Примечание: В числителе – номинальное, в знаменателе – максимальное рабочее напряжение.

Для выключателей 110 кВ и выше условная граничная линия ПВА определяется параметрами U1, UC, t1, t2. Причем

Ua=Ka×U1, где Кпг..=1,3; Ка принимает значения, что и для выключателей до 35 кВ включительно.

Рис. «Нормированная кривая ПВН для выключателей 110 кВ.»

Линия запаздывания, параллельная граничной линии определяется параметрами U’ = 0.5 U1 и ta. Параметры t1, t2, ta нормированы в зависимости от номинального тока отключения выключателей и отключаемого тока (100, 60, 30%). Так, например, ta100=2 мкс, , ta60=4 мкс, , ta30=8 мкс. Допустимая скорость СВН является дополнительным параметром и определяется отношением: UH=U1/t1.

Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей, выключателей нагрузки

Разъединители предназначены для отключения и выключения цепей без тока и для создания видимого разрыва цепи в воздухе В электроустановках небольшой мощности разрешается отключать разъединители ненагруженные трансформаторы, включать и отключать нагрузочный ток линии до 15 кА при напряжении 10 кВ и ниже, отключать (в определенных пределах) зарядный ток ВЛ и КЛ и ток КЗ на землю. При этом полагается 3х полюсный разъединитель.

По конструкции различают рубящие, поворотные, качающиеся, катящиеся разъединители. Важным элементом электроустановки ВН является заземляющие разъединители. При напряжении до 500 кВ – заземляющие разъединители монтируются на общей раме с основным разъединителем и блокируется с ним механически.

Блокировка разрешает включение заземляющего разъединителя только при отключенном основном и наоборот. Разъединители могут выполняться с одним или 2я заземляющими ножами (число заземляющих ножей обозначается цифрой 1 или 2 после первой черточки: РНДЗ-1-200У/2000 или РЛНД-2-220/1000). В эл. установках со сборными шинами в качестве линейных – с двумя заземляющими ножами. При напряжении 750 кВ и выше целесообразна раздельная установка основного и заземляющего разъединителя. Специального типа разъединители – короткозамыкатели и отделители, применяемые на подстанциях, выполненных по упрощенной схеме.

Короткозамыкатели создают искусственное ККЗ на стороне ВН трансформатора п/станции с целью повышения чувствительности РЗА линии.

Отделители предназначены для автоматического отделения поврежденного участка цепи в бестоковую паузу АПВ. Отделители допускается отключать те же токи, что и разъединителю.

Воздушные короткозамыкатели и отделители выпускаются на напряжение 35…220 кВ. Серьезным недостатком их является относительно большое время действия и затрудненность действия в условиях низких температур и гололеда. Разработаны конструкции элегазовых отделителей и короткозамыкателей.

Выключатели нагрузки используются для отключения рабочего тока цепи. Для отключения токов КЗ выключатели нагрузки не предназначены, но включающая их способность должна быть достаточной для включения их на не устраненное КЗ.

В ряде случаев к выключателям нагрузки не напряжение 6…10 кВ пристраивают кварцевые предохранители типа ВСНГ для цепей генераторов мощных блоков, допускающая синхронизацию. На напряжение 110 и 220 кВ в схема подстанций для автоматического секционирования сети разрабатываются выключатели нагрузки, вакуумные или элегазовые, на одно, два и три направления. Разъединители, отделители и выключатели нагрузки выбираются по номинальному напряжение (UНОМ), номинальному длительному току IНОМ, а в режиме КЗ проверяют термическую и электродинамическую стойкость.

Для короткозамыкателей выбор по номинальному току не требуется.

Выключатели нагрузки проверяют дополнительно по току отключения:

IРАБ.УТЖIОТКЛ.

Расчетные величины для выбора перечисленных аппаратов те же, что и для выключателей. Для правильного выбора аппаратов необходимо учитывать их перегрузочную способность и температуру окружающей среды. Нормированная температура окружающей среды для аппаратов + 350С, но лн более + 600С и при условии снижения нагрузки, характеризуемого следующими коэффициентами:

При температуре ниже + 350С, допустимый ток может быть увеличен на 20%:

Условия выбора аппаратов сводятся в таблицу.

Выбор токоограничивающих реакторов

Служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках, что позволяет применять более легкие и дешевые выключатели и уменьшать площади сечения кабелей, а следовательно удешевлять РУ и распределительные сети.

Основная область применения реакторов – электрические сети напряжением 6…10 кВ. Иногда токоограничивающие реакторы используют в электроустановках напряжением 35 кВ, а также при напряжении ниже 1000 В.

Для ограничения тока КЗ в РУ применяют секционные и линейные реакторы. В нормальном режиме подстанции через секционные реакторы проходят небольшие токи и потери напряжения в них малы. При нарушении нормального режима работы, например отключении трансформатора, ВЛ через реактор проходят значительные рабочие токи и потери напряжения в них достигают 4…6% UНОМ.

Секционные реакторы ограничивают ток КЗ в зоне сборных шин, присоединения генераторов, трансформаторов и сопротивления реакторов должно быть достаточным для того, чтобы ограничивать ток КЗ до значений соответствующих параметрам намечаемых к установке выключателей. Номинальный ток секционного реактора должен соответствовать мощности, передаваемой от секции к секции при нарушении нормального режима.

Обычно принимают

IР.НОМ.³(0,6…0,7)IR.НОМ.;

ХР = 0,2…0,35 Ом.

Задав сопротивление реактора, рассчитывают ток КЗ на шинах установки. Если ток остается больше ожидаемого, следует изменить сопротивление реактора и повторить расчет.

Линейные реакторы включают последовательно в цепь отходящей линии, они хорошо ограничивают ток КЗ в распределительной сети и поддерживают остаточное напряжение UОСТ. на шинах установки при КЗ на одной из линий. Последнее благоприятно сказывается на потребителях электроэнергии, и по условиям самозапуска электродвигателей нагрузки UОСТ. должно составлять не менее (60…70)% от UН.

Для ограничения тока КЗ целесообразно иметь, возможно, большее индуктивное сопротивление реактора. Однако значение ХР должно быть ограничено допустимым ограничением потери напряжения в реакторе при нормальном режиме работы установки (1,5…2% номинального).

Основные параметры реакторов следующие:

·          UНОМИНАЛЬНОЕ;

·          IНОМИНЛЬНЫЙ;

·          ХР – индуктивное сопротивление;

·          ImДИН – ток динамической стойкости, (амплитудное значение).

·          IТ – ток термической стойкости;

·          tТ – допустимое время действия тока термической стойкости.

При большом числе линий применяют групповые реакторы, то есть один реактор на несколько линий. Затраты, связанные с установкой реактора, в этом случае уменьшаются, однако и уменьшаются токоограничивающие свойства реактора с большим номинальным током при заданном значении потери напряжения. Сдвоенные реакторы лишены недостатков групповых реакторов. К среднему выводу реактора присоединены источники питания, а потребители подключаются к крайним выводам. Сдвоенные реакторы характеризуются номинальным напряжением, номинальным током ветви и сопротивлением одной ветви ХР= ХВ=wL при отсутствии тока в другой. При эксплуатации стремится к равномерной загрузке ветвей (I1=I2=I)/

В нормальном режиме работы установки потеря напряжения в ветви реактора с учетом взаимной индукции ветвей определится как:

,

где RC=M/L – коэффициент ветвей реактора. Если ХВ=wL, то индуктивное сопротивления ветви с учетом взаимной индукции

Обычно коэффициент связи RC близок к 0,5, тогда Х’B=0,5ХВ, то есть потеря напряжения в сдвоенном реакторе вдвое меньше по сравнению с обычным реактором. При КЗ одной из ветвей, ток в ней значительно превышает ток в неповрежденной ветви. Влияние взаимной индукции мало, и ХР=ХВ, то есть сопротивление реактора при КЗ вдвое больше, чем в нормальном режиме. Рассмотрим порядок выбора линейных реакторов. Реакторы выбираются по номинальному напряжению и номинальному току:

Индуктивное сопротивление реактора выбирается исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня, определяемого коммутационной способностью выключателей, которые устанавливаются в данной сети.

Например, на линиях часто устанавливаются выключатели ВМ-10К с током отключения IОТК=20 кА.

Первоначально известно значение периодической составляющей тока КЗ IП0, которое с помощью реактора необходимо уменьшить. Результирующее сопротивление цепи КЗ до места присоединения реакторов можно определить по выражению.

Начальное значение периодической составляющей тока за реактором должно быть равно току отключения выключатели: IП0К2=IОТКЛ

Сопротивление цепи КЗ до точки К2 за реактором:

Рис. 8.6 Схема замещения для определения сопротивления реактора.

Разность полученных сопротивлений дает необходимое сопротивление реактора:

ХР=ХРЕЗ К2-ХРЕЗК1.

По каталогу выбирают тип реактора с ближайшим большим значение ХР и рассчитывают действительное значение периодической составляющей тока КЗ за реактором. Выбранный реактор необходимо проверить на электродинамическую стойкость:

iУ£ IMДИН,

где iУ – ударный ток 3х фазного КЗ за реактором:

Проверка на термическую стойкость проводится по условию:

где ВК – расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.

КЗ за реактором можно считать удаленным, поэтому

При этом в значение tОТКЛ входит время действия РЗА отходящих линий, составляющее 1…2 секунды.

Необходимо также определить потерю напряжения в реакторе и остаточное напряжение на шинах установки (в %):

И сравнить полученные значения с допустимыми.

Выбор трансформаторов тока

Измерительные ТТ предназначены для уменьшения первичных токов до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики.

ТТ характеризуются номинальным первичным током I1НОМ (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 до 40000 А) и номинальным вторичным током I2НОМ, который принят равным 5 или 1 А.

Отношение I1НОМ к I2НОМ – представляет собой коэффициент трансформации К= I1НОМ/ I2НОМ.

ТТ характеризуются токовой погрешностью  и угловой погрешностью в минутах.

В зависимости от токовой погрешности измерительные ТТ разбиты на 5 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности ТТ при I1 равном 1…1,2 номинального. Для лабораторных измерений класс точности –0,2; для подсоединения электросчетчиков класс 0,5; для подсоединения щитовых измерительных приборов класс точности – 1…3.

Нагрузка ТТ – это полное сопротивление внешней цепи Z2 выраженное в Омах. Сопротивления r2 и x2 представляют собой сопротивление приборов, проводов и контактов.

Нагрузка ТТ может также характеризовать полная (кажущаяся мощность)

.

Под номинальной нагрузкой ТТ Z2НОМ понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для ТТ данного класса точности. Значение Z2НОМ дается в каталогах.

Электродинамическая прочность ТТ характеризует номинальный током динамической стойкости IМ ДИН или отношением

.

Термическая стойкость определяется номинальным током термической стойкости IT или отношением RT=IT/I1НОМ и допустимым временем действия тока термической стойкости tT.

По конструкции ТТ различают на:

·     катушечные;

·     одновитковые (типа ТПОЛ);

·     многовитковые (с литой изоляцией) типа ТПЛ и ТЛМ.

ТТ типа ТЛМ предназначены для КРУ и конструктивно совмещены с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки. Для больших токов применяют ТТ типа ТШЛ и ТПШЛ, у которых роль обмотки – первичный выполняет шина. Электродинамическая стойкость таких ТТ определяется стойкостью шины. Для ОРУ выпускаются ТТ типа ТФН, в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией и каскадного типа – ТРН. Для РЗА имеются специальные конструкции. На выводах масляных баков выключателей и силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и выше устанавливаются встроенные ТТ.

Таблица 7. «Условия выбора ТТ»

Подробнее остановимся на расчете нагрузки Z2. Индуктивное сопротивление токовых цепей невелик, поэтому Z2»r2.

Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

r2=rПРИБ + rКОНТТ+ rПРОВ.

Сопротивление приборов

где SПРИБ. – мощность, потребляемая приборами.

Для подсчета SПРИБ рекомендуется табличная форма 8.

Таблица 8. «Расчет SПРИБ В×А»

ТТ установлены во всех цепях (цепи генераторов, трансформаторов, линий и пр.). Необходимо учесть схемы включения и распределения приборов по комплектам или сердечника ТТ [23,40].

Сопротивление контактов rК принимают равным 0,05 Ом при 2х-3х и 0,1 Ом - при большем числе приборов. Зная Z2НОМ, определяем допустимое сопротивление

rПР = Z2НОМ – rПРИБ –rКОНТ

и площадь сечения проводов; lРАСЧ.- расчетная длина, зависящая от схемы соединения ТТ и расстояния l от ТТ до приборов: при включении в неполную звезду при включении в звезду при включении в одну фазу

Для разных присоединений принимаются следующие длины соединительных проводов (м).

Для подстанций указанные длины снижаются на 15…20%.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6