Podpora proudových omezovačů a zhášecích tlumivek

Tlumivky s omezením proudu jsou navrženy tak, aby omezovaly zkratové proudy a udržovaly určitou úroveň napětí na přípojnicích v případě poruchy za reaktory.

Reaktory se v rozvodnách používají především pro sítě 6-10 kV, méně často pro napětí 35 kV. Reaktor je cívka bez jádra, jeho indukční odpor nezávisí na protékajícím proudu. Taková indukčnost je obsažena v každé fázi třífázové sítě. Indukční odpor reaktoru závisí na počtu jeho závitů, velikosti, vzájemné poloze fází a vzdálenostech mezi nimi. Indukční odpor se měří v ohmech.

Za normálních podmínek, když zatěžovací proud prochází reaktorem, ztráta napětí v reaktoru nepřesáhne 1,5-2%. Když však protéká zkratový proud, úbytek napětí na reaktoru se prudce zvyšuje. V tomto případě musí být zbytkové napětí sběrnic rozvodny k reaktoru minimálně 70 % jmenovitého napětí.To je nezbytné pro udržení stabilního provozu ostatních uživatelů připojených ke sběrnicím rozvodny. Aktivní odpor reaktoru je malý, proto ztráta činného výkonu v reaktoru činí 0,1–0,2 % výkonu procházejícího reaktorem v normálním režimu.

Ve spínacím bodě se rozlišují lineární a sekční tlumivky zapojené mezi sekce přípojnic. Lineární reaktory mohou být zase jednotlivé (obr. 1, a) — pro jednu linku a skupina (obr. 1, b) — pro několik linek. Konstrukce rozlišuje jednoduchý a dvojitý reaktor (obr. 1, c).

Vinutí reaktoru je obvykle vyrobeno z lankového izolovaného drátu — mědi nebo hliníku. Pro jmenovité proudy 630 A a více se vinutí reaktoru skládá z několika paralelních větví. Při výrobě reaktoru jsou vinutí navinuta na speciální rám a poté zalita betonem, který zabraňuje posunutí závitů při působení elektrodynamických sil při proudění zkratových proudů. Betonová část reaktoru je opatřena nátěrem, aby se zabránilo pronikání vlhkosti. Reaktory instalované venku jsou podrobeny speciální impregnaci.

Rýže. 1. Schémata pro zahrnutí reaktorů omezujících proud: a — samostatný samostatný reaktor pro jednu linku; b — skupinový blokový reaktor; s — dvojitým reaktorem skupiny

Aby bylo možné izolovat reaktory různých fází od sebe navzájem a od uzemněných konstrukcí, jsou namontovány na porcelánové izolátory.

Spolu s jednoduchými reaktory našly uplatnění i dvojité reaktory. Na rozdíl od jednoduchých reaktorů mají dvojité reaktory dvě vinutí (dvě nohy) na fázi. Vinutí mají jeden směr otáčení.Větve reaktoru jsou vyrobeny pro stejné proudy a mají stejnou indukčnost. Na společnou svorku je připojen zdroj (obvykle transformátor) a na odbočovací svorky zátěž.

Mezi větvemi reaktorové fáze je indukční vazba charakterizovaná vzájemnou indukčností M. V normálním režimu, kdy v obou větvích protékají přibližně stejné proudy, je napěťová ztráta ve dvojitém reaktoru v důsledku vzájemné indukce menší než u klasického reaktoru s stejný indukční odpor. Tato okolnost umožňuje efektivně využít dvojitý reaktor jako vsádkový reaktor.

Při zkratu v jedné z větví reaktoru se proud v této větvi stává mnohem vyšším než proud v druhé nepoškozené větvi.V tomto případě se snižuje vliv vzájemné indukce a účinek omezení zkratového proudu se snižuje. je určován především vlastní indukční odpor na větvi reaktoru.

Během provozu reaktorů jsou kontrolovány. Při kontrole je věnována pozornost stavu kontaktů na přípojných místech sběrnic k vinutí reaktoru podle ztmavených barev, tepelným fóliím indikátoru, stavu izolace vinutí a přítomnosti deformací závitů. na míru prašnosti a celistvosti nosných izolantů a jejich vyztužení, na stav betonu a nátěru laku.

Vlhnutí betonu a snížení jeho odporu jsou nebezpečné zejména při zkratu a přepětí v síti z důvodu možného překrytí a zničení vinutí reaktoru. Za normálních provozních podmínek by měl být izolační odpor vinutí reaktoru vůči zemi alespoň 0,1 MΩ.Kontroluje se funkčnost chladicích (ventilačních) systémů reaktorů. Pokud je zjištěna porucha ventilace, je třeba přijmout opatření ke snížení zátěže. Přetížení reaktorů není povoleno.

Obloukové reaktory.

Jednou z nejčastějších závad v elektrické síti je uzemnění živých částí elektrické instalace. V sítích 6-35 kV tvoří tento typ poškození minimálně 75 % všech škod. Při zavírání; k zemi jedné z fází (obr. 2) třífázové elektrické sítě pracující s izolovaným neutrálem se napětí poškozené fáze C vůči zemi vynuluje a další dvě fáze A a B se zvýší o 1,73 krát (až do síťového napětí). To lze sledovat voltmetry pro sledování izolace, které jsou součástí sekundárního vinutí napěťového transformátoru.

Rýže. 2. Fázový zemní zkrat v třífázové elektrické síti s kompenzací kapacitních proudů: 1-vinutí výkonového transformátoru; 2 — transformátor napětí; 3 — reaktor na potlačení oblouku; H — napěťové relé

Proud poškozené fáze C protékající uzemňovacím bodem se rovná geometrickému součtu proudů fází A a B:

kde: Ic – zemní poruchový proud, A; Uf — napětí fáze sítě, V; ω = 2πf-úhlová frekvence, s-1; C0 je fázová kapacita vzhledem k zemi na jednotku délky vedení, μF / km; L je délka sítě, km.

Ze vzorce je vidět, že čím větší je délka sítě, tím větší je hodnota zemního poruchového proudu.

Porucha mezi fází a zemí v síti s izolovaným neutrálem neruší provoz spotřebičů, protože je zachována symetrie síťových napětí.Při velkých proudech IC mohou být zemní poruchy doprovázeny výskytem přerušujícího oblouku v místě poruchy. Tento jev zase vede k tomu, že se v síti objevují přepětí až (2,2-3,2) Uf.

V přítomnosti oslabené izolace v síti mohou taková přepětí způsobit porušení izolace a zkrat ve fázi. Navíc tepelně-ionizační účinek elektrického oblouku, který je výsledkem zemního spojení, vytváří riziko mezifázových poruch.

S přihlédnutím k nebezpečí zemních poruch v síti s izolovaným neutrálem se používá kompenzace kapacitního zemního poruchového proudu pomocí obloukových tlumivek.

Výzkum a provozní zkušenosti však ukazují, že je vhodné používat tlumivky v sítích 6 a 10 kV i při kapacitních zemních poruchových proudech dosahujících 20 a 15 A.

Proud protékající vinutím zhášecí tlumivky vzniká v důsledku působení neutrálního předpětí. To se zase vyskytuje v neutrálu, když je fáze zkratována k zemi. Proud v reaktoru je indukční a směřuje proti kapacitnímu zemnímu poruchovému proudu. Tímto způsobem je kompenzován proud v místě zemního spojení, což přispívá k rychlému zhasnutí oblouku. Za takových podmínek mohou anténní a kabelové sítě fungovat po dlouhou dobu s poruchou fáze-zem.

Změna indukčnosti v závislosti na konstrukci zhášecí tlumivky se provádí přepínáním větví vinutí, změnou mezery v magnetickém systému, pohybem jádra stejnosměrným proudem.

Reaktory typu ZROM se vyrábějí pro napětí 6-35 kV.Vinutí takového reaktoru má pět větví. V některých energetických soustavách se vyrábějí tlumivky pro zhášení oblouku, jejichž indukčnost se mění změnou mezery v magnetickém systému (například tlumivky typu KDRM, RZDPOM pro napětí 6-10 kV, s kapacitou 400 -1300 kVA)

Rýže. 3. Schéma vinutí zhášecí tlumivky typu RZDPOM (KDRM): A — X — hlavní vinutí; a1 — x1 — řídicí cívka 220 V; a2 — x2 — signální cívka 100 V, 1A.

V elektrických sítích pracují zhášecí tlumivky podobného typu, vyráběné v NDR, Československu a dalších zemích. Konstrukčně se zhášecí tlumivky typu KDRM, RZDPOM skládají z třístupňového magnetického obvodu a tří vinutí: napájecího, řídicího a signálního. Schéma vinutí je znázorněno na Obr. 3. Všechna vinutí jsou umístěna na střední noze třístupňového magnetického obvodu.

Rýže. 4. Schémata pro zahrnutí reaktorů pro potlačení oblouku

Magnetický obvod s cívkami je umístěn v nádrži s transformátorovým olejem. Střední tyč je vyrobena z jedné pevné a dvou pohyblivých částí, mezi kterými jsou vytvořeny dvě nastavitelné vzduchové mezery.

V napájecí cívce je svorka A připojena k neutrální svorce výkonového transformátoru, svorka X je uzemněna přes proudový transformátor. Řídicí cívka a1 — x1 je určena pro připojení regulátoru tlumivky oblouku (RNDC).

Signální cívka a2-x2 slouží k připojení řídicích a měřicích zařízení k ní. Nastavení zhášecí tlumivky se provádí automaticky pomocí elektrického pohonu. Omezení pohybu pohyblivých částí magnetického obvodu se provádí koncovými spínači.Schémata zapojení pro zhášecí tlumivky jsou na obr.

Na Obr. 4a znázorňuje univerzální obvod, který umožňuje připojit tlumivky pro potlačení oblouku k libovolnému z transformátorů. Na Obr. 4b je každý z reaktorů pro potlačení oblouku zahrnut ve své vlastní sekci. Výkon zhášecí tlumivky se volí na základě kompenzace zemního proudu kapacitní sítě dodávaného příslušným úsekem přípojnic.

Na reaktoru pro potlačení oblouku je instalován odpojovač, který ho během ručního zotavení vypne. Je nepřijatelné používat místo odpojovače vypínač, protože chybné vypnutí tlumivky zhášení oblouku vypínačem při uzemnění v síti povede ke zvýšení proudu v uzemňovacím bodě, přepětí v síti, poškození izolace vinutí reaktoru, zkrat fáze.

Tlumiče oblouku jsou zpravidla připojeny k neutrálům transformátorů, které mají schéma zapojení hvězda-trojúhelník, i když existují jiná schémata připojení (v neutrální části generátorů nebo synchronních kompenzátorů).

Výkon transformátorů, které nemají zátěž v sekundárním vinutí a používají se k připojení zhášecích tlumivek k jejich neutrálu, se volí rovný výkonu tlumivky zhášení oblouku. Pokud je k připojení zátěže použit také transformátor pro zhášecí tlumivku, měl by být jeho výkon zvolen 2násobkem výkonu tlumivky.

Nastavení reaktoru pro potlačení oblouku.Ideálně jej lze zvolit tak, aby byl zemní poruchový proud plně kompenzován, tzn.

kde Ic a Ip jsou skutečné hodnoty kapacitních proudů uzemnění sítě a proudu tlumivky pro potlačení oblouku.

Toto nastavení zhášecí tlumivky se nazývá rezonanční (v obvodu dochází k rezonanci proudů).

Regulace reaktoru s nadměrnou kompenzací je povolena, když

V tomto případě by zemní poruchový proud neměl překročit 5 A a stupeň rozladění

Je povoleno konfigurovat podkompenzované tlumivky pro potlačení oblouku v kabelových a nadzemních sítích, pokud jakákoli nouzová nerovnováha ve fázových kapacitách sítě nevede k výskytu neutrálního předpětí vyššího než 0,7 Uph .

V reálné síti (zejména v vzdušných sítích) je vždy asymetrie fázové kapacity vůči zemi v závislosti na umístění vodičů na podpěrách a rozložení vazebních kondenzátorů fází. Tato asymetrie způsobuje, že se na neutrálu objeví symetrické napětí. Nesymetrické napětí by nemělo překročit 0,75 % Uph.

Zařazení zhášecí tlumivky do neutrálu významně mění potenciály neutrálu a síťové fáze. Na neutrálu se objeví neutrální předpětí U0 kvůli přítomnosti asymetrie v síti. Při absenci uzemnění v síti je povoleno neutrální odchylkové napětí ne vyšší než 0,15 Uph po dlouhou dobu a 0,30 Uph po dobu 1 hodiny.

Při rezonančním ladění reaktoru může předpětí neutrálu dosáhnout hodnot srovnatelných s fázovým napětím Uf.To zkresluje fázová napětí a dokonce generuje falešný zemní signál. V takových případech umožňuje umělé vypnutí tlumivky pro potlačení oblouku snížit neutrální předpětí.

Rezonanční ladění zhášecí tlumivky je stále optimální. A pokud je při takovém nastavení napětí neutrální odchylky větší než 0,15 Uph a nesymetrické napětí je větší než 0,75 Uph, musí být přijata další opatření k vyrovnání kapacity fází sítě transpozicí vodičů a přerozdělením vazebních kondenzátorů v síti. fáze.

Během provozu jsou tlumivky pro potlačení oblouku kontrolovány: v rozvodnách se stálým personálem údržby jednou denně, v rozvodnách bez personálu údržby — nejméně jednou za měsíc a po každém zemním spojení v síti. Při kontrole věnujte pozornost stavu izolátorů, jejich čistotě, nepřítomnosti trhlin, třísek, stavu těsnění a nepřítomnosti úniků oleje, jakož i hladiny oleje v expanzní nádrži; na stavu sběrnice potlačovače oblouku, spojující ji s nulovým bodem transformátoru a se zemní smyčkou.

Při absenci automatického seřízení reaktoru pro potlačení oblouku do rezonance se jeho restrukturalizace provádí na příkaz dispečera, který v závislosti na měnící se konfiguraci sítě (podle dříve sestavené tabulky) nařídí povinnost rozvodny přepnout větev u reaktoru.Důstojník, který se ujistil, že v síti není žádné uzemnění, vypne reaktor, nainstaluje na něj potřebnou větev a zapne jej odpojovačem.