Диплом (1094907), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Назначение и область применения
БМЦС предназначен для применения в системах центральной сигнализации электрических подстанций, оборудованных цифровыми или электромеханическими устройствами РЗА, в различных отраслях ТЭК и промышленности.
БМЦС позволяет собрать, обработать, наглядно отобразить и оперативно передать информацию о состоянии объекта, а также быстро и удобно изменить конфигурацию системы сигнализации.
Функции
-
Прием и отображение аварийной сигнализации с обеспечением повторности действия;
-
Прием и отображение предупредительной сигнализации, в том числе с центральной выдержкой времени, с обеспечением повторности действия;
-
Прием и отображение сигналов от отдельных датчиков;
-
Передача информации об изменении состояния сигнальных контактов;
-
Выдача сигналов обобщенной сигнализации: “Авария”,“Предупредительный”,“Звонок”,“Сирена”,“Отказ БМЦС”;
-
Непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностика) в течение всего времени работы;
Технические возможности
-
Прием и индикация 32 входных сигналов, в том числе прием групповых сигналов от шинок ШЗА, ШЗП1, ШЗП2, ВШ (аналог реле импульсной сигнализации).
-
Прием как импульсных, так и длительных сигналов.
-
Регистрация событий.
-
Встроенное звуковое сигнальное устройство.
-
Местное и дистанционное квитирование сигналов.
-
Программная регулировка выдержки времени на пуск каждого входа.
-
Местный и дистанционный ввод уставок и конфигурации.
-
Санкционированный доступ к изменению уставок и конфигурации.
-
Режим ручного тестирования.
-
Связь по двум стандартным последовательным каналам связи RS 232 и RS 485.
-
Включение в АСУ в качестве подсистемы нижнего уровня.
БМЦС запоминает не менее 100 событий. В регистре фиксируются тип событий и астрономическое время их наступления. Разрешающая способность по времени не более 10 мс. В каждом канале предусмотрен счетчик событий, увеличивающийся на единицу при каждом событии.
При отсутствии оперативного тока длительность хранения набора уставок, а также программируемой конфигурации в памяти блока - неограничена, аварийной информации - не менее 200 часов. При наличии оперативного тока длительность хранения информации не ограничена.
Блок может размещаться на дверце релейного шкафа или панели и удобен при установке и монтаже. Габаритные размеры, не более : 230*205*250 мм. Вес блока не более 5 кг.
Разработка выполнена по техническому заданию и при участии ЦСРЗА “Ленэнерго” и СУ “ЛенОЭГ” согласованному РАО “ЕЭС России” и РАО “Газпром”.
Блоками БМРЗ оснащаются ячейки КРУ Московского и Самарского заводов «Электрощит». БМРЗ используются на распределительных подстанциях, тяговых подстанциях железных дорог, компрессорных станциях РАО «Газпром», тепловых и атомных электростанциях, на промышленных предприятиях, метрополитене и других объектах.
Производственные мощности НТЦ “Механотроника” совместно с заводами “ЛЭМЗ” и “Электронмаш” позволяют выпускать до 5 тысяч устройств в год.
Использование цифровой интегрированной защиты и автоматики распределительных сетей позволяет увеличить качество контроля процессов, протекающих в системах электроснабжения, повысить уровень надёжности электроснабжения всех потребителей электроэнергии особенно наиболее ответственных потребителей, вести контроль и своевременно реагировать на изменение параметров качества электроэнергии, поддерживая эти показатели в рамках ГОСТ 13109-97, уменьшить время ликвидации повреждений, за счёт более быстрого обнаружения места повреждения и т.д.
ГЛАВА 4. Способы электроснабжения двухфазных нагрузок от сети 380/220В .
4.1. Введение
Несимметрия трехфазной системы напряжений
Нормируемые показатели:
коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.
Причины выхода показателей за пределы норм состоят в использовании различных несимметричных или однофазных ЭП, таких, как:
-
дуговые сталеплавильные печи;
-
тяговые нагрузки железных дорог на переменном токе;
-
электросварочные агрегаты;
-
осветительные установки;
-
однофазная коммунально-бытовая нагрузка.
Влияние на работу различных ЭП
Несимметричные токи нагрузки, протекающие по элементам системы электроснабжения, вызывают в них несимметричные падения напряжения. Вследствие этого на выводах ЭП появляется несимметричная система напряжений. Отклонения напряжения у ЭП перегруженной фазы могут превысить допустимые значения. Кроме ухудшения режима напряжения у ЭП, при несимметричном режиме существенно ухудшаются условия работы как самих ЭП, так и всех элементов сети, что ведет к снижению надежности работы электрооборудования и системы электроснабжения в целом.
Качественно отличается действие несимметричного режима от симметричного у таких распространенных трехфазных ЭП, как асинхронные двигатели (АД). Сопротивление обратной последовательности АД примерно в 5 раз меньше сопротивления прямой последовательности. Поэтому даже небольшая несимметрия напряжений вызывает значительные токи обратной последовательности, что ведет к дополнительному нагреву статора и ротора. Все это в итоге приводит к ускоренному старению изоляции и уменьшению располагаемой мощности двигателя.
При несимметрии напряжений сети в синхронных машинах наряду с возникновением дополнительных потерь активной мощности и нагревом статора и ротора могут возникнуть опасные вибрации в результате появления знакопеременных вращающих моментов и тангенциальных сил, пульсирующих с двойной частотой сети.
В случае наличия токов обратной и нулевой последовательности увеличиваются суммарные токи в отдельных элементах сети, что приводит к увеличению суммарных потерь мощности (энергии) и может быть недопустимо с точки зрения нагрева.
Отметим, что значительные токи нулевой последовательности, протекающие через нулевой проводник недостаточного сечения, могут вызвать его сильный нагрев. Зафиксирован ряд случаев возникновения пожаров в зданиях из-за перегрева нулевых проводников, сечение которых составляло 25 или 50 % фазного провода.
При постоянном протекании токов нулевой последовательности через заземлители последние высушиваются, а их сопротивление увеличивается. Это отрицательно воздействует на работу систем релейной защиты, что может привести к очень тяжелым последствиям. Несимметрия напряжений значительно ухудшает режимы работы многофазных вентильных выпрямителей из-за значительного увеличения пульсации выпрямленного напряжения, ухудшаются условия работы систем импульсно-фазового управления тиристорных преобразователей.
Конденсаторные установки при несимметрии напряжений неравномерно загружаются реактивной мощностью по фазам, что делает невозможным полное использование их установленной мощности. Кроме того, конденсаторные установки в этом случае усиливают уже существующую несимметрию, так как выдача реактивной мощности в сеть в фазе с наименьшим напряжением будет меньше, чем в остальных фазах.
Ответственность и меры компенсации
В ГОСТе указывается, что ответственность за нарушение норм по показателям коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности и коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности лежит на потребителях с несимметричной нагрузкой.
Снижение несимметрии напряжения достигается либо уменьшением сопротивления сети токам обратной и нулевой последовательности, либо снижением уровней этих токов. Учитывая, что сопротивления внешней сети одинаковы для токов прямой и обратной последовательности, снизить эти сопротивления возможно лишь путем подключения мощной однофазной нагрузки через отдельный трансформатор на шины с большой Sкз. Снижение систематической несимметрии в сетях низкого напряжения осуществляется рациональным распределением однофазных нагрузок между фазами с таким расчетом, чтобы сопротивления этих нагрузок были равны между собой.
Если несимметрия напряжения не может быть снижена путем схемных решений, то применяют симметрирующие устройства (СУ). В качестве таких устройств применяют несимметрично включенные конденсаторные батареи (рис. 4).
Для снижения несимметрии, которая является результатом случайных процессов, применяются автоматические СУ, которые состоят из конденсаторов и реакторов, собранных в параллельные группы и подключаемых в зависимости от изменения тока или напряжения обратной последовательности. Разработан ряд СУ на базе трансформаторов, например, трансформаторов с вращающимся магнитным полем, представляющих собой несимметричную нагрузку или позволяющих осуществлять пофазное регулирование напряжения.
Рассмотрим возможность электроснабжения двухфазной нагрузки от трехфазного газогенератора с применением специально разработанного трансформатора на примере электрической системы обогрева промыслового нефтепровода системы «Тепломаг», причем суммарная двухфазная нагрузка сравнима с генерируемой мощностью самого генератора,
Наиболее экономичный режим работы синхронного генератора достигается при симметричной его нагрузке. В этом случае имеет место чисто круговое вращающееся магнитное поле в магнитной системе генератора и, как следствие, постоянство момента на валу и равномерность вращения газодизельной электростанции.
Условием симметричной работы трехфазного генератора является равенство чисел витков Wax, Wby, Wcz, действующих значений токов lax,lby,lcz и напряжений Uax,Uby,Ucz всех его фаз, а также фазовый сдвиг между ними во времени на1/3 периода, т.е.:
Uax = UФ; Uby=Uфехр(-120°); Ucz= Uфехр120°; (3.1)
lax = Iф; Iby = Iфехр(-120°); Icz = Iфехр120°; (3.2)
Wax = Wby = Wcz (3.3)
Несоблюдение условий симметрии приводит к снижению полезной мощности и к.п.д. генератора, возникновению значительных дополнительных потерь энергии внутри него, а также появлению механических вибраций, шума и т.п.
4.2. Постановка задачи
Для электроснабжения двухфазной нагрузки общей мощностью около 550кВ*А необходима разработка специального трансформатора позволяющего привести двухфазную симметричную нагрузку к трехфазной системе электроснабжения
4.3. Силовой трансформатор.
В настоящем проекте в качестве первичного источника электропитания используется трехфазный синхронный генератор с линейным напряжением 380 В частотой 50 Гц и мощностью 630 кВ*А.
Основным конечным потребителем электроэнергии являются две независимые тепловыделяющие ИР-линии с рабочим напряжением 2x3,4 кВ мощностью 275 кВ*А каждая и 550 кВ*А суммарно.
Следовательно, силовой трансформатор должен осуществлять преобразование числа фаз с трех на две и линейным напряжением с 380 В на 3,4 кВ. При этом полученная в результате преобразования система двухфазных напряжений и токов для обеспечения экономичного режима работы всей энергосистемы должна быть симметричной.
Условия симметричного режима работы трехфазной обмотки трансформатора одинаковы с условиями (3.1) - (3.3) для трехфазного генератора.
Условиями симметрии двухфазной системы напряжений Uα и Uβ и токов lα и Iβ является равенство их действующих значений и фазовый сдвиг между ними во времени на 1/4 периода, а также равенство намагничивающих сил обмоток, т.е.:
Uα = jUβ; lα = jlβ; (3.4)
Fα = lαWα = jFβ =jlβWβ (3.5)
Указанное выше преобразование напряжений и токов может быть реализовано с помощью трехфазного трансформатора с первичной обмоткой низшего напряжения (НН), соединенной треугольником или звездой с изолированной нейтралью, и вторичной обмоткой высшего напряжения (ВН), соединенной в звезду с одной изолированной фазой и изолированной нейтралью.