Реферат: Методы ограничения токов короткого замыкания
Рис. 1.9. Сдвоенный реактор: а – б – схемы включения; в – электрическая схема
Рис. 1.10. Работа сдвоенного реактора в режиме КЗ: а – при одном генераторе; б – при двух генераторах
Рис. 1.11. Схема замещения сдвоенного реактора для расчета токов КЗ, где kсв = M/L— коэффициент связи обмоток реактора. Обычно выполняют реактор с kсв = 0,4 ÷ 0,6.
Если xв = ωL, то в соответствии с (3.95) можно записать соотношение x'в = xв (1 – kсв ), где x'в — индуктивное сопротивление ветви реактора с учетом взаимной индукции. При kсв = 0,5 и соответственно сопротивлении xв = 0,5xв следует, что потеря напряжения в сдвоенном реакторе при указанных выше условиях получается вдвое меньше по сравнению с обычным реактором.
При КЗ за одной из ветвей реактора (рис. 1.10) ток в ней значительно превышает ток в неповрежденной ветви. Относительное влияние взаимной индуктивности уменьшается и потеря напряжения в реакторе, а также эффект токоограничення определяются в основном лишь собственным индуктивным сопротивлением ветви xв = ωL. Таким образом, сопротивление реактора в режиме КЗ возрастает при kв = 0,5 примерно в 2 раза по сравнению с нормальным режимом.
При использовании сдвоенного реактора по схеме рис. 1.10,6 выявляется дополнительное его свойство. При КЗ на выводах генератора G2 ток от генератора G1 протекает по ветвям в одном направлении. Взаимная индуктивность ветвей действует здесь согласно с собственной индуктивностью обмоток, и сквозное сопротивление реактора будет равно:
Xс к в = 2ωL+2ωM = 2ωL(1+kс в ) = 2xв (1+kс в ).
При kсв ≈0,5 xс к в = 3xв , обеспечивая значительный токоограничивающий эффект.
При расчете токов КЗ сдвоенный реактор представляют трехлучевой схемой замещения, показанной на рис. 1.11.
В электроустановках находят широкое применение сдвоенные бетонные реакторы с алюминиевой обмоткой для внутренней и наружной установки типа РБС.
4. Выбор реакторов
Реакторы выбирают по номинальным напряжению, току и индуктивному сопротивлению.
Номинальное напряжение выбирают в соответствии с номинальным напряжением установки. При этом предполагается, что реакторы должны длительно выдерживать максимальные рабочие напряжения, которые могут иметь место в процессе эксплуатации. Допускается использование реакторов в электроустановках с номинальным напряжением, меньшим номинального напряжения реакторов.
Номинальный ток реактора (ветви сдвоенного реактора) не должен быть меньше максимального длительного тока нагрузки цепи, в которую он включен:
Iном ≥ Imax
Для шинных (секционных) реакторов номинальный ток подбирается в зависимости от схемы их включения. Например, для случая, показанного на рис. 3.11, номинальный ток реактора определится из соотношении
Iном ≥ 0,7Iном, г
где Iном, г – номинальный ток генератора.
Индуктивное сопротивление реактора определяют, исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня. В большинстве случаев уровень ограничения тока КЗ определяется по коммутационной способности выключателей, намечаемых к установке или установление в данной точке сети.
Как правило, первоначально известно начальное значение периодического тока КЗ Iп, o , которое с помощью реактора необходимо уменьшить до требуемого уровня.
Рассмотрим порядок определения сопротивления индивидуального реактора. Требуется ограничить ток КЗ так, чтобы можно было в данной цепи установить выключатель с номинальным током отключения Iном, (действующее значение периодической составляющей тока отключения)
По значению Iном, отк определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ, при котором обеспечивается коммутационная способность выключателя. Для упрощения обычно принимают Iп, 0, треб = Iном, отк
Результирующее сопротивление, Ом, цепи КЗ до установки реактора можно определить по выражению
xрез = Uср ⁄ √3Iп, 0
Требуемое сопротивление цепи КЗ для обеспечения Iп, 0 , треб
xтреб рез = Uс р ⁄ √3Iп, 0, треб
Разность полученных значений сопротивлений даст требуемое сопротивление реактора
xр треб = xтреб рез – xрез
Далее по каталожным и справочным материалам выбирают тип реактора с ближайшим большим индуктивным сопротивлением.
Сопротивление секционного реактора выбирается из условий наиболее эффективного ограничения токов КЗ при замыкании на одной секции. Обычно оно принимается таким, что падение напряжения на реакторе при протекании по нему номинального тока достигает 0,08 – 0,12 номинального напряжения, т. е.
√3xр Iном ⁄ Uном = 0,08 – 0,12