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 и токоведущих 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= ωL 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?
