Назначение системы оперативного тока на электрических подстанциях

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Совокупность источников питания, кабельных линий, шин питания переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного тока данной электроустановки. Оперативный ток на подстанциях служит для питания вторичных устройств, к которым относятся оперативные цепи защиты, автоматики и телемеханики, аппаратура дистанционного управления, аварийная и предупредительная сигнализация. При нарушениях нормальной работы подстанции оперативный ток используется также для аварийного освещения и электроснабжения электродвигателей (особо ответственных механизмов).

Требования, предъявляемые к системам оперативного тока

К системам оперативного тока предъявляют требования высокой надежности при коротких замыканиях и других ненормальных режимов в цепях главного тока.

Классификация систем оперативного тока на электрических подстанциях

Применяются следующие системы оперативного тока на подстанциях:

1) постоянный оперативный ток - система питания оперативных цепей, при которой в качестве источника питания применяется аккумуляторная батарея; ;

2) переменный оперативный ток - система питания оперативных цепей, при которой в качестве основных источников питания используются измери-тельные трансформаторы тока защищаемых присоединений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия используются предварительно заряженные конденсаторы;

3) выпрямленный оперативный ток - система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия могут использоваться предварительно заряженные конденсаторы;

4) смешанная система оперативного тока - система питания оперативных цепей, при которой используются разные системы оперативного тока (постоянный и выпрямленный, переменный и выпрямленный).

В системах оперативного тока различают:

- зависимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей зависит от режима работы данной электроустановки (подстанции);

- независимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей не зависит от режима работы данной электроустановки.

Области применения различных систем оперативного тока

Постоянный оперативный ток применяется на подстанциях 110-220 кВ со сборными шинами этих напряжений, на подстанциях 35-220 кВ без сборных шин на этих напряжениях с масляными выключателями с электромагнитным приводом, для которых возможность включения от выпрямительных устройств не подтверждена заводом-изготовителем.

Переменный оперативный ток применяется на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели 6(10)-35 кВ оснащены пружинными приводами.

Выпрямленный оперативный ток должен применяться: на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) кВ и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели оснащены электромагнитными приводами; на подстанциях 110 кВ с малым числом масляных выключателей на стороне 110 кВ.

22 Режимы работы нейтрали

Нейтралями электроустановок называют общие точки трехфазных обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду.

Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью - трехфазная электрическая сеть напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.

Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети - отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.

У систем с эффективно заземленной нейтралью нейтрали трансформаторов и автотрансформаторов заземлены наглухо или через реакторы с небольшим индуктивным сопротивлением с таким расчетом, чтобы при замыкании напряжения неповрежденных фаз относительно земли не превышали 1,4U_Ф, а однофазный ток КЗ в любой точке системы был не менее 60 % тока трехфазного КЗ в той же точке.

Системы с эффективно или глухозаземленной нейтралью относят к системам с большими токами замыкания на землю (I_З > 500 А).

Для ограничения токов замыкания на землю искусственно увеличивают сопротивление нулевой последовательности за счет заземления только части нейтралей трансформаторов (одного или двух) на каждой подстанции или заземления нейтралей через активные или реактивные сопротивления. Однако увеличение сопротивления нулевой последовательности приводит к дополнительному повышению напряжения на здоровых фазах при несимметричных КЗ [2], [3].

Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.

Сети с номинальным напряжением до 1 кВ, питающиеся от понижающих трансформаторов, присоединенных к сетям с U_H_О_M > 1 кВ, выполняются с глухим заземлением нейтрали.

Сети с U_H_ОМ до 1 кВ, питающиеся от автономного источника или разделительного трансформатора (по условию обеспечения максимальной электробезопасности при замыканиях на землю), выполняются с изолированной нейтралью.

Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:

а) в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ - более 10 А;

б) в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:

- более 30 А при напряжении 3-6 кВ;

- более 20 А при напряжении 10 кВ;

- более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

в) в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор - более 5 А.

Системы с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через реактор, относят к системам с малыми токами замыкания на землю (I_З ≤ 500 А).

Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью.

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.

При токах замыкания на землю более 50 А рекомендуется применение не менее двух заземляющих реакторов.

23 Область применения автотрансформаторов

Автотрансформаторы применяются как для понижения, так и для повышения напряжения. Широкое применение находят также и трехфазные автотрансформаторы. Автотрансформаторы мощностью до 1 кВ·А широко применяются в автоматике и бытовой технике. Более мощные автотрансформаторы используются для понижения напряжения при пуске мощных двигателей переменного тока. Силовые автотрансформаторы большой мощности находят применение для соединения между собой электрических сетей повышенных напряжений с близкими уровнями этих напряжений. Мощность таких автотрансформаторов достигает нескольких сотен мегавольт-ампер.

Силовые автотрансформаторы, как правило, имеют дополнительную обмотку НН (6-35 кВ), соединенную в треугольник. Эта обмотка не имеет электрической связи с основными обмотками автотрансформатора и служит для компенсации третьих гармонических составляющих потоков или потоков нулевой последовательности. Иногда ее используют для электроснабжения местных потребителей.

Все обмотки каждой фазы автотрансформатора (включая и дополнительную обмотку) располагаются на одном стержне в виде концентрических катушек одной высоты, что способствует уменьшению их индуктивных сопротивлений рассеяния. Ближе к стержню располагается обмотка НН.

Эти автотрансформаторы предназначаются для работы в трехфазной группе.

24 Способы ограничения тока короткого замыкания

Методы защиты

Для защиты от короткого замыкания принимают специальные меры:

Ограничивающие ток короткого замыкания:

устанавливают токоограничивающие электрические реакторы

пременяют расспаралеливание электрических цепей т.е. отключение секционных и шиносоединительных выключателей

используют понижающие трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения

используют отключающее оборудование — быстродействуещее коммутационые аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания т.е. плавкие предохранители, автоматические выключатели

Применяют устройства релейной защиты для отключения поврежденных участков цепи

25 Токоограничивающие реакторы

Реакторы служат для искусственного увеличения сопротивления короткозамкнутой цепи, а следовательно, для ограничения токов КЗ и поддержания необходимого уровня напряжения при повреждениях за реакторами.

Реактор представляет собой индуктивную катушку без сердечника, поэтому его сопротивление не зависит от протекающего тока.

Токоограничивающие реакторы применяются на станциях типа ТЭЦ:

а) между секциями ГРУ (секционные реакторы) - реактор LRK на рисунке 7.35,а;

б) для питания местных потребителей от сборных шин ГРУ (линейные LR1 или групповые LR2 реакторы) - рисунок 7.35,а;

в) для питания местных потребителей от блочных ТЭЦ через реактированные отпайки - рисунок 7.35,б.

Токоограничивающие реакторы могут устанавливаться в цепях вводов низшего напряжения понижающих трансформаторов на подстанциях.

а - на ТЭЦ, имеющих ГРУ; б - на ТЭЦ блочного типа

Рисунок 7.35 - Схемы подключения токоограничивающих реакторов

Витки обмотки изолированы друг от друга, намотаны на специальный каркас и укреплены в бетонных колоннах, которые предотвращают их смещение под действием собственной массы и электродинамических усилий при протекании токов КЗ. От заземленных конструкций, а при вертикальной установке - и от соседних фаз, реакторы изолируются с помощью опорных изоляторов. Бетонные реакторы выпускаются на номинальные токи до 4000 А и изготовляются для вертикальной, горизонтальной и ступенчатой установки. При больших номинальных токах в целях снижения потерь активной мощности в самих реакторах они выполняются с искусственным охлаждением (вентиляцией камер).

У сдвоенных реакторов серии РБС имеется дополнительный вывод от средней точки обмотки. Средний вывод делит обмотку реактора на две ветви, намотанные согласно. Обе ветви рассчитывают на одинаковый номинальный ток, величина которого задается в каталоге. Средний вывод обычно подключают к источнику питания и рассчитывают на двойной номинальный ток (рисунок 7.37,а).

Индуктивности L ветвей одинаковы, поэтому индуктивное сопротивление каждой ветви реактора при отсутствии тока в другой составляет х_в= coL и называется номинальным сопротивлением ветви х_НОМ,В (задается в каталоге). Особенности сдвоенного реактора определяются наличием магнитной связи между ветвями (взаимной индуктивности М).

а - схема включения; б - нагрузочный режим; в - режим КЗ

Рисунок 7.37 - Сдвоенный реактор

Рассмотрим работу сдвоенного реактора в нагрузочном режиме (рисунок 7.37,б). В процессе эксплуатации стараются равномерно загрузить обе ветви реактора, тогда I_x = h-1, а сопротивление каждой ветви составит

(7.2)

где k_СВ = M/L - коэффициент связи обмоток реактора (обычно сдвоенные реакторы выполняются с k_СВ = 0,4... 0,6).

Если принять k_СВ = 0,5, то в нагрузочном режиме сопротивление каждой ветви реактора уменьшится по сравнению с аналогичным одинарным реактором и составит

(7.3)

Сдвоенный реактор позволяет уменьшить падение напряжения (снизить потери мощности) в каждой ветви реактора в нагрузочном режиме и сократить габаритные размеры распределительного устройства.

Рассмотрим режим КЗ за одной из ветвей реактора (рисунок 7.37,в).

Величина тока КЗ в этом режиме будет определяться индуктивным сопротивлением той ветви реактора, по которой он протекает, т.е.

(7.4)

В режиме КЗ сдвоенный реактор ограничивает ток КЗ так же, как и одинарный реактор с теми же номинальными параметрами.

В настоящее время выпускают сухие одинарные токоограничи-вающие реакторы внутренней установки типа РТОС, рассчитанные на U_НОМ= 10 кВ, I_НОМ= 1600, 2500, 4000 А.

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 1623; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!