Файл: Условные обозначения и основные термины. Виды схем электроснабжения по назначению Электроустановка.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 266
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
RПК= 1,03 = 3,0 мОм.
Число болтовых контактных соединенийn=8 (определяются подсчетом по схеме); (они обозначены цифрами на рисунке 5.2); их активное сопротивление будет равно: RНК=0,18 = 0,8 мОм
Суммарное сопротивление всех контактов будет:
RК = RПК+ RНК = 3,0+0,8 = 3,8 мОм;
3.3. Определяем активное и индуктивное сопротивления кабельной линии:
КЛ1: RКЛ1 = 0,20850 = 10,4 мОм; ХКЛ1 = 0,06350 = 3,15 мОм;
3.4. Активное и индуктивные сопротивление катушек включения автоматических выключателей QF1, QF2 и QF3 принимаем по исходным данным:
RКВ1 = 0,25 мОм; RКВ2 = 0,65 мОм; RКВ3=2,15 мОм;
ХКВ1 = 0,1 мОм; ХКВ2 = 0,17 мОм; ХКВ3=1.2 мОм.
4. Определяем суммарные активное и индуктивное сопротивления относительно точки КЗ (точка K1):
R1 =RТ + RШ +RКЛ1 + RКВ1 + RКВ2 + RКВ3 + RК = 1,79 + 0,45 + 10,4 + 0,25 + 0,65 ++ 2,15 + 3,8 = 21,64мОм;
Х1 = ХС + ХТ +ХШ + ХКЛ1 + ХКВ1 + ХКВ2 + ХКВ3 = 1,019+12,67 +0,21 + 3,15 + 0,1 + 0,17 + 1,2 = 17,579 мОм.
Определяем суммарные полное сопротивление относительно точки КЗ по формуле (5.6):
5. Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом КЗ (без учета сопротивления дуги) определяем по формуле (5.4)
кА.
6. Найдем среднее, наиболее вероятное начальное значение периодической составляющей тока дугового КЗ с учетом сопротивления дуги. Среднее значение активного сопротивление дуги в начальный момент КЗ, определяется по формуле (5.10):
где коэффициент Kс в соответствии с формулой (5.11) равен
.
Среднее (вероятное) начальное значение тока дугового КЗ по формуле (5.4) составит:
кА.
Учет активного сопротивления дуги привел к снижению расчетного тока КЗ с 8,29 кА до 6,16 кА или на 25,7%. То есть учет сопротивления дуги существенно повлиял на величину тока КЗ. Поэтому для определения то КЗ в минимальных режимах целесообразно учитывать сопротивление дуги.
43 Способы ограничения токов КЗ.
Значение тока КЗ зависит от внутреннего сопротивления источника и мощности трансформаторов на ГПП.
Ограничение токов КЗ в сети 6(10) кВ ГПП применяется в первую очередь для снижения токов КЗ до номинального тока отключения коммутационных аппаратов, либо для снижения токов КЗ до допустимого значения по условиям термической стойкости кабельных линий.
При КЗ в сети 6(10) кВ ток КЗ определяется суммой двух составляющих: тока КЗ от питающей энергосистемы и тока подпитки от высоковольтных электродвигателей. Поэтому необходимо ограничивать КЗ как от источника питания, так и от электродвигателей.
В общем случае ограничение тока короткого замыкания достигается увеличением сопротивления цепи короткого замыкания либо путем раздельной работы источников питания, трансформаторов и линий электропередачи.
Для ограничения токов КЗ применяются:
Рассмотрим перечисленные способы ограничения токов КЗ.
Секционирование шин РУ-6(10) кВ на две секции шин.
На рисунке 6.19 приведены две схемы РУ-6 кВ: с двумя (рисунок 6.19, а) и одной (рисунок 6.19, б) секциями шин. Мощности трансформаторов выбираются по нагрузке в нормальном режиме работы с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме. Так как, в нормальном режиме секционный выключатель СВ отключен, то мощность нагрузки трансформатора будет меньше суммарной нагрузки обеих секций. Поэтому секционирование системы шин на две секции при раздельной работе секций позволяет устанавливать трансформаторы меньшей мощности и выбирать воздушные линии 350110 кВ от энергосистемы до ГПП меньшего сечения, чем при параллельной работе секций.
Это увеличивает сопротивление трансформатора и воздушной линии и, следовательно, снижает ток КЗ от системы при раздельной работе трансформаторов.
Рисунок 6.19 – Ограничение токов КЗ секционированием системы шин на две секции
Согласно ПУЭ, секционирование шин РУ-6(10) кВ на две секции является обязательным для всех понизительных подстанций и распределительных устройств
У схемы по рисунку 6.19, а два недостатка. Первый - при большой мощности трансформаторов Т1 и Т2 при КЗ на шинах 6(10) кВ (точка К1) ток КЗ может превысить допустимые значения. Второй недостаток – в послеаварийном режиме, когда отключен один из вводных выключателей и включен СВ не ограничиваются токи, посылаемые в точку КЗ всеми рабочими электродвигателями 1-й и 2-й секций шин (СШ-1 и СШ-2). Например, при выключенном вводном выключателе В2 и включенном секционном выключателе СВ (рисунок 1, 12, в, г) при КЗ в точках К1 или К3 в месте КЗ будет протекать ток КЗ (токи подпитки) от электродвигателей Д1 и Д2. Ток КЗ от одного электродвигателя примерно равен его пусковому току. При мощности 4000 кВт и напряжении 6 кВ номинальный двигателя ток равен примерно 430 А. При кратности пускового тока 7,0 ток подпитки будет, примерно, 3000 А. При двух электродвигателях ток подпитки будет 6 кА. При мощности электродвигателей 8000 кВт ток подпитки от электродвигателей может достигать 12 кА.
Поэтому при большой мощности трансформаторов Т1 и Т2 либо при большой мощности электродвигателей (4000 кВт и более) могут потребоваться дополнительные мероприятия по ограничению токов КЗ.
44 Ограничение токов КЗ одиночными токоограничивающими реакторами
Применение токоограничивающих реакторов.
Конструкция токоограничивающих реакторов.
Токоограничивающий реактор представляет катушку индуктивности. Выпускаются реакторы без ферромагнитного сердечника и с ферромагнитным сердечником. Промышленностью выпускаются бетонные и масляные реакторы.
Для придания жесткости каркас катушки бетонного реактора заливают бетоном, и поэтому реактор называют бетонным. Маркируют РБ – реактор бетонный. Основной параметр реактора – это его индуктивное сопротивление ХР. в каталогах указывается обычно в Омах. Индуктивное сопротивление реактора увеличивает суммарное сопротивление электрической сети между энергосистемой и точкой КЗ, вследствие чего ток КЗ снижается.
Бетонные реакторы. Многожильный провод 1 с помощью шаблона наматывается на каркас в виде катушки. После этого в специальные формы заливается бетон. Застывая, бетон образует вертикальные бетонные стойки-колонны 2, которые скрепляют между собой отдельные витки.
Рисунок 6.20 – Конструкция бетонного реактора
Катушки бетонных реакторов изолируют от земли при помощи опорных изоляторов 3. Трёхфазный комплект реактора состоит из катушек, устанавливаемых в горизонтальной плоскости рядом (хорошее охлаждение витков) или в вертикальной плоскости одна над другой, при этом ухудшаются условия охлаждения витков катушек, особенно верхней. При вертикальной установке катушки реактора изолируют друг от друга при помощи опорных изоляторов 4.
В качестве обмоточного материала используется многожильный медный или алюминиевый кабель большого сечения. Кабель покрывается
несколькими слоями кабельной бумаги. Поверх бумаги делается хлопчатобумажная оплётка.
Помещения, в которых устанавливают реакторы, должны хорошо вентилироваться, и наивысшая температура в них не должна превышать +35°С. Реакторы охлаждаются, как правило, за счет естественной вентиляции. Ввиду выделения большой мощности в реакторе распределительное устройство должно предусматривать специальные каналы для охлаждения воздуха, особенно при больших номинальных токах.
Маркировка. Например, реактор для внутренней установки РБУ 10-630-0,56УЗ - Р -реактор, Б - бетонный, У - ступенчатая установка фаз, на номинальное напряжение 10 кВ, длительно допустимый ток при естественном охлаждении 630 А, номинальное индуктивное сопротивление 0,56 Ом, У - для работы в районах с умеренным климатом, 3 - для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.
Основные недостатки бетонных реакторов - большой вес и значительные габариты. Например, высота трехфазного комплекта реактора горизонтальной установки на напряжение 10 кВ составляет 1040 мм, а вертикальной - 3600 мм. Этот же комплект весит 3 х 723 кГ.
При напряжениях более 35 кВ и при установке реакторов на открытой части подстанций применяются масляные реакто
ры. Схема такого реактора приведена на рисунке 6.21.
Рисунок 6.21 - Масляный реактор
Обмотка реактора 2 погружается в стальной бак с трансформаторным маслом. Применение масла позволяет уменьшить расстояние между обмоткой и заземленными частями и улучшить охлаждение обмотки за счет конвекции масла. Все это дает возможность уменьшить массу и габаритные размеры.
Отечественные заводы выпускают масляные реакторы с электромагнитными экранами для наружной установки, например, РТМТ-35-200-6: Р - реактор, Т - трехфазный, М - охлаждение естественной циркуляцией воздуха и масла, Т - токоограничивающий, на номинальное напряжение 35 кВ, номинальный ток 200 А, индуктивное сопротивление 6%. Сопротивление в Омах:
Масляные реакторы значительно дороже сухих реакторов, но зато по сравнению с последними они обладают рядом преимуществ. Они надежно защищены от попадания в обмотку пыли, влаги и всякого рода
посторонних предметов, и, кроме того, их можно устанавливать в открытых установках.
Число болтовых контактных соединенийn=8 (определяются подсчетом по схеме); (они обозначены цифрами на рисунке 5.2); их активное сопротивление будет равно: RНК=0,18 = 0,8 мОм
Суммарное сопротивление всех контактов будет:
RК = RПК+ RНК = 3,0+0,8 = 3,8 мОм;
3.3. Определяем активное и индуктивное сопротивления кабельной линии:
КЛ1: RКЛ1 = 0,20850 = 10,4 мОм; ХКЛ1 = 0,06350 = 3,15 мОм;
3.4. Активное и индуктивные сопротивление катушек включения автоматических выключателей QF1, QF2 и QF3 принимаем по исходным данным:
RКВ1 = 0,25 мОм; RКВ2 = 0,65 мОм; RКВ3=2,15 мОм;
ХКВ1 = 0,1 мОм; ХКВ2 = 0,17 мОм; ХКВ3=1.2 мОм.
4. Определяем суммарные активное и индуктивное сопротивления относительно точки КЗ (точка K1):
R1 =RТ + RШ +RКЛ1 + RКВ1 + RКВ2 + RКВ3 + RК = 1,79 + 0,45 + 10,4 + 0,25 + 0,65 ++ 2,15 + 3,8 = 21,64мОм;
Х1 = ХС + ХТ +ХШ + ХКЛ1 + ХКВ1 + ХКВ2 + ХКВ3 = 1,019+12,67 +0,21 + 3,15 + 0,1 + 0,17 + 1,2 = 17,579 мОм.
Определяем суммарные полное сопротивление относительно точки КЗ по формуле (5.6):
5. Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом КЗ (без учета сопротивления дуги) определяем по формуле (5.4)
кА.6. Найдем среднее, наиболее вероятное начальное значение периодической составляющей тока дугового КЗ с учетом сопротивления дуги. Среднее значение активного сопротивление дуги в начальный момент КЗ, определяется по формуле (5.10):
где коэффициент Kс в соответствии с формулой (5.11) равен
.Среднее (вероятное) начальное значение тока дугового КЗ по формуле (5.4) составит:
кА.
Учет активного сопротивления дуги привел к снижению расчетного тока КЗ с 8,29 кА до 6,16 кА или на 25,7%. То есть учет сопротивления дуги существенно повлиял на величину тока КЗ. Поэтому для определения то КЗ в минимальных режимах целесообразно учитывать сопротивление дуги.
43 Способы ограничения токов КЗ.
Значение тока КЗ зависит от внутреннего сопротивления источника и мощности трансформаторов на ГПП.
Ограничение токов КЗ в сети 6(10) кВ ГПП применяется в первую очередь для снижения токов КЗ до номинального тока отключения коммутационных аппаратов, либо для снижения токов КЗ до допустимого значения по условиям термической стойкости кабельных линий.
При КЗ в сети 6(10) кВ ток КЗ определяется суммой двух составляющих: тока КЗ от питающей энергосистемы и тока подпитки от высоковольтных электродвигателей. Поэтому необходимо ограничивать КЗ как от источника питания, так и от электродвигателей.
В общем случае ограничение тока короткого замыкания достигается увеличением сопротивления цепи короткого замыкания либо путем раздельной работы источников питания, трансформаторов и линий электропередачи.
Для ограничения токов КЗ применяются:
-
- секционирование шин РУ-6(10) кВ на две и более секции шин; -
- токоограничивающие реакторы (бетонные, масляные, управляемые); -
- шунтовые реакторы; -
- трансформаторы с расщепленными обмотками; -
- резонансные ограничители тока КЗ; -
- быстродействующие предохранители.
Рассмотрим перечисленные способы ограничения токов КЗ.
Секционирование шин РУ-6(10) кВ на две секции шин.
На рисунке 6.19 приведены две схемы РУ-6 кВ: с двумя (рисунок 6.19, а) и одной (рисунок 6.19, б) секциями шин. Мощности трансформаторов выбираются по нагрузке в нормальном режиме работы с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме. Так как, в нормальном режиме секционный выключатель СВ отключен, то мощность нагрузки трансформатора будет меньше суммарной нагрузки обеих секций. Поэтому секционирование системы шин на две секции при раздельной работе секций позволяет устанавливать трансформаторы меньшей мощности и выбирать воздушные линии 350110 кВ от энергосистемы до ГПП меньшего сечения, чем при параллельной работе секций.
Это увеличивает сопротивление трансформатора и воздушной линии и, следовательно, снижает ток КЗ от системы при раздельной работе трансформаторов.
Рисунок 6.19 – Ограничение токов КЗ секционированием системы шин на две секции
Согласно ПУЭ, секционирование шин РУ-6(10) кВ на две секции является обязательным для всех понизительных подстанций и распределительных устройств
У схемы по рисунку 6.19, а два недостатка. Первый - при большой мощности трансформаторов Т1 и Т2 при КЗ на шинах 6(10) кВ (точка К1) ток КЗ может превысить допустимые значения. Второй недостаток – в послеаварийном режиме, когда отключен один из вводных выключателей и включен СВ не ограничиваются токи, посылаемые в точку КЗ всеми рабочими электродвигателями 1-й и 2-й секций шин (СШ-1 и СШ-2). Например, при выключенном вводном выключателе В2 и включенном секционном выключателе СВ (рисунок 1, 12, в, г) при КЗ в точках К1 или К3 в месте КЗ будет протекать ток КЗ (токи подпитки) от электродвигателей Д1 и Д2. Ток КЗ от одного электродвигателя примерно равен его пусковому току. При мощности 4000 кВт и напряжении 6 кВ номинальный двигателя ток равен примерно 430 А. При кратности пускового тока 7,0 ток подпитки будет, примерно, 3000 А. При двух электродвигателях ток подпитки будет 6 кА. При мощности электродвигателей 8000 кВт ток подпитки от электродвигателей может достигать 12 кА.
Поэтому при большой мощности трансформаторов Т1 и Т2 либо при большой мощности электродвигателей (4000 кВт и более) могут потребоваться дополнительные мероприятия по ограничению токов КЗ.
44 Ограничение токов КЗ одиночными токоограничивающими реакторами
Применение токоограничивающих реакторов.
Конструкция токоограничивающих реакторов.
Токоограничивающий реактор представляет катушку индуктивности. Выпускаются реакторы без ферромагнитного сердечника и с ферромагнитным сердечником. Промышленностью выпускаются бетонные и масляные реакторы.
Для придания жесткости каркас катушки бетонного реактора заливают бетоном, и поэтому реактор называют бетонным. Маркируют РБ – реактор бетонный. Основной параметр реактора – это его индуктивное сопротивление ХР. в каталогах указывается обычно в Омах. Индуктивное сопротивление реактора увеличивает суммарное сопротивление электрической сети между энергосистемой и точкой КЗ, вследствие чего ток КЗ снижается.
Бетонные реакторы. Многожильный провод 1 с помощью шаблона наматывается на каркас в виде катушки. После этого в специальные формы заливается бетон. Застывая, бетон образует вертикальные бетонные стойки-колонны 2, которые скрепляют между собой отдельные витки.
Рисунок 6.20 – Конструкция бетонного реактора
Катушки бетонных реакторов изолируют от земли при помощи опорных изоляторов 3. Трёхфазный комплект реактора состоит из катушек, устанавливаемых в горизонтальной плоскости рядом (хорошее охлаждение витков) или в вертикальной плоскости одна над другой, при этом ухудшаются условия охлаждения витков катушек, особенно верхней. При вертикальной установке катушки реактора изолируют друг от друга при помощи опорных изоляторов 4.
В качестве обмоточного материала используется многожильный медный или алюминиевый кабель большого сечения. Кабель покрывается
несколькими слоями кабельной бумаги. Поверх бумаги делается хлопчатобумажная оплётка.
Помещения, в которых устанавливают реакторы, должны хорошо вентилироваться, и наивысшая температура в них не должна превышать +35°С. Реакторы охлаждаются, как правило, за счет естественной вентиляции. Ввиду выделения большой мощности в реакторе распределительное устройство должно предусматривать специальные каналы для охлаждения воздуха, особенно при больших номинальных токах.
Маркировка. Например, реактор для внутренней установки РБУ 10-630-0,56УЗ - Р -реактор, Б - бетонный, У - ступенчатая установка фаз, на номинальное напряжение 10 кВ, длительно допустимый ток при естественном охлаждении 630 А, номинальное индуктивное сопротивление 0,56 Ом, У - для работы в районах с умеренным климатом, 3 - для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.
Основные недостатки бетонных реакторов - большой вес и значительные габариты. Например, высота трехфазного комплекта реактора горизонтальной установки на напряжение 10 кВ составляет 1040 мм, а вертикальной - 3600 мм. Этот же комплект весит 3 х 723 кГ.
При напряжениях более 35 кВ и при установке реакторов на открытой части подстанций применяются масляные реакто
ры. Схема такого реактора приведена на рисунке 6.21.
Рисунок 6.21 - Масляный реактор
Обмотка реактора 2 погружается в стальной бак с трансформаторным маслом. Применение масла позволяет уменьшить расстояние между обмоткой и заземленными частями и улучшить охлаждение обмотки за счет конвекции масла. Все это дает возможность уменьшить массу и габаритные размеры.
Отечественные заводы выпускают масляные реакторы с электромагнитными экранами для наружной установки, например, РТМТ-35-200-6: Р - реактор, Т - трехфазный, М - охлаждение естественной циркуляцией воздуха и масла, Т - токоограничивающий, на номинальное напряжение 35 кВ, номинальный ток 200 А, индуктивное сопротивление 6%. Сопротивление в Омах:
Масляные реакторы значительно дороже сухих реакторов, но зато по сравнению с последними они обладают рядом преимуществ. Они надежно защищены от попадания в обмотку пыли, влаги и всякого рода
посторонних предметов, и, кроме того, их можно устанавливать в открытых установках.