Understøttelse af strømbegrænsere og lysbuedæmpningsreaktorer
Strømbegrænsende reaktorer er designet til at begrænse kortslutningsstrømme og opretholde et vist niveau af samleskinnespænding i tilfælde af fejl bag reaktorerne.
Reaktorer bruges i understationer hovedsageligt til netværk 6-10 kV, sjældnere til spænding 35 kV. Reaktoren er en spole uden en kerne, dens induktive modstand afhænger ikke af strømmen. En sådan induktans er inkluderet i hver fase af et trefaset netværk. Reaktorens induktive modstand afhænger af antallet af dens vindinger, størrelsen, fasernes relative position og afstandene mellem dem. Induktiv modstand måles i ohm.
Under normale forhold, når belastningsstrømmen passerer gennem reaktoren, overstiger spændingstabet i reaktoren ikke 1,5-2%. Men når kortslutningsstrømmen løber, stiger spændingsfaldet over reaktoren kraftigt. I dette tilfælde skal restspændingen af understationsbusserne til reaktoren være mindst 70 % af den nominelle spænding.Dette er nødvendigt for at opretholde den stabile drift af de andre brugere, der er tilsluttet understationsbusserne. Reaktorens aktive modstand er lille, derfor er det aktive effekttab i reaktoren 0,1-0,2% af den effekt, der passerer gennem reaktoren i normal tilstand.
Ved koblingspunktet skelnes der mellem lineære og sektionsreaktorer forbundet mellem samleskinneafsnit. Til gengæld kan lineære reaktorer være individuelle (fig. 1, a) - for en linje og gruppe (fig. 1, b) - for flere linjer. Designet skelner mellem enkelt- og dobbeltreaktorer (fig. 1, c).
Reaktorviklinger er normalt lavet af strenget isoleret ledning - kobber eller aluminium. For mærkestrømme på 630 A og derover består reaktorviklingen af flere parallelle grene. Ved fremstillingen af reaktoren er viklingerne viklet på en speciel ramme og derefter hældt med beton, hvilket forhindrer forskydning af drejningerne under påvirkning af elektrodynamiske kræfter, når kortslutningsstrømme flyder. Betondelen af reaktoren er malet for at forhindre fugtindtrængning. Reaktorer installeret udendørs udsættes for særlig imprægnering.
Ris. 1. Ordninger for inddragelse af strømbegrænsende reaktorer: a — individuel enkelt reaktor for en ledning; b — gruppeenhedsreaktor; med — dobbelt reaktor af en gruppe
For at isolere reaktorer af forskellige faser fra hinanden og fra jordede strukturer er de monteret på porcelænsisolatorer.
Sammen med enkeltreaktorer har dobbeltreaktorer fundet anvendelse. I modsætning til enkeltreaktorer har dobbeltreaktorer to viklinger (to ben) pr. fase. Vindingerne har én drejningsretning.Reaktorgrenene er lavet til de samme strømme og har samme induktans. En strømkilde (normalt en transformer) er forbundet til den fælles terminal, og en belastning er forbundet til grenterminalerne.
Mellem grenene af reaktorfasen er der en induktiv kobling karakteriseret ved gensidig induktans M. I normal tilstand, når der flyder omtrent lige store strømme i begge grene, er spændingstabet i en dobbeltreaktor på grund af gensidig induktion mindre end i en konventionel reaktor med samme induktansmodstand. Denne omstændighed gør det muligt effektivt at anvende en dobbeltreaktor som en batch-reaktor.
Ved kortslutning i en af reaktorens grene bliver strømmen i denne gren meget højere end strømmen i den anden ubeskadigede gren.I dette tilfælde aftager påvirkningen af gensidig induktion, og effekten af at begrænse kortslutningsstrømmen er hovedsageligt bestemt af den iboende induktive modstand på reaktorgrenen.
Under driften af reaktorerne kontrolleres de. Under inspektionen lægges der vægt på tilstanden af kontakterne ved bussernes forbindelsespunkter til reaktorviklingerne i henhold til de mørke farver, indikatorens termiske film, tilstanden af viklingsisoleringen og tilstedeværelsen af deformation af svingene, til graden af støvdannelse og integriteten af de understøttende isolatorer og deres forstærkning, til tilstanden af beton og lakbelægning.
Befugtningen af betonen og reduktionen af dens modstand er særlig farlig i tilfælde af kortslutning og overspænding i netværket på grund af mulig overlapning og ødelæggelse af reaktorviklingerne. Under normale driftsforhold bør reaktorviklingernes isolationsmodstand til jord være mindst 0,1 MΩ.Funktionaliteten af reaktorernes køle- (ventilations-) systemer kontrolleres. Hvis der konstateres en ventilationsfejl, skal der træffes foranstaltninger til at reducere belastningen. Overbelastning af reaktorer er ikke tilladt.
Bueundertrykkelsesreaktorer.
En af de mest almindelige fejl i det elektriske netværk er jording af strømførende dele af en elektrisk installation. I 6-35 kV netværk udgør denne type skader mindst 75 % af alle skader. Ved lukning; til jorden af en af faserne (fig. 2) i et trefaset elektrisk netværk, der arbejder med en isoleret nul, bliver spændingen af den beskadigede fase C i forhold til jorden nul, og de to andre faser A og B stiger med 1,73 gange (op til netværksspænding ). Dette kan overvåges af de isolationsovervågningsvoltmetre, der er inkluderet i spændingstransformatorens sekundære vikling.
Ris. 2. Fase-jordfejl i et trefaset elektrisk netværk med kompensation af kapacitive strømme: 1-vikling af en strømtransformator; 2 — spændingstransformer; 3 — lysbueundertrykkelsesreaktor; H — spændingsrelæ
Strømmen af den beskadigede fase C, der strømmer gennem jordingspunktet, er lig med den geometriske sum af strømmene i fase A og B:
hvor: Ic — jordfejlstrøm, A; Uf — netværksfasespænding, V; ω = 2πf-vinkelfrekvens, s-1; C0 er fasekapacitansen i forhold til jorden, pr. længdeenhed af linjen, μF / km; L er længden af netværket, km.
Det kan ses af formlen, at jo større netværkets længde er, desto større er værdien af jordfejlsstrømmen.
En fejl mellem fase og jord i et netværk med en isoleret neutral forstyrrer ikke forbrugernes drift, da symmetrien af linjespændingerne bevares.Ved store IC-strømme kan jordfejl være ledsaget af, at der opstår en afbrydelsesbue på fejlstedet. Dette fænomen fører til gengæld til, at der opstår overspændinger op til (2,2-3,2) Uf i netværket.
I nærvær af svækket isolering i netværket kan sådanne overspændinger forårsage isolationsnedbrud og fasefasekortslutning. Derudover skaber den termisk-ioniserende effekt af en lysbue, der skyldes en jordfejl, risiko for fase-til-fase fejl.
Under hensyntagen til faren for jordfejl i et netværk med isoleret nul, anvendes kompensation af den kapacitive jordfejlsstrøm ved hjælp af lysbuedæmpningsreaktorer.
Forskning og driftserfaringer viser dog, at det er tilrådeligt at anvende lysbuedæmpningsreaktorer i 6 og 10 kV netværk selv med kapacitive jordfejlsstrømme, der når henholdsvis 20 og 15 A.
Strømmen, der strømmer gennem bueundertrykkelsesreaktorviklingen, opstår som et resultat af virkningen af den neutrale forspænding. Det sker til gengæld ved neutral, når en fase er kortsluttet til jord. Strømmen i reaktoren er induktiv og rettet mod den kapacitive jordfejlstrøm. På denne måde kompenseres strømmen på stedet for jordfejlen, hvilket bidrager til hurtig udslukning af lysbuen. Under sådanne forhold kan antenne- og kabelnetværk fungere i lang tid med en fase-til-jord-fejl.
Ændringen i induktans, afhængigt af designet af bueundertrykkelsesreaktoren, sker ved at skifte viklingsgrenene, ændre mellemrummet i det magnetiske system, bevæge kernen med jævnstrøm.
Reaktorer af ZROM-typen produceres til spænding 6-35 kV.Viklingen af en sådan reaktor har fem grene. I nogle strømsystemer produceres lysbueundertrykkelsesreaktorer, hvis induktans ændres ved at ændre spalten i det magnetiske system (for eksempel reaktorer af KDRM, RZDPOM-typen til spænding 6-10 kV, med en kapacitet på 400 -1300 kVA)
Ris. 3. Skema af viklinger af en bueundertrykkelsesreaktor af RZDPOM-typen (KDRM): A — X — hovedvikling; a1 — x1 — styrespole 220 V; a2 — x2 — signalspole 100 V, 1A.
Bueundertrykkelsesreaktorer af lignende type, fremstillet i DDR, Tjekkoslovakiet og andre lande, fungerer i elektriske netværk. Strukturelt består bueundertrykkelsesreaktorer af KDRM, RZDPOM-typerne af et tre-trins magnetisk kredsløb og tre viklinger: strømforsyning, kontrol og signal. Viklediagrammet er vist i fig. 3. Alle viklinger er placeret på det midterste ben af det tre-trins magnetiske kredsløb.
Ris. 4. Skema for inklusion af lysbueundertrykkelsesreaktorer
Det magnetiske kredsløb med spoler er placeret i en tank med transformerolie. Den midterste stang er lavet af en fast og to bevægelige dele, mellem hvilke der dannes to justerbare luftspalter.
I strømspolen er klemme A forbundet til strømtransformatorens neutrale klemme, klemme X er jordet gennem strømtransformatoren. Kontrolspolen a1 — x1 er designet til at forbinde en bueundertrykkelsesreaktor (RNDC) regulator.
Signalspolen a2-x2 bruges til at forbinde kontrol- og måleenheder til den. Justering af lysbuedæmpningsreaktoren sker automatisk ved hjælp af et elektrisk drev. Begrænsning af bevægelsen af de bevægelige dele af det magnetiske kredsløb sker ved endestopkontakter.Kredsløbsdiagrammer for bueundertrykkelsesreaktorer er vist i fig.
I fig. 4a viser et universelt kredsløb, der giver dig mulighed for at tilslutte lysbuedæmpningsreaktorer til enhver af transformatorerne. I fig. 4b er lysbuedæmpningsreaktorerne indbefattet i hver deres sektion. Effekten af lysbuedæmpningsreaktoren vælges baseret på kompensationen af den kapacitive netværksjordstrøm, der leveres af den relevante samleskinnesektion.
En afbryder er installeret på lysbuedæmpningsreaktoren for at lukke den ned under manuel genopretning. Det er uacceptabelt at bruge en switch i stedet for en afbryder, da den fejlagtige nedlukning af lysbueundertrykkelsesreaktoren af en switch under jording i netværket vil føre til en stigning i strømmen ved jordingspunktet, overspænding i netværket, beskadigelse af isolering af reaktorviklingen, fasekortslutning.
Som regel er lysbueundertrykkere forbundet til neutralerne på transformere, der har et stjerne-delta-forbindelsesskema, selvom der er andre forbindelsesordninger (i den neutrale del af generatorer eller synkrone kompensatorer).
Effekten af transformere, der ikke har nogen belastning i sekundærviklingen og bruges til at forbinde lysbuereaktorer til deres neutrale, vælges lig med effekten af bueundertrykkelsesreaktoren. Hvis transformatoren til lysbueundertrykkelsesreaktoren også bruges til at forbinde belastningen til den, skal dens effekt vælges 2 gange effekten af lysbueundertrykkelsesreaktoren.
Opsætning af bueundertrykkelsesreaktor.Ideelt set kan det vælges, så jordfejlsstrømmen kompenseres fuldt ud, dvs.
hvor Ic og Ip er de faktiske værdier for netværkets jordingskapacitive strømme og bueundertrykkelsesreaktorstrømmen.
Denne indstilling af bueundertrykkelsesreaktoren kaldes resonant (resonans af strømme forekommer i kredsløbet).
Regulering af reaktoren med overkompensation er tilladt når
I dette tilfælde bør jordfejlsstrømmen ikke overstige 5 A og graden af afstemning
ikke overstiger 5% Det er tilladt at konfigurere underkompenserede lysbueundertrykkelsesreaktorer i kabel- og luftnetværk, hvis eventuelle nødubalancer i netværkets fasekapaciteter ikke fører til fremkomsten af en neutral forspænding højere end 0,7 Uph .
I et rigtigt netværk (især i antennenetværk) er der altid en asymmetri af fasekapacitansen i forhold til jorden, afhængigt af ledernes placering på understøtningerne og fordelingen af fasernes koblingskondensatorer. Denne asymmetri bevirker, at en symmetrisk spænding vises på neutralen. Ubalance spænding bør ikke overstige 0,75 % Uph.
Inklusionen af en lysbueundertrykkelsesreaktor i neutralen ændrer signifikant potentialerne for neutral- og netværksfasen. En neutral forspænding U0 vises på neutralen på grund af tilstedeværelsen af asymmetri i netværket. I mangel af jording i netværket tillades den neutrale afvigelsesspænding ikke højere end 0,15 Uph i lang tid og 0,30 Uph i 1 time.
Med resonansjusteringen af reaktoren kan neutralens forspænding nå værdier, der kan sammenlignes med fasespændingen Uf.Dette vil forvrænge fasespændingerne og endda generere et falsk jordsignal. I sådanne tilfælde gør kunstig udløsning af lysbueundertrykkelsesreaktoren det muligt at reducere den neutrale forspænding.
Resonansjusteringen af bueundertrykkelsesreaktoren er stadig optimal. Og hvis neutralafvigelsesspændingen med en sådan indstilling er større end 0,15 Uph og ubalancespændingen er større end 0,75 Uph, skal der træffes yderligere foranstaltninger for at udligne netværksfasernes kapacitet ved at transponere ledningerne og omfordeling af koblingskondensatorer over netværket faser.
Under drift kontrolleres lysbuedæmpningsreaktorer: i understationer med permanent vedligeholdelsespersonale en gang om dagen, i understationer uden vedligeholdelsespersonale - mindst en gang om måneden og efter hver jordfejl i netværket. Når du undersøger, skal du være opmærksom på isolatorernes tilstand, deres renlighed, fraværet af revner, spåner, tætningernes tilstand og fraværet af olielækager samt olieniveauet i ekspansionstanken; på tilstanden af lysbuedæmperbussen, der forbinder den til transformatorens neutrale punkt og til jordsløjfen.
I mangel af automatisk justering af reaktoren for at undertrykke lysbuen til resonans, udføres dens omstrukturering efter ordre fra afsenderen, som afhængigt af den ændrede netværkskonfiguration (ifølge en tidligere kompileret tabel) instruerer understationens pligt til at skifte grenen ved reaktoren.Vagtchefen, der har sikret sig, at der ikke er jordforbindelse i netværket, slukker for reaktoren, installerer den nødvendige gren på den og tænder den med en afbryder.