Расчет электрических сетей напряжением выше 1000 В.

Под электрическим расчетом сети понимают расчет, в результате которого определяются параметры режима электрической ceти, т. е. напряжения во всех узлах, потоки мощности и токи во всех ветвях схемы замещения сети. Электри­ческий расчет проводится для решения следующих задач: определения потерь мощности и энергии в отдельных элементах сети и для сети в целом, выбора сече­ний токопроводящих жил, выбора устройств для регулирования напряжения и для компенсации реактивной мощности и многих других.

При электрическом расчете разомкнутых распределительных сетей прини­маются следующие упрощающие допущения:

1) в схемах замещения сети не учитываются емкостные проводимости воздуш­ных линий;

2) распределение потоков активной и реактивной мощности в сети опреде­ляется без учета потерь мощности в элементах сети;

3) потери мощности и напряжения, а также токи в отдельных элементах сети определяют не по истинным напряжениям в узлах, а по номинальному напря­жению.

1) Выбор напряжения сети

2) Выбор экономически целесообразных сечений поводов и кабельных линий

3) Проверка проводов и кабельных линий на потери напряжения и отклонение напряжения (возможно увеличение сечения, чтобы уменьшить потери).

4) Проверка проводов и кабельных линий на нагрев в нормальном режиме

5) Проверка проводов по условиям коронного разряда.

6) Проверка кабельных линий на нагрев током КЗ.

Проверка на механическую прочность:

6-10кВ – минимальное сечение 25мм²; 35 -

Проверка по нагрузке и условиям коронного разряда: 110кВ – 70мм²; 220кВ – 240мм²

При ВЛ выше 1000В расчет ведется в отн. ед.

40. Определить ток срабатывания токовой отсечки без выдержки времени при I_к⁽³⁾ =3кА в конце ВЛ.

Ток срабатывания токовой отсечки без выдержки: I_(t=0) =K_н*I_к⁽³⁾, где K_н =1, 2÷ 1, 3- коэффициент надежности для электромеханической защиты; K_н =1, 05÷ 1, 1- для цифровой (электронной) защиты; I_к⁽³⁾ =3 - ток короткого замыкания в конце линии, кА. I_(t=0)^эл.мех =1, 25*3=3, 75 кА; I_(t=0)^цифр =1, 075*3=3, 225 кА.

 

41. Определить ток срабатывания отсечки с выдержкой времени при I_к⁽³⁾ =4кА в конце линии.

Ток срабатывания отсечки с выдержкой времени: I_(t=0) = I_к⁽³⁾/ K_н, где K_н =1, 2÷ 1, 3- коэффициент надежности для электромеханической защиты; K_н =1, 05÷ 1, 1-для цифровой (электронной) защиты; I_к⁽³⁾ =4 - ток короткого замыкания в конце линии, кА. В итоге: I_{(t< > 0)}^эл.мех = 4/1, 25=3, 2 кА; I_{(t< > 0)}^цифр = 4/1, 075=3, 721 кА.

 

42. Определить ток срабатывания МТЗ, если I_{нагр.макс}=800 А в линии, питающей ЭД U_н=10кВ.

Ток срабатывания МТЗ: I_мтз=K_н* K_сз*I_{нагр.макс}/ K_вз, где K_н =1, 2÷ 1, 3-коэффициент надежности для электромеханической защиты; K_н =1, 05÷ 1, 1-для цифровой (электронной) защиты; K_сз=3÷ 5-коэффициент самозапуска(мощная двигательная нагрузка); K_вз=0, 65÷ 0, 8-коэффициент возврата для электромеханической защиты; K_вз=0, 95÷ 0, 96- для цифровой (электронной) защиты; I_{нагр.макс}=800 - максимальный ток нагрузки, А. В итоге: I_мтз^эл.мех =1, 25* 4*800/0, 7=5, 714кА; I_мтз^цифр=1, 075* 4*800/0, 955=3, 602кА.

 

43. Определить ток осечки без выдержки времени, если I_к^{(3) /} =2кА в конце линии, питающей электродвигатели U_н=6кВ.

Ток срабатывания токовой отсечки без выдержки: I_(t=0) =K_н*I_к⁽³⁾, где K_н =1, 2÷ 1, 3- коэффициент надежности для электромеханической защиты; K_н =1, 05÷ 1, 1- для цифровой (электронной) защиты; I_к⁽³⁾ - ток короткого замыкания в конце линии, кА. I_к⁽³⁾= I_к^{(3) /} - I_П, где I_П – ток подпитки со стороны двигателя.

44. Пути снижения токов к.з.

1.Разделение сети, питаемой от нескольких источников, на отделенные друг от друга секции, что может привести к двух- или многократному снижению токов к. з. в непосредственной близости от источников.

2.Переход на более высокое номинальное напряжение сети при той же мощности источников питания. Это приводит к увеличе­нию сопротивлений всех выбираемых источников и элементов сети и к соответствующему уменьшению токов (но не мощностей) к. з.

3.Применение токоограничивающих отключающих аппаратов. К таким аппаратам относятся большинство применяемых в сетях НН и ВН плавких предохранителей, а также многие типы автома­тических выключателей НН. Время отключе­ния к. з. такими аппаратами при достаточно больших токах к. з. меньше 0, 01 с, благодаря чему ток к. з. за аппаратом не дости­гает своего расчетного ударного значения. Этот способ ограничения токов к. з. может считаться одним из наиболее эффек­тивных и экономичных; его применение ограничено отключающей способностью аппаратов.

4.Применение источников питания и элементов сети с повы­шенным реактивным или активным сопротивлением. Такими источ­никами и элементами могут быть, например, трансформаторы с по­вышенным относительным напряжением к. з.; шинопроводы, токопроводы и воздушные линии, а также шинопроводы с увеличен­ным расстоянием между фазами; этот способ более эффективен в сетях ВН, так как в сетях НН общее сопротивление цепи к. з. часто определяется активными сопротивлениями; автоматические выключатели НН с тепловыми (биметаллическими) расцепителями, особенно при малых номиналь­ных токах таких расцепителей; этим может существенно сни­жаться ток к. з. за автомати­ческим выключателем, а также требуемая отключающая спо­собность выключателя.

5.Применение токоограничивающих реакторов, устанавливаемых в распределительном устройстве (РУ) питающей подстанции или электростанции. Наиболее эффективным этот способ может считаться в сетях 6 и 10 кВ; иногда реакторы могут оказаться целесообраз­ными также в сетях 20 и 35 кВ или в сетях НН. Реактор для огра­ничения токов к. з. представляет собой однофазную индуктивную катушку без стального сердечника.

6.Секционирование сети путем применения питающих транс­форматоров с двумя идентичными- («расщепленными») обмотками. Этот способ, обычно комбинируемый с применением реакторов, может оказаться одним из лучших в распределительных сетях ВН крупных предприятий в случае большой мощности питающих трансформаторов.

7.Применение резонансных токоограничивающих устройств, состоящих из реактора, конденсаторной батареи и быстродействую­щего дросселя насыщения. В нормальном режиме ра­боты реактор и конденсаторная батарея на­строены на резонанс и результирующее со­противление устройства практически равно нулю. При к. з. напряжение на конденсатор­ной батарее ограничивается насыщением шун­тирующего дросселя, и сопротивление устрой­ства определяется практически одним только реактором. Недостатком устройства является его большая стоимость.

Применяются и некоторые другие спосо­бы уменьшения токов к. з. (изменение схемы сети, применение дополнительных активных сопротивлений и др.).

 

45. Релейная защита и системная автоматика. Назначение и область применения.

Релейная защита - совокупность специальных устройств и средств (реле, измерительные трансформаторы и другие аппара­ты), обеспечивающая автоматическое отключение поврежденной части электрической установки или сети. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то ре­лейная защита должна приводить в действие сигнальные устрой­ства, не отключая установку. Электроустановки должны быть оборудованы устройствами релейной защиты, предназначенными для:

а) автоматического отключения поврежденного элемента от остальной, неповрежденной части электрической системы (электроустановки) с помощью выключателей; если повреждение (например, замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью) непосредственно не нарушает работу электрической системы, допускается действие релейной защиты только на сигнал:

б) реагирования на опасные, ненормальные режимы работы элементов электрической системы (например, перегрузку, повышение напряжения в обмотке статора гидрогенератора); в зависимости от режима работы и условий эксплуатации электроустановки релейная защита должна быть выполнена с действием на сигнал или на отключение тех элементов, оставление которых в работе может привести к возникновению повреждения.

Автоматическое включение элемента после срабатывания защиты называется автоматическим повторным включением (АПВ) и применяется в случаях, когда вероятность возникновения неустойчивых (преходящих) повреждений и неселективного срабатывания защиты достаточно высока. Наиболее частым преходящим повреждением в системах электроснабжения является к. з. в воздушных линиях, воздушных шинопроводах, на выводах электрических аппаратов, трансформаторов и кабельных разделок, на сборных шинах и т. п.

 

46. Основные требования к релейной защите.

Устройства релейной защиты должны обеспечивать:

-наименьшее возможное время отключения КЗ в целях сохранения бесперебойной работы неповрежденной части системы (устойчивая работа электрической системы и электроустановок потребителей, обеспечение возможности восстановления нормальной работы путем успешного действия АПВ и АВР, самозапуска электродвигателей, втягивания в синхронизм и пр.) и ограничения области и степени повреждения элемента.

-обеспечение селективности, т. е. отключения только поврежденных участков. Время срабатывания защиты характеризуется вы­держкой времени, обеспечивающей селективность. Выдержка определяется полным временем действия защиты до отключения по­врежденного участка,

-остаточная чувствительность ко всем видам повреждений на защищаемой линии и на линиях, питаемых от нее, а также к изменению в связи с этим параметров (тока, напряжения и др.), что оценивается коэффициентом чувствительности;

-максимальная простота схем с наименьшим числом аппаратов и достаточная надежность и быстродействие;

-наличие сигнализации о неисправностях в цепях, питающих аппараты релейной защиты.

Наряду с этим предъявляются требования, характерные для современных микропроцессорных защит (самодиагностика, запоминание событий, дистанционное получение информации и др.).

12Следующая ⇒

Поделиться: