Stöd för strömbegränsare och ljusbågsdämpningsreaktorer

Strömbegränsande reaktorer är konstruerade för att begränsa kortslutningsströmmar och bibehålla en viss nivå på samlingsskenespänningen vid fel bakom reaktorerna.

Reaktorer används i transformatorstationer främst för nät 6-10 kV, mindre ofta för spänning 35 kV. Reaktorn är en spole utan kärna, dess induktiva motstånd beror inte på strömmen som flyter. En sådan induktans ingår i varje fas i ett trefasnät. Reaktorns induktiva motstånd beror på antalet varv, storleken, fasernas relativa läge och avstånden mellan dem. Induktivt motstånd mäts i ohm.

Under normala förhållanden, när belastningsströmmen passerar genom reaktorn, överstiger inte spänningsförlusten i reaktorn 1,5-2%. Men när kortslutningsströmmen flyter ökar spänningsfallet över reaktorn kraftigt. I detta fall måste restspänningen för transformatorstationsbussarna till reaktorn vara minst 70 % av den nominella spänningen.Detta är nödvändigt för att upprätthålla en stabil drift för de andra användare som är anslutna till transformatorstationsbussarna. Reaktorns aktiva motstånd är litet, därför är den aktiva effektförlusten i reaktorn 0,1–0,2 % av den effekt som passerar genom reaktorn i normalt läge.

Vid kopplingspunkten skiljer man mellan linjära och sektionsreaktorer kopplade mellan samlingsskenesektioner. Linjära reaktorer kan i sin tur vara individuella (fig. 1, a) — för en linje och grupp (fig. 1, b) — för flera ledningar. Konstruktionen skiljer mellan enkla och dubbla reaktorer (Fig. 1, c).

Reaktorlindningar är vanligtvis gjorda av strängad isolerad tråd - koppar eller aluminium. För märkströmmar på 630 A och högre består reaktorlindningen av flera parallella grenar. Vid tillverkningen av reaktorn lindas lindningarna på en speciell ram och hälls sedan med betong, vilket förhindrar förskjutning av varven under inverkan av elektrodynamiska krafter när kortslutningsströmmar flyter. Betongdelen av reaktorn är målad för att förhindra fuktinträngning. Reaktorer som installeras utomhus utsätts för speciell impregnering.

Ris. 1. System för införande av strömbegränsande reaktorer: a — Enskild enskild reaktor för en linje. b — Gruppenhetsreaktor. med — dubbel reaktor av en grupp

För att isolera reaktorer av olika faser från varandra och från jordade strukturer är de monterade på porslinsisolatorer.

Tillsammans med enkla reaktorer har dubbla reaktorer funnit tillämpning. Till skillnad från enkla reaktorer har dubbla reaktorer två lindningar (två ben) per fas. Lindningarna har en varvriktning.Reaktorgrenarna är gjorda för samma strömmar och har samma induktans. En strömkälla (vanligtvis en transformator) är ansluten till den gemensamma terminalen och en last är ansluten till grenterminalerna.

Mellan reaktorfasens grenar finns en induktiv koppling som kännetecknas av ömsesidig induktans M. I normalläge, när ungefär lika strömmar flyter i båda grenarna, är spänningsförlusten i en dubbelreaktor på grund av ömsesidig induktion mindre än i en konventionell reaktor med samma induktansresistans. Denna omständighet gör det möjligt att effektivt använda en dubbelreaktor som en satsvis reaktor.

Vid kortslutning i en av reaktorns grenar blir strömmen i denna gren mycket högre än strömmen i den andra oskadade grenen.I detta fall minskar inverkan av ömsesidig induktion och effekten av att begränsa kortslutningsströmmen är bestäms huvudsakligen av det inneboende induktiva motståndet på reaktorgrenen.

Under driften av reaktorerna kontrolleras de. Under inspektionen uppmärksammas kontakternas tillstånd vid bussarnas anslutningspunkter till reaktorlindningarna i enlighet med de mörknade färgerna, indikatorvärmefilmerna, tillståndet för lindningsisoleringen och närvaron av deformation av varven, till graden av dammighet och integriteten hos de bärande isolatorerna och deras förstärkning, till tillståndet för betong och lackbeläggning.

Betongens vätning och minskningen av dess motstånd är särskilt farliga vid kortslutning och överspänning i nätverket på grund av eventuell överlappning och förstörelse av reaktorlindningarna. Under normala driftsförhållanden bör reaktorlindningarnas isoleringsresistans mot jord vara minst 0,1 MΩ.Funktionaliteten hos reaktorernas kylsystem (ventilation) kontrolleras. Om ett ventilationsfel upptäcks måste åtgärder vidtas för att minska belastningen. Överbelastning av reaktorer är inte tillåten.

Ljusbågsdämpningsreaktorer.

Ett av de vanligaste felen i elnätet är jordning av spänningsförande delar av en elektrisk installation. I 6-35 kV-nät står denna typ av skador för minst 75 % av alla skador. Vid stängning; till jord för en av faserna (fig. 2) i ett trefasigt elektriskt nätverk som arbetar med en isolerad noll, blir spänningen för den skadade fasen C i förhållande till marken noll, och de andra två faserna A och B ökar med 1,73 gånger (upp till nätverksspänning ). Detta kan övervakas av de isolationsövervakningsvoltmetrar som ingår i spänningstransformatorns sekundärlindning.

Ris. 2. Fasjordsfel i ett trefas elektriskt nätverk med kompensation av kapacitiva strömmar: 1-lindning av en krafttransformator; 2 — spänningstransformator; 3 — ljusbågsdämpningsreaktor; H — spänningsrelä

Strömmen för den skadade fasen C som flyter genom jordpunkten är lika med den geometriska summan av strömmarna i faserna A och B:

där: Ic — jordfelsström, A; Uf — nätverksfasspänning, V; ω = 2πf-vinkelfrekvens, s-1; C0 är faskapacitansen i förhållande till marken, per längdenhet av linjen, μF / km; L är nätverkets längd, km.

Det framgår av formeln att ju längre nätet är, desto större värde har jordfelsströmmen.

Ett fel mellan fas och jord i ett nätverk med en isolerad nolla stör inte driften av konsumenterna, eftersom symmetrin hos linjespänningarna bevaras.Vid stora IC-strömmar kan jordfel åtföljas av uppkomsten av en avbrytande båge vid felplatsen. Detta fenomen leder i sin tur till att överspänningar upp till (2,2-3,2) Uf uppträder i nätverket.

I närvaro av försvagad isolering i nätverket kan sådana överspänningar orsaka isolationsbrott och fas-fas kortslutning. Dessutom skapar den termiska joniserande effekten av en ljusbåge till följd av ett jordfel risk för fas-till-fas-fel.

Med hänsyn till faran för jordfel i ett nät med isolerad noll, används kompensering av den kapacitiva jordfelsströmmen med hjälp av ljusbågsdämpningsreaktorer.

Forskning och operativ erfarenhet visar dock att det är tillrådligt att använda ljusbågsdämpningsreaktorer i 6 och 10 kV-nät även med kapacitiva jordfelsströmmar som når 20 respektive 15 A.

Strömmen som flyter genom bågdämpningsreaktorns lindning uppstår som ett resultat av verkan av den neutrala förspänningen. Det uppstår i sin tur vid neutral när en fas kortsluts till jord. Strömmen i reaktorn är induktiv och riktad mot den kapacitiva jordfelsströmmen. På så sätt kompenseras strömmen vid platsen för jordfelet, vilket bidrar till att bågen slocknar snabbt. Under sådana förhållanden kan antenn- och kabelnätverk fungera under lång tid med ett fas-till-jord-fel.

Förändringen i induktans, beroende på utformningen av bågundertryckningsreaktorn, görs genom att byta lindningsgrenarna, ändra gapet i det magnetiska systemet, flytta kärnan med likström.

Reaktorer av ZROM-typ tillverkas för spänning 6-35 kV.Lindningen av en sådan reaktor har fem grenar. I vissa kraftsystem produceras bågundertryckningsreaktorer, vars induktans ändras genom att ändra gapet i det magnetiska systemet (till exempel reaktorer av KDRM, RZDPOM-typ för spänning 6-10 kV, med en kapacitet på 400 -1300 kVA)

Ris. 3. Schema för lindningar i en ljusbågsdämpningsreaktor av RZDPOM-typ (KDRM): A — X — huvudlindning; a1 — x1 — styrspole 220 V; a2 — x2 — signalspole 100 V, 1A.

Bågundertryckningsreaktorer av liknande typ, tillverkade i DDR, Tjeckoslovakien och andra länder, fungerar i elektriska nätverk. Strukturellt består bågundertryckningsreaktorer av KDRM, RZDPOM-typerna av en magnetisk trestegskrets och tre lindningar: strömförsörjning, styrning och signal. Lindningsdiagrammet visas i fig. 3. Alla lindningar är placerade på mittbenet av trestegsmagnetkretsen.

Ris. 4. Schema för inkludering av ljusbågsdämpningsreaktorer

Magnetkretsen med spolar placeras i en tank med transformatorolja. Mellanstången är gjord av en fast och två rörliga delar, mellan vilka två justerbara luftspalter bildas.

I effektspolen är plint A ansluten till effekttransformatorns nolluttag, plint X är jordad genom strömtransformatorn. Styrspolen a1 — x1 är utformad för att ansluta en bågundertryckningsreaktor (RNDC) regulator.

Signalspolen a2-x2 används för att ansluta styr- och mätanordningar till den. Justering av ljusbågsdämpningsreaktorn görs automatiskt med hjälp av en elektrisk drivning. Begränsning av rörelsen hos magnetkretsens rörliga delar görs med gränslägesbrytare.Kretsscheman för ljusbågsdämpningsreaktorer visas i fig.

I fig. 4a visar en universell krets som låter dig ansluta ljusbågsdämpningsreaktorer till någon av transformatorerna. I fig. 4b är ljusbågsdämpningsreaktorerna var och en inkluderad i sin egen sektion. Effekten hos ljusbågsdämpningsreaktorn väljs baserat på kompensationen av den kapacitiva nätverksjordströmmen som tillförs av den relevanta samlingsskensektionen.

En frånskiljare är installerad på ljusbågsdämpningsreaktorn för att stänga av den under manuell återställning. Det är oacceptabelt att använda en omkopplare istället för en frånskiljare, eftersom den felaktiga avstängningen av ljusbågsdämpningsreaktorn av en omkopplare under jordning i nätverket kommer att leda till en ökning av strömmen vid jordpunkten, överspänning i nätverket, skador på isolering av reaktorlindningen, faskortslutning.

Som regel är ljusbågsdämpare anslutna till nollpunkterna hos transformatorer som har ett stjärn-delta-kopplingsschema, även om det finns andra anslutningsscheman (i den neutrala delen av generatorer eller synkrona kompensatorer).

Kraften hos transformatorer som inte har någon belastning i sekundärlindningen och som används för att ansluta ljusbågsreaktorer till deras neutrala är vald lika med effekten av bågundertryckningsreaktorn. Om transformatorn för ljusbågsdämpningsreaktorn också används för att ansluta belastningen till den, bör dess effekt väljas 2 gånger effekten av ljusbågsdämpningsreaktorn.

Inställning av bågundertryckningsreaktor.Helst kan den väljas så att jordfelsströmmen kompenseras helt, d.v.s.

där Ic och Ip är de faktiska värdena för nätverkets jordningskapacitiva strömmar och bågundertryckningsreaktorströmmen.

Denna inställning av bågundertryckningsreaktorn kallas resonans (resonans av strömmar förekommer i kretsen).

Reglering av reaktorn med överkompensation är tillåten när

I detta fall bör jordfelsströmmen inte överstiga 5 A och graden av avstämning

inte överstiger 5% Det är tillåtet att konfigurera underkompenserade ljusbågsdämpningsreaktorer i kabel- och luftnät, om eventuella nödbalanser i nätverkets faskapacitet inte leder till uppkomsten av en neutral förspänning högre än 0,7 Uph .

I ett verkligt nätverk (särskilt i antennnät) finns det alltid en asymmetri av faskapacitansen med avseende på marken, beroende på placeringen av ledarna på stöden och fördelningen av fasernas kopplingskondensatorer. Denna asymmetri gör att en symmetrisk spänning uppträder på nollan. Obalansspänningen bör inte överstiga 0,75 % Uph.

Inkluderandet av en ljusbågsdämpningsreaktor i neutralen förändrar signifikant potentialerna för neutral- och nätverksfasen. En neutral förspänning U0 visas på neutralen på grund av närvaron av asymmetri i nätverket. I avsaknad av jordning i nätverket tillåts den neutrala avvikelsespänningen inte högre än 0,15 Uph under lång tid och 0,30 Uph under 1 timme.

Med resonansavstämningen av reaktorn kan förspänningen hos neutralen nå värden som är jämförbara med fasspänningen Uf.Detta kommer att förvränga fasspänningarna och till och med generera en falsk jordsignal. I sådana fall gör artificiell utlösning av ljusbågsdämpningsreaktorn det möjligt att minska den neutrala förspänningen.

Resonansavstämningen av ljusbågsdämpningsreaktorn är fortfarande optimal. Och om med en sådan inställning den neutrala avvikelsespänningen är större än 0,15 Uph och obalansspänningen är större än 0,75 Uph, måste ytterligare åtgärder vidtas för att utjämna nätverksfasernas kapacitet genom att transponera ledningarna och omfördelning av kopplingskondensatorer över nätverket faser.

Under drift kontrolleras ljusbågsdämpningsreaktorer: i transformatorstationer med permanent underhållspersonal en gång om dagen, i transformatorstationer utan underhållspersonal - minst en gång i månaden och efter varje jordfel i nätet. När du undersöker, var uppmärksam på isolatorernas tillstånd, deras renhet, frånvaron av sprickor, flis, tillståndet hos tätningarna och frånvaron av oljeläckor, såväl som oljenivån i expansionstanken; på tillståndet för ljusbågsdämparbussen, ansluter den till transformatorns nollpunkt och till jordslingan.

I avsaknad av automatisk justering av reaktorn för att undertrycka ljusbågen till resonans, utförs dess omstrukturering på order av avsändaren, som, beroende på den ändrade nätverkskonfigurationen (enligt en tidigare sammanställd tabell), instruerar transformatorstationens skyldighet att byta grenen vid reaktorn.Vakthavaren, efter att ha sett till att det inte finns någon jordning i nätverket, stänger av reaktorn, installerar den nödvändiga grenen på den och slår på den med en frånskiljare.