Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Эксплуатация электрических систем

Управление компенсацией нейтрали в нормальном режиме - Эксплуатация электрических систем

Оглавление
Эксплуатация электрических систем
Нагрузки и их прогнозирование
Управление нагрузками, виды ремонтов
Характеристики котлотурбинных установок
Контроль за использованием ресурса трансформаторов
Эксплуатация РПН
Эксплуатация выключателей
Качество электрической энергии
Функции предприятия, эксплуатирующего распределительные сети
Управление компенсацией нейтрали в нормальном режиме
Ремонт
Телемеханика и связь в распределительных сетях
Повреждения в распределительных сетях
Поиск замыканий на землю
Фиксирующие приборы
Поиск междуфазных замыканий
Обслуживание распределительных устройств
Типы распределительных устройств
Программирование оперативных переключений
Ограничение токов короткого замыкания
Повреждения из-за феррорезонансных явлений в распределительных устройствах
Надежность электроснабжения собственных нужд электростанций
Аварии и блокировки от неправильных действий персонала на электростанциях
Расход энергии на передачу
Факторы, влияющие на снижение расхода энергии на передачу
Об эксплуатации электрических систем
Лавина перегрузки и отключений линий электропередачи
Лавина частоты, напряжения
Ликвидация лавинных аварийных процессов
Ремонт элементов электрической системы
Персонал и безопасность
Подбор персонала
Заключение, литература

Нерегулируемые дугогасящие катушки имеют ряд ответвлений, соответствующих различным емкостным токам сети; установка ответвлений производится с отключением катушки от сети. Наряду с этим применяются катушки, индуктивность которых регулируется автоматически в процессе работы.
Применяют два типа управляемых дугогасящих катушек.
Плунжерные дугогасящие катушки имеют сердечник, часть которого передвигается с помощью привода, что изменяет величину воздушного зазора сердечника. Индуктивность катушки увеличивается при уменьшении воздушного зазора. Привод содержит двигатель с червячным редуктором, управляемый устройством автоматического управления.
У катушек с подмагничиванием индуктивность регулируется подмагничиванием сердечника постоянным током. Индуктивность катушки снижается при росте тока подмагничивания, для чего используется специальная обмотка подмагничивания. В качестве блока питания применяется источник переменного тока, выпрямляемого с помощью тиристоров. Управление тиристорами производится устройствами автоматического управления (рис. 5.10).
Кроме того, дугогасящие катушки имеют дополнительные измерительные обмотки, с помощью которых можно непосредственно измерять напряжение смещения нейтрали и индуктивность катушки. Для измерения можно использовать и специальные ответвления основной обмотки.
Существуют следующие режимы дугогасящей катушки:
нормальный режим (замыкание на землю в сети отсутствует);
режим установившегося замыкания на землю через переходное сопротивление;
режим неустойчивого замыкания на землю через периодически гаснущую (перемежающуюся) дугу.
Для того чтобы компенсация происходила при возникновении замыкания на
Схема управления режимом дугогасящей катушки
Рис. 5.10. Схема управления режимом дугогасящей катушки ДГ с помощью тока подмагничивания (тиристорное управление):
В — управляемый выпрямитель; И — измерение индуктивности ДГ; Хкат — дугогасящая катушка
землю, необходимо соответствие индуктивности катушки емкости сети. Следовательно, индуктивность дугогасящей катушки должна регулироваться автоматически и непрерывно в нормальном режиме. В этом случае возникновение замыкания фазы на землю происходит при резонансной настройке. Установившийся ток замыкания на землю минимален, следовательно, обеспечиваются наилучшие условия гашения дуги и наименьшие разрушения изоляции в месте замыкания. Однако замыкание на землю может длиться в течение некоторого времени, необходимого для поиска повреждения, переключения потребителей на другие источники питания и отключения поврежденного участка. Поиск повреждения в ряде случаев связан с необходимостью переключений в электрической сети, нарушающих режим резонансной настройки. Поэтому целесообразно автоматически настраивать дугогасящую катушку не только в нормальном режиме, но и при замыкании на землю как в режиме установившегося, так и перемежающегося замыканий.
Методы управления компенсацией в нормальном режиме:
поддержание заданного угла между напряжением смещения нейтрали и одним из линейных напряжений;
поддержание максимального напряжения смещения нейтрали;
непосредственное сопоставление измеряемых емкостей сети и индуктивности катушки.
Для применения резонансной настройки с помощью поддержания фазы напряжения смещения нейтрали необходимо стабилизировать фазу напряжения несимметрии сети Uuec. Это достигается:
обеспечением различия емкостей одной и той же фазы всех ЛЭП;
подключением к одной из фаз сети конденсатора;
подключением катушки к нейтрали трансформатора, у которого число витков одной фазы обмотки отлично от числа витков других фаз;
подачей на контур сети напряжения через специальную обмотку дугогасящей катушки, отключаемого при замыкании на землю.
При использовании конденсатора его емкость может быть равна 2% от емкости сети. В режиме замыкания этот конденсатор увеличивает ток замыкания на землю. Если по условиям выбора конденсатора его емкость создает в месте замыкания ток больший 1 А, то при замыкании на землю иногда целесообразно отключать конденсатор.
Наличие искусственной несимметрии, превышающей случайные изменения естественной несимметрии, стабилизирует фазу результирующей несимметрией и позволяет выявлять резонансную настройку по фазе напряжения смещения нейтрали относительно фазных или линейных напряжений. Так, между U0 и напряжением фазы, к которой подключен конденсатор, угол равняется 90°. Этот угол выявляется фазочувствительным измерительным органом с зоной нечувствительности и выдержкой времени. Регулятор действует в направлении ввода угла в заданную зону при условии, что его отклонение от заданного превышает нечувствительность. Чтобы избежать действия регулятора при переходных процессах, он имеет выдержку времени. Однако необходимо преодолеть трудность, заключающуюся в том, что при значительной расстройке v напряжение Uq существенно снижается и измеряемая величина может оказаться в пределах зоны нечувствительности регулятора. Если режим настройки случайно оказывается в этой области, то система автоматического управления не может его вывести в оптимальный режим. Чтобы избежать этого, зона нечувствительности регулирования должна зависеть от t/0, уменьшаясь с его снижением. Это, с одной стороны, обеспечивает вывод настройки из области больших v, а с другой — исключает нежелательные автоколебания.
Подмагничиваемая дугогасящая катушка управляется с помощью бесконтактных элементов непрерывно. В этом случае можно воспользоваться экстремальным управлением, обеспечивающим максимальный модуль напряжения смещения нейтрали. Регулирование индуктивности подобных катушек производится в режиме автоколебаний, достигаемых циклами управления для обеспечения максимального модуля U0.
Направление управляющего воздействия изменяется на противоположное при снижении U0, а при его повышении продолжается в том же направлении до достижения экстремума U0 (рис. 5.11). После этого изменения управляющего воздействия начнут сопровождаться отрицательными изменениями модуля U0  и, следовательно, режим попеременно будет переходить из точки А в точки В и С, т. е. возникает режим устойчивых автоколебаний.
Емкостная проводимость фаз в кабельных электрических сетях практически симметрична; несимметрия напряжений, вызываемая подключением конденсатора к одной из фаз, достаточно стабильна.
В воздушных сетях положение значительно сложнее. Здесь соотношение емкостных проводимостей фаз на участках с различными транспозиционными условиями из-за операций в сети может изменяться.
Для управления на основе сопоставления индуктивности дугогасящей катушки и емкости сетей необходимо их знать. Показателем индуктивности дугогасящей катушки является ее ток подмагничивания. Зависимость этих двух величин воспроизводится с помощью функционального преобразователя.

Рис. 5.11. Характеристика настройки с помощью регулятора экстремального действия
Емкостную проводимость сети можно определить непосредственным измерением, прикладывая напряжение непромышленной час
тоты от постороннего источника к нейтрали. Отношение тока соответствующей частоты, протекающего через нейтраль, к напряжению дает при §" = 0 следующее соотношение:

Если на нейтрали напряжение от постороннего источника стабилизировать, то измеряемый ток будет пропорционален емкостной проводимости. С помощью функционального преобразователя используется взаимосвязь между током подмагничивания дугогасящей катушки и ее индуктивной проводимостью, а затем устанавливается соответствие между емкостной проводимостью сети (измеряемым током) и требуемым током подмагничивания.
Подобное управление посредством функционального преобразователя (управление по возмущению) обладает ограниченной точностью, но может использоваться.

5.10. УПРАВЛЕНИЕ ДУГОГАСЯЩЕЙ КАТУШКОЙ В РЕЖИМЕ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Напряжение смещения нейтрали U0 при эксплуатации определяется вольтметром, подключаемым к разомкнутому треугольнику трансформатора напряжения шин подстанции. Контрольные измерения возможны также в дугогасящих катушках, для чего в них предусматривается токовая обмотка (к ней подключается амперметр для измерения тока компенсации), и обмотка напряжения (к ней подключается вольтметр).
Появление замыкания на землю фиксируется при помощи реле тока или напряжения, приводящих в действие сигнализацию и указывающих на недопустимость вывода из работы дугогасящих устройств. Одновременно можно вводить в работу приборы, регистрирующие процесс замыкания на землю.
Для поддержания резонансной настройки дугогасящей катушки целесообразно продолжать управление ею также при возникновении замыкания на землю в сети. При этом различают установившееся замыкание и замыкание через периодически гаснущую (перемежающуюся) электрическую дугу.
Из сказанного ранее, следует, что при v=l составляющей U01 обусловленной напряжением несимметрии, можно пренебречь. Что касается составляющей U02, обусловленной фазным напряжением, то при резонансной настройке (v = 0) окружность круговой диаграммы (см. рис. 5.13) вырождается в ось вещественных величин и, следовательно, U0 практически совпадает по фазе с напряжением замкнувшейся фазы.
Управление дугогасящей катушкой при установившемся замыкании на землю заключается в поддержании угла между
напряжениями U0 и ί/φ, равным 180° (с точностью зоны нечувствительности). Для определения такого угла нужно выбрать напряжение замкнувшейся фазы. Для этого измерительный орган снабжается избирателем замкнувшейся на землю фазы, с помощью которого соответствующее напряжение подводится к измерительному органу. Ток замыкания на землю в установившемся режиме содержит емкостный ток основной частоты и высшие гармоники. Их наличие обусловлено присутствием нелинейных элементов (железных сердечников трансформаторов в режиме насыщения, выпрямителей и преобразователей). Кроме того, при значительном напряжении смещения нейтрали проявляется нелинейность характеристики самой дугогасящей катушки. Схема замещения для высших гармоник такова, что емкостные проводимости увеличиваются с ростом номера гармоник. Поэтому в емкостном токе замыкания на землю имеется значительная часть тока, обусловленная гармониками. Если учесть, что дугогасящая катушка компенсирует лишь емкостный ток промышленной частоты, то при резонансной настройке через место замыкания протекает его активная составляющая и токи высших гармоник.
Измерительный орган подключается к трансформаторам напряжения через фильтр низшей частоты.
Характер замыкания через перемежающуюся дугу зависит от степени компенсации. В начальной стадии замыкания после погасания дуги повторные пробои происходят через 3— 5 периодов, при расстройке υ = 0,05 — через 4—6 периодов, а вблизи резонансной настройки — через 10—13 периодов. В этом случае условия, создающиеся для погасания дуги, наилучшие.
Перемежающаяся дуга вызывает в контуре нулевой последовательности, образованном индуктивностью и емкостью, свободные колебания, частота которых зависит от степени расстройки:

Следовательно, появление частоты, отличающейся от промышленной, свидетельствует о расстройке.
Управление дугогасящей катушкой в режиме перемежающегося замыкания на землю может производиться блоком дугового режима, на входе которого имеется частотный детектор из двух резонансных контуров, настроенных на частоты, равные 40 и 60 Гц. При управлении частота доводится до промышленной, при которой выходной сигнал детектора равен нулю. Отклонение частоты от промышленной (в ту или иную сторону) вызывает появление напряжения на измерительном органе. Это напряжение отличается знаком и приводит к управляющему воздействию, направленному на устранение отклонения частоты свободных колебаний от промышленной частоты. Частота свободных колебаний фиксируется во времени.



 
« Эксплуатация разрядников и ограничителей перенапряжения   Эксплуатация электроустановок в сельском хозяйстве »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.