Электроснабжение предприятий

 При  перерыве питания не отключаемые  по технологическим условиям двигатели подпитывают шины подстанции, причем частота остаточного напряжения на шинах снижается. ‘по мере уменьшения частоты вращёния двигателей. В зависимости от условий пуск АБР может осуществляться по минимуму напряжения или, с учетом самозапуске двигателей, по минимуму напряжения и снижению частоты. Сокращение времени срабатывания АБР достигается контролем частоты остаточного напряжения, так как время срабатывания реле понижения частоты значительно меньше, чем реле, реагирующего на понижение напряжения.

При перегрузках  источника питания (линии или  трансформатора) после срабатывания АВР, учитывая условия самозапуске двигателей ответственных механизмов, необходимо производить разгрузку путем автоматического отключения потребитёлей, допускающих перерывы в электроснабжении.

Схема АВР должна обеспечить однократность  срабатывания выключателя резервного источника и ускорение действия защиты после АБР при включений на не устранившееся КЗ. Многократные включения на ИЗ могут привести к серьезным повреждениям и нарушить работу потребителей, не допускающих перерывов в питании.

Схема АВР должна срабатывать только после  отключения выключателя рабочего питания  ибо в противном случае источник резервного питания включится на КЗ в цепи рабочего источника или на параллельную работу. Наряду с этим схема АВР должна обеспечивать раздельное включение обоих источников дежурным персоналом.

Рассмотрим  схему АБР, секционного выключателя (рис. 15.1) с пружинно-грузовым приводом на оперативном переменном токе. Б рабочем положении выключатели с21 и (22 включены, секционный выключатель (23 отключен. Привод его подготовлен к включению: пружина взведена, контакт готовности привода ЗКГГI в цепи катушки включения КВЗ замкнут.

Контроль  напряжения на секциях I и II шин осуществляется реле напряжения IКУ и 2К’/, которые питаются от трансформаторов напряжения ТУ1 и ТУ2.. При наличии напряжения на шинах контакты реле 1К1Г и 2КУ разомкнуты. Печи управления (21 и (22 питаются раздельно от ТУ2 и ТУ1. Катушка включения выключателя (23 (КВЗ) может питаться от ТУ! или ТУ2.

При. исчезновении напряжения на секции 1 шин реле 1КУ отпускает, замыкает свой контакт в  цепи реле времени КТ!, которое с  выдержкой времени подает питание  на катушку отключения КО!,. и выключатель (21 отключается. От Т1/2 получает питание катушка включения КВЗ, и выключатель (23 включается. Контакты привода ЗКГП размыкаются в цепи двигателя моторного редуктора МР.

11.2. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ 

Выключатель отключается при замыкании контакта К3 защиты в цепи катушки отключения КО. Блок-контакт КТ) выключателя замыкается, срабатывает .реле 2К и, замкнув свой нормально открытый контакт в цепи реле врёмени КТ, запускает РПВ-58. добавочное сопротивление К1 в цепи катушки включения КВ не позволяет включиться выключателю.

При замыкании  контакта реле КТ конденсатор разряжается  на обмотку напряжения реле IК, которое, сработав, замыкает свой контакт в цепи токовой обмотки, катушка КВ привода получает питание, а выключатель включается.

Реле  IК самоудерживается до размыкания блок-контакта КТ1 в цепи КВ, обеспечивая надежное включение выключателя. Второй контакт реле IК, замкнувшись, подает импульс на ускорение срабатывания защиты в случае включения выключателя на устойчивое к. з. После включения выключателя его блок-контакт КТ! размыкается, реле 2К и КТ возвращаются в исходное положение.

При включении  выключателя :а устойчивое К3 защита сработает с ускорением и вновь  отключит выключатель. Реле КТ снова  с работает и замкнет свой контакт в цепи обмотки реле II<. Однако срабатывания реле Ж не произойдет, так как конденсатор С не успеет зарядиться.

При оперативном  отключении выключателя ключом управления КУ (положение О) размыкается цепь питания реле времени В, на сопротивление 31? подается минус, и конденсатор С разряжается.

Реле  ЭК имеет замедление при возврате. При срабатывании релейной защиты и замыкании контакта РЗ получает питание токовая обмотка реле ЭК, которое замкнет свой контакт в цепи обмотки напряжения и разомкнет контакт в цепи катушки КВ привода выключателя, предотвращается его многократное включение на устойчивое КВ. Возврат в исходное положение реле 311 произойдет при снятии плюса с обмотки напряжения ключом КУ (положение О). Ускорение действия защиты достигается уменьшением времени срабатывания защиты при работе АПВ.

до замыкания контакта IК реле рПв-58 реле ускорения защиты РУЗ (рис. Ватман №2) не работает. При КВ защита срабатывает с заданной выдержкой времени реле КТ. При срабатывании реле РПВ-58 замыкается контакт 1К и реле РУЗ включает промежуточное реле К на отключение выключателя о меньшей выдержкой времени. 

11.3. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) 

Определяющим  показателем качества электроэнергии является постоянство частоты, отклонение которой допускается в пределах *0,1 Гц (временно 0,2 Гц).

Снижение частоты сверх нормируемых величин происходит при нарушении баланса мощностей генераторов электростанций и нагрузки потребителей. дефицит активной генераторной мощности возникает при отключении части генераторов электростанции и подключении дополнительной нагрузки. Рост нагрузки потребителей приводит к недопустимой перегрузке турбогенераторов , в результате чего уменьшается частота их вращения, а значит, снижается частота в сети. Уменьшение частоты вращения возбудителя делящегося на одном валу с генератором, снижает напряжение в сети.

При снижении частоты и напряжения в сети уменьшается  частота вращения двигателей потребителя  увеличивается потребление ими  реактивной мощности из сети, что, в свою очередь, ведет к дальнейшей перегрузке генераторов и дальнейшему снижению частоты и напряжения. Процесс приобретает лавинообразный характер, что может привести к полному расстройству работы энергосистемы Частота снижается очень быстро она. восстанавливается

при разгрузке  сети путем автоматического отключения части не ответственных электропотребителей. Уровень снижения напряжения определяет величину отключаемой нагрузки, необходимой для восстановления частоты, поэтому отключение потребителей производится поочередно. Устройства АЧР применяются на линиях 6—10 кВ распределительной сети, отходящих от ГРП или ЦРП предприятия.

После восстановления частоты потребители, отключенные АЧР, могут быть подключены к сети при помощи АПВ или ЧАПВ (частотного АПВ).

Пуск  АЧР выполняется по скорости изменения  частоты в сети или по абсолютному значению частоты с помощью реле частоты типа ИВЧ. Реле питается от трансформатора напряжения. Уставка срабатывания реле может изменяться за счет шунтирования сопротивления в цепи обмотки реле, для чего она имеет дополнительный контакт.

Совместное  применение АЧР и ЧАПВ позволяет сократить

время подключения потребителей после  восстановления частоты

и исключить  ложные срабатывания АЧР при работе АВР, К3

в сети и асинхронных режимах синхронных двигателей.

Схема одной очереди АЧР с ЧАПВ приведена  на рис. 1 Реле КЧ срабатывает при частоте в сети менее 48 Гц и замыкает свой контакт в цепи питания реле времени КТ, которое с установленной выдержкой времени включает промежуточное реле Ж. Реле Ж, сработав, замыкает свои контакты ‘К1, Ж2 и Ж4 и размыкает контакт 1К3.

Контакт Ж1 шунтирует сопротивление в цепи обмотки реле частоты, увеличивая уставку срабатывания примерно до 50 Гц. Контакт ‘К4 подает импульс на отключение группы потребителей. Контактом 1К2 включается в работу реле ГК, которое замыкает свои контакты ГК1 и ГК2. _

 Реле  времени 2КТ не работает, так  как в цепи его обмотки контакт  1К3 разомкнут. Реле 2КТ имеет три контакта: без выдержки времени 2КТ1 с выдержкой времени 2КТ2 (проскальзывающий) и 2КТ3 (упорный). Уставка по времени контакта 2КТ больше уставки 2КТ2 на 1—1,5 с.

При восстановлении частоты в сети реле РЧ и IКТ размыкают свои контакты; реле IК отпускает и в работу включается реле 2КТ. проскальзывающий контакт 2КТ2, кратковременно замкнувшись, включает питание реле 4К, которое самоудерживается контактом 4К1 и включает потребителей контактом 4К2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

12.РАСЧЕТ  МОЛНИЕЗАЩИТЫ 
 

12.1.Защита подстанций и распределительных устройств от грозовых перенапряжений, набегающих с линий 

Как указывалось, индуцированная импульсная волна при  атмосферных перенапряжениях распространяется по проводам воздушных ЛЭП и открытым по токопроводам. Максимальную амплитуду имеет волна перенапряжения в результате прямого удара молнии, достигнув подстанции, волна перенапряжения становится опасной для изоляции.

Защита  от прямых ударов молний выполняется стальными тросовыми молниеотводами, располагаемыми над проводами воздушных линий и токопроводам (рис. 166, 6). В результате прямого удара молнии в трос в токоведущих частях линии индуцируется импульсная волна с меньшей амплитудой, которая попадает на подстанцию после пробега защищенного участка. Влияние, самоиндукции линии уменьшает крутизну фронта волны и несколько снижает ее амплитуду.

Молниезащитные тросы подвешивают над проводами на опорах воздушных ЛЭП или над токопроводам на специальных тросовых опорах- Согласно ПУЭ по всей длине тросами защищают токопроводы и воздушные линии 110—220 кВ на металлических и железобетонных опорах На? подходах 1с подстанциям тросовая защита предусматривается на воздушных линиях 35 кВ и выше на участках длиной 1—2 км. Металлические и железобетонные опоры и грозозащитные тросы заземляют. Воздушные линии до 35 кВ тросами не защищают

Восстановление  питания, прерванного не устойчивыми КЗ из-за перекрытий изоляции линий или прямых ударах молнии в провода, осуществляется автоматическим повторным включением.

Кроме тросовых молниеотводов, защита токопроводов по всей трассе выполняется отдельно стоящими стержневыми молниеотводами. Защита воздушных линий стержневыми молниеотвода на подходах к подстанции производится при подключении к ней электрических машин 6—10 кВ, мощностью до 15 000 кВт. Молниеотводы устанавливают вдоль трассы в шахматном порядке.

Срез  амплитуды перенапряжения до безопасных для подстанционной изоляции величин производится трубчатыми разрядниками, устанавливаемыми за 100—200 м от подстанции на концевых опорах, а также вентильными разрядниками,

подключенных к шинам подстанции.

Крутизна  фронта волны снижается конденсаторами, установка которых обязательна на подстанциях с электрическими машинами, имеющими значительно меньшую электрическую прочность изоляции. 

2. Защита  от прямых ударов молний

 

Кроме токопроводов и воздушных  линий, от прямых ударов молний открытые подстанции 35—220 кВ, а также взрыво- и пожароопасные здания и сооружения защищают отдельно стоящими молниеотводами.

Молниеотвод состоит из несущей части (опоры), Молниеприемник, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник выполняется из профилированной  стали сечением не менее 100 мм2 и длиной 200—1500 мм; он соединен с токоотводом, которым может служить металлическая опора молниеотвода или стальной проводник сечением не менее 48 мм. На открытых подстанциях молниеотводы устанавливают на металлических конструкциях, прожекторных мачтах и зданиях подстанций.

Защитное  действие молниеотвода заключается в том, что он ориентирует на себя разряд молнии; при этом вокруг него образуется пространство, защищенное от поражения молнией, называемое защитной зоной.

Исходя  из , и из условия , принимаем D=113, следовательно, высота молниеотвода - ;

,где - высота ГПП, равная 6 метров.

Зона  защиты одиночных стержневых молниеотводов  имеют следующие габариты:

1)Активна  высота молниеотвода:

2)Радиус  границы зоны защиты от уровня земли:

3)Радиус  границы уровня защиты на уровне  молниеотвода: