков втОричной обмотки. Регулируемые ответвления выполнены в средней части обмотки высшего напряжения (35 кв). Устройство регулирования' обеспечивает постоянство вторичного напряжения независимо от нагрузки при колебаниях первичного напряжения.

Вольтодобавочные трансформаторы. В сетях 6—10 кв используются вольтодобавочные трансформаторы типа

----------------------------

Рис. 33. Схема включения' вольтодобавочного трансформатора в линию.

ВДТ 600/50/10-6 на проходную мощность 600 ква и но­ минальную (собственную) мощность 50 ква с одной или двумя ступенями регулирования напряжения ( + 7,5% и

+ 3,75%).

Одноступенчатый вольтодобавочный трансформатор имеет 2 трехфазные обмотки (рис. 33). Первичную об­ мотку (обмотку возбуждения) включают на напряже­ ние 380 в, вторичную (сериесную) — включают в рассеч­ ку высоковольтной линии (6 кв). Напряжение сериесной обмотки складывается с напряжением высоковольтной

69

линии на входе ВДТ и на выходе ВДТ напряжение линии оказывается увеличенным. При отключении ВДТ его первичная обмотка замыкается накоротко во избе­ жание появления на концах ее опасных повышенных напряжений.

Первичная обмотка ВДТ соединена в звезду и рас­ считана на номинальное напряжение 380 в. Вторичная обмотка, включаемая в рассечку ЛЭП, имеет фазовое напряжение 290 в и создает надбавку напряжения в сети 6 кв, равную +7,5% при полной нагрузке линии.

Устройство автоматического управления ВДТ обес­ печивает автоматическое подключение первичной об­ мотки к цепи напряжения 380 в при снижении напря­ жения ниже уставки реле напряжения PH и автома­ тическое отключение с последующим закорачиванием первичной обмотки — при повышении напряжения выше уставки реле PH. Все переключения первичной обмотки осуществляются без ее разрыва с помощью шунтирую­ щих добавочных сопротивлений.

При пониженном напряжении в ЛЭП 6—10 кв кон­ такторы 1 и 2 отключены, а контактор 3 включен. В этом положении обмотка возбуждения ВДТ подклю­ чена к цепи 380 в отдельного силового трансформатора типа ТМ мощностью 50 ква. Одновременное использо­ вание этого возбуждающего трансформатора для пита­ ния близлежащих потребителей недопустимо, так как в этом случае может быть нарушена работа схемы авто­ матики.

При повышенном напряжении контакторы 1 я 3 от­ ключены, а контактор 2 включен. В этом положении обмотка возбуждения ВДТ отключена от цепи напряже­

ния 380 в и закорочена, надбавка напряжения в сети 6—10 кв отсутствует (0%).

Последовательность работы схемы такова. При по­ нижении напряжения сети 6—10 кв ниже заданного уровня срабатывает сначала контактор 1, затем отклю­ чается контактор 2, включается контактор 3 и, наконец, отключается контактор 1. При повышении напряжения в сети выше заданного уровня срабатывает контактор 1 (включаются добавочные сопротивления, шунтирующие обмотку возбуждения ВДТ), затем отключается контак­ тор 3, далее включается контактор 2 и последним отклю­ чается контактор L

70

Сметная стоимость установки такого ВДТ составляет около 2000 рублей, а на 1 % надбавки напряжения за­ трачивается около 250 рублей. При получении 1 % надбавки путем увеличения сечения проводок за­ траты будут около 700 рублей, т. е. в 2 с лишним раза больше.

В настоящее время Ленинградский электромехани­ ческий завод Сельэлектро приступил к изготовлению вольтодобавочных трансформаторов АТГРПН-750/10 и АТГРПН-600/10 (автотрансформатор трехфазный, груп-

Рис. 34. Схема установки продольной компенсации.

а — схема замещения линии, б — схема защитного устройства кон­ денсатора установки; 1 — конденсатор, 2 — разрядник, 3 — контакты шунтирующего аппарата, 4 — катушка шунтирующего аппарата, 6 — сопротивление разрядного контура.

повой, регулирующий с перераспределением напряже­ ния). Трансформатор АТГРПН-750/10 имеет медные, а АТГРПН-600/10 — алюминиевые обмотки.

Автотрансформатор такого типа обеспечивает плав­ ное регулирование напряжения. Он состоит из трех однофазных трансформаторов, размещенных в одном баке. Стоимость автотрансформатора — около 1000 руб­ лей.

Шкаф управления к этим автотрансформаторам бу­ дет изготовлять Мытищинский электромеханический за­ вод Сельэлектро.

Установки продольной емкостной компенсации в се­ тях 6—10 кв. Установка состоит из конденсаторов, вклю­ чаемых последовательно в 3 провода ЛЭП (рис. 34, а).

71

Воздушная ЛЭП обладает активным и индуктивным сопротивлениями. Включаемая последовательно в каж­ дую фазу емкость в той или иной мере компенсирует индуктивное сопротивление линии и трансформаторов, в связи с чем уменьшается потеря напряжения в линии.

При включении конденсаторов потеря напряжения в линии определяется по формуле:

Если коэффициент мощности (coscp) имеет большую ве­ личину (0,9 и выше), то компенсирующее действие кон­ денсаторов весьма невелико и установка последова­ тельно включенных конденсаторов в этом случае нерен­ табельна.

Для установки продольной емкостной компенсации, при которой повышение напряжения будет осущест­ вляться в пределах 5—10%, технические данные кон­ денсаторов могут быть определены по следующим при­ ближенным формулам.

1. Напряжение конденсатора:

тора составляет в среднем 10% от номинального напря­

72

где: и сн — номинальное напряжение конденсатора, в кв; Р — полная мощность, передаваемая по линии,

вква.

3.Емкостное сопротивление конденсатора:

10 • дис ■и

I 1 ,7 3 • /■ sin <f (0М

где I — ток в линии в период максимума нагрузки, в а. Промышленность выпускает конденсатор типа КПМ-0,6-50-1 (конденсатор продольной компенсации, масляный, на номинальное напряжение Vch = 0,6 кв, на номинальную мощность 50 квар, однофазный). Пред­ назначен этот конденсатор для продольной емкостной компенсации реактивного сопротивления линий электро­ передачи переменного тока частотой 50 гц с целью уве­ личения их пропускной способности. Конденсаторы вы­ пускаются для наружной установки в однофазном ис­

высота 1185. Вес конденсатора около 150 кг.

От атмосферных перенапряжений конденсатор за­ щищают 2 комплекта трубчатых разрядников, устанав­ ливаемых по обе стороны от него.

Для ограничения повышения напряжения на зажи­ мах при протекании по ним тока короткого замыкания конденсаторы шунтируются искровыми разрядниками

(рис. 34,6).

Защитное устройство конденсатора 1 состоит из раз­ рядника 2, имеющего закрытый искровой промежуток многократного действия. Импульс тока, текущего через разрядник, ограничивается добавочным сопротивлением 5 такой величины, чтобы максимальное мгновенное зна­ чение разрядного тока конденсатора не превышало пре­ дельно достигнутого значения (для конденсатора типа КПМ-0,6-50-130000 а). Для ограничения продолжитель­ ности действия разрядника временем (порядка 5 м-сек) используется специальный шунтирующий аппарат по типу токового реле прямого действия, контакты 3 кото­ рого шунтируют разрядник. Токовая катушка 4 аппа­ рата обтекается полным разрядным током.

Место установки конденсатора намечается в каж­ дом отдельном случае применительно к данным кон­

73

кретным условиям, так как (конденсатор компенсирует потери напряжения лишь в той части линии, которая расположена после него.

Потребительские трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой. Эти трансформаторы имеют мощность 20, 35, 60 и 100 ква на 6—10/0,4 кв и одно­

Регулирование напряжения трансформаторов осу­ ществляется изменением числа витков первичной обмот­ ки при неизменном числе витков вторичной обмотки. Обмотка высшего напряжения имеет 3 ответвления: + 5%, 0, - 5 % .

Сравнение установок регулирования. Сравнительный технико-экономический анализ/дал с|снавание(ВАСХНИЛ и ВИЭСХ установить следующие области применения различных устройств регулирования напряжения.

1. Трансформаторы типа ТМН с автоматическим ре­ гулированием применяются для компенсации колебаний напряжения, достигающих 10—45% от номинального напряжения, а также в тех случаях, когда не могут быть использованы установки продольной емкостной компенсации. Рассматриваемые трансформаторы ком­ пенсируют колебания напряжения до шин 6—10 кв рай­ онных подстанций 35/6—10 кв.

2. Вольтодобавочные трансформаторы целесообразно применять для регулирования напряжения на участках распределительных линий 6—10 кв, питающих группу потребительских трансформаторов суммарной мощно­ стью свыше 400 ква (при необходимой «надбавке» на­ пряжения, не превышающей 5% от номинального на­ пряжения) или группу потребительских трансформато­ ров суммарной мощностью свыше 600 ква, если коэффициент мощности нагрузки в период максимума выше 0,9.

ВДТ можно монтировать по мере роста нагрузок и использовать в уже эксплуатируемых сетях, в особен­ ности в тех случаях, когда коэффициент мощности на­ грузки в период максимума выше 0,9 и необходимые «надбавки» напряжения не могут обеспечиваться уста­ новкой продольной емкостной компенсации.

74

3. Установки продольной емкостной компенсации применяются в сетях с коэффициентом мощности на­ грузки, который в максимум нагрузки не превышает 0,9.

При имеющихся в настоящее В1ремя конденсаторах типа КПМ-0,6-50-1 установки продольной емкостной компенсации используются на линиях 10 кв с расчетной мощностью 1000—1800 ква и на линиях 6 кв с расчет­ ной мощностью 600—1100 ква. УПК, так же как и ВДТ, используются для увеличения пропускной способности сети в процессе эксплуатации.

4. Потребительские трансформаторы с регулирова­ нием напряжения под нагрузкой применяются на конеч­ ных участках 6—10 кв линий с повышенными потерями напряжения и в тех случаях, когда необходимые «над­ бавки» не могут быть обеспечены лишь за счет других устройств регулирования напряжения. Использование этих трансформаторов экономически целесообразно при их номинальной мощности 100 ква.

ЗАЩИТА СЕЛЬСКИХ СЕТЕЙ И ПОДСТАНЦИЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИИ

Общие понятия. Перенапряжения бывают внутрен­ ние (коммутационные) и атмосферные (внешние).

Внутренние перенапряжения вызываются переход­ ными процессами при резком изменении режима работы электрической системы —короткое замыкание на землю, отключение длинных ненарушенных линий, холостой ход трансформаторов и т. д. Внутренние перенапряжения не представляют опасности при нормальном уровне изо­ ляции, поэтому специальные меры для защиты от них сельских электрических установок не предусмотрены.

Атмосферные перенапряжения возникают при пря­ мых ударах молнии в электроустановки или при ударах молнии в непосредственной близости от них. Перена­ пряжения при прямых ударах молнии в электроуста­ новки достигают 1 млн. в. Ток молнии доходит до 200 ка. Время нарастания-тока молнии до амплитуды исчисляется микросекундами^ В местах с высоким удель­ ным сопротивлением грунта ток молнии значительно снижается. Индуктированные перенапряжения при уда­ рах молнии в непосредственной близости от воздушных линий в редких случаях превышают 200—300 кв и рас­

75

пространяются по ним в виде блуждающих волн со скоростью, близкой к скорости света. При этом про­ исходят деформация и затухание (уменьшение крутизны и амплитуды) волн, главным образом под действием короны.

Защита от перенапряжений предотвращает повреж­ дение оборудования, нарушение электроснабжения по­ требителей и обеспечивает безопасность населения.

Защита сельских электрических сетей высокого на­ пряжения и подстанций. Для воздушных линий напря­ жением 6—35 кв с деревянными опорами специальной защиты от грозовых перенапряжений не требуется. Вы­ сокая грозоупорность их обеспечивается изоляционными свойствами дерева.

Минимальные расстояния между фазами на деревянных опорах должны быть не менее 0,75 м для напряже­ ния 6—10 кв, 1,5 м для напряжения 20 го и 3 л для напряжения 35 кв.

Отдельные участки с ослабленной изоляцией — ме­ таллические и железобетонные опоры, места соединений воздушных линий с кабелем и разъединители (для на­ пряжения 20 кв и выше) — защищаются трубчатыми раз­ рядниками.

Сопротивление заземления разрядников не должно превышать 20 ом.

Для повышения надежности электроснабжения по­ требителей на всех сельских воздушных линиях, за исключением линий, имеющих двустороннее питание, рекомендуется применять автоматическое повторное включение (АПВ), которое при небольших капиталовло­ жениях позволяет значительно улучшить эксплуатаци­ онные показатели линий.

Для защиты воздушных линий от атмосферных пере­ напряжений следует: 1)' не применять металлические траверсы на деревянных опорах; 2) защищать трубча­ тыми разрядниками специальные переходы через вод­ ные пространства, ущелья и т. п.; 3) защищать кабель­ ные вставки с обеих сторон трубчатыми или вентиль­ ными разрядниками; 4) обеспечивать нужную величину воздушных изоляционных промежутков между прово­ дами и заземляемыми частями опор (табл. 22).

При выполнении защиты от атмосферных перенапря­ жений воздушных линий тросами защитный угол дол*

76

жен быть не более 30°, а расстояния необходимо соблю­ дать следующие (в м):

Заземляющие спуски на опорах должны иметь сече­

и с линиями связи выполняются таким образом, чтобы изоляция в них была не ниже, чем в остальной части линий. Расстояния по вертикали между проводами пе­ ресекающихся линий, когда не требуется применения мер грозозащиты, должны быть: при пересечении линий напряжением 10 кв между собой и с линиями более низкого напряжения — 4 м, при пересечении линий на­ пряжением 35 кв между собой и с линиями более низ­ кого напряжения — 5 м.

При установке на опорах, ограничивающих пролет пересечения трубчатых разрядников или защитных про­ межутков с сопротивлением заземления 10—20 ом, рас­ стояния могут быть уменьшены на 2 м.

Защитные промежутки на одностоечных деревянных опорах выполняются в виде одного заземляющего спу­

П- и АП-образных опорах защитные промежутки долж­ ны выполняться в виде заземляющих спусков «з стали диаметром не менее 6 мм, проложенных по стойкам опоры до траверсы.

77

Если расстояние от места пересечения до ближайшей опоры меньше 40 ж, разрядники или защитные проме­ жутки устанавливают на этой опоре.

Место пересечения проводов должно находиться по возможности ближе к опоре линии более высокого на­ пряжения, но не менее чем в 7 ж от нее.

Защита распределительных устройств 6—10 кв осу­ ществляется комплектом вентильных разрядников на шинах 6—10 кв и комплектом трубчатых разрядников на воздушных линиях на расстоянии от РУ 100—200 ж.

Защита подстанций напряжением 35/6—10 кв от пря­ мых ударов осуществляется стержневым молниеотво­ дом, устанавливаемым на концевой деревянной опоре воздушных линий 35 кв, В этом случае необходимо со­ блюдать следующие условия: 1) в зону защиты молние­ отвода должно попасть все оборудование подстанции;

2)заземление молниеотвода должно выполняться от­ дельно, на расстоянии не менее 3 ж от контурд заземле­ ния подстанции, и иметь сопротивление не более 10 ом;

3)расстояние от заземляющего спуска до фазного про­ вода должно быть не менее 1 ж; 4) траверсы на конце­ вой опоре должны быть деревянными, а натяжные и поддерживающие гирлянды должны иметь не менее

трех изоляторов.

Если подстанция 35/6—10 кв присоединяются к воз­

душной линии 35 кв отпайкой, которая защищена тро­ сом от прямых ударов молнии, и если оборудование подстанции попадает в зону защиты троса, молниеот­ воды не устанавливают.

Защита РУ-35 кв подстанций от волн атмосферных перенапряжений, набегающих с линий, осуществляется вентильными разрядниками и двумя комплектами труб­ чатых разрядников.

Вентильные разрядники устанавливают на расстоя­ нии не более 10 ж от защищаемого оборудования.

Первый комплект трубчатых разрядников устанав­ ливают на воздушной линии 35 кв в 150—200 ж от под­

На подстанциях мощностью свыше 1800 ква подходы воздушных линий 35 кв должны быть защищены от пря­ мого удара молнии тросом длиной 800—1000 ж.

78