Учебное пособие: Электрооборудование станций и подстанций

Выбор токоограничивающих реакторов

Служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках, что позволяет применять более легкие и дешевые выключатели и уменьшать площади сечения кабелей, а следовательно удешевлять РУ и распределительные сети.

Основная область применения реакторов – электрические сети напряжением 6…10 кВ. Иногда токоограничивающие реакторы используют в электроустановках напряжением 35 кВ, а также при напряжении ниже 1000 В.

Для ограничения тока КЗ в РУ применяют секционные и линейные реакторы. В нормальном режиме подстанции через секционные реакторы проходят небольшие токи и потери напряжения в них малы. При нарушении нормального режима работы, например отключении трансформатора, ВЛ через реактор проходят значительные рабочие токи и потери напряжения в них достигают 4…6% UНОМ.

Секционные реакторы ограничивают ток КЗ в зоне сборных шин, присоединения генераторов, трансформаторов и сопротивления 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

IР.НОМ.³(0,6…0,7)IR.НОМ.;

ХР = 0,2…0,35 Ом.

Задав сопротивление реактора, рассчитывают ток КЗ на шинах установки. Если ток остается больше ожидаемого, следует изменить сопротивление реактора и повторить расчет.

Линейные реакторы включают последовательно в цепь отходящей линии, они 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 электроэнергии, и по условиям самозапуска электродвигателей нагрузки UОСТ. должно составлять не менее (60…70)% от UН.

Для ограничения тока КЗ целесообразно иметь, возможно, большее индуктивное сопротивление реактора. Однако значение ХР должно быть ограничено допустимым ограничением потери напряжения в реакторе при нормальном режиме работы установки (1,5…2% номинального).

Основные параметры реакторов следующие:

·  UНОМИНАЛЬНОЕ;

·  IНОМИНЛЬНЫЙ;

·  ХР – индуктивное сопротивление;

·  ImДИН – ток динамической стойкости, (амплитудное значение).

·  IТ – ток термической стойкости;

·  tТ – допустимое время действия тока термической стойкости.

При большом числе линий применяют групповые реакторы, то есть один реактор на несколько линий. Затраты, связанные с установкой реактора, в этом случае уменьшаются, однако и уменьшаются токоограничивающие свойства реактора с большим номинальным током при заданном значении потери напряжения. Сдвоенные реакторы лишены недостатков групповых реакторов. К среднему выводу реактора присоединены источники питания, а потребители подключаются к крайним выводам. Сдвоенные реакторы характеризуются номинальным напряжением, номинальным током ветви и сопротивлением одной ветви ХР= ХВ=wL при отсутствии тока в другой. При эксплуатации стремится к равномерной загрузке ветвей (I1=I2=I)/

В нормальном режиме работы установки потеря напряжения в ветви реактора с учетом взаимной индукции ветвей определится как:

,

где RC=M/L – коэффициент ветвей реактора. Если ХВ=wL, то индуктивное сопротивления ветви с учетом взаимной индукции

Обычно коэффициент связи RC близок к 0,5, тогда Х’B=0,5ХВ, то есть потеря напряжения в сдвоенном реакторе вдвое меньше по сравнению с обычным реактором. При КЗ одной из ветвей, ток в ней значительно превышает ток в неповрежденной ветви. Влияние взаимной индукции мало, и ХР=ХВ, то есть сопротивление реактора при КЗ вдвое больше, чем в нормальном режиме. Рассмотрим порядок выбора линейных реакторов. Реакторы выбираются по номинальному напряжению и номинальному току:

Индуктивное сопротивление реактора выбирается исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня, определяемого коммутационной способностью выключателей, которые устанавливаются в данной сети.

Например, на линиях часто устанавливаются выключатели ВМ-10К с током отключения IОТК=20 кА.

Первоначально известно значение периодической составляющей тока КЗ IП0, которое с помощью реактора необходимо уменьшить. Результирующее сопротивление цепи КЗ до места присоединения реакторов можно определить по выражению.

Начальное значение периодической составляющей тока за реактором должно быть равно току отключения выключатели: IП0К2=IОТКЛ

Сопротивление цепи КЗ до точки К2 за реактором:

Рис. 8.6 Схема замещения для определения сопротивления реактора.

Разность полученных сопротивлений дает необходимое сопротивление реактора:

ХР=ХРЕЗ К2-ХРЕЗК1.

По каталогу выбирают тип реактора с ближайшим большим значение ХР и рассчитывают действительное значение периодической составляющей тока КЗ за реактором. Выбранный реактор необходимо проверить на электродинамическую стойкость:

iУ£ IMДИН,

где iУ – ударный ток 3х фазного КЗ за реактором:

Проверка на термическую стойкость проводится по условию:

где ВК – расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.

КЗ за реактором можно считать удаленным, поэтому

При этом в значение tОТКЛ входит время действия РЗА отходящих линий, составляющее 1…2 секунды.

Необходимо также определить потерю напряжения в реакторе и остаточное напряжение на шинах установки (в %):

И сравнить полученные значения с допустимыми.

Выбор трансформаторов тока

Измерительные ТТ предназначены для уменьшения первичных токов до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики.

ТТ характеризуются номинальным первичным током I1НОМ (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 до 40000 А) и номинальным вторичным током I2НОМ, который принят равным 5 или 1 А.

Отношение I1НОМ к I2НОМ – представляет собой коэффициент трансформации К= I1НОМ/ I2НОМ.

ТТ характеризуются токовой погрешностью  и угловой погрешностью в минутах.

В зависимости от токовой погрешности измерительные ТТ разбиты на 5 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности ТТ при I1 равном 1…1,2 номинального. Для лабораторных измерений класс точности –0,2; для подсоединения электросчетчиков класс 0,5; для подсоединения щитовых измерительных приборов класс точности – 1…3.

Нагрузка ТТ – это полное сопротивление внешней цепи Z2 выраженное в Омах. Сопротивления r2 и x2 представляют собой сопротивление приборов, проводов и контактов.

Нагрузка ТТ может также характеризовать полная (кажущаяся мощность)

.

Под номинальной нагрузкой ТТ Z2НОМ понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для ТТ данного класса точности. Значение Z2НОМ дается в каталогах.

Электродинамическая прочность ТТ характеризует номинальный током динамической стойкости IМ ДИН или отношением

.

Термическая стойкость определяется номинальным током термической стойкости IT или отношением RT=IT/I1НОМ и допустимым временем действия тока термической стойкости tT.

По конструкции ТТ различают на:

·  катушечные;

·  одновитковые (типа ТПОЛ);

·  многовитковые (с литой изоляцией) типа ТПЛ и ТЛМ.

ТТ типа ТЛМ предназначены для КРУ и конструктивно совмещены с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки. Для больших токов применяют ТТ типа ТШЛ и ТПШЛ, у которых роль обмотки – первичный выполняет шина. Электродинамическая стойкость таких ТТ определяется стойкостью шины. Для ОРУ выпускаются ТТ типа ТФН, в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией и каскадного типа – ТРН. Для РЗА имеются специальные конструкции. На выводах масляных баков выключателей и силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и выше устанавливаются встроенные ТТ.

Таблица 7. «Условия выбора ТТ»

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19