Podpora obmedzovačov prúdu a tlmivky na potlačenie oblúka

Reaktory obmedzujúce prúd sú navrhnuté tak, aby obmedzovali skratové prúdy a udržiavali určitú úroveň napätia na prípojnici v prípade poruchy za reaktormi.

Reaktory sa v rozvodniach používajú hlavne pre siete 6-10 kV, menej často pre napätie 35 kV. Reaktor je cievka bez jadra, jeho indukčný odpor nezávisí od pretekajúceho prúdu. Takáto indukčnosť je zahrnutá v každej fáze trojfázovej siete. Indukčný odpor reaktora závisí od počtu jeho závitov, veľkosti, vzájomnej polohy fáz a vzdialeností medzi nimi. Indukčný odpor sa meria v ohmoch.

Za normálnych podmienok, keď záťažový prúd prechádza reaktorom, strata napätia v reaktore nepresahuje 1,5-2%. Keď však pretečie skratový prúd, pokles napätia na reaktore sa prudko zvýši. V tomto prípade musí byť zvyškové napätie zberníc rozvodne k reaktoru minimálne 70 % menovitého napätia.Je to potrebné na udržanie stabilnej prevádzky ostatných používateľov pripojených k zberniciam rozvodne. Aktívny odpor reaktora je malý, preto strata činného výkonu v reaktore je 0,1–0,2 % výkonu prechádzajúceho reaktorom v normálnom režime.

V bode spínania sa rozlišujú lineárne a sekčné reaktory zapojené medzi sekciami prípojníc. Na druhej strane lineárne reaktory môžu byť jednotlivé (obr. 1, a) — pre jednu linku a skupina (obr. 1, b) — pre niekoľko liniek. Konštrukcia rozlišuje medzi jednoduchým a dvojitým reaktorom (obr. 1, c).

Vinutia reaktora sú zvyčajne vyrobené zo splietaného izolovaného drôtu - medi alebo hliníka. Pre menovité prúdy 630 A a vyššie pozostáva vinutie reaktora z niekoľkých paralelných vetiev. Pri výrobe reaktora sa vinutia navinú na špeciálny rám a potom sa nalejú betónom, čo zabraňuje posunutiu závitov pôsobením elektrodynamických síl pri prúdení skratových prúdov. Betónová časť reaktora je natretá, aby sa zabránilo prenikaniu vlhkosti. Reaktory inštalované vonku sú podrobené špeciálnej impregnácii.

Ryža. 1. Schémy na zahrnutie reaktorov obmedzujúcich prúd: a — samostatný samostatný reaktor pre jednu linku; b — skupinový blokový reaktor; s — dvojitým reaktorom skupiny

Na izoláciu reaktorov rôznych fáz od seba a od uzemnených štruktúr sú namontované na porcelánových izolátoroch.

Spolu s jednoduchými reaktormi našli uplatnenie aj dvojité reaktory. Na rozdiel od jednoduchých reaktorov majú dvojité reaktory dve vinutia (dve nohy) na fázu. Vinutia majú jeden smer otáčania.Vetvy reaktora sú vyrobené pre rovnaké prúdy a majú rovnakú indukčnosť. Na spoločnú svorku je pripojený zdroj energie (zvyčajne transformátor) a na odbočovacie svorky je pripojená záťaž.

Medzi vetvami fázy reaktora je indukčná väzba charakterizovaná vzájomnou indukčnosťou M. V normálnom režime, keď v oboch vetvách tečú približne rovnaké prúdy, je strata napätia v dvojitom reaktore v dôsledku vzájomnej indukcie menšia ako v klasickom reaktore s rovnaký indukčný odpor. Táto okolnosť umožňuje efektívne použiť dvojitý reaktor ako vsádzkový reaktor.

Pri skrate v jednej z vetiev reaktora sa prúd v tejto vetve stáva oveľa väčším ako prúd v druhej nepoškodenej vetve.V tomto prípade klesá vplyv vzájomnej indukcie a dochádza k obmedzeniu skratového prúdu. určená hlavne vlastným indukčným odporom na vetve reaktora.

Počas prevádzky reaktorov sa kontrolujú. Pri kontrole sa venuje pozornosť stavu kontaktov v miestach pripojenia zberníc k vinutiu reaktora podľa stmavených farieb, tepelným filmom indikátora, stavu izolácie vinutia a prítomnosti deformácií závitov, na mieru prašnosti a celistvosti nosných izolantov a ich vystuženia, na stav betónu a náteru laku.

Vlhnutie betónu a zníženie jeho odporu sú nebezpečné najmä pri skrate a prepätí v sieti z dôvodu možného prekrytia a zničenia vinutí reaktora. Za normálnych prevádzkových podmienok by mal byť izolačný odpor vinutia reaktora voči zemi aspoň 0,1 MΩ.Kontroluje sa funkčnosť chladiacich (ventilačných) systémov reaktorov. Ak sa zistí porucha ventilácie, musia sa prijať opatrenia na zníženie zaťaženia. Preťažovanie reaktorov nie je povolené.

Oblúkové reaktory.

Jednou z najčastejších porúch v elektrickej sieti je uzemnenie živých častí elektrickej inštalácie. V sieťach 6-35 kV tento typ poškodenia predstavuje najmenej 75% všetkých škôd. Pri zatváraní; k zemi jednej z fáz (obr. 2) trojfázovej elektrickej siete pracujúcej s izolovaným neutrálom sa napätie poškodenej fázy C voči zemi vynuluje a ďalšie dve fázy A a B sa zvýšia o 1,73 krát (do sieťového napätia). Toto je možné sledovať pomocou voltmetrov na monitorovanie izolácie, ktoré sú súčasťou sekundárneho vinutia napäťového transformátora.

Ryža. 2. Fázovo-zemné spojenie v trojfázovej elektrickej sieti s kompenzáciou kapacitných prúdov: 1-vinutie výkonového transformátora; 2 — napäťový transformátor; 3 — reaktor na potlačenie oblúka; H - napäťové relé

Prúd poškodenej fázy C pretekajúci uzemňovacím bodom sa rovná geometrickému súčtu prúdov fáz A a B:

kde: Ic – zemný poruchový prúd, A; Uf — fázové napätie siete, V; ω = 2πf-uhlová frekvencia, s-1; C0 je fázová kapacita vzhľadom na zem, na jednotku dĺžky vedenia, μF / km; L je dĺžka siete, km.

Zo vzorca je zrejmé, že čím väčšia je dĺžka siete, tým väčšia je hodnota zemného poruchového prúdu.

Porucha medzi fázou a zemou v sieti s izolovaným neutrálom neruší činnosť spotrebiteľov, pretože je zachovaná symetria sieťových napätí.Pri veľkých prúdoch IC môžu byť zemné poruchy sprevádzané objavením sa prerušujúceho oblúka v mieste poruchy. Tento jav zase vedie k tomu, že v sieti vznikajú prepätia až (2,2-3,2) Uf.

V prítomnosti oslabenej izolácie v sieti môžu takéto prepätia spôsobiť rozpad izolácie a fázový skrat. Okrem toho tepelno-ionizačný efekt elektrického oblúka, ktorý je výsledkom zemného spojenia, vytvára riziko medzifázových porúch.

S prihliadnutím na nebezpečenstvo zemných porúch v sieti s izolovaným neutrálom sa používa kompenzácia kapacitného zemného poruchového prúdu pomocou tlmiviek na potlačenie oblúka.

Výskum a prevádzkové skúsenosti však ukazujú, že je vhodné použiť tlmivky na potlačenie oblúka v sieťach 6 a 10 kV aj pri kapacitných zemných poruchových prúdoch dosahujúcich 20 a 15 A.

Prúd pretekajúci vinutím tlmivky vzniká v dôsledku pôsobenia neutrálneho predpätia. Na druhej strane sa vyskytuje v neutráli, keď je fáza skratovaná k zemi. Prúd v reaktore je indukčný a smeruje proti kapacitnému zemnému poruchovému prúdu. Týmto spôsobom sa kompenzuje prúd v mieste zemného spojenia, čo prispieva k rýchlemu zhasnutiu oblúka. Za takýchto podmienok môžu anténne a káblové siete pracovať dlhú dobu s poruchou medzi fázami.

Zmena indukčnosti v závislosti od konštrukcie zhášacej tlmivky sa vykonáva prepínaním vetiev vinutia, zmenou medzery v magnetickom systéme, pohybom jadra jednosmerným prúdom.

Reaktory typu ZROM sa vyrábajú pre napätie 6-35 kV.Vinutie takéhoto reaktora má päť vetiev. V niektorých energetických sústavách sa vyrábajú tlmivky na zhášanie oblúka, ktorých indukčnosť sa mení zmenou medzery v magnetickom systéme (napríklad reaktory typu KDRM, RZDPOM pre napätie 6-10 kV, s kapacitou 400 -1300 kVA)

Ryža. 3. Schéma vinutia oblúkovej tlmivky typu RZDPOM (KDRM): A — X — hlavné vinutie; a1 — x1 — riadiaca cievka 220 V; a2 — x2 — signálna cievka 100 V, 1A.

Oblúkové tlmivky podobného typu, vyrábané v NDR, Československu a iných krajinách, pracujú v elektrických sieťach. Konštrukčne sa tlmivky typu KDRM, RZDPOM skladajú z trojstupňového magnetického obvodu a troch vinutí: napájacieho, riadiaceho a signálneho. Schéma vinutia je znázornená na obr. 3. Všetky vinutia sú umiestnené na strednej nohe trojstupňového magnetického obvodu.

Ryža. 4. Schémy na zahrnutie reaktorov na potlačenie oblúka

Magnetický obvod s cievkami je umiestnený v nádrži s transformátorovým olejom. Stredná tyč je vyrobená z jednej pevnej a dvoch pohyblivých častí, medzi ktorými sú vytvorené dve nastaviteľné vzduchové medzery.

V napájacej cievke je svorka A pripojená k neutrálnej svorke výkonového transformátora, svorka X je uzemnená cez prúdový transformátor. Riadiaca cievka a1 — x1 je určená na pripojenie regulátora tlmivky oblúka (RNDC).

Signálna cievka a2-x2 slúži na pripojenie riadiacich a meracích prístrojov k nej. Nastavenie tlmivky oblúka sa vykonáva automaticky pomocou elektrického pohonu. Obmedzenie pohybu pohyblivých častí magnetického obvodu sa vykonáva koncovými spínačmi.Schémy zapojenia pre reaktory na potlačenie oblúka sú znázornené na obr.

Na obr. 4a znázorňuje univerzálny obvod, ktorý umožňuje pripojiť tlmivky na potlačenie oblúka k akémukoľvek z transformátorov. Na obr. 4b je každý z reaktorov na potlačenie oblúka zahrnutý vo svojej vlastnej sekcii. Výkon tlmivky na zhášanie oblúka sa volí na základe kompenzácie kapacitného zemného prúdu siete dodávaného príslušným úsekom prípojnice.

Odpojovač je nainštalovaný na reaktore na potlačenie oblúka, ktorý ho vypne počas manuálneho obnovenia. Je neprijateľné používať vypínač namiesto odpojovača, pretože chybné vypnutie tlmivky oblúka vypínačom počas uzemnenia v sieti povedie k zvýšeniu prúdu v uzemňovacom bode, prepätiu v sieti, poškodeniu izolácia vinutia reaktora, fázový skrat.

Spravidla sú tlmiče oblúka pripojené k neutrálom transformátorov, ktoré majú schému pripojenia hviezda-trojuholník, aj keď existujú iné schémy pripojenia (v neutrálnej časti generátorov alebo synchrónnych kompenzátorov).

Výkon transformátorov, ktoré nemajú žiadne zaťaženie v sekundárnom vinutí a používajú sa na pripojenie oblúkových reaktorov k ich neutrálu, sa volí rovnaký ako výkon reaktora na potlačenie oblúka. Ak sa na pripojenie záťaže použije aj transformátor pre tlmivku elektrického oblúka, jeho výkon by mal byť zvolený na dvojnásobok výkonu tlmivky na zhášanie oblúka.

Nastavenie reaktora na potlačenie oblúka.V ideálnom prípade ho možno zvoliť tak, aby bol zemný poruchový prúd plne kompenzovaný, t.j.

kde Ic a Ip sú skutočné hodnoty kapacitných prúdov uzemnenia siete a prúdu reaktora na potlačenie oblúka.

Toto nastavenie tlmivky na zhášanie oblúka sa nazýva rezonančné (v obvode dochádza k rezonancii prúdov).

Regulácia reaktora s nadmernou kompenzáciou je povolená, keď

V tomto prípade by zemný poruchový prúd nemal prekročiť 5 A a stupeň rozladenia

nepresahuje 5 %. Je povolené konfigurovať nedostatočne kompenzované tlmivky na potlačenie oblúka v káblových a nadzemných sieťach, ak akékoľvek núdzové nevyváženosti fázových kapacít siete nevedú k výskytu neutrálneho predpätia vyššieho ako 0,7 Uph .

V reálnej sieti (najmä v vzdušných sieťach) je vždy asymetria fázovej kapacity voči zemi v závislosti od umiestnenia vodičov na podperách a rozmiestnenia väzbových kondenzátorov fáz. Táto asymetria spôsobuje, že sa na neutrále objaví symetrické napätie. Nesymetrické napätie by nemalo presiahnuť 0,75 % Uph.

Zaradenie reaktora na potlačenie oblúka do neutrálu výrazne mení potenciály neutrálu a sieťovej fázy. Na neutrále sa objaví neutrálne predpätie U0 v dôsledku prítomnosti asymetrie v sieti. Pri absencii uzemnenia v sieti je napätie neutrálnej odchýlky povolené nie vyššie ako 0,15 Uph po dlhú dobu a 0,30 Uph po dobu 1 hodiny.

Pri rezonančnom ladení reaktora môže predpätie neutrálu dosiahnuť hodnoty porovnateľné s fázovým napätím Uf.To skresľuje fázové napätia a dokonca generuje falošný zemný signál. V takýchto prípadoch umožňuje umelé vypnutie reaktora na potlačenie oblúka znížiť neutrálne predpätie.

Rezonančné ladenie tlmivky oblúka je stále optimálne. A ak je pri takomto nastavení napätie neutrálnej odchýlky väčšie ako 0,15 Uph a nesymetrické napätie je väčšie ako 0,75 Uph, musia sa prijať dodatočné opatrenia na vyrovnanie kapacity fáz siete transpozíciou vodičov a prerozdelením väzbových kondenzátorov v sieti. fázy.

Počas prevádzky sa reaktory na potlačenie oblúka kontrolujú: v rozvodniach so stálym personálom údržby raz denne, v rozvodniach bez personálu údržby — najmenej raz za mesiac a po každej zemnej poruche v sieti. Pri kontrole dávajte pozor na stav izolátorov, ich čistotu, neprítomnosť trhlín, triesok, stav tesnení a neprítomnosť úniku oleja, ako aj hladinu oleja v expanznej nádrži; na stave zbernice tlmiča oblúka, ktorá ju spája s neutrálnym bodom transformátora a so zemnou slučkou.

Pri absencii automatického nastavenia reaktora na potlačenie rezonancie oblúka sa jeho reštrukturalizácia vykonáva na príkaz dispečera, ktorý v závislosti od meniacej sa konfigurácie siete (podľa predtým zostavenej tabuľky) dáva pokyn na prepnutie rozvodne. pobočka pri reaktore.Služobný dôstojník, ktorý sa ubezpečil, že v sieti nie je žiadne uzemnenie, vypne reaktor, nainštaluje naň potrebnú vetvu a zapne ho odpojovačom.