Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

3. 2. Феррорезонансные перенапряжения в сетях 6 – 10 кВ и их ограничение

3.2. Феррорезонансные перенапряжения в сетях 6 – 10 кВ и их ограничение

Феррорезонансные перенапряжения представляют серъезную опасность для оборудования 6 – 10 кВ и в последние годы чаще всего встречаются по следующим причинам:

в связи с увеличением доли кабелей в сетях увеличивается их емкость на землю;

для обеспечения номинального напряжения у потребителя в сети поддерживают повышенное напряжение, обеспечивающее компенсацию потери напряжения;

в сетях все чаще встречаются трехфазные трансформаторные группы;

наличие сезонных нагрузок в большом количестве приводит к тому, что мощные трансформаторы в течение длительного времени работают с малой нагрузкой;

усовершенствование конструкции и использование улучшенных материалов для трансформаторов приводит к значительному увеличению индуктивного сопротивления цепи намагничивания трансформатора, а также величины шунтирующей емкости.

Феррорезонансные перенапряжения имеют место главным образом при неполнофазных режимах (однофазных и двухфазных) вследствие разброса в действии разных фаз выключателей, их отказа и при перегорании плавких предохранителей. Феррорезонанс возникает чаще, если со стороны питания имеет место замыкание одной фазы на землю. Феррорезонанс представляет опасность для любой изоляции обрудования сетей 6 – 10 кВ.

Меры предупреждения феррорезонанса.

Ограничение длины воздушной линии или кабеля между трансформатором и выключателем или любым другим разрывным устройством. Однако допустимая длина линии или кабеля из-за многих переменных и особенно широкого диапазона реактивности трансформатора не может быть точно определена и трудно дать рекомендации по длине.

Применение трехфазных выключателей резко уменьшает вероятность возникновения феррорезонансных перенапряжений, но не исключает их полностью.

Небольшая активная нагрузка на трансформаторе (не более 5 % его мощности) понижает вероятность возникновения феррорезонанса. В каждом конкретном случае минимальную нагрузку следует определить.

Можно уменьшить вероятность возникновения феррорезонанса путем временного заземления нейтрали трансформатора при переключениях.

Применение антирезонансных трансформаторов напряжения типа НТМИ.

3.3. Предотвращение феррорезонанса в ру 110 – 500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, содержащими емкостные делители напряжения.

Основной целью предотвращения и подавления феррорезонанса в схемах РУ, содержащих трансформаторы напряжения и выключатели с емкостными делителями напряжения, является исключение повреждений трансформаторров напряжения электромагнитного типа и связанных с ними ответвлений шин и другого оборудования, а также обеспечение правильности действия АПВ и безопасности работы персонала.

Мероприятия по предотвращению феррорезонанса должны проводиться в РУ 110 – 330 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями типа ВВБ, ВВДМ,ВМТ с емкостными делителями напряжения, а в РУ 150 – 500 кВ с выключателями ВВН, ВНВ и др. только после выполнения соответствующих расчетов.

Существует три способа борьбы с феррорезонансом это:

Исключение образования феррорезонансного контура. Это достигается различными путями, в частности: выбор схем электрических соединений РУ, в которых возникновение феррорезонанса с электромагнитными трансформаторами напряжения исключено. Это — снятие емкостных делителей напряжения с воздушных выключателей 110 кВ, а для остальных — по согласованию с заводом изготовителем. Увеличение емкости системы шин путем подключения к ним батареи конденсаторов связи. Применение емкостных трансформаторов напряжения типа НДЕ вместо НКФ.

Читайте так же:
Выключатель zunis схема подключения

Расстройка феррорезонансного контура, образующегося из источника питания, емкостей делителя напряжения выключателей и системы шин и индуктивности трансформатора напряжения. Это может быть достигнуто путем изменения порядка проведения оперативных переключений по сравнению с типовым и некоторыми ограничениями в работе средств автоматики и релейной защиты.

Снижение добротности феррорезонансного контура за счет управляемого ввода в контур с последующим выводом активного сопротивления. Применение специальных устройств, фиксирующих возникновние феррорезонанса и осуществляющих его подавление и вывод трансформатора напряжения из феррорезонанса.

При составлении схем РУ должна производиться такая расстановка электромагнитных трансформаторов напряжения, при которой при всех возможных видах коммутаций феррорезонансный контур не создается.

Применение специальных устройств, фиксирующих возникновение феррорезонанса и осуществляющих его подавление, должно рассматриваться как основное мероприятие. Это устройство должно воздействовать на работу трансформатора напряжения только при возникновении феррорезонансного процесса., Устройство должно подавлять феррорезонанс каждой из фаз трансформатора напряжения независимо. Полное время подавления феррорезонанса должно быть не более 1 с, а другими способами – не более 20 с. Подключение специального устройства фиксации и подавления феррорезонанса должно обеспечивать защиту трансформатора напряжения как при оперативных переключениях, так и при автоматических отключениях.

Применяемый комплекс мер по защите электромагнитного трансформатора напряжения должен обеспечивать одновременно защиту устанавливаемых параллельно трансформатору вентильных разрядников или ОПН. При кратностях повышения напряжения более 2,5Uнаиб.раб в переходном режиме при феррорезонансе следует рассматривать необходимость подключения ОПН к трансформатору напряжения вместо вентильного разрядника.

Не требуется других мероприятий по предотвращению и подавлению феррорезонанса, если к системе шин РУ подключаются батареи коденсаторов связи, устанавливаются емкостные трансформаторы напряжения или снимаются емкостные делители с выключателей.

3.4 Перенапряжения на четных, частоты 2k, и нечетных, частоты (2k+1), ультрагармониках при явлениях переходного феррорезонанса

Переходный феррорезонанс возможен только в односторонне питаемых блочных или полублочных передачах, где ВЛ коммутируется вместе с невозбужденным или недовозбужденным при разрыве передачи вследствие отключения внешнего к.з. силовым трансформатором. Такие коммутации имеют место при плановом включении, ТАПВ, отключении внешнего к.з., а также при подключении к линии невозбужденного трансформатора.

Физическая природа этого вида перенапряжений следующая. В любой из перечисленных коммутаций в магнитной цепи трансформатора начинается переходной процесс установления нового режима. Исходное состояние магнитной цепи скачком измениться не может, поэтому в потокосцеплении, кроме основной гармоники 1(t)cost, должна появиться свободная затухающая апериодическая составляющая о(t). Наличие в потокосцеплении апериодической составляющей приводит к появлению в токе намагничивания, кроме основной как нечетных, так и четных составляющих, которые будут существовать, пока апериодическая составляющая не затухнет.

Гармонические составляющие тока намагничивания вызывают на элементах цепи падения напряжения, что по своему действию эквивалентно введению в систему продольных э.д.с. соответствующей частоты, поэтому, если одна или несколько частот свободных колебаний электропередачи, коммутируемой в блоке с невозбужденным трансформатором, близка к частоте какой-либо гармонической в токе намагничивания, возникнут резонансные повышения напряжения соответствующей частоты. Эти перенапряжения будут существовать до тех пор, пока не завершится переходной процесс установления нового режима магнитной цепи или, что то же самое, пока не затухнет апериодическая составляющая потокосцепления.

Читайте так же:
Блок выключателей с розеткой для ванной как подключить

Величина и время существования перенапряжений при явлениях переходного феррорезонанса зависят от значения первой собственной частоты электропередачи и активных потерь в системе, задаваемых, в первую очередь, активными нагрузками. Такие факторы, как мощность трансформатора, тип выключателя (пофазный или общий привод), характер заземления нейтралей обмоток высокого напряжения трансформатора, играют второстепенную роль.

Схемы, в которых возможен переходной феррорезонанс, качественно делятся на две группы: слабо демпфированные с наибольшими перенапряжениями и демпфированные с малыми перенапряжениями. Степень демпфирования определяется структурой питающего источника, наличием нагрузки на трансформаторах промежуточных подстанций и, в меньшей степени, активным сопротивлением проводов.

Рис.3.8 Принципиальные схемы источника питания

1 – коммутируемый выключатель; 2 — коммутируемая ВЛ

По структуре источника питания к демпфированным схемам относится схема на рис.3.8,а (схема типа «сборные шины»), к слабо демпфированным – источники питания с выделенным понижающим трансформатором (схема на рис.3.8,б) или в виде блока генератор-трансформатор (схнма на рис.3.8,в). В слабо демпфированных схемах длительность перенапряжений переходного феррорезонанса составляет 1  1,5 с; в демпфированных – уменьшается до 0,2  0,3 с. В схемах с проходными и отпаечными подстанциями на коммутируемой линии нагрузка на их понижающих трансформаторах дает заметный демпфирующий эффект даже при значениях, соответствующих минимуму суточного графика нагрузки.

Перенапряжения при переходном резонансе на частотах 100 и 200 Гц подвержены большим разбросам, так как определяются большим числом как независимых, так и связанных между собой случайных величин. Сюда относятся случайно меняющиеся от коммутации к коммутации и от одной электропередачи к другой угол включения выключателя, годовые колебания предвключенной индуктивности питающего источника, график передачи мощности по ВЛ, амплитуда основной составляющей потока в точке подключения трансформатора и др.

Сопоставление уровней максимальных перенапряжений при переходном феррорезонансе с допустимыми воздействиями показывает, что защита необходима в слабо демпфированных схемах для электропередач 110 – 500 кВ если определяемая по номограмме [1] наименьшая из частот собственных колебаний электропередачи к, и в передачах 750 кВ, если их собственная частота к.

Наименьшая из частот собственных колебаний коммутируемой блочной (полублочной) электропередачи определяется по расчетной схеме вида « источник э.д.с. – предвключенная реактивность – линия с распределенными параметрами». При этом понижающие трансформаторы промежуточных подстанций на виличину к/ практически не влияют и поэтому учитываться не должны. Значение эквивалентного индуктивного сопротивления питающего источника Хс должнл определяться с замещением генераторов переходной реактивностью Х ’ d.

Способы защиты от перенапряжений при явлениях переходного феррорезонанса:

Читайте так же:
Выключатель пакетный вп2 16а

эксплуатационными инструкциями запретить как коммутации линии в блоке с невозбужденным трансформатором (АТР), так и подключение к линии невозбужденного трансформатора или АТР. При необходимости подобных коммутаций трансформатор (или АТР) должен быть предварительно возбужден со стороны обмоток НН или СН, если в этих сетях есть генерирующие источники, либо нагружен местной нагрузкой;

на стороне низшего напряжения трансформатора или АТР, коммутируемого в блоке с ВЛ, устанавливается реактор, сигнал на кратковременное подключение которого подается одновременно (или с небольшим упреждением) с командой на включение или отключение выключателей блочной электропередачи. При АПВ подключение реактора осуществляется от действия устройств АПВ. Сигнал на отключение реактора подается от появления тока в обмотке реактора с выдержкой времени t  X/60R, где Х и R – активное и реактивное сопротивления реактора.

6-3. Емкостные делители напряжения

Кроме рассмотренных выше электромагнитных трансформаторов напряжения, все более широкое применение находят емкостные делители напряжения.

Принцип действия емкостного делителя напряжения (рис. 6-9) заключается в следующем.

Если между проводом линии электропередачи и землей включить несколько последовательно соединенных конденсаторов, то напряжение линии относительно земли (фазное напряжение) распределится между конденсаторами обратно пропорционально их емкости. Если все конденсаторы имеют одинаковую емкость, то напряжение распределится между ними поровну. Если же емкость конденсаторов различна, то на конденсаторы с меньшей емкостью придется большее напряжение, а на конденсаторы с большей емкостью — меньшее напряжение.

Обычно емкость конденсаторов выбирается таким образом, чтобы при номинальном фазном напряжении на линии Uф, напряжение на нижнем конденсаторе С3 составляло U3 = (0,05 0,1) Uф. Если к конденсатору С3 подключить первичную обмотку трансформатора напряжения ТН, то напряжение на его вторичной обмотке будет пропорционально фазному напряжению линии.

На рис. 6-10 показана принципиальная схема емкостного делителя напряжения типа НДЕ-500, которые устанавливаются на линиях электропередачи напряжением 500 кВ. Конденсатор C1 состоит из трех элементов типа емкостью по 14 000 пФ, каждый из которых рассчитан на фазное напряжение 97 кВ. Конденсатор отбора С2 типа ОМР-15-0,107 имеет емкость 107 000 пФ и рассчитан на напряжение до 15 кВ.

Номинальное фазное напряжение в сети 500 кВ равно 290 кВ, а допустимое напряжение на три элемента конденсатора C1 составляет 3*97 = 291 кВ. Суммарная емкость трех элементов конденсатора С1 равна 14 000 : 3 = 4 660 пФ, а суммарная емкость конденсаторов С1 и С2 составляет:

Фазное напряжение линии распределится между конденсаторами следующим образом:

Обычно емкостные делители напряжения совмещаются с конденсаторами связи высокочастотной защиты.

Устройство отбора напряжения, подключаемое в точку А, состоит из следующих аппаратов: разъединителя Р для включения и отключения устройства отбора, высокочастотного заградителя ВЧЗ для запирания пути токам высокой частоты аппаратов защиты, связи и телемеханики, дросселя Д для настройки контура отбора напряжения в резонанс с конденсатором С2 и трансформатора напряжения ТН с двумя вторичными обмотками. Одна обмотка соединяется с обмотками других фаз в звезду, а вторая — в разомкнутый треугольник.

Читайте так же:
Автоматический выключатель или выключатель разъединитель

При настройке контура отбора напряжения в резонанс с конденсатором С2 напряжение на вторичных обмотках в определенных пределах не зависит от их нагрузки.

Показанный на рис. 6-10 фильтр присоединения ФП предназначен для подключения высокочастотных постов защиты.

8 Июнь, 2009 37489 Печать

Безопасная работа в высоковольтных установках (Часть 3)

В предыдущих двух статьях (часть 1 и часть 2) мы подробно рассматривали вопросы безопасности в установках высокого напряжения. Оперирование разъединителями, различные виды блокировок и блокирующие устройства безусловно являются одними из основных средств для обеспечения безопасности при производстве ремонтных работ в электроустановках. Сегодня мы рассмотрим еще одно устройство, которое призвано стать частью системы безопасности в электроустановках высокого напряжения.

Речь пойдет о комплекте индикации напряжения или сокращенно КИН. Устройство сигнализирует о наличии напряжения на шинах ячеек распределительных устройств (КРУ, КРУН, КСО). Напомним, что максимально допустимое расстояние, на которое можно приближаться к токоведущим шинам установок напряжением 1-35 кВ, является 0,6 м. Информация о минимально допустимых расстояниях до токоведущих частей электроустановок содержится в межотраслевых правилах по охране труда в таблице 1.1.

Комплект индикации напряжения автономен в своей работе, то есть он не требует дополнительного источника. Его питание осуществляется за счет применения емкостного делителя в конструкции опорного изолятора. Суть работы емкостного делителя заключается в следующем: если между фазным проводом линии 10 кВ и «землей» включить несколько последовательно соединенных конденсаторов, то напряжение линии относительно земли распределится между конденсаторами обратно пропорционально их емкости. Если все конденсаторы будут обладать одинаковой емкостью, то напряжение распределится между ними поровну. Если номинальные емкости конденсаторов будут отличаться, то на конденсаторы с меньшими емкостями будет приходиться большее напряжение, а на конденсаторы с большей емкостью — меньшее напряжение.

Опорные изоляторы с емкостными делителями в распределительном устройстве устанавливаются как обычные опорные изоляторы, однако монтажная поверхность обязательно должна быть заземлена. Следует отметить, что порог срабатывания опорных изоляторов с емкостными делителями напряжения OptiIsol равен 800 В.

Комплект индикации напряжения может не только сообщать о наличии напряжения на шинах ячеек КРУ и КСО, но и помогать при проведении фазировки — технологическиой операции, при которой определяется порядок чередования и одноименность фаз.

В случае неправильного подключения фаз лампочки устройства будут загораться. Вывод о том, какие фазы подключены неправильно можно сделать из приведенной ниже таблице.

Почему так происходит, рассмотрим на примере. В электроэнергетике принято следующее цветовое обозначение фазных проводников в электрических сетях переменного тока: фаза А — желтый, фаза В — зеленый, фаза С — красный. На рисунке изображены векторные диаграммы напряжений двух электроустановок. Первая электроустановка имеет прямой порядок чередования фаз (А-В-С), а вторая — обратный (А-С-В).

В этом случае на индикаторе контроля фазировки будут светиться две лампочки (например, средняя и правая), сигнализируя о том, что перепутаны местами фазы «В» и «С». Свечение индикатора обусловено тем, что между фазами «В» и «С» есть разность напряжений.

Читайте так же:
Автоматические выключатели siemens moeller

Для завершения фазировки необходимо поменять местами фазы «В» и «С» местами и убедиться в отсутствии свечения индикаторов контроля фазировки.

Изоляторы и опции

Опорный изолятор ИО У3 предназначен для надежного удерживания токоведущих элементов в электротехнических устройствах среднего напряжения.

1.jpg

Изолятор опорный типа ИО-С УЗ

Опорный изолятор ИО­-С У3 предназначен для надежного удерживания токоведущих элементов в электротехнических устройствах среднего напряжения. Благодаря емкостному делителю напряжения, встроенному в корпус, устройство позволяет получать сигнал о наличии напряжения на присоединенном токоведущем элементе. Данный сигнал отображается на блоке индикации напряжения.

2.jpg

Блок индикации напряжения

Блок индикации напряжения переменного тока сигнализирует о наличии рабочего напряжения в главных токоведущих цепях электротехнического устройства 6–10 кВ. Блок индикации напряжения применяется совместно с опорными изоляторами типа ИО­С УЗ.

Безымянный.png

Устройство для фазировки

Устройство предназначено для проверки правильности подключения кабелей по фазам. Устройство подключается к стационарным блокам индикации напряжения. Устройство обеспечивает полную безопасность персонала при проведении фазировки кабелей под рабочим напряжением.

FA_indicator_watermark.jpg

Изолятор проходной типа Т 5-75 УЗ

Проходной изолятор Т 5­-75 У3 с токопроводом предназначен для пропускания электрического тока напряжением до 10 кВ через металлическую перегородку, находящуюся под другим электрическим потенциалом. Изолятор поставляется в комплекте с латунными гайками для крепления токоведущих шин.

Bashing_insulator_watermark.jpg

Изолятор проходной типа Д 5-75 У3

Проходной изолятор Д 5-­75 У3 предназначен для изоляции токоведущих шин на напряжение до 10 кВ, проходящих через перегородку, имеющую другой электрический потенциал.

6.jpg

Изолятор проходной типа Д 1-75-1250 УЗ

Проходной изолятор Д 1-­75-­1250 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в ячейках КРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 1250 А, ток термической стойкости 31,5 кА. Выпускается в двух вариантах исполнения центральной резьбовой втулки: М10 и М16.

7.jpg

Изолятор проходной типа Д 1-75-1600 УЗ

Проходной изолятор Д 1-75­-1600 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в ячейках КРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 1600 А, ток термической стойкости 40 кА.

8.jpg

Изолятор проходной типа Д 1-75-2000 УЗ

Проходной изолятор Д 1­-75-­2000 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в ячейках ьКРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 2000 А, ток термической стойкости 40 кА. Выпускается в двух вариантах исполнения центральной резьбовой втулки: М16 и М20.

9.jpg

Изолятор проходной типа Д 1-75-3150 УЗ

Проходной изолятор Д 1­-75-­3150 У3 предназначен для изоляции разъемных соединений главных цепей в шкафах КРУ с выкатными элементами. Изолятор рассчитан на ток до 3150 А, ток термической стойкости 40 кА.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector