Поддръжка на ограничители на тока и реактори за потискане на дъгата

Ограничаващи тока реактори са предназначени да ограничават токовете на късо съединение и да поддържат определено ниво на напрежение в шините в случай на повреда зад реакторите.

Реакторите се използват в подстанции главно за мрежи 6-10 kV, по-рядко за напрежение 35 kV. Реакторът е намотка без сърцевина, неговото индуктивно съпротивление не зависи от протичащия ток. Такава индуктивност е включена във всяка фаза на трифазна мрежа. Индуктивното съпротивление на реактора зависи от броя на неговите завои, размера, относителното положение на фазите и разстоянията между тях. Индуктивното съпротивление се измерва в ома.

При нормални условия, когато токът на натоварване преминава през реактора, загубата на напрежение в реактора не надвишава 1,5-2%. Въпреки това, когато тече токът на късо съединение, спадът на напрежението в реактора рязко се увеличава. В този случай остатъчното напрежение на шините на подстанцията до реактора трябва да бъде най -малко 70% от номиналното напрежение. Това е необходимо, за да се поддържа стабилната работа на останалите потребители, свързани към шините на подстанцията. Активното съпротивление на реактора е малко, поради което загубата на активна мощност в реактора е 0,1–0,2% от мощността, преминаваща през реактора в нормален режим.

В точката на включване се разграничават линейни и секционни реактори, свързани между секциите на шините. От своя страна линейните реактори могат да бъдат индивидуални (фиг. 1, а) — за една линия и група (фиг. 1, б) — за няколко линии. Конструкцията прави разлика между единични и двойни реактори (фиг. 1, в).

Намотките на реакторите обикновено са направени от многожилен изолиран проводник — мед или алуминий. За номинални токове от 630 А и повече, намотката на реактора се състои от няколко паралелни клона. При производството на реактора намотките се навиват на специална рамка и след това се изливат с бетон, което предотвратява изместването на завоите под действието на електродинамични сили при протичане на токове на късо съединение. Бетонната част на реактора е боядисана, за да се предотврати проникването на влага. Реакторите, инсталирани на открито, се подлагат на специално импрегниране.

Ориз. 1. Схеми за включване на ограничаващи тока реактори: а — индивидуален единичен реактор за една линия; б — групов единичен реактор; с — двоен реактор на група

За да изолират реактори от различни фази помежду си и от заземени конструкции, те се монтират върху порцеланови изолатори.

Наред с единичните реактори, двойните реактори са намерили приложение. За разлика от единичните реактори, двойните реактори имат две намотки (два крака) на фаза. Намотките имат една посока на завои. Клоновете на реактора са направени за същите токове и имат същата индуктивност. Източник на захранване (обикновено трансформатор) е свързан към общия терминал, а към клемите на клоните е свързан товар.

Между клоновете на реакторната фаза има индуктивно свързване, характеризиращо се с взаимна индуктивност М. В нормален режим, когато в двата клона текат приблизително равни токове, загубата на напрежение в двоен реактор поради взаимна индукция е по -малка, отколкото в конвенционален реактор със същото индуктивно съпротивление. Това обстоятелство дава възможност за ефективно използване на двоен реактор като групов реактор.

При късо съединение в един от клоновете на реактора, токът в този клон става много по -висок от тока в другия неповреден клон.В този случай влиянието на взаимната индукция намалява и ефектът от ограничаването на тока на късо съединение се определя главно от присъщото индуктивно съпротивление на клона на реактора.

По време на експлоатацията на реакторите те се проверяват. При проверката се обръща внимание на състоянието на контактите в точките на свързване на автобусите към намотките на реактора според потъмнелите цветове, индикаторните термични филми, на състоянието на изолацията на намотката и наличието на деформация на завоите, до степента на запрашеност и целостта на носещите изолатори и тяхното укрепване, до състоянието на бетон и лаково покритие.

Овлажняването на бетона и намаляването на неговото съпротивление са особено опасни в случай на късо съединение и пренапрежение в мрежата поради възможно припокриване и разрушаване на намотките на реактора. При нормални условия на работа изолационното съпротивление на намотките на реактора спрямо земята трябва да бъде най -малко 0,1 MΩ. Проверява се изправността на охладителните (вентилационните) системи на реакторите. Ако се установи вентилационна неизправност, трябва да се вземат мерки за намаляване на товара. Не се допуска претоварване на реактори.

Реактори за потискане на дъгата.

Една от най -често срещаните неизправности в електрическата мрежа е заземяване на части под напрежение на електрическа инсталация. В мрежи 6-35 kV този вид повреди представляват най-малко 75% от всички щети. При затваряне; към земята на една от фазите (фиг. 2) на трифазна електрическа мрежа, работеща с изолирана неутрала, напрежението на повредената фаза C спрямо земята става нула, а другите две фази A и B се увеличават с 1,73 пъти (до напрежение на мрежата). Това може да се наблюдава от волтметрите за наблюдение на изолацията, включени във вторичната намотка на трансформатора на напрежение.

Ориз. 2. Неизправност фаза-земя в трифазна електрическа мрежа с компенсация на капацитивните токове: 1-намотка на силов трансформатор; 2 — трансформатор на напрежение; 3 — реактор за потискане на дъгата; Н — реле за напрежение

Токът на повредената фаза С, протичащ през точката на заземяване, е равен на геометричната сума на токовете на фази А и В:

където: Ic — ток на земна повреда, A; Uf — фазово напрежение на мрежата, V; ω = 2πf-ъглова честота, s-1; C0 е фазовият капацитет спрямо земята, на единица дължина на линията, μF / km; L е дължината на мрежата, км.

От формулата се вижда, че колкото по -голяма е дължината на мрежата, толкова по -голяма е стойността на тока на земната повреда.

Повреда между фаза и земя в мрежа с изолирана неутрала не нарушава работата на потребителите, тъй като се запазва симетрията на линейните напрежения. При големи токове IC, земните разломи могат да бъдат придружени от появата на прекъсваща дъга в мястото на повредата. Това явление от своя страна води до факта, че в мрежата се появяват пренапрежения до (2.2-3.2) Uf.

При наличие на отслабена изолация в мрежата, такива пренапрежения могат да причинят разрушаване на изолацията и фазово-фазово късо съединение. В допълнение, термично-йонизиращият ефект на електрическа дъга, произтичащ от земна повреда, създава риск от фазови фазови повреди.

Като се има предвид опасността от земни повреди в мрежа с изолирана неутрала, се използва компенсация на капацитивния ток на земна повреда с помощта на реактори за потискане на дъгата.

Изследванията и експлоатационният опит обаче показват, че е препоръчително да се използват реактори за потискане на дъгата в 6 и 10 kV мрежи дори при капацитивни токове на земна повреда, достигащи съответно 20 и 15 А.

Токът, протичащ през намотката на реактора за потискане на дъгата, възниква в резултат на действието на неутралното напрежение на отклонение. Той, от своя страна, възниква при неутралност, когато фаза е късо съединена с масата. Токът в реактора е индуктивен и насочен срещу тока на капацитивната земна повреда. По този начин токът се компенсира на мястото на земната повреда, което допринася за бързото изгасване на дъгата. При такива условия въздушните и кабелните мрежи могат да работят дълго време с повреда фаза-земя.

Промяната в индуктивността, в зависимост от конструкцията на реактора за потискане на дъгата, се извършва чрез превключване на клоните на намотката, промяна на пролуката в магнитната система, придвижване на сърцевината с постоянен ток.

Реактори от тип ZROM се произвеждат за напрежение 6-35 kV. Намотката на такъв реактор има пет клона. В някои енергийни системи се произвеждат реактори за потискане на дъга, чиято индуктивност се променя чрез промяна на пролуката в магнитната система (например реактори от типа KDRM, RZDPOM за напрежение 6-10 kV, с капацитет 400 -1300 kVA)

Ориз. 3. Схема на намотки на реактор за потискане на дъга от тип RZDPOM (KDRM): A — X — основна намотка; a1 — x1 — контролна намотка 220 V; a2 — x2 — намотка на сигнала 100 V, 1A.

Реактори за потискане на дъги от подобен тип, произведени в ГДР, Чехословакия и други страни, работят в електрически мрежи. Структурно реакторите за потискане на дъгата от типовете KDRM, RZDPOM се състоят от тристепенна магнитна верига и три намотки: захранване, управление и сигнал. Диаграмата на навиване е показана на фиг. 3. Всички намотки са разположени на средния крак на тристепенната магнитна верига.

Ориз. 4. Схеми за включване на реактори за потискане на дъгата

Магнитната верига с намотки е поставена в резервоар с трансформаторно масло. Средният прът е направен от една неподвижна и две движещи се части, между които се образуват две регулируеми въздушни междини.

В силовата намотка клема А е свързана с нулевия извод на силовия трансформатор, клема Х е заземена през токовия трансформатор. Управляващата намотка a1 — x1 е предназначена за свързване на регулатор за регулиране на реактора за потискане на дъгата (RNDC).

Сигналната намотка a2-x2 се използва за свързване на контролни и измервателни устройства към нея. Настройката на реактора за потискане на дъгата се извършва автоматично с помощта на електрическо задвижване. Ограничаването на хода на движещите се части на магнитната верига се извършва чрез крайни превключватели. Схеми за включване на реактори за потискане на дъгата са показани на фиг.

На фиг. 4а показва универсална схема, която ви позволява да свържете реактори за потискане на дъгата към някой от трансформаторите. На фиг. 4б, реакторите за потискане на дъгата са включени всеки в своя собствена секция. Мощността на реактора за потискане на дъгата се избира въз основа на компенсацията на капацитивния ток на заземяване на мрежата, захранван от съответната секция на шината.

Разединителят е инсталиран на реактора за потискане на дъгата, за да го изключи по време на ръчно възстановяване. Неприемливо е да се използва превключвател вместо разединител, тъй като погрешното изключване на реактора за потискане на дъгата от превключвател по време на заземяване в мрежата ще доведе до увеличаване на тока в точката на заземяване, пренапрежение в мрежата, повреда на изолацията на намотката на реактора, фазово късо съединение.

По правило реакторите за потискане на дъгата са свързани към неутралите на трансформаторите, които имат схема за свързване звезда-триъгълник, въпреки че има и други схеми за свързване (в неутралната част на генераторите или синхронните компенсатори).

Мощността на трансформатори, които нямат натоварване във вторичната намотка и се използват за свързване на дугозащитни реактори към тяхната неутрала, се избира равна на мощността на реактора за потискане на дъгата. Ако трансформаторът за реактора за потискане на дъгата се използва и за свързване на товара към него, неговата мощност трябва да бъде избрана 2 пъти повече от мощността на реактора за потискане на дъгата.

Настройка на реактори за потискане на дъгата. В идеалния случай може да бъде избран така, че токът на земната повреда да бъде напълно компенсиран, т.е.

където Iс и Iр са действителните стойности на капацитивните токове на заземяване на мрежата и тока на реактора за потискане на дъгата.

Тази настройка на реактора за потискане на дъгата се нарича резонансна (резонанс на токове възниква във веригата).

Регулирането на реактора със свръхкомпенсация е разрешено, когато

В този случай токът на земната повреда не трябва да надвишава 5 A и степента на разстройка

не надвишава 5%.Позволено е да се конфигурират реактори за потискане на дъгата с недостатъчна компенсация в кабелни и въздушни мрежи, ако някакви аварийни дисбаланси в капацитетите на мрежовите фази не доведат до появата на неутрално напрежение на отклонение по -високо от 0,7 Uph.

В реална мрежа (особено в въздушни мрежи) винаги има асиметрия на фазовия капацитет спрямо земята, в зависимост от местоположението на проводниците върху опорите и разпределението на свързващите кондензатори на фази. Тази асиметрия причинява появата на симетрично напрежение на неутралата. Напрежението на дисбаланса не трябва да надвишава 0,75% Uph.

Включването на реактор за потискане на дъгата в неутрала значително променя потенциалите на неутрала и фазите на мрежата. На неутрала се появява напрежение на неутрално отклонение U0, поради наличието на асиметрия в мрежата. При липса на заземяване в мрежата, напрежението на неутрално отклонение се допуска не по -високо от 0,15 Uph за дълго време и 0,30 Uph за 1 час.

С резонансната настройка на реактора напрежението на отклонение на неутрала може да достигне стойности, съизмерими с фазовото напрежение Uf. Това ще изкриви фазовите напрежения и дори ще генерира фалшив заземен сигнал. В такива случаи изкуственото разстройване на реактора за потискане на дъгата дава възможност да се намали напрежението на неутрално отклонение.

Резонансната настройка на реактора за потискане на дъгата все още е оптимална. И ако при такава настройка напрежението на неутрално отклонение е по -голямо от 0,15 Uph, а напрежението на дисбаланса е по -голямо от 0,75 Uph, е необходимо да се вземат допълнителни мерки за изравняване на капацитета на мрежовите фази чрез транспониране на проводниците и преразпределение на свързващи кондензатори през фазите на мрежата.

По време на работа реакторите за потискане на дъгата се проверяват: в подстанции с постоянен персонал за поддръжка веднъж дневно, в подстанции без обслужващ персонал — най -малко веднъж месечно и след всяка земна повреда в мрежата. При изследване обърнете внимание на състоянието на изолаторите, тяхната чистота, липсата на пукнатини, стружки, състоянието на уплътненията и липсата на течове на масло, както и нивото на маслото в разширителния резервоар; върху състоянието на шината на реактора за потискане на дъгата, свързвайки го към нулевата точка на трансформатора и към заземяващия контур.

При липса на автоматично настройване на реактора за потискане на дъгата към резонанс, неговото преструктуриране се извършва по нареждане на диспечера, който в зависимост от променящата се мрежова конфигурация (съгласно предварително съставена таблица) инструктира дежурния на подстанцията да превключи разклонението при реактора. Дежурният, след като се увери, че няма заземяване в мрежата, изключва реактора, инсталира необходимия клон върху него и го включва с разединител.