Файл: Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 44
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
При малой удаленности и достаточной длительности короткого замыкания возможно выпадение из синхронизма параллельно работающих станций, т.е. нарушение нормальной работы всей электрической системы, что является самым опасным последствием короткого замыкания. Возникающие при замыканиях на землю неуравновешенные системы токов способны создать магнитные потоки, достаточные для наведения в соседних цепях (линиях связи, трубопроводах) значительных ЭДС, опасных для обслуживающего персонала и аппаратуры этих цепей. Последствия коротких замыканий:
-
механические и термические повреждения электрооборудования; -
возгорания в электроустановках; -
снижение уровня напряжения в сети, ведущее к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности или даже к их опрокидыванию;
4) выпадение из синхронизма отдельных генераторов, электростанций и частей электрической системы и возникновение аварий, включая системные аварии.
ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПО УСЛОВИЯМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Проверка электрических аппаратов на действие токов КЗ.
На действие токов КЗ проверяются следующие токоведущие части и аппараты:
-
в электроустановках напряжением выше 1 кВ:
а) электрические аппараты, токопроводы, кабели и другие проводники, а также опорные и несущие конструкции для них;
б) воздушные линии электропередачи при ударном токе КЗ 50 кА и более для предупреждения схлестывания проводов при динамическом действии токов КЗ. Кроме того, для линий с расщепленными проводами должны быть проверены расстояния между распорками расщепленных проводов для предупреждения повреждения распорок и проводов при схлестывании. Провода ВЛ, оборудованные устройствами быстродействующего автоматического повторного включения, следует проверять и на термическую стойкость;
-
в электроустановках напряжением до 1 кВ — только распределительные щиты, токопроводы и силовые шкафы. Трансформаторы тока по режиму КЗ не проверяются.
Аппараты, которые предназначены для отключения токов КЗ или могут по условиям своей работы включать короткозамкнутую цепь, должны также обладать способностью производить эти операции при всех возможных токах КЗ.
Стойкими при токах КЗ являются те аппараты и проводники, которые при расчетных условиях выдерживают воздействия этих токов, не подвергаясь электрическим, механическим и иным разрушениям или деформациям, препятствующим их дальнейшей нормальной эксплуатации.
По режиму КЗ при напряжении выше 1 кВ не проверяются:
-
аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями с вставками на номинальный ток до 60 А, - по электродинамической стойкости; -
аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями независимо от их номинального тока и типа, - по термической стойкости. Цепь считается защищенной плавким предохранителем, если его отключающая способность выбрана в соответствии с требованиями настоящих Правил и он способен отключить наименьший возможный аварийный ток в данной цепи; -
проводники в цепях к индивидуальным электроприемникам, в том числе к цеховым трансформаторам общей мощностью до 2,5 мВ ■ А и с высшим напряжением до 20 кВ, если соблюдены одновременно следующие условия:
а) в электрической или технологической части предусмотрена необходимая степень резервирования, выполненного так, что отключение указанных электроприемников не вызывает расстройства технологического процесса;
б) повреждение проводника при КЗ не может вызвать взрыва или пожара;
в) возможна замена проводника без значительных затруднений;
-
проводники к индивидуальным электроприемникам, а также к отдельным небольшим распределительным пунктам, если такие электроприемники и распределительные пункты являются неответственными по своему назначению и если для них выполнено хотя бы только условие; -
трансформаторы тока в цепях до 20 кВ, питающих трансформаторы или реактированные линии, в случаях, когда выбор трансформаторов тока по условиям КЗ требует такого завышения коэффициентов трансформации, при котором не может быть обеспечен необходимый класс точности присоединенных измерительных приборов (например, расчетных счетчиков); при этом на стороне высшего напряжения в цепях силовых трансформаторов рекомендуется избегать применения трансформаторов тока, не стойких к току КЗ, а приборы учета рекомендуется присоединять к трансформаторам тока на стороне низшего напряжения; -
провода ВЛ; -
аппараты и шины цепей трансформаторов напряжения при расположении их в отдельной камере или за добавочным резистором, встроенным в предохранитель или установленным отдельно.
Расчетная схема должна учитывать перспективу развития внешних сетей и генерирующих источников, с которыми электрически связывается рассматриваемая установка, не менее чем на пять лет от запланированного срока ввода ее в эксплуатацию. При этом допустимо вести расчет токов КЗ приближенно для начального момента КЗ.
В качестве расчетного вида КЗ следует принимать:
-
для определения электродинамической стойкости аппаратов и жестких шин с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями — трехфазное КЗ; -
для определения термической стойкости аппаратов и проводников — трехфазное КЗ; на генераторном напряжении электростанций — трехфазное или двухфазное (в зависимости от того, какое из них приводит к большему нагреву); -
для выбора аппаратов по коммутационной способности — по большему из значений, получаемых для случаев трехфазного и однофазного КЗ на землю (в сетях с большими токами замыкания на землю); если выключатель характеризуется двумя значениями коммутационной способности (трехфазной и однофазной), то соответственно по обоим значениям. Расчетный ток КЗ следует определять исходя из условия повреждения в такой точке рассматриваемой цепи, в которой при КЗ аппараты и проводники этой цепи находятся в наиболее тяжелых условиях. Со случаями одновременного замыкания на землю различных фаз в двух разных точках схемы допустимо не считаться.
На реактированных линиях в закрытых распределительных устройствах проводники и аппараты, расположенные до реактора и отделенные от питающих сборных шин (на ответвлениях от линий — от элементов основной цепи) разделяющими полками, перекрытиями, набираются по току КЗ за реактором, если последний расположен в том же здании и соединение выполнено шинами. Шинные ответвления от сборных шин до разделяющих полок и проходные изоляторы в последних должны быть выбраны исходя из КЗ до реактора.
При расчете термической стойкости в качестве расчетного времени следует принимать сумму времен, получаемую от сложения времени действия основной защиты (с учетом действия АПВ), установленной у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени отключения этого выключателя (включая время горения дуги).
При наличии зоны нечувствительности у основной защиты (по току, напряжению, сопротивлению и т.п.) термическую стойкость необходимо дополнительно проверять исходя из времени действия защиты, реагирующей на повреждение в этой зоне, плюс полное время отключения выключателя. При этом в качестве расчетного
тока КЗ следует принимать то его значение, которое соответствует этому месту повреждения.
Аппаратура и токопроводы, применяемые в цепях генераторов мощностью 60 мВт и более, а также в цепях блоков генератор — трансформатор такой же мощности, должны проверяться по термической стойкости исходя из времени прохождения тока КЗ 4 с.
В электроустановках напряжением до 1 кВ и выше при определении токов КЗ при выборе аппаратов и проводников и определения воздействия на несущие конструкции следует учитывать следующее:
-
все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно с номинальной нагрузкой; -
все синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства форсировки возбуждения; -
короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ будет иметь наибольшее значение; -
электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе; -
расчетное напряжение каждой ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети; -
влияние на токи КЗ присоединенных к данной сети синхронных компенсаторов, синхронных и асинхронных электродвигателей. Влияние асинхронных электродвигателей на токи КЗ не учитывается при мощности электродвигателей до 100 кВт в единице, если электродвигатели отделены от места КЗ одной ступенью трансформации, а также при любой мощности, если они отделены от места КЗ двумя или более ступенями трансформации либо если ток от них может поступать к месту КЗ только через те элементы, через которые проходит основной ток КЗ от сети и которые имеют существенное сопротивление (линии, трансформаторы и т.п.).
В электроустановках напряжением выше 1 кВ в качестве расчетных сопротивлений следует принимать индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий, а также токопроводов. Активное сопротивление следует учитывать только для ВЛ с проводами малых сечений и стальными проводами, а также для протяженных кабельных сетей малых сечений с большим активным сопротивлением.
В электроустановках напряжением до 1 кВ в качестве расчетных сопротивлений следует принимать индуктивные и активные сопротивления всех элементов цепи, включая активные сопротивления переходных контактов цепи. Допустимо пренебречь сопротивлениями одного вида (активными или индуктивными), если при этом полное сопротивление цепи уменьшается не более чем на 10 %.
В случае питания электрических сетей до 1 кВ от понижающих трансформаторов при расчете токов КЗ следует исходить из условия, что подведенное к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.
Элементы цепи, защищенной плавким предохранителем с то- коограничивающим действием, следует проверять на электродинамическую стойкость по наибольшему мгновенному значению тока КЗ, пропускаемого предохранителем.
Назначение и область применения токоограничивающих реакторов. Реакторы с естественным или принудительным воздушным охлаждением предназначены для ограничения токов короткого замыкания в электрических сетях .и сохранения определенного уровня напряжения в электроустановках в случае короткого замыкания в энергосистемах с частотой 50 и 60 Гц в условиях умеренно холодного климата и в условиях сухого и влажного тропического климата для внутренней и наружной установки.
Реакторы применяются в схемах электрических станций и подстанций с электрическими параметрами в соответствии с паспортными данными.
Применение реакторов дает возможность ограничить номинальный ток отключения линейных выключателей и обеспечить термическую стойкость отходящих кабелей. Благодаря реактору все неповрежденные линии находятся под напряжением, близким к номинальному (реактор поддерживает напряжение на сборных шинах), что повышает надежность работы электроустановок и облегчает условия работы электрооборудования.
Реакторы предназначены для работы на открытом воздухе (климатическое исполнение — УХА, Т; категория размещения — 1 по ГОСТ 15150 — 69) и в закрытых помещениях с естественной вентиляцией (климатическое исполнение — УХЛ, Т; категория размещения — 2, 3 по ГОСТ 15150—69).