Υποστήριξη περιοριστών ρεύματος και αντιδραστήρων καταστολής τόξου

Οι αντιδραστήρες περιορισμού ρεύματος έχουν σχεδιαστεί για να περιορίζουν τα ρεύματα βραχυκυκλώματος και να διατηρούν ένα ορισμένο επίπεδο τάσης ζυγού σε περίπτωση σφάλματος πίσω από τους αντιδραστήρες.

Οι αντιδραστήρες χρησιμοποιούνται σε υποσταθμούς κυρίως για δίκτυα 6-10 kV, λιγότερο συχνά για τάση 35 kV. Ο αντιδραστήρας είναι ένα πηνίο χωρίς πυρήνα, η επαγωγική του αντίσταση δεν εξαρτάται από το ρεύμα που ρέει. Μια τέτοια επαγωγή περιλαμβάνεται σε κάθε φάση ενός τριφασικού δικτύου. Η επαγωγική αντίσταση του αντιδραστήρα εξαρτάται από τον αριθμό των στροφών του, το μέγεθος, τη σχετική θέση των φάσεων και τις μεταξύ τους αποστάσεις. Η επαγωγική αντίσταση μετριέται σε ohms.

Υπό κανονικές συνθήκες, όταν το ρεύμα φορτίου διέρχεται από τον αντιδραστήρα, η απώλεια τάσης στον αντιδραστήρα δεν υπερβαίνει το 1,5-2%. Ωστόσο, όταν το ρεύμα βραχυκυκλώματος ρέει, η πτώση τάσης στον αντιδραστήρα αυξάνεται απότομα. Στην περίπτωση αυτή, η υπολειπόμενη τάση των λεωφορείων του υποσταθμού προς τον αντιδραστήρα πρέπει να είναι τουλάχιστον 70% της ονομαστικής τάσης.Αυτό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της σταθερής λειτουργίας των άλλων χρηστών που είναι συνδεδεμένοι στα λεωφορεία του υποσταθμού. Η ενεργός αντίσταση του αντιδραστήρα είναι μικρή, επομένως η απώλεια ενεργού ισχύος στον αντιδραστήρα είναι 0,1–0,2% της ισχύος που διέρχεται από τον αντιδραστήρα σε κανονική λειτουργία.

Στο σημείο μεταγωγής, γίνεται διάκριση μεταξύ γραμμικών και τμηματικών αντιδραστήρων που συνδέονται μεταξύ τμημάτων ζυγού. Με τη σειρά τους, οι γραμμικοί αντιδραστήρες μπορούν να είναι μεμονωμένοι (Εικ. 1, α) — για μία γραμμή και ομαδικοί (Σχ. 1, β) — για πολλές γραμμές. Ο σχεδιασμός διακρίνει μεταξύ απλών και διπλών αντιδραστήρων (Εικ. 1, γ).

Οι περιελίξεις του αντιδραστήρα κατασκευάζονται συνήθως από μονωμένο σύρμα - χαλκό ή αλουμίνιο. Για ονομαστικά ρεύματα 630 A και άνω, η περιέλιξη του αντιδραστήρα αποτελείται από πολλούς παράλληλους κλάδους. Κατά την κατασκευή του αντιδραστήρα, οι περιελίξεις τυλίγονται σε ειδικό πλαίσιο και στη συνέχεια χύνονται με σκυρόδεμα, το οποίο εμποδίζει τη μετατόπιση των στροφών υπό τη δράση ηλεκτροδυναμικών δυνάμεων όταν ρέουν ρεύματα βραχυκυκλώματος. Το σκυρόδεμα του αντιδραστήρα είναι βαμμένο για να αποφευχθεί η διείσδυση υγρασίας. Οι αντιδραστήρες που είναι εγκατεστημένοι σε εξωτερικούς χώρους υπόκεινται σε ειδικό εμποτισμό.

Ρύζι. 1. Σχέδια για τη συμπερίληψη αντιδραστήρων περιορισμού ρεύματος: α — μεμονωμένος μεμονωμένος αντιδραστήρας για μία γραμμή. β — αντιδραστήρα ομαδικής μονάδας. με — διπλός αντιδραστήρας μιας ομάδας

Για να απομονωθούν αντιδραστήρες διαφορετικών φάσεων μεταξύ τους και από γειωμένες δομές, τοποθετούνται σε μονωτήρες πορσελάνης.

Μαζί με τους απλούς αντιδραστήρες, έχουν βρει εφαρμογή και οι διπλοί αντιδραστήρες. Σε αντίθεση με τους απλούς αντιδραστήρες, οι διπλοί αντιδραστήρες έχουν δύο περιελίξεις (δύο σκέλη) ανά φάση. Οι περιελίξεις έχουν μία κατεύθυνση στροφών.Οι κλάδοι του αντιδραστήρα είναι κατασκευασμένοι για τα ίδια ρεύματα και έχουν την ίδια επαγωγή. Μια πηγή ισχύος (συνήθως ένας μετασχηματιστής) συνδέεται στον κοινό ακροδέκτη και ένα φορτίο συνδέεται στους ακροδέκτες διακλάδωσης.

Μεταξύ των διακλαδώσεων της φάσης του αντιδραστήρα υπάρχει μια επαγωγική σύζευξη που χαρακτηρίζεται από αμοιβαία επαγωγή M. Σε κανονική λειτουργία, όταν ρέουν περίπου ίσα ρεύματα και στους δύο κλάδους, η απώλεια τάσης σε έναν διπλό αντιδραστήρα λόγω αμοιβαίας επαγωγής είναι μικρότερη από ό,τι σε έναν συμβατικό αντιδραστήρα με την ίδια αντίσταση επαγωγής. Αυτή η περίσταση καθιστά δυνατή την αποτελεσματική χρήση ενός διπλού αντιδραστήρα ως αντιδραστήρα παρτίδας.

Με βραχυκύκλωμα σε έναν από τους κλάδους του αντιδραστήρα, το ρεύμα σε αυτόν τον κλάδο γίνεται πολύ υψηλότερο από το ρεύμα στον άλλο κλάδο που δεν έχει υποστεί ζημιά.Στην περίπτωση αυτή, η επίδραση της αμοιβαίας επαγωγής μειώνεται και το αποτέλεσμα περιορισμού του ρεύματος βραχυκυκλώματος καθορίζεται κυρίως από την εγγενή επαγωγική αντίσταση στον κλάδο του αντιδραστήρα.

Κατά τη λειτουργία των αντιδραστήρων ελέγχονται. Κατά την επιθεώρηση, δίνεται προσοχή στην κατάσταση των επαφών στα σημεία σύνδεσης των λεωφορείων με τις περιελίξεις του αντιδραστήρα σύμφωνα με τα σκούρα χρώματα, τις θερμικές μεμβράνες δείκτη, την κατάσταση της μόνωσης περιελίξεων και την παρουσία παραμόρφωσης των στροφών. στον βαθμό σκόνης και την ακεραιότητα των μονωτών στήριξης και της ενίσχυσης τους, στην κατάσταση του σκυροδέματος και της επίστρωσης λάκας.

Η διαβροχή του σκυροδέματος και η μείωση της αντίστασής του είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα σε περίπτωση βραχυκυκλώματος και υπέρτασης στο δίκτυο λόγω πιθανής επικάλυψης και καταστροφής των περιελίξεων του αντιδραστήρα. Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, η αντίσταση μόνωσης των περιελίξεων του αντιδραστήρα προς τη γείωση πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,1 MΩ.Ελέγχεται η λειτουργικότητα των συστημάτων ψύξης (αερισμού) των αντιδραστήρων. Εάν εντοπιστεί δυσλειτουργία αερισμού, πρέπει να ληφθούν μέτρα για τη μείωση του φορτίου. Δεν επιτρέπεται η υπερφόρτωση των αντιδραστήρων.

Αντιδραστήρες καταστολής τόξου.

Μία από τις πιο κοινές βλάβες στο ηλεκτρικό δίκτυο είναι η γείωση των ενεργών μερών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης. Σε δίκτυα 6-35 kV, αυτός ο τύπος ζημιάς αντιπροσωπεύει τουλάχιστον το 75% όλων των ζημιών. Στο κλείσιμο? στη γείωση μιας από τις φάσεις (Εικ. 2) ενός τριφασικού ηλεκτρικού δικτύου που λειτουργεί με απομονωμένο ουδέτερο, η τάση της κατεστραμμένης φάσης C σε σχέση με το έδαφος μηδενίζεται και οι άλλες δύο φάσεις Α και Β αυξάνονται κατά 1,73 φορές (μέχρι την τάση δικτύου ). Αυτό μπορεί να παρακολουθηθεί από τα βολτόμετρα παρακολούθησης μόνωσης που περιλαμβάνονται στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή τάσης.

Ρύζι. 2. Σφάλμα φάσης-γείωσης σε τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο με αντιστάθμιση χωρητικών ρευμάτων: 1-περιέλιξη μετασχηματιστή ισχύος. 2 — μετασχηματιστής τάσης. 3 — αντιδραστήρας καταστολής τόξου. H — ρελέ τάσης

Το ρεύμα της κατεστραμμένης φάσης C που διαρρέει το σημείο γείωσης είναι ίσο με το γεωμετρικό άθροισμα των ρευμάτων των φάσεων Α και Β:

όπου: Ic — ρεύμα σφάλματος γείωσης, A; Uf — τάση φάσης δικτύου, V; ω = 2πf-γωνιακή συχνότητα, s-1; C0 είναι η χωρητικότητα φάσης σε σχέση με το έδαφος, ανά μονάδα μήκους της γραμμής, μF / km. L είναι το μήκος του δικτύου, km.

Μπορεί να φανεί από τον τύπο ότι όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος του δικτύου, τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του ρεύματος σφάλματος γείωσης.

Ένα σφάλμα μεταξύ φάσης και γείωσης σε ένα δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο δεν διαταράσσει τη λειτουργία των καταναλωτών, καθώς διατηρείται η συμμετρία των τάσεων της γραμμής.Σε μεγάλα ρεύματα IC, τα σφάλματα γείωσης μπορεί να συνοδεύονται από την εμφάνιση ενός τόξου διακοπής στη θέση του σφάλματος. Αυτό το φαινόμενο, με τη σειρά του, οδηγεί στο γεγονός ότι στο δίκτυο εμφανίζονται υπερτάσεις μέχρι (2,2-3,2) Uf.

Με την παρουσία εξασθενημένης μόνωσης στο δίκτυο, τέτοιες υπερτάσεις μπορεί να προκαλέσουν βλάβη της μόνωσης και βραχυκύκλωμα φάσης φάσης. Επιπλέον, η θερμική ιονιστική επίδραση ενός ηλεκτρικού τόξου που προκύπτει από σφάλμα γείωσης δημιουργεί κίνδυνο σφαλμάτων φάσης-φάσης.

Λαμβάνοντας υπόψη τον κίνδυνο σφαλμάτων γείωσης σε ένα δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο, χρησιμοποιείται αντιστάθμιση του χωρητικού ρεύματος σφάλματος γείωσης χρησιμοποιώντας αντιδραστήρες καταστολής τόξου.

Ωστόσο, η έρευνα και η επιχειρησιακή εμπειρία δείχνουν ότι είναι σκόπιμο να χρησιμοποιούνται αντιδραστήρες καταστολής τόξου σε δίκτυα 6 και 10 kV ακόμη και με χωρητικά ρεύματα σφάλματος γης που φτάνουν τα 20 και 15 A, αντίστοιχα.

Το ρεύμα που ρέει μέσω της περιέλιξης του αντιδραστήρα καταστολής τόξου προκύπτει ως αποτέλεσμα της δράσης της ουδέτερης τάσης πόλωσης. Αυτό, με τη σειρά του, εμφανίζεται στο ουδέτερο όταν μια φάση βραχυκυκλώνεται στη γείωση. Το ρεύμα στον αντιδραστήρα είναι επαγωγικό και κατευθύνεται ενάντια στο χωρητικό ρεύμα σφάλματος γείωσης. Με αυτόν τον τρόπο, το ρεύμα αντισταθμίζεται στη θέση του ρήγματος γης, γεγονός που συμβάλλει στην ταχεία κατάσβεση του τόξου. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, τα εναέρια και τα καλωδιακά δίκτυα μπορούν να λειτουργήσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα με σφάλμα φάσης προς γείωση.

Η αλλαγή στην επαγωγή, ανάλογα με το σχεδιασμό του αντιδραστήρα καταστολής τόξου, γίνεται με εναλλαγή των κλάδων περιέλιξης, αλλαγή του κενού στο μαγνητικό σύστημα, μετακίνηση του πυρήνα με συνεχές ρεύμα.

Οι αντιδραστήρες τύπου ZROM παράγονται για τάση 6-35 kV.Η περιέλιξη ενός τέτοιου αντιδραστήρα έχει πέντε κλάδους. Σε ορισμένα συστήματα ισχύος, παράγονται αντιδραστήρες καταστολής τόξου, η επαγωγή των οποίων αλλάζει αλλάζοντας το διάκενο στο μαγνητικό σύστημα (για παράδειγμα, αντιδραστήρες τύπου KDRM, τύπου RZDPOM για τάση 6-10 kV, χωρητικότητας 400 -1300 kVA)

Ρύζι. 3. Σχέδιο περιελίξεων αντιδραστήρα καταστολής τόξου τύπου RZDPOM (KDRM): A — X — κύρια περιέλιξη. a1 — x1 — πηνίο ελέγχου 220 V; a2 — x2 — πηνίο σήματος 100 V, 1A.

Αντιδραστήρες καταστολής τόξου παρόμοιου τύπου, που κατασκευάζονται στη ΛΔΓ, την Τσεχοσλοβακία και άλλες χώρες, λειτουργούν σε ηλεκτρικά δίκτυα. Δομικά, οι αντιδραστήρες καταστολής τόξου των τύπων KDRM, RZDPOM αποτελούνται από ένα μαγνητικό κύκλωμα τριών σταδίων και τρεις περιελίξεις: τροφοδοσία ρεύματος, έλεγχος και σήμα. Το διάγραμμα περιέλιξης φαίνεται στο σχ. 3. Όλες οι περιελίξεις βρίσκονται στο μεσαίο σκέλος του μαγνητικού κυκλώματος τριών σταδίων.

Ρύζι. 4. Σχήματα για συμπερίληψη αντιδραστήρων καταστολής τόξου

Το μαγνητικό κύκλωμα με πηνία τοποθετείται σε δεξαμενή λαδιού μετασχηματιστή. Η μεσαία ράβδος αποτελείται από ένα σταθερό και δύο κινούμενα μέρη, μεταξύ των οποίων σχηματίζονται δύο ρυθμιζόμενα κενά αέρα.

Στο πηνίο ισχύος, ο ακροδέκτης Α συνδέεται με τον ουδέτερο ακροδέκτη του μετασχηματιστή ισχύος, ο ακροδέκτης Χ είναι γειωμένος μέσω του μετασχηματιστή ρεύματος. Το πηνίο ελέγχου a1 — x1 έχει σχεδιαστεί για τη σύνδεση ενός ρυθμιστή αντιδραστήρα καταστολής τόξου (RNDC).

Το πηνίο σήματος a2-x2 χρησιμοποιείται για τη σύνδεση συσκευών ελέγχου και μέτρησης σε αυτό. Η ρύθμιση του αντιδραστήρα καταστολής τόξου γίνεται αυτόματα με χρήση ηλεκτρικής κίνησης. Ο περιορισμός της κίνησης των κινούμενων μερών του μαγνητικού κυκλώματος γίνεται με οριακούς διακόπτες.Τα διαγράμματα κυκλώματος για αντιδραστήρες καταστολής τόξου φαίνονται στο σχ.

Στο σχ. Το 4a δείχνει ένα γενικό κύκλωμα που σας επιτρέπει να συνδέσετε αντιδραστήρες καταστολής τόξου σε οποιονδήποτε από τους μετασχηματιστές. Στο σχ. 4β, οι αντιδραστήρες καταστολής τόξου περιλαμβάνονται ο καθένας στο δικό του τμήμα. Η ισχύς του αντιδραστήρα καταστολής τόξου επιλέγεται με βάση την αντιστάθμιση του χωρητικού ρεύματος γείωσης του δικτύου που παρέχεται από το αντίστοιχο τμήμα ζυγού.

Ένας αποζεύκτης είναι εγκατεστημένος στον αντιδραστήρα καταστολής τόξου για να τον τερματίσει κατά τη χειροκίνητη ανάκτηση. Είναι απαράδεκτη η χρήση διακόπτη αντί για αποζεύκτη, καθώς η εσφαλμένη απενεργοποίηση του αντιδραστήρα καταστολής τόξου από διακόπτη κατά τη γείωση στο δίκτυο θα οδηγήσει σε αύξηση του ρεύματος στο σημείο γείωσης, υπέρταση στο δίκτυο, ζημιά στο μόνωση της περιέλιξης του αντιδραστήρα, βραχυκύκλωμα φάσης.

Κατά κανόνα, οι καταστολείς τόξου συνδέονται με τα ουδέτερα των μετασχηματιστών που έχουν σχήμα σύνδεσης αστέρα-τρίγων, αν και υπάρχουν και άλλα σχήματα σύνδεσης (στο ουδέτερο τμήμα των γεννητριών ή των σύγχρονων αντισταθμιστών).

Η ισχύς των μετασχηματιστών που δεν έχουν φορτίο στη δευτερεύουσα περιέλιξη και χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση αντιδραστήρων τόξου με τον ουδέτερο τους επιλέγεται ίση με την ισχύ του αντιδραστήρα καταστολής τόξου. Εάν ο μετασχηματιστής για τον αντιδραστήρα καταστολής τόξου χρησιμοποιείται επίσης για τη σύνδεση του φορτίου σε αυτόν, η ισχύς του θα πρέπει να επιλεγεί 2 φορές την ισχύ του αντιδραστήρα καταστολής τόξου.

Ρύθμιση αντιδραστήρα καταστολής τόξου.Στην ιδανική περίπτωση, μπορεί να επιλεγεί έτσι ώστε το ρεύμα σφάλματος γείωσης να αντισταθμίζεται πλήρως, δηλ.

όπου Ic και Ip είναι οι πραγματικές τιμές των χωρητικών ρευμάτων γείωσης του δικτύου και του ρεύματος του αντιδραστήρα καταστολής τόξου.

Αυτή η ρύθμιση του αντιδραστήρα καταστολής τόξου ονομάζεται συντονισμός (συντονισμός ρευμάτων εμφανίζεται στο κύκλωμα).

Η ρύθμιση του αντιδραστήρα με υπεραντιστάθμιση επιτρέπεται όταν

Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα σφάλματος γείωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 5 A και τον βαθμό αποσυντονισμού

δεν υπερβαίνει το 5%.Επιτρέπεται η διαμόρφωση αντιδραστήρων καταστολής τόξου υποαντιστάθμισης σε καλωδιακά και εναέρια δίκτυα, εάν τυχόν ανισορροπίες έκτακτης ανάγκης στις χωρητικότητες φάσης του δικτύου δεν οδηγούν στην εμφάνιση ουδέτερης τάσης πόλωσης μεγαλύτερη από 0,7 Uph .

Σε ένα πραγματικό δίκτυο (ειδικά σε εναέρια δίκτυα) υπάρχει πάντα μια ασυμμετρία της χωρητικότητας φάσης ως προς το έδαφος, ανάλογα με τη θέση των αγωγών στα στηρίγματα και την κατανομή των πυκνωτών ζεύξης των φάσεων. Αυτή η ασυμμετρία προκαλεί την εμφάνιση συμμετρικής τάσης στον ουδέτερο. Η τάση ανισορροπίας δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,75% Uph.

Η συμπερίληψη ενός αντιδραστήρα καταστολής τόξου στον ουδέτερο αλλάζει σημαντικά τα δυναμικά της ουδέτερης και της φάσης δικτύου. Μια ουδέτερη τάση πόλωσης U0 εμφανίζεται στον ουδέτερο λόγω της παρουσίας ασυμμετρίας στο δίκτυο. Σε περίπτωση απουσίας γείωσης στο δίκτυο, η ουδέτερη τάση απόκλισης επιτρέπεται όχι μεγαλύτερη από 0,15 Uph για μεγάλο χρονικό διάστημα και 0,30 Uph για 1 ώρα.

Με τον συντονισμό συντονισμού του αντιδραστήρα, η τάση πόλωσης του ουδέτερου μπορεί να φτάσει σε τιμές συγκρίσιμες με την τάση φάσης Uf.Αυτό θα παραμορφώσει τις τάσεις φάσης και θα δημιουργήσει ακόμη και ένα ψευδές σήμα γείωσης. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η τεχνητή ενεργοποίηση του αντιδραστήρα καταστολής τόξου καθιστά δυνατή τη μείωση της ουδέτερης τάσης πόλωσης.

Ο συντονισμός συντονισμού του αντιδραστήρα καταστολής τόξου εξακολουθεί να είναι βέλτιστος. Και εάν με μια τέτοια ρύθμιση η ουδέτερη τάση απόκλισης είναι μεγαλύτερη από 0,15 Uph και η τάση ανισορροπίας είναι μεγαλύτερη από 0,75 Uph, πρέπει να ληφθούν πρόσθετα μέτρα για την εξίσωση της χωρητικότητας των φάσεων του δικτύου με μεταφορά των καλωδίων και ανακατανομή των πυκνωτών ζεύξης σε όλο το δίκτυο φάσεις.

Κατά τη λειτουργία, οι αντιδραστήρες καταστολής τόξου ελέγχονται: σε υποσταθμούς με μόνιμο προσωπικό συντήρησης μία φορά την ημέρα, σε υποσταθμούς χωρίς προσωπικό συντήρησης — τουλάχιστον μία φορά το μήνα και μετά από κάθε σφάλμα γείωσης στο δίκτυο. Κατά την εξέταση, προσέξτε την κατάσταση των μονωτών, την καθαρότητά τους, την απουσία ρωγμών, τσιπς, την κατάσταση των σφραγίδων και την απουσία διαρροών λαδιού, καθώς και τη στάθμη λαδιού στο δοχείο διαστολής. στην κατάσταση του διαύλου καταστολής τόξου, συνδέοντάς τον με το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή και με τον βρόχο γείωσης.

Ελλείψει αυτόματης ρύθμισης του αντιδραστήρα για την καταστολή του τόξου σε συντονισμό, η αναδιάρθρωσή του πραγματοποιείται κατόπιν εντολής του αποστολέα, ο οποίος, ανάλογα με τη μεταβαλλόμενη διαμόρφωση του δικτύου (σύμφωνα με έναν προηγουμένως καταρτισμένο πίνακα), δίνει εντολή στον υποσταθμό να αλλάξει τον κλάδο στον αντιδραστήρα.Ο αξιωματικός υπηρεσίας, έχοντας βεβαιωθεί ότι δεν υπάρχει γείωση στο δίκτυο, σβήνει τον αντιδραστήρα, τοποθετεί πάνω του την απαραίτητη διακλάδωση και τον ανάβει με αποζεύκτη.