Автоматические выключатели (Автоматы)

Конструкция: контакты, дугогасящая камера. Основной воспринимающий орган - расцепитель.

1) Расцепитель тока утечки.

2) Расцепитель минимального напряжения 0, 7..0, 8 U_Н.

3) Расцепители обратного тока (обратной мощности). Используется в замкнутых сетях. Автомат отключается в случае изменения направления тока мощности.

4) Независимые расцепители (катушка отключается для дистанционного управления)

I_H_._A U_H_._A I_H_._P I_Y

а) ; - тепловой, - электромагнитный

б)

Кз	Защита от перегрузки
Требуется	Не требуется
Тепловой и комбинированный	0, 8..1	0, 66..1
Электромагнитный	1..1, 25	0, 22

в) Требование чувствительности. - тепловой; - электромагнитный

Пример.

Дано: Р=25кВт; Кп=5; h=0, 9; cosj=0, 83; А3700.

F=16мм²; Iдд=60 А; Iн.а=160 А Тепловой:

А;

;

- регулировка

1) проверка на возможность пуска

2) согласование с выбранным сечением ;

Электромагнитный: ;

Для обеспечения селективности защитные характеристики выключателей не должны пересекаться, причем уставки тока расцепителей замедленного и мгновенного действия у выключателя, расположенного ближе к ИП, должны быть больше в 1, 5 раза, чем у более удаленного. При совместной работе автоматических выключателей, принадлежащих к одной серии, избирательность действия и одинаковых защитных характеристик, не обеспечиваются. В этом случае применяются выключатели, принадлежащие к разным сериям или с избирательными расцепителями. Аппараты защиты устанавливают в точках сети, где уменьшается сечение проводников.

ЛЕКЦИЯ 18

Сведения о релейной защите

Релейной защитой называется совокупность специальных устройств, контролирующих состояние всех элементов системы ЭС и реагирующих на повреждения или ненормальным режим работы схемы.

Основные типы защит:

Максимально-токовая защита, максимально-токовая направленная защита, токовая отсечка, дифференциальная, газовая и т.п.

При коротком замыкании ток в линии увеличивается. Этот признак используется для выполнения токовых защит. Максимальная токовая защита (МТЗ) приходит в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения.

Токовые защиты подразделяются на МТЗ, в которых для обеспечения селективности используется выдержка времени, и токовые отсечки, где селективность достигается выбором тока срабатывания. Таким образом, главное отличие между разными типами токовых защит в способе обеспечения селективности.

Дифференциальная защита является одной из наиболее распространенных быстродействующих защит от междуфазных коротких замыканий, а в системах с глухозаземленной нейтралью — и от однофазных коротких замыканий. Дифференциальные защиты широко применяют для защиты линий электропередачи, синхронных генераторов, силовых трансформаторов, а также синхронных и асинхронных электродвигателей большой мощности.

АВР - автоматическое включение резерва, предназначено для включения резервной цепи при пропадании питания на основной;

АПВ - автоматическое повторное включение

АЧР - автоматическая частотная разгрузка предназначена для отключения электроприемников при понижении частоты сверх допустимой, с последующим их подключением при восстановлении частоты.

Требования к релейной защите:

1) Селективность или избирательность – способность отключать при КЗ только поврежденный участок.

2) Быстродействие – отключение с наибольшей быстротой t_ОТК =t_З+t_В t_В=0, 06с.. 0, 15с 3) Чувствительность – характеризует способность реагировать на повреждения в защищаемой зоне в режиме работы системы, при котором ток повреждения минимален.

Защита выключателя I должна реагировать на повреждение от шин подстанции от А до В и на повреждении линии от шин В и С, резервируя защиту выключателя II. Защита выключателя I не должна реагировать на повреждение линий на III участке, т.к. вероятность отказа двух выключателей мала.

4) Надежность – обеспечивает безотказность работы при КЗ в защищаемой зоне и ее бездействием при режимах, когда защита не должна работать. Наиболее распространенная защита максимально токовая (МТЗ), токовая отсечка, дифференциальная защита.

Иногда одной релейной защиты бывает недостаточно, поэтому дополнительно предусматривают устройство автоматического включения резерва (АВР), устройство автоматического повторения включения (АПВ), и устройство автоматической частотной разгрузки (АЧР).

Первое устройство позволяет получить резервный ИП при выходе из строя основного ИП. Второе предназначено для повторного включения линий ЭП, т.к. большинство повреждений после быстрого отключения линий самоустроняется. АЧР срабатывает, когда происходит лавинообразное падение частоты в несколько этапов, отключая вначале неответственные двигатели и ЭП. Если падение частоты не остановится, отключается следующая группа ЭП.

Лекция 19

Тема 6.3. Качество электроэнергии

Для системы трехфазного тока качество электроэнергии характеризуется отклонениями и колебаниями частоты и напряжения от установленных норм, не синусоидальность формы кривой напряжения, а также смещением нейтрали и несимметрией напряжения основной частоты.

1) отклонение напряжения – разность между действительным напряжением и номинальным

, кВ, В, %;

на зажимах электроприборов рабочего освещения: -2, 5..5%;

2) Регулирование напряжения. Для выбора средств регулирования и места их установки, а также для правильной установки ответвлений трансформатора необходимо выявить уровень напряжения в разных точках ЭПП в разное время суток. Для всех расчетных режимов предварительно определяют мощности и точки от ИП до ЭП и технические параметры этих участков. Выбор средств регулирования базируется на анализе режимов напряжения и на основании техноко-экономических расчетов.

Необходимо рассматривать весь комплекс мероприятий по улучшению режимов напряжения:

а) применение понизительных трансформаторов и автотрансформаторов с РПН – это основное и часто достаточное средство

б) применение последовательных регулировочных трансформаторов ПБН при отсутствии трансформаторов с РПН.

в) использование рекомендаций по правильному выбору ответвлений у не регулируемых трансформаторов.

г) уменьшение потерь напряжения в отдельных элементов сети путем рационального построения всей СЭС.

д) применение автоматического регулирования конденсаторный установок.

е) применение связей, позволяющих отключать часть трансформаторов

ж) применение синхронных двигателей с автоматическим регулированием тока возбуждения.

Применение цеховых трансформаторов с РПН возможно лишь в тех случаях, когда другие средства недостаточны или менее экономичны.

3) Выбор ответвления на обмотках трансформатора.

Наиболее простой и дешевый способ регулирования напряжения. Трансформатор без РПН чаще всего применяется для сезонного регулирования. Для повседневного переключения их использовать нельзя. Для суточного регулирования применяются трансформаторы с регулированием их коэффициента трансформации под нагрузкой. При выборе ответвлений нужно добиться такого положения, чтобы вторичное напряжение на шинах подстанции в период максимума нагрузок было возможно ближе к U_НОМ+5%

4) Колебание напряжений.

Показатели:

- размах изменения напряжения - разность между следующими друг за другом экстремумами, огибающих действующих значений напряжений. Если огибающая действующих значений напряжения имеет горизонтальные участки, то размах изменения напряжения определяется как разность между соседним экстремумом и горизонтальным участком или как разность между соседними участками.

- Частота изменения напряжения ; m-количество изменений напряжения со скоростью изменения более одного % в секунду за время Т

- Интервалы между следующими друг за другом изменений

Показатели обусловлены резкими толчками потребляемой мощности при работе ЭП с ударной нагрузкой (сварочные машины, дуговые печи, электродвигатели прокатных станов). Колебания напряжения нормируются ГОСТом только для ламп, т.к. они наиболее чувствительны к перепадам напряжения.

Мероприятия по ограничению колебаний напряжения:

- рациональное построение схемы электроснабжение (например, подключение агрегатов, обуславливающих колебания напряжения, в точках сети в наибольшей мощностью КЗ)

- раздельное питание резко переменной и прочей нагрузки, т.е. подключаются на отдельные трансформаторы или на различные плечи сдвоенного реактора, а также применение трансформаторов с расщепленной обмоткой.

5) Качество электроэнергии. Отклонение и колебание частоты.

Величину, равную разности между действительным и заданным значением частоты, выраженную в основных единицах, называется отклонением частоты.

;

Допустимое отклонение - , кратковременное отклонение не более 10 мин - .

Уменьшение частоты ведет к увеличению потерь мощности и напряжения: причина – дефицит активной мощности. Регулирование осуществляется одновременно по всей энергосистеме путем ввода дополнительных генерирующих мощностей или отключением части менее ответственных ЭП с помощью устройств автоматической частотной разгрузки (АЧР).

Колебание частоты – это серия единичных изменений частоты, происходящих со скоростью 0, 2 Гц/с.

Характеристикой являются размах колебаний, представляющих разность между наибольшими и наименьшими значением основной частоты за определенный промежуток времени.

;

Причина возникновения колебаний – наличие мощных электроприемников с резко переменной активной нагрузкой.

6) Несимметричия напряжения.

Под несимметрией понимают неравенство фазных или линейных напряжений (токов) по амплитуде и углам сдвига между ними. Различают кратковременные (аварийные) и длительные (эксплуатационные) несимметрические режимы.

Несимметрию напряжения характеризуют:

- коэффициентом несимметрии – отношение напряжения обратной последовательности основной частоты к номинальному линейному напряжению

- коэффициентом неуравновешанности – отношение нулевой последовательности к номинальному фазному напряжению

Несимметрию создают однофазные нагрузки: дуговые печи, сварочные участки и т.д.

Методы симметрирования:

- равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам(дополнительные 15% несимметрии)

- выделение несимметричных нагрузок большой мощности на отдельные трансформаторы.

- замена трансформаторов со схемой соединения «звезда»-«двойная звезда» на «треугольник»- «звезда с землей» или «треугольник» -«».

6) Несинусоидальность формы кривой напряжения. Оценивается коэффициентом несинусоидальности – отношение действующего значения гармоник несинусоидального напряжения к напряжению основной частоты.

Допустимая несинусоидальность - 5%.

U_n- действительное значение напряжение n-ой гармоники.

n - номер последней из учитываемых гармоник.

Несинусоидальность формы приводит к нагреву оборудования, увеличению старения изоляции, влияет на работу конденсаторных батарей. Методы уменьшения несинусоидальности:

- рациональное построение схемы

- применение схем выпрямления и резонансных фильтров.

Лекция 20

Тема 7.1. Схемы внешнего электроснабжения. Общие требования к системам электроснабжения.

Различают главные схемы ЭСиП и собственных нужд.

Главной схемой электрических соединений станций или подстанций называется совокупность основного электрического оборудования (генераторов, силовых трансформаторов), сборных шин, линий электропередач, коммутационных и других первичных аппаратов определенным образом соединенных между собой.

На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении, то есть для одной фазы. При отключенном положении всех коммутационных элементов все элементы и связи между ними изображаются в соответствии с системой ЕСКД.

Кроме главных схем различают структурные схемы и оперативные. На структурной схеме показывают основные функциональные части электрической установки (генераторы, РУ, силовые трансформаторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для разработки более подробных и полных главных схем, а так же для общего ознакомления с работой электроустановки.

Оперативные схемы являются рабочим документом дежурного персонала смены на электрической станции или подстанции.

Нормативные материалы

При проектировании и эксплуатации ЭСиП обычно руководствуются следующими нормативными материалами:

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

2. Правила технической эксплуатации ЭСиП (ПТЭ).

3. Правила ТБ при эксплуатации электроустановок (ПТБ).

4. Нормы технологического проектирования ЭСиП (НТП).

Кроме этого есть ряд специальных руководящих указаний по расчетам и проектированию установок.

Основные требования к главным схемам ЭСиП

К главным схемам предъявляются следующие основные требования:

1. Надежность работы.

2. Экономичность.

3. Техническая гибкость и удобство эксплуатации.

4. Безопасность обслуживания.

5. Возможность расширения станций или подстанций.

Под надежностью станции или подстанции понимается ее способность обеспечивать бесперебойное электроснабжение потребителей электрической энергией нормального качества. Повреждение оборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать выдачу электроэнергии в энергосистему (ЭС), транзит мощности через шины станции и подстанции, электроснабжение агрегатов собственных нужд.

Экономичность главной схемы оценивается приведенными годовыми затратами на сооружение и эксплуатацию электрической части станции или подстанции.

З= И+ЕнК+У, где З – приведенные годовые затраты (руб/год); И – годовые издержки (руб/год); К – капитальные вложения в рассматриваемую схему; Ен – нормативный коэффициент эффективности кап. вложений (Ен=0, 12).

И=Иа+Иоб+Ипот, где Иоб – обслуживание; Ипот – потери; Иа – амортизационные отчисления (руб/год). Иоб – годовые издержки на обслуживания оборудования (текущий ремонт, ЗП персонала). Ипот – стоимость потерь электроэнергии в рассматриваемой схеме (в основном это потери ХХ и КЗ в силовых трансформаторах и автотрансформаторах) Рху, Ркз руб/год.

В процессе проектирования ЭСиП обычно намечается 2-3 варианта её главной схемы и производится их технико-экономическое сравнение. Вариант имеющий минимальные годовые приведенные затраты принимается к исполнению.

У- годовой ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителям с шин станции или подстанции.

Под технической гибкость схемы понимают ее способность к созданию требуемых эксплуатационных режимов, способность к отключению аппаратов или частей схемы для производства ремонтов без нарушения электроснабжения потребителей.

Безопасность обслуживания – достигается выполнением электрической части станций и подстанций в строгом соответствии с нормативными документами: (правилами устройства электроустановок ПУЭ, правилами техники безопасности ПТБ, правилами технической эксплуатации ЭСиП ПТЭ и др.). Важным условием безопасности является простота и наглядность схемы, что уменьшает вероятность ошибок персонала.

Возможность расширения ЭСиП – учитывает перспективы развития энергосистемы. Кроме того, строительство крупных станций ведется очередями, очевидно, что строительство каждой последующей очереди не должно приводить к коренной переделке предыдущих.

Лекция 21

Тема 7.1. Схемы внешнего электроснабжения (продолжение)

Источники питания и пункты приема электроэнергии.

Основным ИП являются электростанции, объединенные в энергосистемы.

Установки по производству, преобразованию, распределению и потреблению электроэнергии и теплоты, связанные между собой электрическими и тепловыми сетями с общим режимом управления называют энергетической системой, а электрическую часть энергосистемы (генераторы, преобразовательные и распределительные устройства, ЛЭП и потребитель электроэнергии) – электрической системой. Пример схемы электроэнергетической системы, представлен на рис. Л2.1.

Напряжение генераторов ТЭЦ составляет 6-20кВ, поэтому близко расположенные потребители питаются на данном напряжении.

Для электроснабжения потребителей на значительном расстоянии и для связи с энергосистемой применяется напряжение выше генераторного. С этой целью на станциях устанавливают трансформаторы для повышения генераторного напряжения до 110-220кВ. Трансформаторные районные подстанции (п/ст1 – п/ст4) и узловые распределительные подстанции (УРП1 – УРП4) – предназначены для преобразования напряжения и связи отдельных частей системы, а так же питания мощных потребителей. ТП предназначены для питания потребителей меньшей мощности, расположенных вблизи районных подстанций.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 9 101112 13 14 Следующая ⇒