Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике

ПОИСК ПО САЙТУ:

 
  

 

Эксплуатация электрооборудования, Высоковольтное электрооборудование

Обслуживание токоограничивающих и дугогасящих реакторов

 

Обслуживание токоограничивающих и дугогасящих реакторовТокоограничивающие реакторы предназначены для ограничения токов КЗ и поддержания на шинах определенного уровня напряжения при повреждениях за реакторами.

Реакторы применяются на подстанциях в основном для сетей 6—10 кВ, реже на напряжение 35 кВ. Реактор представляет собой обмотку без сердечника, его индуктивное сопротивление не зависит от протекающего тока. Такая индуктивность включается в каждую фазу трехфазной сети. Индуктивное сопротивление реактора зависит от числа его витков, размеров, взаимного расположения фаз и расстояний между ними. Измеряется индуктивное сопротивление в омах.

В нормальных условиях при протекании через реактор тока нагрузки потеря напряжения в реакторе не превышает 1,5— 2 %. Однако при протекании тока КЗ падение напряжения на реакторе резко возрастает. При этом остаточное напряжение на шинах подстанции до реактора должно быть не менее 70 % номинального. Это необходимо для сохранения устойчивой работы остальных потребителей, присоединенных к шинам подстанции. Активное сопротивление реактора невелико, поэтому потери активной мощности в реакторе составляют 0,1—0,2 % мощности, проходящей через реактор в нормальном режиме.

По месту включения различают реакторы линейные и секционные, включаемые между секциями сборных шин. В свою очередь линейные реакторы могут быть индивидуальные (рис. 1, а) — для одной линии и групповые (рис. 1,б) — для нескольких линий. По конструкции различаются реакторы одинарные и сдвоенные (рис. 1, в).

Обмотки реакторов выполняются, как правило, из многожильного изолированного провода — медного или алюминиевого. На номинальные токи 630 А и более обмотка реактора состоит из нескольких параллельных ветвей. При изготовлении реактора обмотки наматывают на специальный каркас, а затем заливают бетоном, что предотвращает смещение витков под действием электродинамических сил при протекании токов КЗ. Бетонная часть реактора окрашивается во избежание проникновения влаги. Реакторы, устанавливаемые на открытом воздухе, подвергаются специальной пропитке.

Рис. 1. Схемы включения токоограничивающих реакторов: а — индивидуальный одинарный реактор для одной линии; б — групповой одинарный реактор; в — групповой сдвоенный реактор

Для изоляции реакторов различных фаз между собой и от заземленных конструкций их устанавливают на фарфоровые изоляторы.

Наряду с одинарными реакторами нашли применение сдвоенные реакторы. В отличие от одинарных реакторов сдвоенные реакторы имеют две обмотки (две ветви) на фазу. Обмотки имеют одно направление витков. Ветви реактора выполняются на одинаковые токи и имеют одинаковые индуктивности. К общему выводу присоединяется источник питания (чаще трансформатор), к выводам ветвей — нагрузка.

Между ветвями фазы реактора существует индуктивная связь, характеризуемая взаимной индуктивностью М. В нормальном режиме, когда в обеих ветвях протекают примерно равные токи, потеря напряжения в сдвоенном реакторе за счет взаимной индукции меньше, чем в обычном реакторе с таким же индуктивным сопротивлением. Это обстоятельство позволяет эффективно применять сдвоенный реактор в качестве группового.

При КЗ на одной из ветвей реактора ток в этой ветви становится значительно больше тока в другой неповрежденной ветви. При этом влияние взаимной индукции снижается, и эффект ограничения тока КЗ определяется в основном собственным индуктивным сопротивлением ветви реактора.

В процессе эксплуатации реакторов производят их осмотр. При осмотре обращают внимание на состояние контактов в местах присоединения шин к обмоткам реактора по цветам побежалости, индикаторным термопленкам, на состояние изоляции обмотки и наличие деформации витков, на степень запыленности и целость опорных изоляторов и их арматуры, на состояние бетона и лакового покрытия.

Увлажнение бетона и снижение его сопротивления особенно опасны при КЗ и перенапряжениях в сети из-за возможных перекрытий и разрушений обмоток реактора. В нормальных условиях эксплуатации сопротивление изоляции обмоток реактора относительно земли должно быть не менее 0,1 МОм. Проверяют исправность систем охлаждения (вентиляции) реакторов. При обнаружении неисправности вентиляции должны быть приняты меры к снижению нагрузки. Перегрузка реакторов не допускается.

Дугогасящие реакторы.

Одним из наиболее часто встречающихся повреждений в электрической сети является замыкание на землю токоведущих частей электроустановки. В сетях 6—35 кВ этот вид повреждений составляет не менее 75% всех повреждений. При замыкании; на землю одной из фаз (рис. 2) трехфазной электрической сети, работающей с изолированной нейтралью, напряжение поврежденной фазы С относительно земли становится равным нулю, а двух других фаз А и В возрастает в 1,73 раза (до линейного напряжения). Это можно наблюдать по вольтметрам контроля изоляции, включенным во вторичную обмотку трансформатора напряжения.

Рис. 2. Замыкание фаз на землю в трехфазной электрической сети с компенсацией емкостных токов: 1 — обмотка силового трансформатора; 2 — трансформатор напряжения; 3 — дугогасящий реактор; Н — реле напряжения

Ток поврежденной фазы С, протекающий через точку замыкания на землю, равен геометрической сумме токов фаз А и В:

 

где: Iс— ток замыкания на землю, А; Uф — фазное напряжение сети, В; ω=2πf— угловая частота, с-1; С0 — емкость фаз относительно земли, отнесенная к единице длины линии, мкФ/км; L — длина сети, км.

Из формулы видно, что чем больше длина сети, тем больше значение тока замыкания на землю.

Замыкание фазы на землю в сети с изолированной нейтралью не нарушает работы потребителей, так как симметрия линейных напряжений сохраняется. При значительных токах IС замыкания на землю могут сопровождаться появлением в месте повреждения перемежающейся дуги. Это явление в свою очередь приводит к тому, что в сети появляются перенапряжения до (2,2—3,2) Uф.

При наличии ослабленной изоляции в сети такие перенапряжения могут вызвать пробой изоляции и междуфазные КЗ. Кроме того, тепловое ионизирующее воздействие электрической дуги, возникающей при замыкании на землю, создает опасность возникновения междуфазных КЗ.

Учитывая опасность замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, применяют компенсацию емкостного тока замыкания на землю с помощью дугогасящих реакторов.

Однако исследования и опыт эксплуатации показали, что в сетях 6 и 10 кВ целесообразно применять дугогасящие реакторы уже при значениях емкостных токов замыкания на землю, достигающих соответственно 20 и 15 А.

Ток, протекающий по обмотке дугогасящего реактора, возникает в результате воздействия напряжения смещения нейтрали. Оно в свою очередь возникает на нейтрали при замыкании фазы на землю. Ток в реакторе носит индуктивный характер и направлен встречно емкостному току замыкания на землю. Таким образом, в месте замыкания на землю происходит компенсация тока, что способствует быстрому погасанию дуги. При таких условиях воздушная и кабельная сети могут длительно работать с замыканием фазы на землю.

Изменение индуктивности в зависимости от конструкции дугогасящего реактора выполняется путем переключения ответвлений обмотки, изменением зазора в магнитной системе, подмагничиванием сердечника постоянным током.

Выпускаются реакторы типа ЗРОМ на напряжение 6—35 кВ. Обмотка такого реактора имеет пять ответвлений. В некоторых энергосистемах изготавливаются дугогасящие реакторы, изменение индуктивности которых происходит путем изменения зазора в магнитной системе (например, реакторы типа КДРМ, РЗДПОМ на напряжение 6-10 кВ, мощностью 400 – 1300 кВА)

Рис. 3. Схема обмоток дугогасящего реактора типа РЗДПОМ (КДРМ): А – Х – главная обмотка; а1 – х1 – обмотка управления 220 В; а2 – х2 – обмотка сигнальная 100 В, 1А.

В электрических сетях находятся в эксплуатации дугогасящие реакторы подобного типа производства ГДР, ЧССР и других стран. Конструктивно дугогасящие реакторы типов КДРМ, РЗДПОМ состоят из трехстержневого магнитопровода и трех обмоток: силовой, управления, сигнальной. Схема обмоток приведена на рис. 3. Все обмотки расположены на среднем стержне трехстержневого магнитопровода.

Рис. 4. Схемы включения дугогасящих реакторов

Магнитопровод с обмотками помещен в бак с трансформаторным маслом. Средний стержень выполнен из одной неподвижной и двух подвижных частей, между которыми образуются два регулируемых воздушных зазора.

В силовой обмотке вывод А присоединяется к нулевому выводу силового трансформатора, вывод X через трансформатор тока заземляется. Обмотка управления а1—х1 предназначена для подключения регулятора настройки дугогасящего реактора (РНДК).

Сигнальная обмотка а2—х2 используется для подключения к ней контрольно-измерительных приборов. Настройка дугогасящего реактора производится автоматически с помощью электропривода. Ограничение хода подвижных частей магнитопровода осуществляется конечными выключателями. Схемы включения дугогасящих реакторов приведены на рис.4.

На рис. 4 а показана универсальная схема, позволяющая подключать дугогасящие реакторы к любому из трансформаторов. На рис. 4,б дугогасящие реакторы включаются каждый на свою секцию. Мощность дугогасящего реактора выбрана из расчета компенсации емкостного тока замыкания на землю сети, питающейся от соответствующей секции шин.

Разъединитель устанавливается на дугогасящем реакторе для его отключения на время перестройки вручную. Применять вместо разъединителя выключатель недопустимо, так как ошибочное отключение дугогасящего реактора выключателем в период замыкания на землю в сети приведет к увеличению тока в месте замыкания на землю, перенапряжению в сети, повреждению изоляции обмотки реактора, междуфазному КЗ.

Как правило, дугогасящие реакторы присоединяются к нейтралям трансформаторов, имеющих схему соединения обмоток звезда — треугольник, хотя существуют и другие схемы включения (в нейтраль генераторов или синхронных компенсаторов).

Мощность трансформаторов, не имеющих нагрузки во вторичной обмотке и используемых для подключения к их нейтрали дугогасящих реакторов, выбирается равной мощности дугогасящего реактора. Если трансформатор для дугогасящего реактора используется и для подключения к нему нагрузки, его мощность должна выбираться в 2 раза больше мощности дугогасящего реактора.

Настройка дугогасящих реакторов. В идеальном случае она может быть выбрана такой, что ток замыкания на землю будет полностью компенсирован, т.е.

где Iс и Iр — действительные значения емкостных токов замыкания на землю сети и тока дугогасящего реактора.

Такая настройка дугогасящего реактора называется резонансной (в контуре возникает резонанс токов).

Допускается настройка реактора с перекомпенсацией, когда

Ток замыкания на землю при этом не должен превышать 5 А, а степень расстройки

не превышает 5%. Допускается настройка дугогасящих реакторов с недокомпенсацией в кабельных и воздушных сетях, если любые аварийно возникающие несимметрии емкостей фаз сети не приводят к появлению напряжения смещения нейтрали выше, чем 0,7Uф.

В реально существующей сети (особенно в воздушных сетях) всегда имеется несимметрия емкости фаз относительно земли, зависящая от расположения проводов на опорах и распределения конденсаторов связи по фазам. Эта несимметрия вызывает появление на нейтрали напряжения симметрии. Напряжение несимметрии не должно превышать 0,75 % Uф.

Включение в нейтраль дугогасящего реактора существенно изменяет потенциалы нейтрали и фаз сети. На нейтрали появляется напряжение смещения нейтрали U0, обусловленное наличием в сети несимметрии. При отсутствии замыкания на землю в сети допускается напряжение смещения нейтрали не выше 0,15 Uф длительно и 0,30 Uф в течение 1 ч.

При резонансной настройке реактора напряжение смещения нейтрали может достигнуть значений, соизмеримых с фазным напряжением Uф. Это приведет к искажению фазных напряжений и даже появлению ложного сигнала «земля в сети». В таких случаях искусственной расстройкой дугогасящего реактора удается снизить напряжение смещения нейтрали.

Оптимальной является все же резонансная настройка дугогасящего реактора. И если при такой настройке напряжение смещения нейтрали будет больше 0,15 Uф, а напряжение несимметрии больше 0,75 Uф, необходимо выполнять дополнительные мероприятия по выравниванию емкости фаз сети путем транспозиции проводов и по перераспределению конденсаторов связи по фазам сети.

В процессе эксплуатации производят осмотр дугогасящих реакторов: на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом 1 раз в сутки, на подстанциях без обслуживающего персонала — не реже 1 раза в месяц и после каждого замыкания на землю в сети. При осмотре обращают внимание на состояние изоляторов, их чистоту, на отсутствие трещин, сколов, на состояние прокладок и отсутствие течи масла, а также на уровень масла в расширительном бачке; на состояние ошиновки дугогасящего реактора, присоединяющей его к нулевой точке трансформатора и к контуру заземления.

При отсутствии автоматической настройки дугогасящего реактора в резонанс перестройка его производится по распоряжению диспетчера, который в зависимости от изменяемой конфигурации сети (по заранее составленной таблице) дает указание дежурному подстанции о переключении ответвления на реакторе. Дежурный, убедившись в отсутствии замыкания на землю в сети, отключает реактор, устанавливает на нем необходимое ответвление и включает его разъединителем.








Статьи близкие по теме:
  • Контроль состояния изоляции в сетях с изолированной нейтралью
  • Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 6-35 кВ
  • Режимы работы нейтралей трансформаторов
  • Применение электрических сетей с изолированной нейтралью
  • Как устроены и работают токоограничивающие и дугогасящие реакторы в энергет ...

  • Внимание! Перепечатка (полная или частичная) материалов сайта "Школа для электрика", включая распространение на бумажных носителях, без письменного разрешения администратора сайта запрещена.

    Школа для электрика | Основы электротехники | Электричество для чайников
    Электрические аппараты | Справочник электрика
     Электроснабжение | Электрические измерения | Электрические схемы
     Электромонтажные работы | Пусконаладочные работы | Эксплуатация электрооборудования

    Моя профессия электрик

    Школа для электрика - сайт для электриков, людей, имеющих электротехническое образование, стремящихся к знаниям и желающих совершенствоваться и развиваться в своей профессии.
    Электроэнергетика и электротехника, промышленное электрооборудование.

    Кабельные муфты IEK