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:

  1. механические и термические повреждения электрооборудова­ния;

  2. возгорания в электроустановках;

  3. 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:

  1. аппараты и проводники, защищенные плавкими предохраните­лями с вставками на номинальный ток до 60 А, - по электро­динамической стойкости;

  2. 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;

  3. 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;

  1. 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;

  2. 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;

  3. провода ВЛ;

  4. 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:

    1. для определения электродинамической стойкости аппаратов и жестких шин с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями — трехфазное КЗ;

    2. 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);

    3. 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:

      1. все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно с номинальной нагрузкой;

      2. все синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства форсировки возбуждения;

      3. короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ будет иметь наибольшее значение;

      4. электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе;

      5. расчетное напряжение каждой ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети;

      6. 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).