Средства ограничения токов короткого замыкания и выбор токоограничивающих реакторов (LR)
При близко расположенных мощных источниках токи кз на стороне 6 – 10 кВ (иногда и на стороне 35 кВ) энергообъектов могут быть очень большими, не позволяющими произвести оптимальный выбор аппаратов и токоведущих частей. В этом случае применяют мероприятия по ограничению токов кз. Различают схемные мероприятия и аппаратные. Первые заключаются в том, что в нормальном нагрузочном режиме некоторые выключатели держат в отключенном состоянии. При этом условия питания нагрузки не ухудшаются, а сопротивление протеканию тока кз на стороне 6 – 10 кВ увеличивается. Примером этого может служить отключенное состояние секционного выключателя на низкой стороне подстанций (Рис. 15.2) (Отключенное состояние выключателя подчеркнуто его черным цветом) Второе мероприятие заключается в применении специальных устройств увеличивающих сопротивление протеканию тока кз. Наиболее простыми и чаще всего применяемыми устройствами являются токоограничивающие реакторы. Следует отметить, что на практике могут одновременно применяться оба мероприятия по ограничению тока кз: схемное и аппаратное. Ниже в таблице приводится набор параметров, которыми характеризуются токоограничивающие реакторы
Чаще всего токоограничивающие реакторы применяют в схемах генераторных распределительных устройств ТЭЦ (ГРУ ТЭЦ) и на низкой стороне подстанций. Возможные схемы включения реакторов на ТЭЦ показаны на рис.15.1 (на рис. не показаны выключатели в цепях присоединений и секционного реактора). Для мощных и ответственных линий может применяться индивидуальное реактирование (реактор LR1 на рис.15.1). Когда через реактор питается группа линий, его называют групповым (LR2 на рис.15.1). Реактор, включаемый между секциями К1 и К2 генераторного распределительного устройства, называют секционным реактором (LRК на рис.15.1).
Рис. 15.1 Возможное расположение токоограничивающих реакторов LR в схеме ГРУ ТЭЦ
В нормальном режиме работы станции через секционные реакторы проходят небольшие токи и потери напряжения в них малы. Секционные реакторы ограничивают ток КЗ в зоне сборных шин, присоединений генераторов, трансформаторов. Сопротивление 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 для секционных реакторов: Iр.ном≥(0,6 – 0,7)Iг.ном ; xр=0,2 – 0,35 Ом, где Iг.ном – номинальный ток генератора, подключенного к секции ГРУ Задав сопротивление реактора, рассчитывают ток КЗ на шинах установки. Если ток окажется больше ожидаемого, следует изменить сопротивление реактора и повторить расчет. Линейные реакторы, включенные последовательно в цепь отходящей линии, 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 электрической энергии, и по условиям самозапуска электродвигательной нагрузки Uост должно составлять не менее (65 - 70) % Uном. Для ограничения тока КЗ целесообразно иметь возможно большее индуктивное сопротивление реактора. Однако значение хр должно быть ограничено допустимым значением потери напряжения в реакторе при нормальном режиме работы установки (1,5—2% номинального). На рис.15.2 показано включение токоограничивающих реакторов в схеме подстанции. На подстанциях обычно применяют групповое реактирование, как это и показано на рис.15.2. Это уменьшает затраты, связанные с установкой реактора, однако в этом случае уменьшается и токоограничивающее действие реактора с большим номинальным током при заданном значении потери напряжения.
Рис. 15.2 Возможное расположение токоограничивающих реакторов LR на стороне низкого напряжения подстанции. Секционный выключатель отключен .
Рассмотрим порядок выбора линейных реакторов. Реакторы выбирают по номинальному напряжению и номинальному току: Uуст≤Uр.ном ; Iраб.утяж≤Iр.ном, здесь Iраб.утяж – наибольший ток через реактор в нагрузочном режиме. Индуктивное сопротивление реактора выбирают исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня, определяемого коммутационной способностью выключателей или термической стойкостью кабелей, которые установлены в данной сети. Первоначально известно значение периодической составляющей тока КЗ Iп0, которое с помощью реактора необходимо уменьшить. Результирующее сопротивление цепи КЗ до места присоединения реакторов (точка К1, рис. 15.3) можно определить по выражению . Рис. 15.3 Схема замещения для определения сопротивления реактора.
Начальное значение периодической составляющей тока за реактором (точка К2) должно быть равно току отключения выключателя Iотк: Iп0 К2=Iоткл Сопротивление цепи КЗ до точки К2 за реактором . Разность полученных сопротивлений даст необходимое сопротивление реактора: xр=xрез К2 – xрез К1. Выбирают по каталогу тип реактора с ближайшим большим значением xр и рассчитывают действительное значение периодической составляющей тока КЗ за реактором. Выбранный реактор необходимо проверить на электродинамическую стойкость: iу≤i дин, где iу — ударный ток трехфазного КЗ за реактором. Проверка на термическую стойкость проводится по условию Bk≤ I2 тс tтс где Вк — расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором. Короткое замыкание за реактором можно считать удаленным, и поэтому не учитывать изменение периодической составляющей тока кз во времени Bк=I2п0 К2(tоткл+Tа), при этом в значение tоткл входит время действия релейной защиты отходящих линий, составляющее 1—2 с и время отключения выключателя tВО. Здесь Tа – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока при кз за реакторм. Необходимо также определить потерю напряжения в реакторе в нагрузочном режиме и остаточное напряжение на шинах установки при кз за реактором (в процентах): Δu=√3Iрабxрsinφ100/Uном;≤( 1,5—2)% Uост=√3Iп0 К2xр 100/Uном≥(65 - 70) % и сравнить полученные значения с допустимыми. Если потеря напряжения в реакторе в нагрузочном режиме превосходит 2%, то необходимо применить сдвоенный реактор. Сдвоенные реакторы имеют три вывода. К среднему выводу реактора присоединены источники питания, а потребители подключаются к крайним выводам (рис. 15.4а).
Рис.15.4 Сдвоенный реактор: а – схема включения; б – нагрузочный режим; в – режим КЗ. (L-собственная индуктивность ветви, M-взаимная индуктивность ветвей)
Сдвоенные реакторы характеризуются номинальным напряжением, номинальным током ветви и сопротивлением одной ветви xр=xв=ωL при отсутствии тока в другой. При эксплуатации стремятся к равномерной загрузке ветвей (I1=I2=I). В этом случае, в нормальном режиме работы установки потеря напряжения в ветви реактора с учетом взаимной индукции ветвей определится как: Δu=√3Iрабxр (1-kс)sinφ100/Uном, где где kc = M/L — коэффициент связи ветвей реактора. Обычно коэффициент связи kc близок к 0,5, тогда потеря напряжения в сдвоенном реакторе вдвое меньше по сравнению с обычным реактором. При КЗ за одной из ветвей ток в ней значительно превышает ток в неповрежденной ветви. Влияние взаимной индукции мало, и xр=xв, т. е. сопротивление реактора при КЗ вдвое больше, чем в нормальном режиме.
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2896)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |