станции2

Министерство образования науки Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»

Электрические станции и подстанции

Лабораторная работа №4

Ограничение токов короткого замыкания и выбор токоограничивающих реакторов.

Выполнил: студент гр.

ЗЭЭ-11-12

Илеменев Игорь И.

Проверил: Злобина И.Г.

Чебоксары 2015г.

Ограничение токов короткого замыкания и выбор токоограничивающих реакторов.

Цель работы: изучение средств и методов ограничения токов КЗ в электрических системах.

Подготовка к работе.

1. В мощных электроустановках и питаемых ими электросетях токи короткого замыкания могут достигать столь больших величин, что электрооборудование электрических станций и подстанций, а также сечения кабелей электросети приходится выбирать не по условиям нормального режима, а исходя из устойчивости работы их при коротких замыканиях. Применение электрооборудования и кабелей, рассчитанных на большие токи короткого замыкания, приводит к значительному увеличению затрат на сооружение электроустановок и их сетей. В некоторых случаях токи короткого замыкания могут быть настолько велики, что вообще оказывается невозможным или весьма затруднительным выбор электрооборудования и кабелей, устойчивых при коротких замыканиях.Поэтому в мощных электроустановках применяют искусственные меры ограничения токов короткого замыкания, чем достигается возможность применения более дешевого электрооборудования: более легких типов электроаппаратов, шин и кабелей меньших сечений.Существуют несколько способов ограничения токов короткого замыкания. Выбор того или иного способа ограничения определяется местными условиями установки и должен быть подкреплен технико-экономическим расчетом.

2. Ограничение тока короткого замыкания достигается увеличением сопротивления сетей:

· путем осуществления раздельной работы питающих агрегатов, трансформаторов и линий электропередачи;

· включения в цепи дополнительных сопротивлений.

· на электростанциях с помощью секционных реакторов (СР) и трансформаторов с расщепленными обмотками ток к.з. ограничивается до экономически целесообразных для станций значений;

· в распределительных сетях с помощью схемных решений (раздельной работы трансформаторов и ЛЭП), линейных реакторов (ЛР) и трансформаторов с расщепленными обмотками токи к.з. ограничиваются до значений, экономически целесообразных для сетей.

4. Токоограни́чивающий реа́ктор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения тока короткого замыкания. Включается последовательно в цепь, ток которой нужно ограничивать и работает как индуктивное (реактивное) дополнительное сопротивление, уменьшающее ток и поддерживающее напряжение в сети при коротком замыкании, что увеличивает устойчивость генераторов и системы в целом. При коротком замыкании ток в цепи значительно возрастает по сравнению с током нормального режима. В высоковольтных сетях токи короткого замыкания могут достигать таких величин, что подобрать установки, которые смогли бы выдержать электродинамические силы, возникающие вследствие протекания этих токов, не представляется возможным. Для ограничения тока короткого замыкания применяют токоограничивающие реакторы, которые при к.з. также поддерживают на сборных шинах питания достаточно высокое напряжение (за счёт большего падения на самом реакторе), что необходимо для нормальной работы других нагрузок.

6. Сдвоенные реакторы имеют два достоинства. Во-первых, они позволяют организовать четыре секции шин в технологическом ЗРУ-6(10) кВ и разнести четыре ЭД МНА по одному на каждую секцию. Во-вторых, сопротивление ветвей сдвоенного реактора зависит от направления и величины токов в ветвях. В нормальном режиме, когда через каждую из ветвей реактора получает питание по одному ЭД МНА, токи в ветвях направлены от средней точки в разные стороны и близки по величине. При этом индуктивное сопротивление каждой из ветвей реактора за счет взаимоиндукции разнонаправленных токов уменьшается в два раза по сравнению с номинальным сопротивлением одной ветви ХВ, указываемым в каталожных данных ХР = 0,5ХВ.При КЗ в сети 6(10) кВ токи в ветвях сдвоенного реактора протекают в одном направлениях; по одной ветви ток протекает от средней точки реактора к шинам (ток КЗ от системы), а по другой ветви – от шин к средней точке реактора (ток подпитки от ЭД). Если токи в ветвях реактора будут примерно одинаковой величины, то индуктивное сопротивление каждой из ветвей реактора увеличивается примерно в 1,5 раза по сравнению с номинальным сопротивлением ветви ХВ, указываемым в каталожных данных. Таким образом, при нормальном режиме сопротивление каждой из ветвей сдвоенного реактора в два раза меньше номинального сопротивления, а при КЗ на одной из секций шин 6(10) кВ оно увеличивается в три раза. При этом потери напряжения в нормальном режиме, по сравнению с одиночным реактором, снижаются в два раза, а ток КЗ ограничивается «эффективнее» в 1.5 раза.

Схемы включения линейных реакторов

Линейные реакторы широко применяются на электростанциях как для питания потребителей собственных нужд на ТЭЦ, так и питания потребителей промышленных предприятий. На подстанциях линейные реакторы применяются для питания потребителей.

8.

В.Поддержание более высокого уровня остаточного напряжения благоприятно сказывается на потребителях электроэнергии, питающихся от того же источника, что и поврежденная цепь. С учетом этого в режиме КЗ целесообразно иметь возможно большее значение индуктивного сопротивления хр.