支持限流器和消弧电抗器

支持限流器和消弧电抗器限流电抗器旨在限制短路电流,并在电抗器后面发生故障时维持一定水平的母线电压。

电抗器主要用于 6-10 kV 网络的变电站,较少用于 35 kV 电压。电抗器是一个没有铁芯的线圈,它的电感电阻不取决于流过的电流。这种电感包含在三相网络的每一相中。电抗器的感应电阻取决于它的匝数、尺寸、相间的相对位置和它们之间的距离。感应电阻以欧姆为单位测量。

正常情况下,负载电流通过电抗器时,电抗器内的电压损失不超过1.5-2%。然而,当短路电流流过时,电抗器两端的电压降急剧增加。在这种情况下,变电站母线对电抗器的剩余电压必须至少为标称电压的 70%。这对于维持连接到变电站总线的其他用户的稳定运行是必要的。电抗器的有功电阻很小,因此电抗器中的有功功率损耗为正常模式下通过电抗器的功率的0.1-0.2%。

在切换点,连接在母线段之间的线性电抗器和分段电抗器之间存在区别。反过来,线性反应器可以是单独的(图 1,a)——用于一条线路和组(图 1,b)——用于多条线路。该设计区分单反应器和双反应器(图 1,c)。

电抗器绕组通常由多股绝缘线——铜线或铝线制成。对于 630 A 及以上的额定电流,电抗器绕组由多个并联支路组成。在电抗器的制造中,将绕组绕在一个特殊的框架上,然后用混凝土浇注,这样可以防止短路电流流过时在电动力的作用下匝数发生位移。反应器的混凝土部分涂漆以防止水分渗透。安装在室外的反应器经过特殊浸渍处理。

限流电抗器接线图

米。 1、加入限流电抗器方案: a——单线单电抗器; b——组单元电抗器; with — 一组双反应器

为了将不同相的反应器相互隔离并与接地结构隔离,它们安装在瓷绝缘体上。

与单反应器一起,双反应器也得到了应用。与单电抗器不同,双电抗器每相有两个绕组(两条腿)。绕组具有一个匝数方向。电抗器支路是为相同的电流制造的,并且具有相同的电感。电源(通常是变压器)连接到公共端子,负载连接到分支端子。

在电抗器相的支路之间存在以互感 M 为特征的电感耦合。在正常模式下,当两个支路中流动的电流大致相等时,双电抗器中由于互感引起的电压损失小于传统电抗器中的电压损失相同的电感电阻。这种情况使得可以有效地使用双反应器作为间歇式反应器。

电抗器其中一个支路发生短路时,该支路中的电流远高于另一条未损坏支路中的电流。在这种情况下,互感的影响减小,限制短路电流的效果为主要由电抗器支路上的固有感性电阻决定。

在反应堆的运行期间,它们被检查。在检查过程中,根据变暗的颜色、指示热膜、绕组绝缘状况和匝变形的存在,注意母线与电抗器绕组连接点处的触点状况,灰尘的程度和支撑绝缘子及其钢筋的完整性,混凝土和漆涂层的状况。

由于电抗器绕组可能重叠和损坏,在网络短路和过电压的情况下,混凝土的润湿及其电阻的降低特别危险。在正常运行条件下,电抗器绕组对地绝缘电阻至少应为 0.1 MΩ。检查反应堆的冷却(通风)系统的功能。如果检测到通风故障,则必须采取措施降低负荷。不允许反应器超载。

消弧反应器。

电气网络中最常见的故障之一是电气装置的带电部分接地。在 6-35 kV 网络中,此类损坏至少占所有损坏的 75%。关闭时;将中性点隔离的三相电网的其中一相(图 2)接地,损坏的 C 相相对于地的电压变为零,而其他两相 A 和 B 增加1.73倍(至电网电压)。这可以通过包含在电压互感器次级绕组中的绝缘监测电压表进行监测。

具有电容电流补偿的三相电网中的相对地故障

米。 2. 具有电容电流补偿的三相电网中的相接地故障:电力变压器的 1 绕组; 2——电压互感器; 3——消弧电抗器; H——电压继电器

流经接地点的损坏C相电流等于A、B相电流的几何和:

 

式中:Ic——接地故障电流,A; Uf——网络相电压,V; ω = 2πf-角频率,s-1; C0为相对于地的相电容,单位长度线路,μF/km; L为网络长度,km。

由公式可知,网络长度越大,接地故障电流值越大。

具有隔离中性点的网络中相线和地线之间的故障不会干扰用电设备的运行,因为线电压的对称性得以保留。在大 IC 电流下,接地故障可能伴随故障位置出现中断电弧。这种现象反过来导致网络中出现高达 (2.2-3.2) Uf 的过电压。

在网络中存在弱绝缘的情况下,这种过电压会导致绝缘击穿和相间短路。此外,由接地故障引起的电弧的热电离效应会产生相间故障的风险。

考虑到带有隔离中性点的网络中发生接地故障的危险,使用消弧电抗器补偿电容性接地故障电流。

然而,研究和运行经验表明,即使容性接地故障电流分别达到 20 和 15 A,建议在 6 kV 和 10 kV 网络中使用消弧电抗器。

流过消弧电抗器绕组的电流是中性偏压作用的结果。当一个相位对地短路时,它又发生在中性点。电抗器中的电流是感性的并且针对容性接地故障电流。这样,电流在接地故障位置得到补偿,这有助于电弧的快速熄灭。在这种情况下,天线和电缆网络可以在相对地故障的情况下长时间运行。

根据消弧电抗器的设计,电感的变化是通过切换绕组分支、改变磁系统中的间隙、用直流电移动铁芯来完成的。

ZROM 型电抗器适用于 6-35 kV 电压。这种电抗器的绕组有五个支路。在一些电力系统中,生产消弧电抗器,其电感量通过改变磁系统中的间隙来改变(例如,KDRM 电抗器,RZDPOM 型电压 6-10 kV,容量为 400 -1300千伏安)

RZDPOM(KDRM)型消弧电抗器绕组图

米。 3、RZDPOM型(KDRM)消弧电抗器绕组方案:A——X——主绕组; a1——x1——控制线圈220V; a2 — x2 — 信号线圈 100 V,1A。

在东德、捷克斯洛伐克和其他国家制造的类似类型的消弧反应器在电网中运行。在结构上,KDRM、RZDPOM 型消弧电抗器由三级磁路和三个绕组组成:电源、控制和信号。绕组图如图所示。 3、所有绕组均位于三级磁路的中柱上。

消弧电抗器电路图

米。 4. 包含消弧电抗器的示意图

带有线圈的磁路放置在变压器油箱中。中杆由一固定两活动件组成,中间有两个可调节的气隙。

在电源线圈中,A端接电源变压器的中性点,X端通过电流互感器接地。控制线圈 a1_x1 设计用于连接消弧电抗器 (RNDC) 调节器。

信号线圈 a2-x2 用于连接控制和测量设备。消弧电抗器的调整是使用电力驱动自动完成的。限制磁路运动部件的运动是通过限位开关完成的。消弧电抗器的电路图如图 1 所示。

在图。图 4a 显示了一个通用电路,允许您将消弧电抗器连接到任何变压器。在图。在图 4b 中,消弧电抗器各自包含在它们自己的部分中。消弧电抗器的功率根据相关母线段提供的容性网络接地电流的补偿来选择。

消弧电抗器上装有隔离开关,用于手动恢复时将其关闭。不能用开关代替隔离开关,因为电网接地时开关误关断消弧电抗器,会导致接地点电流增大,电网过电压,损坏电网。电抗器绕组绝缘,相间短路。

通常,消弧器连接到具有星形-三角形连接方案的变压器的中性点,尽管还有其他连接方案(在发电机或同步补偿器的中性部分)。

在次级绕组中没有负载并且用于将电弧电抗器连接到它们的中性点的变压器的功率被选择为等于消弧电抗器的功率。如果兼用消弧电抗器用变压器接负载,其功率应选择消弧电抗器功率的2倍。

消弧反应器设置。理想情况下,可以选择它以使接地故障电流得到完全补偿,即

其中Ic和Ip为电网接地电容电流和消弧电抗器电流的实际值。

消弧电抗器的这种设置称为谐振(电流的谐振发生在电路中)。

允许使用过度补偿调节电抗器

在这种情况下,接地故障电流不应超过 5 A,失谐程度

不超过5%,允许在电缆和架空网络中配置欠补偿消弧电抗器,如果网络相容量的任何紧急不平衡不会导致出现高于0.7 Uph 的中性偏压。

在实际网络中(尤其是在天线网络中),相电容相对于地面总是不对称的,这取决于导体在支架上的位置和相耦合电容器的分布。这种不对称导致中性线上出现对称电压。不平衡电压不应超过 0.75% Uph。

在中性线中加入消弧电抗器会显着改变中性线和电网相的电势。由于网络中存在不对称性,中性线偏压 U0 出现在中性线上。在电网未接地的情况下,中性线偏压允许长期不高于0.15Uph,1小时不高于0.30Uph。

通过电抗器的谐振调谐,中性点偏压可以达到与相电压Uf相当的值。这会使相电压失真,甚至会产生错误的接地信号。在这种情况下,人为地使消弧电抗器跳闸可以降低中性点偏压。

消弧电抗器的谐振调谐仍然是最佳的。如果采用这样的设置,中性点偏差电压大于 0.15 Uph,不平衡电压大于 0.75 Uph,则必须采取额外措施,通过调换电线和在网络中重新分配耦合电容器来均衡网络相位的容量阶段。

在运行期间,对消弧电抗器进行检查:在有固定维护人员的变电站中,每天一次,在没有维护人员的变电站中——至少每月一次,并在网络中每次接地故障后检查。检查时,注意绝缘子的状况、清洁度、有无裂纹、缺口、密封状况和有无漏油情况,以及膨胀水箱中的油位;根据消弧母线的状态,将其连接到变压器的中性点和接地回路。

在没有自动调节电抗器以抑制电弧谐振的情况下,它的重组是根据调度员的命令进行的,调度员根据不断变化的网络配置(根据先前编制的表格)指示变电站切换反应堆的分支。值班人员在确保网络没有接地后,关闭反应堆,在其上安装必要的分支并用隔离开关将其打开。

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