26 Средства ограничения токов кз.

Максимальный уровень токов к.з. для сетей 35 кВ и выше ограничивается параметрами выключателей, трансформаторов, проводников и др. Эл. Оборудовании, условиями обеспечения устойчивости энергосистемы, в сетях генераторного напряжения, в сетях собственных нужд и в распределительных сетях 3-20 кВ – параметрам Эл. Аппаратов и токопроводов, термической стойкостью кабелей, устойчивостью двигательной нагрузки.

Наиболее распространенными и действенными способами ограничения токов к.з. являются: секционирование Эл. Сетей.; установка токоограничивающих реакторов., широкое использование трансформаторов с расщеплёнными обмотками низшего напряжения.

Секционирование является эффективным способом, который позволяет уменьшить уровень токов к.з. в реальных Эл. Сетях в 1,5-2 раза.

Реакторы служат для ограничения токов к.з. в мощных установках , а так же позволяют поддерживать на шинах определённый уровень напряжения при повреждениях за реакторами. Реактор представляет собой индуктивную катушку, не имеющую сердечника из магнитного материала, благодаря этому он обладает постоянным индуктивным сопротивлением, не зависящим от протекающего тока. Поддержание более высокого уровня остаточного напряжения благоприятно сказывается на потребителях Эл. Энергии, питающихся от того же источника, что и повреждённая цепь. С учётом этого в режиме к.з. целесообразно иметь возможно большее значение индуктивного сопротивления , однако по условию работы Эл установки в норм режиме черезмерно увеличивать сопротивление реактора нельзя из-за одновременного увеличения потери напряжения в реакторе при протекании рабочего тока.

Наибольшее распространение получили бетонные реакторы с алюминиевой обмоткой марки РБ. Применяются так же сдвоенные реакторы.

В зависимости от местных усилий, требуемой степени ограничения токов при различных видах КЗ а так же технико-экономических показателей в сетях энергосистемы используются различные средства ограничения или их комбинации дающие наибольший технико-экономический эффект.

Оптимизация структуры и параметров сети (схемные решения). Схемные решения принимаются, как правило, на стадии проектирования схем развития энергосистем, при этом выбираются оптимальные схемы выдачи мощности электростанций и параметры элементов сетей энергосистем.

Оптимизация структуры сети является эффективным средством ограничения токов КЗ. С этой целью применяется периферийное (продольное) разделение сетей, при котором часть территории сетей (районы) одного напряжения связываются м/у собой только ч/з сеть повышенного напряжения (рис. 1,а).

Р ис. 1. Оптимизация структуры сети: периферийное (продольное) (а) и местное (поперечное) (б) разделение сети

Местное, или поперечное, разделение сетей (рис. 1,б) осуществляется наложением сетей одного и того же напряжения на площади какого-либо района и связью этих сетей ч/з сеть повышенного напряжения.

Реакторы. Реакторы с линейной характеристикой, включаемые последовательно в соответствующую линию, ограничивают высокий уровень остаточного напряжения в узле подключения. Возможны схемы включения линейных и секционных реакторов приведены на рис. 2.

В отношении потерь напряжения и реактивной мощности лучшим является сдвоенный реактор. В нормальном режиме магнитная связь м/у ветвями реактора уменьшает потерю напряжения в нем без снижения токоограничивающей способности. У сдвоенных реакторов существуют двухцепной (сквозной), одноцепной и продольный режимы.

Управляемый реактор – это регулируемый реактор со сталью, изменение сопротивления которого осуществляется подмагничиванием магнитопровода полем постоянного тока. При КЗ сопротивление реактора увеличивается и степень этого увеличения характеризуется коэффициентом токоограничения К_т.

Насыщающийся реактор – это неуправляемый реактор с нелинейной характеристикой (со сталью), которая определяется насыщением магнитопровода полем обмотки переменного тока. Эквивалентное сопротивление реактора растет с увеличением тока; это св-во реактора используется для ограничения тока КЗ.

Токоограничивающие предохранители изготовляются на напряжение 3..35 кВ. Они отличаются простотой конструкции и небольшой стоимостью, но в то же время обладают рядом недостатков таких как:

- одноразовое действие, что затрудняет применение автоматического включения (АПВ);

- нестабильность токовременных характеристик;

- неуправляемость со стороны внешних устройств (релейной защиты) и т.д.

ограничители ударного тока взрывного действия – сверхбыстродействующие управляемые коммутационные аппараты одноразового действия. Конструктивно – это герметизированный цилиндр, внутри которого располагается токонесущий проводник с вмонтированным в него пиропатроном.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения.

Для снижения тока КЗ в сети НН применяются тр-ры и автотр-ры с расщепленной обмоткой НН. Такие тр-ры исп-ся в качестве понижающих на подстанциях пром. предприятий, в системах собственных нужд крупных эл.ст. Повышающие тр-ры с расщепленной обмоткой НН применяются в укрупненных блоках электростанций. Характерными параметрами тр-ра с расщепленной обмоткой НН на две являются

- сопротивление расщепления x_расщ равное сопротивлению м/у выводами расщепленной обмотки, которое находиться:

x_расщ=x_н1-н2;

- сквозное сопротивление x_скв равное сопротивлению м/у выводами обмотки ВН и объединенными выводами расщепленной обмотки НН:

x_скв= x_в-н;

- коэффициент расщепления К_расщ равный отношению сопротивления расщепления к сквозному, который вычисляется по формуле

К_расщ= x_расщ/ x_скв;

- номинальная мощность каждой расщепленной обмотки при расщеплении на m обмоток, определяемая как

S_{ном m} =S_ном/m,

где S_ном – номинальная мощность трансформатора.