ВКР Бушуев А.А. (1226802), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В качествекомпенсирующего устройства будем использовать дугогасящие реакторы савтоматическим регулированием [11].6.3. Расчет емкостного тока короткого замыкания на землюПротекание тока при простом замыкании на землю в сетях 6-35 кВобусловлено наличием емкости в сети, ток поврежденной фазы возвращается всеть через емкость. Токи однофазного замыкания могут принимать значения отдолей ампер до нескольких сотен ампер в зависимости от разветвленностисетей и их конструкции (воздушные, кабельные). Величина емкостного тока всетях3-35кВопределяетсярабочимнапряжениемиемкостнымипроводимостями на землю всех ее элементов, электрически связанных с местомзамыкания.Емкостной ток замыкания на землю [6]:I с 3 Cф Uф(6.1)где - угловая частота напряжения, с-1; Cф - емкость фазы сети на землю, Ф;U ф - фазное напряжение сети, В.Как видно из приведенной формулы, трудность определения емкостноготока замыкания на землю заключается в определение емкости фазы.Особенностью задач по расчету электрической емкости является то, что строгиеметоды их решения неотделимы от методов расчета электростатического полярассматриваемой системы заряженных тел.38Емкостью обладают все элементы электрической сети, но основной вклад всуммарную емкость вносят: воздушные линии, кабельные линии и потребителиэлектроэнергии (электрические двигатели), остальные элементы сети имеютмизерную емкость и ее значением можно пренебречь.
Для указанных элементовсети значение емкости можно определять по формулам. Инженерных методикирасчета емкостей элементов электрических сетей были получены путемописанияизмененияемкостифазыотпараметровлиниизаконамираспределения. Инженерный метод расчета емкости фаз воздушных линий 6-35кВ был выведен таким образом, чтобы минимальные значения погрешностейнаблюдались при реальных расчетах воздушных линий. Для этого параметрылиний выбирались согласно типовым проектам [9, 10] так как именно потиповым проектам, учитывающим все требования нормативных документов [6,7], выполняется строительство линий электропередач.Инженерная формула для расчета средней емкости фазы воздушной линиинапряжением 35 кВ от параметров линий имеет следующий вид:Cф K ТР K ЦЕП K РАСП 0,4884 109 ln(3,4 103 r 3,56 103 ) ln(0.02 P K U1 K U2 2.97),(6.2)где K ТР - коэффициент, зависящий от наличия грозозащитного троса, приотсутствии троса K ТР 1 , при одноцепной линии и наличие троса KТР 1,082 ,при двухцепной линии и наличии троса KТР 1,037 ; K ЦЕП - коэффициент,зависящий от количества цепей линии, подвешиваемых на одной опоре, приодноцепной линии K ЦЕП 1 , при двухцепной линии K ЦЕП 1,15 ; K РАСП - коэффициент, зависящий от расположения проводов на опоре, при расположениипроводов треугольником K РАСП 1 , при расположении проводов в линиюK РАСП 1,01; r - радиус фазного провода, мм; P - сумма междуфазныхрасстояний между каждыми фазами, в случае двухцепной линии - только одной39цепи, м; K U1,K U2 - коэффициенты, зависящие от напряжения линии, при напряжении линии 6-10 кВ K U1 5,29 , K U2 1,175 , при напряжении 35 кВK U1 K U2 1.Рассчитаем среднюю емкость фазы воздушной линии напряжением 35 кВ напримере линии Т-301:Линия одноцепная, протяженность 9,1 км, провод – АС – 120/19, безгрозозащитного троса, провода расположены треугольником, следовательноCф 1 1 1 0,4884 109 ln(3,4 103 7 3,56 103 ) ln(0.02 11,7 1 1 2.97) 5,022пФ / кмЗначит, емкость фазы равна:C 5,022 9,1 45.7пФЕмкостной ток равен:I с 3 2 50 4,57 108 35000 0,87ААналогичные расчеты проведем и для остальных линий.
Полученныерезультаты сведем в таблицу 6.1.Таблица 6.1. Расчетные емкости линийЛинияL, кмПроводKтрКцепКраспР, мКu1Кu2Т-3019,1АС 12011111,711Cвл,пФ/км5,02Т-3028,85АС 12011111,711Т-30315АС 15011,15111,71Т-30415АС 15011,15111,7Т-30545АС 120111Т-30629,6АС 120111СуммаC, пФI, А45,70,875,0244,40,8515,8387,51,67115,8387,51,6711,7115,022264,3011,7115,0221482,8312,1940Таблица 6.2. Сведения об эксплуатацииТокзамыкания наземлю.НормальныйрежимПрисоединение∑ токов длянормальногорежимаТокзамыканияна землю.РемонтныйрежимВЛ-35кВ Т-301 ЦЭС, Чегдомын2,052,05ВЛ-35кВ Т-302 ЦЭС, Чегдомын1,961,96ВЛ-35кВ Т-305 Северная,Шахта,Ч4,6ВЛ-35кВ Т-306 Северная,Ч3,223,22ВЛ-35кВ Т-303 МПС1,531,53ВЛ-35кВ Т-304 МПС1,531,53∑ токов дляремонтногорежима4,614,8914,89Так как расчетное значение емкостного тока на землю превышаетдопустимый (норма – 10 А), следовательно необходима установка дугогасящегореактора.
В электрических сетях, где в процессе эксплуатации емкостный токзамыкания на землю изменяется более чем на ±10 %, рекомендуется применятьреакторысплавнымрегулированиеминдуктивности,настраиваемыеавтоматически.6.4. Выбор дугогасящих реакторов и трансформаторов для ихподключенияМощность реакторов должна выбираться по значению емкостного тока сетис учетом ее развития в ближайшие 10 лет. При отсутствии данных о развитиисети мощность реакторов следует определять по значению емкостного токасети, увеличенному на 25 %.Так как данных за такой промежуток времени нет, то значение, полученноев п.
6.3. умножим на 1,25.Расчетная мощность реакторов Qк (кВ×А) определяется по формуле [6]:Qк I С 41U НОМ,3(6.3)где U НОМ - номинальное напряжение сети, кВ; IС - емкостный ток замыкания наземлю, А. Следовательно, в итоге получаем:Qк 14,89 1,25 Дляподключенияреакторов35 376,11кВ А3должныиспользоватьсясиловыетрансформаторы со схемой соединения обмоток "звезда с выведеннойнейтралью - треугольник". Но так как на ПС «Ургал» на трансформаторах 3Т и4Т нейтрали не стоят, необходимо либо произвести замену трансформатора,либо воспользоваться оборудованием для компенсации емкостных токовзамыканияназемлюнейтралеобразующиетрансформаторыTEGEссоединением обмоток Z-0 и дугогасящие реакторы ZTC(ASR) с шунтирующимрезистором (производство ООО «ЕГЭ-Энерган») [14].35-110-220 кВ6-10 кВТрансформатор TEGEc соединениемобмоток Z-0Трансформатор TEGEc соединениемобмоток Z-0Дугогасящийреактор ZTC (ASR) сшунтирующимрезистором SRнапряжением 500 ВДугогасящийреактор ZTC(ASR) сшунтирующимрезистором SRнапряжением 500 ВРисунок 6.5.
Понижающая подстанция с нейтральюзаземленной через дугогасящий реактор42На рис. 6.5 приведена типовая двухтрансформаторная подстанция снейтралью на стороне 6-10 кВ заземленной через дугогасящий реактор.В этом режиме на секцию шин 6-10 кВ через специально выделеннуюячейку подключается трансформатор вывода нейтрали (с соединением обмотокY-0/D или Z-0) и дугогасящий реактор.При однофазном замыкании на землю в сети дугогасящий реактор создает вместе повреждения индуктивную составляющую тока, равную емкостной.
Приэтом суммарный ток в месте повреждения становится равным практическинулю и первое возникшее в сети однофазное замыкание на землю можно неотключать.Низковольтный шунтирующий резистор напряжением 500 В подключаетсячерез специальный контактор во вторичную силовую обмотку 500 Вдугогасящего реактора. Такое техническое решение имеет следующиепреимущества:отсутствиенеобходимостивнемедленномотключенииоднофазного замыкания на землю и соответственно потребителя;малый остаточный ток в месте повреждения (не более 1-2А);самоликвидация однофазных замыканий (особенно на воздушныхлиниях);возможностьорганизацииселективнойавтоматическидействующей релейной защиты от однофазных замыканий на землюисключениеповрежденийизмерительныхТНиз-заферрорезонансных процессов.Структурная схема технического решения по заземлению нейтрали сети 610 кВ через дугогасящий реактор с шунтирующим низковольтным резисторомприведена на рис.6.6.43Сеть 6- 35 кВИзмерительныеприборыD1N1M1100 BN2500 BD2M2kЦифровойрегуляторREG- DPAШунтирующийрезисторSRlРеактор ZTC (ASR)Рисунок 6.6.
Структурная схема заземления нейтралисети 10 кВ через дугогасящий реакторВ существующих российских сетях 6-35 кВ с заземлением нейтрали черездугогасящие реакторы старой конструкции с ручным регулирование и реакторыс подмагничиванием, но без шунтирующего резистора существует проблемаорганизации селективной защиты от однофазных замыканий на землю. В этихсетях не могут использоваться как простые токовые защиты от замыканий наземлю (код ANSI 51G), так и направленные защиты (код ANSI 67N). Первые всвязи с тем, что дугогасящий реактор компенсирует ток однофазногозамыкания (ток 3I0) в поврежденном присоединении практически до нуля.Вторые в связи с совпадением направления тока 3I0 в поврежденном инеповрежденных фидерах по направлению. В поврежденном фидере внаправлении «от шин» течет индуктивный ток 3I0 по величине равныйсобственному емкостному току фидера, а в неповрежденных фидерахсобственные емкостные токи в направлении «к шинам».Режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор с шунтирующимнизковольтным резистором, подключаемым во вторичную силовую обмоткунапряжением 500В, позволяет реализовать селективную защиту от замыканийна землю как с использование простых токовых защит (код ANSI 51G), так и44более сложных направленных защит по направлению тока 3I0 (код ANSI 67N)или активной мощности нулевой последовательности («ваттметрические», кодANSI 32).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
