етоды ограничения токов короткого замыкания
Координация токов К3 в энергосистеме
Рост генераторных мощностей, мощности электростанций, создание крупных энергообъединений приводят, с одной стороны, к повышению надежности электроснабжения, а с другой, - к значительному повышению токов К3.
Рис. 4-2. Способы ограничения токов К3:
а – секционирование электрических сетей; б – применение блочных схем G – T на электростанциях; в – раздельная и параллельная работа трансформаторов; г – применение трансформаторов с расщепленной обмоткой НН
Максимальный уровень токов КЗ для сетей 35 кВ и выше ограничивается условиями обеспечения устойчивости энергосистем и параметрами электрических аппаратов и проводников, а в сетях собственных нужд и распределительных сетях 6—20 кВ — параметрами электрических аппаратов, токопроводов, термической стойкостью кабелей, устойчивостью двигательной нагрузки. Экономически выгодно применять меры по ограничению токов КЗ, если дополнительные затраты на это окупаются благодаря применению более легкой аппаратуры итоковедущих частей и повышается надежность электроснабжения потребителей.
Ограничение токов КЗ может быть достигнуто путем соответствующего построения схем электростанций и сетей, при этом учитывается следующее:
повышение напряжения сетей приводит к уменьшению рабочих токов и токов КЗ;
секционирование электрических сетей исключает параллельную работу источников и, следовательно, уменьшает токи КЗ (хотя при этом могут возрастать потери в ЛЭП и трансформаторах в нормальном режиме) — рис. 4.2, а;
блочное соединение генератор—трансформатор и генератор— трансформатор—линия исключает поперечную связь между источниками и снижает токи КЗ (рис. 4.2, б);
раздельная работа трансформаторов на шинах низшего напряжения подстанций (рис. 4.2., в), а также в системе собственных нужд электростанций и ПС увеличивает сопротивление цепи КЗ и снижает токи КЗ;
применение трансформаторов с расщепленной обмоткой НН также ограничивает токи КЗ, так как их сопротивление в режиме КЗ почти в 2 раза больше, чем у трансформаторов с теми же номинальными параметрами без расщепления обмотки НН(рис. 4.2, г).
Токоограничивающие реакторы
Реакторы служат для искусственного увеличения сопротивления короткозамкнутой цепи, а следовательно, для ограничения токов КЗ и поддержания необходимого уровня напряжения при повреждениях за реакторами.
Реактор представляет собой индуктивную катушку без сердечника, поэтому его сопротивление не зависит от протекающего тока.
В настоящее время широкое применение получили токоограничивающие бетонные реакторы с алюминиевой обмоткой марки РБ (рис. 4.3). Витки обмотки изолированы друг от друга, намотаны на специальный каркас и укреплены в бетонных колоннах, которые предотвращают их смещение под действием собственной массы и электродинамических усилий при протекании токов КЗ. От заземленных конструкций, а при вертикальной установке — и от соседних фаз, реакторы изолируются с помощью опорных изоляторов. Бетонные реакторы выпускаются на номинальные токи до 4000 А и изготовляются для вертикальной, горизонтальной и ступенчатой установки. При больших номинальных токах в целях снижения потерь активной мощности в самих реакторах они выполняются с искусственным охлаждением (вентиляцией камер).
|
| Рис. 4.3. Трехфазный бетонный реактор 10 кВ, 630 А с вертикальным расположением фаз расположением фа |
Наряду с рассмотренными выше реакторами обычной конструкции широкое применение находят сдвоенные реакторы серии РБС, у которых имеется дополнительный вывод от средней точки обмотки. Средний вывод делит обмотку реактора на две ветви, намотанные согласно. Обе ветви рассчитывают на одинаковый номинальный ток, величина которого задается в каталоге. Средний вывод обычно подключают к источнику питания и рассчитывают на двойной номинальный ток.
Индуктивности L ветвей одинаковы, поэтому индуктивное сопротивление каждой ветви реактора при отсутствии тока в другой составляет хв= L и называется номинальным сопротивлением ветви хном в (задается в каталоге). Особенности сдвоенного реактора определяются наличием магнитной связи между ветвями (взаимной индуктивности М).
Сдвоенный реактор позволяет уменьшить падение напряжения (снизить потери мощности) в каждой ветви реактора в нагрузочном режиме и сократить габаритные размеры распределительного устройства.
Контрольные вопросы:
1. Перечислите основные виды коротких замыканий?
2. Каковы причины коротких замыканий?
3. Назовите основные последствия коротких замыканий?
4. С какой целью производятся расчеты коротких замыканий?
5. Что такое электродинамическая стойкость?
6. Какие аппараты и проводники считаются термически стойкими?
7. Какими методами осуществляется ограничение токов короткого замыкания?
8. Почему сопротивление токоограничивающего реактора не зависит от величины протекающего тока?
9. Что представляет собой конструкция токоограничивающего реактора?