Навигация
СПОСОБИ ПОКРАЩЕНЯ РОБОТИ РОЗПОДІЛЬЧИХ МЕРЕЖ
74855
знаков
0
таблиц
11
изображений
2.3 СПОСОБИ ПОКРАЩЕНЯ РОБОТИ РОЗПОДІЛЬЧИХ МЕРЕЖ
1. Основною причиною високої ушкоджености електроустаткування в мережах середнього класу напруги є дугові перенапруження, що виникають при переміжному характері горіння дуги в місці пробою фазної ізоляції на землю.
2. Проблема підвищення надійності роботи розподільних мереж напругою 6-10 кв складається з цілого комплексу завдань, ефективне вирішення яких може бути знайдене для кожної конкретної мережі індивідуально з урахуванням характерних її особливостей на основі комбінованого використання засобів релейного захисту, вдосконалення режиму заземлення нейтралі, застосування обмежувачів серії ОПН з різними порогами обмеження і системи швидкого і автоматичного шунтування пошкодженої фази.
3. Ефективне вирішення проблеми підвищення надійності роботи розподільних мереж напругою 6-10 кв може бути знайдено на основі проведення великого об'єму наукових і експериментальних досліджень.Обмеження перенапружень в системі власних потреб здійснюється за рахунок підключення до збірних шин нелінійних оксидно-цинкових активних опорів типу ОПН-КС-6/47. Останні забезпечують глибоке обмеження перенапружень до рівня 2uф. Проте їх недоліком є низька термічна стійкість, оскільки допустимий час роботи складає порядка 2 з в режимі однофазного замикання на землю в мережі 6 кв. У зв'язку з цим запропоновано в ланцюзі нейтралі фазних ОПН, сполучених в зірку (ріс.1), підключити однополюсний вимикач, через який відбувається з'єднання нейтралі ОПН із землею. При цьому між шунтуючими вимикачами Км1-км3 і вимикачем нейтралі ОПН Км0 виконується блокування, яке при включенні будь-якого з шунтуючих вимикачів автоматично відключає вимикач нейтралі Км0 і переводить два послідовно сполучених ОПН на підключення до лінійної напруги, чим обмежується їх час роботи при однофазному замиканні на землю.
Придушення перенапружень в мережі з моменту початку горіння дуги до моменту шунтування пошкодженої фази однополюсним контактором (Км1-км3) успішно можна здійснювати обмежувачами перенапружень типу ОПН, включеними по пропонованій схемі (ріс.1) для здійснення термостабільності. Це дозволяє відмовитися від установки в мережі додаткового устаткування (приєднувального трансформатора і бетелових резисторів) і, крім того, реалізація такого технічного рішення обмежує тривалість існування дугових замикань і супутніх ним перенапружень часом порядка 0,5 з до моменту включення шунтуючого контактора.
В умовах відсутності в даний час надійних засобів захисту мереж 6кв власних потреб електростанцій від наслідків однофазних замикань на землю, ведеться пошук ефективного вирішення проблеми підвищення надійності роботи електроустаткування, що полягає в оптимізації і управлінні режимом нейтралі мережі для забезпечення максимального обмеження амплітуди і тривалості всіх можливих в експлуатації підвищень напруги і зниження теплових втрат в місці пробою ізоляції. Для вирішення поставленого завдання найбільш раціональним є використання математичної моделі, яка дозволяє оцінити можливий рівень перенапружень в мережі з урахуванням її реальних параметрів, а також ефективність застосування того або іншого технічного рішення.
Особливістю моделі є можливість аналізу однофазних глухих і дугових замикань на землю не тільки поблизу збірних шин, але і в індуктивних обмотках двигунів, трансформаторів, а також замикань за наявності зсуву нейтралі, викликаного не симетрією навантаження. На ріс.3 приведена схема заміщення мережі власних потреб електростанції і стрілками показані шляхи протікання струмів в нормальному режимі. Дана мережа представлена зосередженими параметрами: фазними і міжфазними ємкостями і активними опорами, взаємоіндукцією між фазами. Джерело живлення і спеціальний приєднувальний трансформатор включені в схему відповідними фазними індуктівностями розсіяння і активними опорами. Високовольтні двигуни введені в схему заміщення фазними надперехідними індуктівностями розсіяння і активними опорами. У нейтраль приєднувального трансформатора включені струмообмежувальний резистор і реактор. Ланцюг замикання фази на землю в обмотці двигуна імітується ємкістю і активним опором дуги. Схема описується системою диференціальних рівнянь щодо невідомих контурних струмів і напруги у вузлах. У операторній формі ця система має вигляд: Аналіз отриманих результатів дозволяє зробити вивід про те, що наявність особливостей в характері перехідних процесів в мережі з резистивною заземленою нейтраллю, де частотні параметри струму і напруги можуть мінятися в широких межах, може бути причиною того, що широко поширені в даний час в мережах власних потреб електростанцій реле РТЗ-51 (РТЗ-50, РТ-40/0,2) в умовах частих пробоїв, що повторюються, так званих клювків, не встигають успішно спрацювати, і можуть знаходитися в такому стані тривалий час навіть при великих струмах замикання на землю. Хоча і невеликі по величині, але перенапруження, що тривало діють в цьому випадку, можуть викликати пошкодження електроустаткування мережі. Виходячи з викладеного, можна укласти, що резистивне заземлення нейтралі мережі власних потреб електростанцій не виключає можливості пошкодження електроустаткування в умовах нестійкого горіння дуги, що і підтверджується в експлуатації.
До недоліків заземлення резистора нейтралі мережі 6 кв слід також віднести низьку термічну стійкість бетелового резистора при його величині 100-400 Ом, оскільки допустима тривалість замикання при цьому не перевищує 1,2 хвилин. Після закінчення цього часу приєднувальний трансформатор, в нейтраль якого включений резистор, повинен бути відключений і мережа переводиться в режим з ізольованою нейтраллю зі всіма властивими нею недоліками.
Найпоширенішим в даний час методом запобігання аварійним наслідкам від однофазних замикань в даних мережах є заземлення нейтралі мереж через настроєних індуктивності (ДГК), які, зберігаючи переваги мереж з ізольованою нейтраллю, покликані поліпшити умови роботи електроустаткування при однофазних замиканнях на землю. Таке поліпшення передбачається за рахунок істотного зниження швидкості відновлення напруги на пошкодженій фазі після згасання дуги і зменшення струму в місці замикання на землю до рівня активної складової і вищих гармонік. Внаслідок цього, відбувається мимовільне згасання дуги, а, отже, скорочення об'ємів руйнувань, пов'язаних з термічною дією заземляючої дуги, а також зниженням кратності перенапружень до безпечної величини, оскільки з'являються шляхи для витікання на землю статичних зарядів з ємкості елементів мережі здорових фаз. Проте для досягнення таких результатів ступінь розладу котушки не повинен перевищувати меж .
При установці в мережах 6-35 кв котушки знижується швидкість відновлення напруги на хворій фазі після згасання дуги. При точній настройці котушки в резонанс час відновлення напруги до номінального складає декілька секунд. За цей час міцність ізоляції в місці пошкодження встигає відновитися. Але цей процес має і негативні сторони, тому що весь цей час на здорових фазах тримається напруга порядку (1,9-2,3) Uф. Відносна тривалість існування таких перенапружень може привести до пробою ізоляції в цих фазах, особливо в старих мережах з поганою ізоляцією.
У реальних мережах набудувати котушку точно в резонанс неможливо, оскільки індуктивність котушки регулюється дискретно. Допускається розлад котушки v<5% . При розладі в 5% напруга, що відновлюється, на пошкодженій фазі має характер биття. Що огинає напругу досягає максимуму, 1,78uф, що становить. Що надалі огинає напругу прагне до Uф. Міцність ізоляції до моменту максимуму биття може відновитися, але напруга 1,78uф на хворій фазі може викликати повторний пробій ізоляції з подальшою кратністю перенапружень 2,89uф. При розладі більше 25% кратність перенапружень така ж, як в мережах без установки дугогасильної котушки. При цьому кратність перенапружень при перекомпенсації трохи менше, ніж при недокомпенсації.
За наявності не симетрії настройка встановленою в мережі ДГК в резонанс веде до різкого збільшення напруги зсуву нейтралі в нормальному режимі роботи мережі. Причому не симетрія ємкостей фаз щодо землі сильніше впливає на величину зсуву нейтралі, чим не симетрія активних опорів ізоляції.
На основі проведених досліджень кафедрою "Електричні станції" Донецького національного технічного університету було запропоновано для усунення виявлених недоліків, викликаних зсувом нейтралі мережі і тривалим існуванням підвищеної напруги в режимах замикання фази на землю, паралельно ДГК підключити через контактор резистор. Опір резистора вибирається таким, щоб напруга не симетрії не перевищувала допустимого, а величина і тривалість перенапружень були мінімальними. Для того, щоб резистор не перегрівався великими струмами при стійкому однофазному замиканні він відключається за допомогою контактора з витримкою часу 0,5 з при перевищенні напруги нульової послідовності 20% від номінального.
Зі всієї різноманітності напрямів роботи по вдосконаленню системи компенсації ємкісних струмів на землю до практичної реалізації виявилися прийнятними і набули широкого поширення ДГК типу ЗРОМ із ступінчастим регулюванням індуктивності котушки і плунжерні ДГК з плавним регулюванням індуктивності. У першому випадку регулювання здійснюється шляхом перемикання відгалужень на робочій обмотці ДГР. Крок регулювання по струму для таких апаратів складає не менше 10% від повного струму котушки. Перемикання відпаювань проводиться тільки уручну при повністю знятій напрузі. Отже, в сучасних умовах дефіциту потужності і наявності графіка аварійного відключення електроприймачів при використанні таких ступінчасто регульованих дугогасильних апаратів виникнення значних розладів компенсації є неминучим.
У другому випадку регулювання ДГК здійснюється за рахунок плавної зміни величини повітряного зазору між рухомими частинами магнітопровода (плунжерами). Такі котушки володіють лінійною характеристикою, що намагнічує, у всіх режимах роботи мережі. Експлуатуються, як правило, в блоці з пристроями автоматичного регулювання компенсації і забезпечують швидкість регулювання по струму в межах 0,25-2 А/с.
Як регулятори використовують беспошукові, виготовлені, як правило, кустарним способом пристрої, засновані на принципі фазового автопідстроювання частоти контура нульової послідовності і робочої напруги мережі. Регулятори не мають системи контролю виходу об'єкту регулювання в область резонансу і не мають зворотного зв'язку по ступеню настройки котушки. Якщо врахувати, що точність настройки значною мірою залежить від сумарної ємкості всієї мережі, тривалих і випадкових змін стану ізоляції електроустаткування, великої кількості можливих параметричних обурюючих чинників і т. д., які вимагають періодичного втручання обслуговуючого персоналу в систему регулювання, то стає очевидним, що в умовах експлуатації контроль ступеня настройки котушки значно утруднений, а висока точність настройки мало вірогідна.
Пропонується також підвищення надійності роботи мереж власних потреб 6 кв електростанцій за рахунок перекладу всіх власних потреб однофазних замикань, що виникають в системі, на землю в глухі замикання. Для цієї мети слід підключити між збірними шинами 6 кв і землею три однополюсні вимикачі з індивідуальним приводом і управлінням (ріс.2).
При виникненні будь-якого виду однофазного замикання на землю за допомогою вуст
Мал. 1. Простий захист від перенапруження
Мал. 2. Перешкодозахисна схема захисту навантаження від перевищення напруги
Вдосконалена схема захисту навантаження від перевищення напруги, доповнена резистором і конденсатором, показана на мал. 2. Резистор обмежує граничний струм через стабілітрон і перехід тиристора, що управляє, конденсатор знижує вірогідність спрацьовування захисту при короткочасних кидках живлячої напруги.
Наступний пристрій (мал. 3) захистить радіоапаратуру від виходу з ладу при випадковій переполюсовці або перевищенннапруга живлення, що нерідко буває при несправності генератора в автомобілі.
При правильній полярності і номінальній напрузі живлення діод Vd1 і тиристор Vs1 закриті, і струм через запобіжник Fu1 поступає на вихід пристрою.
Мал. 3. Схема захисту радіоапаратури з індикацією аварії
Якщо полярність зворотна, то діод Vd1 відкривається, і згорає запобіжник Fu1. Лампа El1 спалахує, сигналізуючи про аварійне підключення.
При правильній полярності, але вхідній напрузі, що перевищує встановлений рівень, що задається стабілітронами Vd2 і Vd3 (в даному випадку - 16 Би), тиристор Vs1 відкривається і замикає ланцюг деякі, що викликає перегорання запобіжника і запалення аварійної лампи El1.
Запобіжник Fu1 повинен бути розрахований на максимальний струм, споживаний радіоапаратурою.
Елементи ГТЛ-логики зазвичай працездатні у вузькому діапазоні живлячої напруги (4,5...5,5 B). Якщо аварійне зниження живлячої напруги не так небезпечно для «здоров'я» мікросхем, то підвищення цієї напруги досконале неприпустимо, оскільки може привести до пошкодження всіх мікросхем пристрою.
На мал. 4 приведена проста і досить ефективна схема захисту 7777-устройств від перенапруження. Спосіб захисту гранично простий: як тільки живлячу напругу перевищить рівень, що рекомендується, всього на 5% (тобто досягне величини 5,25 Би) спрацює ступіневий пристрій і включиться тиристор. Через нього починає протікати струм короткого замикання, який перепалює плавкий запобіжник Fu1. Зрозуміло, як запобіжник не можна використовувати сурогатні запобіжники, оскільки у такому разі може вийти з ладу блок живлення, що захищає схему тиристор, а потім і мікросхеми, що захищаються.
Недоліком пристрою є відсутність індикації перегорання запобіжника.
Мал. 4. Схема захисту мікросхем ТТЛ від перенапруження
Мал. 5. Схема пристрою захисту від перенапруження, що працює на змінному і постійному струмі
Схема пристрою, який у разі аварії в електромережі захистить телевізор, відеомагнітофон, холодильник і так далі від перенапруження, приведена на мал. 5
Напруга спрацьовування захисту визначається падінням напруги на складеному стабілітроні Vd5+vd6 і складає 270 Би.
Конденсатори С1 і С2 утворюють спільно з резистором R1 RC-цепочку, який перешкоджає спрацьовуванню пристрою при імпульсних викидах в мережі.
Схема працює таким чином. При напрузі в мережі до 270 В стабілітрони Vd3, Vd4 закриті. Також закриті і тиристори Vs1, Vs2. При напрузі, що діє, більше 270 У відкриваються стабілітрони Vd3, Vd4, і на електроди тиристорів Vs1, що управляють, Vs2 поступає відкриваюча напруга. Залежно від полярності напівперіоду мережевої напруги струм проходить або через тиристор Vs1, або через Vs2. Коли струм перевищує 10 А, спрацьовують автоматичні вимикачі (пробки, плавкі запобіжники), відключаючи електроприлади від електромережі. Навантаження (на малюнку не показана) підключається паралельно тиристорам. Перевірити працездатність пристрою можна за допомогою Латра.
Пристрій працездатний і на постійному струмі.
Мал. 6. Схема релейного пристрою захисту від перенапруження з самоблокуванням
Пристрій захисту від перенапруження (мал. 6) вигідно відрізняється від попередніх тим, що в нім не відбувається необоротного пошкодження елементу захисту. Замість цього при напрузі понад 14,1 В пробивається ланцюжок стабілітронів Vd1 - Vd3, включається і самоблокується тиристор Vs1, спрацьовує реле К1 і своїми контактами відключає ланцюг навантаження.
Відновити початковий стан пристрою захисту можна тільки після втручання оператора - для цього слід натиснути на кнопку Sb1. Пристрій також переходить в робочий режим, що чекає, після короткочасного відключення джерела живлення. До недоліків даного пристрою захисту належить його висока чутливість до короткочасних перенапружень.
Пристрій (патент DL-WR 82992), принципова схема якого приведена на мал. 7, може застосовуватися для захисту навантаження від неприпустимо високої вихідної напруги. У нормальних умовах транзистор Vt1 працює в режимі, коли напруга між його колектором і емітером невелика, і на транзисторі розсівається невелика потужність (струм бази визначається резистором R1). Опір стабілітрона Vd2 в цьому випадку велике і тиристор Vs1 закритий.
Мал. 7. Схема напівпровідникового реле захисту навантаження від перенапруження
При зростанні напруги на виході пристрою вище певної величини через стабілітрон починає протікати струм, який приводить до відкриття тиристора. Транзистор Vt1 при цьому закривається, і напруга на виході пристрою стає близько до нуля. Відключити захист можна тільки відключенням джерела живлення.
Описаний пристрій повинен включатися у вихідний ланцюг стабілізаторів так, щоб сигнал зворотного зв'язку подавався з ланцюга, розташованого за системою захисту. При номінальній вихідній напрузі 12 В і струмі 1 А в пристрої можна застосувати транзистор Кт802а, тиристор Ку201а - Ку201к, стабілітрон - Д814б. Опір резистора R1 повинен бути 39 Ом (потужність розсіювання за відсутності системи автоматики, що відключає стабілізатор від мережі, складає 10 Вт), R2 - 200 Ом, R3 - 1 ком.
Похожие работы
... електроенергії. Розрахунок тарифу на передачу електроенергії приводимо в табл. 7.6. Таблиця 7.6 № з/п Показник Одиниця виміру Величина 1. Всього витрат на технічне обслуговування електричних мереж тис. грн. 625,24 2. Чистий прибуток тис. грн. 204.23 3. Податок на прибуток тис. грн. 65.204 4. Податок на ...
... з електропередавальною організацією та інспекцією протипожежної охорони; - акт випробовування вентильних розрядників та обмежувачів перенапруг до і після їх монтажу; - акт на встановлення трубчастих розрядників; -протоколи вимірювання опорів заземлення грозозахисних пристроїв (розрядників, обмежувачів перенапруг і блискавковідводів). Споживач, що експлуатує засоби грозозахисту, повинен мати ...
... мереж е цехові трансформаторні підстанції. Конструктивне виконання мереж повинно забезпечувати безпеку в експлуатації цехової мережі в залежності від аварійного середовища в цеху, без перериву в електропостачанні, захисту струмоведучої частини мережі від механічних пошкоджень. Магістральні схеми живлення мають переваги для рівномірного розподілу навантаження по цеху, коли споживачі розташовані ...
... на електровентилятори. Наприклад, ступеням швидкості від першої до шостої відповідають напруги 70, 90, 110, 160, 220, 380 В. Комбіновані припливно-витяжні вентиляційні установки ПВУ-4М та ПВУ-6М призначені для вентиляції та опалення тваринницьких приміщень. Комплекс ПВУ-6М використовується переважно у пташниках. До складу комплексу входять по шість припливно-витяжних установок, в яких суміщені ...
0 комментариев