Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Реакторы. Принцип действия, конструкции, область применения

Реакторы. Принцип действия, конструкции, область применения

Реакторы служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках, а также позволяют поддерживать на шинах определенный уровень напряжения при повреждениях за реакторами.

Основная область применения реакторов — электрические сети напряжением 6¾10 кв. Иногда токоограничивающие реакторы используются в установках 35 кВ и выше, а также при напряжении ниже 1000 В.

Схемы реактированной линии и диаграммы, характеризующие распределения напряжений в нормальном режиме работы, приведены на рис. 3.43.

Рис. 3.43. Нормальный режим работы цепи с реактором: а— схема цепи; б — диаграмма напряжений: в — векторная диаграмма

На векторной диаграмме изображены: U1— фазное напряжение перед реактором, Uр — фазное напряжение после реактора и I — ток, проходящий по цепи. Угол φ соответствует сдвигу фаз между напряжением после реактора и током. Угол ψ между векторами U1 и U2 представляет собой дополнительный сдвиг фаз, вызванный индуктивным сопротивлением реактора. Если не учитывать активное сопротивление реактора, отрезок АС представляет собой падение напряжения в индуктивном сопротивлении реактора.

Реактор (рис. 3.44) представляет собой индуктивную катушку, не имеющую сердечника из магнитного материала. Благодаря этому он обладает постоянным индуктивным сопротивлением, не зависящим от протекающего тока.

Рис. 3.44. Фаза реактора серии РБ: 1 – обмотка реактора, 2 – бетонные колонны, 3 – опорные изоляторы

Для мощных и ответственных линий может применяться индивидуальное реактирование.

В электроустановках находят широкое применение сдвоенные бетонные реакторы с алюминиевой обмоткой для внутренней и наружной установки типа РБС.

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:

Для шинных (секционных) реакторов номинальный ток подбирается в зависимости от схемы их включения.

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 установленных в данной точке сети.

Как правило, первоначально известно начальное значение периоди­ческого тока КЗ Iп.о., котороеспомощью 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.отк. (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.о.треб = Iном.отк.

Результирующее сопротивление, Ом, цепи КЗ до установки реактора можно определить по выражению

.

Требуемое сопротивление цепи КЗ для обеспечения Iп.о.треб.

Разность полученных значений сопротивлений даст требуемое сопротивление реактора

.

Далее по каталожным и справочным материалам выбирают тип реактора с большим ближайшим 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 0,08¾0,12 номинального напряжения, т. е.

.

В нормальных же условиях длительной работы ток и потери напряжения в секционных реакторах значительно ниже.

Фактическое значение тока при КЗ за реактором определяется следующим образом. Вычисляется значение результирующего сопротивления цепи КЗ с учетом реактора

,

а затем определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ:

Аналогично выбирается сопротивление групповых и сдвоенных реакторов. В последнем случае определяют сопротивление ветви сдвоенного реактора Xр = Xв.

Выбранный реактор следует проверить на электродинамическую и тер­мическую стойкость при протекании через него тока КЗ.

Электродинамическая стойкость реактора гарантируется при соблюде­нии следующего условия:

Термическая стойкость реактора гарантируется при соблюдении следующего условия:

Для установки в нейтрали силовых трансформаторов и присоединениях отходящих линий на напряжение 6¾35кВ рекомендуются к установке сухие токоограничивающие реакторы с полимерной изоляцией.

Вопросы для самопроверки по разделу 3:

1. Автоматические выключатели. Назначение, устройство, выбор.

2. Виды и общие требования к электрическим аппаратам до 1000 В.

3. Магнитные пускатели. Назначение, устройство, выбор.

4. Контакторы. Назначение, устройство, выбор.

5. Рубильники. Назначение, устройство, выбор.

6. Плавкие предохранители. Назначение, устройство, выбор.

7. Электрические контакты шин и аппаратов. Классификация, сопротивление контакта.

8. Выбор шин и кабелей.

9. Токоограничивающее действие сдвоенных реакторов.

10. Приводы выключателей и разъединителей.

11. Ограничение токов КЗ реакторами. Принцип действия, конструкции, маркировка, способы включения в схемах Р.У.

12. Автоматические выключатели. Назначение, устройство, выбор.

13. Виды и общие требования к электрическим аппаратам более 1000 В.

14. Магнитные пускатели. Назначение, устройство, выбор.

15. Контакторы. Назначение, устройство, выбор.

16. Рубильники. Назначение, устройство, выбор.

17. Плавкие предохранители. Назначение, устройство, выбор.

18. Измерительные трансформаторы, общие сведения.

19. Измерительные трансформаторы тока, векторные диаграммы, классы точности, погрешности.

20. Измерительные трансформаторы напряжения, векторные диаграммы, классы точности, погрешности.

21. Марки и конструкции трансформаторов тока.

22. Марки и конструкции трансформаторов напряжения.

23. Масляные выключатели. Область применения, устройство, условия выбора.

24. Воздушные выключатели. Область применения, устройство, условия выбора.

25. Вакуумные выключатели. Область применения, устройство, условия выбора.

26. Электромагнитные выключатели. Область применения, устройство, условия выбора.

27. Элегазовые выключатели. Область применения, устройство, условия выбора.

28. Разъединители. Область применения, устройство, условия выбора.

29. Отделители и короткозамыкатели. Область применения, устройство, условия выбора.

Реакторная группа, коммутируемая тиристорами

Реакторная группа, коммутируемая тиристорами

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано для управления комбинированными источниками реактивной мощности, построенными на основе статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности. Технический результат — улучшение характеристик и параметров реакторной группы, повышение дискретности уровней регулируемого тока, повышение качества электрической энергии при регулировании тока, упрощение устройства в целом за счет исключения из его состава фильтров высших гармоник, уменьшение установленной мощности входящего в состав реакторной группы оборудования. Реакторная группа, коммутируемая тиристорами, состоящая из двух параллельно подключенных к выводам реакторной группы ветвей, каждая из которых содержит последовательное соединение реактора и двунаправленного тиристорного ключа, дополнена третьей параллельной ветвью, содержащей последовательное соединение реактора и двунаправленного тиристорного ключа, и в каждую из трех параллельных ветвей реакторной группы последовательно с реактором и двунаправленным тиристорным ключом введены дополнительные реактор и двунаправленный тиристорный ключ таким образом, что одни из выводов реактора и дополнительного реактора соединены с разноименными выводами реакторной группы, а общая точка соединения двунаправленного тиристорного ключа и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа одной из ветвей соединена соответственно с аналогичными общими точками соединения двунаправленных тиристорных ключей и дополнительных двунаправленных тиристорных ключей оставшихся ветвей с помощью вспомогательных двунаправленных тиристорных ключей. 3 ил.

Читайте так же:
Рамки для выключателей золото

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано для управления источниками реактивной мощности, построенными на основе тиристорных преобразователей. Подобные устройства широко применяются в электроэнергетике, электроприводе, электротермии, электролизе, преобразовательной технике, для плавного регулирования реактивной мощности в электрической сети, как в режиме ее потребления, так и генерации в составе управляемых шунтирующих реакторов и комбинированных статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности.

Известен управляемый шунтирующий реактор, использующий стальной сердечник в качестве магнитопровода. Управление индуктивностью реактора осуществляется за счет воздействия на состояние магнитопровода сердечника с помощью изменения тока подмагничивания в дополнительной обмотке управляемого шунтирующего реактора и изменения положения рабочей точки сердечника на нелинейной кривой намагничивания его стали. Дополнительная обмотка подключается к регулятору тока, построенному на основе управляемых ключей. Система управления регулятором управляет состоянием управляемых ключей и тем самым регулирует величину тока подмагничивания управляемого шунтирующего реактора, изменяя его индуктивность (Управляемые подмагничиванием электрические реакторы. Сб. статей. 2-е дополненное издание. Под ред. Д.т.н., проф. A.M. Брянцева. — М.: «Знак». 2010. 288 с. Ил.).

К недостаткам такого устройства относятся сложная конструкция управляемого шунтирующего реактора и цепей управления, наличие дополнительных потерь в стали сердечника и нелинейных искажений в кривой тока управляемого шунтирующего реактора, что требует применения дополнительных фильтров высших гармоник и приводит к усложнению схемы управляемого шунтирующего реактора.

Известна реакторная группа, коммутируемая тиристорами, использующая параллельно соединенные ветви, каждая из которых содержит реактор с последовательно подключенным к нему двунаправленным тиристорным ключом. Реализация фазового управления тиристорным ключом в каждой из параллельно соединенных ветвей позволяет осуществлять в ней плавное регулирование тока. Применение нескольких параллельно соединенных ветвей, каждая из которых состоит из реактора и двунаправленного тиристорного ключа, обеспечивает требуемую величину тока в реакторной группе и уменьшение в нем содержания высших гармоник. Количество параллельно соединенных ветвей, а также величины индуктивностей реакторов подбирают исходя из необходимости получения различных уровней регулируемого тока в реакторной группе. При этом регулирование токов реакторов в каждой из параллельно соединенных ветвей осуществляется с помощью фазового управления соответствующих тиристорных ключей. Система управления устройством синхронизирует моменты отпирания встречно-параллельно соединенных тиристоров в каждой из параллельных ветвей относительно приложенного к ним напряжения. («Основы современной энергетики. Ч. 2. Современная электроэнергетика» под ред. А.П. Бурмана и В.А. Строева. Из-во «МЭИ», 2003, 453 стр. с илл. Стр. 200, рис. 8.12).

Существенным недостатком данной реакторной группы, коммутируемой тиристорами, является невысокая дискретность уровней регулируемого тока, а также его несинусоидальная форма с присутствием в нем большого числа высших гармоник, вызванных процессом фазового регулирования токов в каждой из ветвей реакторной группы. Для подавления высших гармоник в токе необходимо применять дополнительные фильтры высших гармоник. Применение фильтров, с одной стороны, полностью не устраняет высшие гармоники в кривой тока и, с другой стороны, усложняет схему реакторной группы за счет введения в нее дополнительных устройств.

Техническим результатом, на получение которого направлено предлагаемое техническое решение, является улучшение характеристик и параметров реакторной группы, включающее повышение дискретности уровней регулируемого тока, повышение качества электрической энергии при регулировании тока за счет исключения из его состава высших гармонических составляющих, увеличение быстродействия регулирования уровня реактивной мощности, а также упрощение устройства в целом за счет исключения из его состава фильтров высших гармоник и уменьшение установленной мощности оборудования, входящего в состав реакторной группы.

Технический результат достигается тем, что реакторная группа, коммутируемая тиристорами, состоящая из двух параллельно подключенных к выводам реакторной группы ветвей, каждая из которых содержит последовательное соединение реактора и двунаправленного тиристорного ключа, дополнена третьей параллельной ветвью, содержащей последовательное соединение реактора и двунаправленного тиристорного ключа, и в каждую из трех параллельных ветвей реакторной группы последовательно с реактором и двунаправленным тиристорным ключом введены дополнительные реактор и двунаправленный тиристорный ключ таким образом, что одни из выводов реактора и дополнительного реактора соединены с разноименными выводами реакторной группы, а общая точка соединения двунаправленного тиристорного ключа и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа одной из ветвей соединена соответственно с аналогичными общими точками соединения двунаправленных тиристорных ключей и дополнительных двунаправленных тиристорных ключей оставшихся ветвей с помощью вспомогательных двунаправленных тиристорных ключей.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема построения реакторной группы, коммутируемой тиристорами.

На фиг. 2 приведена таблица величин индуктивностей реакторной группы, получаемых при различных комбинациях включенных двунаправленных тиристорных ключей.

Читайте так же:
Схема включения проходных выключателей с трех точек включения

На фиг. 3 представлены временные диаграммы приложенного к реакторной группе напряжения и ее токов при различной комбинации включенных двунаправленных тиристорных ключей.

Реакторная группа, коммутируемая тиристорами, состоит из трех параллельно подключенных к ее выводам ветвей. Первая ветвь содержит последовательное соединение реактора 1, двунаправленного тиристорного ключа 2, двунаправленного тиристорного ключа 3 и реактора 4. Вторая ветвь содержит последовательное соединение реактора 5, двунаправленного тиристорного ключа 6, двунаправленного тиристорного ключа 7 и реактора 8. Третья ветвь содержит последовательное соединение реактора 9, двунаправленного тиристорного ключа 10, двунаправленного тиристорного ключа 11 и реактора 12. При этом не подключенные к двунаправленным тиристорным ключам 2, 6 и 10 выводы реакторов 1, 5 и 9 объединены вместе и подключены к одному из выводов реакторной группы. К другому выводу реакторной группы подключены выводы реакторов 4, 8, 12, не соединенные с двунаправленными тиристорными ключами 3, 7, 11. Между общей точкой соединения двунаправленных тиристорных ключей 6 и 7 и аналогичными общими точками соединения двунаправленных тиристорных ключей 2 и 3, а также двунаправленных тиристорных ключей 10 и 11 включены дополнительные двунаправленные тиристорные ключи 13 и 14 соответственно.

Реакторная группа, коммутируемая тиристорами, работает следующим образом. Управление двунаправленными тиристорными ключами 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14 осуществляется в моменты максимума или минимума, приложенного к реакторной группе напряжения. При этом набор включаемых в указанные моменты двунаправленных тиристорных ключей 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14 определяется системой управления в зависимости от требуемой величины индуктивности реакторной группы. Изменение набора включенных двунаправленных тиристорных ключей 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14 приводит к изменению внутренней топологии схемы реакторной группы и соответственно величины ее результирующей индуктивности. При заданной конфигурации схемы реакторной группы возможно получить 47 различных значений величины ее индуктивности. За счет выбора значений индуктивностей реакторов 1, 4, 5, 8, 9, 12 в зависимости от комбинации включенных управляемых ключей 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14 обеспечивается относительно равномерное изменение величины индуктивности реакторной группы.

На фиг. 2 представлена таблица относительных величин значений индуктивностей реакторной группы в зависимости от состояния включенных тиристорных ключей 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14. Нормирование величин получаемых индуктивностей (L) и соответствующих им реактивных мощностей реакторной группы (Q) осуществляется относительно минимально возможной величины индуктивности реакторной группы Leq, получаемой в схеме фиг. 1 при всех включенных тиристорных ключах 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14. Очевидно, что минимально возможной индуктивности Leq соответствует максимальное значение реактивной мощности Qмакс, обеспечиваемое реакторной группой. При этом значения индуктивностей секций 3, 4, 7, 8, 11, 12 реакторов 2, 6, 10 в приведенном примере определяются соотношениями: L3=1.89 Leq, L4=1.34 Leq, L7=0.66 Leq, L8=1,41 Leq, L11=7.56 Leq и L12=3.78 Leq.

Наличие 47 ступеней изменения величины индуктивности и соответственно токов и реактивных мощностей реакторной группы, получаемых с помощью управления двунаправленными тиристорными ключами 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14, уже не требует применения фазового регулирования, вызывающего появление высших гармонических составляющих в кривой тока реакторной группы.

Реализация управления состоянием управляемых ключей в моменты максимума или минимума напряжения на реакторной группе позволяет обеспечить синусоидальную форму ее тока и полное отсутствие в нем высших гармонических составляющих. На фиг. 3 изображены кривые тока и напряжения реакторной группы при различных комбинациях включенных управляемых ключей 2, 3, 6, 7, 10, 11, 13, 14, представленных на фиг. 2.

Реакторная группа, коммутируемая тиристорами, состоящая из двух параллельно подключенных к выводам реакторной группы ветвей, каждая из которых содержит последовательное соединение реактора и двунаправленного тиристорного ключа, отличающаяся тем, что в реакторную группу добавлена третья параллельная ветвь, содержащая последовательное соединение реактора и двунаправленного тиристорного ключа, и в каждую из трех параллельных ветвей реакторной группы последовательно с реактором и двунаправленным тиристорным ключом введены дополнительные реактор и двунаправленный тиристорный ключ таким образом, что одни из выводов реактора и дополнительного реактора соединены с разноименными выводами реакторной группы, а общая точка соединения двунаправленного тиристорного ключа и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа одной из ветвей соединена соответственно с аналогичными общими точками соединения двунаправленных тиристорных ключей и дополнительных двунаправленных тиристорных ключей оставшихся ветвей с помощью вспомогательных двунаправленных тиристорных ключей.

Коммутационно-защитная, измерительная, регулировочная и сигнальная аппаратура

Коммутационно-защитные аппараты — это устройства, служащие для включения, отключения и защиты электрических установок. К ним относятся автоматические выключатели различных типов.

Коммутационно-защитная, измерительная, регулировочная и сигнальная аппаратура

Автоматические воздушные выключатели (АВВ) представляют собой коммутационно-защитные аппараты, отключающие защищаемую ими цепь при возникновении в ней ненормальных состояний (перегрузки или КЗ, понижение напряжения, обратный ток или мощность и др.).

Поскольку современные АВВ имеют независимый расцепитель, то, в принципе, может осуществляться отключение автомата по любой причине.

Кроме того, ряд АВВ имеет возможность дистанционного включения. В этом случае на автомат, кроме защиты, возлагаются функции дистанционного управляемого коммутационного аппарата.

В этой связи следует различать те функции, которые может выполнять сам АВВ, без учета устанавливаемых вне автомата различных реле и блокировок, и те функции, которые предписываются АВВ общей схемой защиты. Например, АВВ непосредственно сам не может осуществлять защиту от обратной мощности, но в совокупности с реле обратной мощности, включающим независимый расцепитель автомата, он осуществляет такую защиту.

Для выполнения защитных функций в автомат встраивают токовые электромагнитные реле, реле напряжения, тепловые реле, обычные электромагнитные реле — по типу промежуточных.

В отличие от реле, используемых в обычных схемах, встраиваемые в автомат реле своей подвижной системой воздействуют на механизм расцепления, обеспечивающий отключение автомата, поэтому здесь эти реле называются расцепителями. Перечисляя их в том же порядке, что и выше, можно назвать максимальные токовые, минимальные (напряжения), тепловые и независимые расцепители.

Читайте так же:
Проходной выключатель схема подключения одноклавишного выключателя

Кроме того, в автомат могут быть встроены электромагнитные реле времени с гильзой или с часовым (маятниковым) механизмом, которые обеспечивают задержки в срабатывании автомата.

Эти реле иногда называют замедлителями расцепления. В некоторых АВВ вместо таких замедлителей устанавливают масляный демпфер. Действие замедлителя может быть независимом, когда заданная выдержка обеспечивается независимо от перегрузки, включая ток КЗ, зависимым, когда выдержка времена будет зависеть от степени перегрузки, и ограниченно зависимым, когда замедлитель действует только при небольших перегрузках, а при значительных перегрузках и КЗ автомат отключается сразу, без выдержки времени. Действие автомата при перегрузках наглядно описывается ампер-секундной характеристикой.

На рис. 1, а приведена упрощенная схема автомата с максимальным расцепителем без замедлителя.

Упрощенные принципиальные схемы АВВ и их ампер-секундные характеристики

Рис. 1. Упрощенные принципиальные схемы АВВ и их ампер-секундные характеристики

Поскольку любой АВВ имеет собственное время срабатывания (0,05 0,25 с, в зависимости от конструкции), то автомат с максимальным расцепителем без замедлителя может рассматриваться как имеющий независимую ампер-секундную характеристику (выдержка времени равна собственному времени срабатывания).

К таким АВВ могут быть отнесены, например, установочные автоматы серии А3000 с электромагнитным расцепителем. Как только ток достигнет величины тока срабатывания Iср, автомат отключается, так как якорь 5, притянувшись к электромагниту 6, обтекаемому током нагрузки, повернет рычаг относительно оси 4, растянув пружину 3, освободив защелку 2. Главные контакты разомкнутся под действием отключающей пружины 1.

В выключателях с независимым замедлителем (селективные автоматы) задержка увеличивает время срабатывания выключателя до 0,6 с. Подобную характеристику имеют, например, автоматические выключатели АМ и А2000.

Отметим, что ампер-секундная характеристика автомата (рис. 1, б) будет иметь одинаковый вид у АВВ без замедлителя и у АВВ с независимым замедлителем. В первом случае t — собственное время АВВ, во втором — это время равно сумме собственного времени и времени выдержки замедлителя.

На рис. 1, в показана упрощенная схема АВВ с максимальным расцепителем (4, 5, 6) и ограниченно-зависимым замедлителем, а на рис. 1, г — его ампер-секундная характеристика.

При небольших токах перегрузки, близких к Iср, якорь 5, притягиваясь к электромагниту 6, вызовет растяжение пружины 3, служащей в качестве растяжимой тяги к реле времени РВ (замедлителю). Поскольку тянущая сила электромагнита мала, растяжение пружины 3 произойдет не полностью и расцепитель не коснется защелки 2 автомата. Замедлитель начнет отсчет времени. По истечении выдержки времени РВ рычаг коснется защелки и расцепит ее, автомат отключится. При большом токе пружина растянется больше, поэтому тяге от РВ понадобится меньший ход, а стало быть и меньшее время потребуется для расцепления защелки.

Начиная с некоторого тока, называемого током отсечки Iотс (Iотс значительно больше Iср), пружина 3, сразу растягиваясь, позволяет якорю максимального расцепителя 5 сбросить защелку еще до того, как начнется отсчет времени замедлителя расцепления. Часть характеристики выключателя, где время срабатывания зависит от тока, удобна для защиты цепи от перегрузки, а независимая часть этой характеристики полезна для быстрого отключения очень больших перегрузок и токов КЗ. Величину Iср регулируют пружиной 7, а Iотс — натяжением пружины 3.

Ограниченно-зависимую характеристику имеют неселективные выключатели серии АВ. Подобную характеристику имеют также установочные автоматы серии А3000 с комбинированным расцепителем, состоящим из теплового (биметаллического) и электромагнитного расцепителей. Оба расцепителя действуют на расцепляющий механизм независимо один от другого (рис. 1, д, е).

При перегрузках в зоне Iср—Iотс действует тепловой расцепитель, обеспечивающий зависимую ампер-секундную характеристику: чем больше ток, тем быстрее нагревается биметалл, тем скорее расцепляется защелка автомата. В зоне токов КЗ при I > Iотс срабатывает электромагнитный расцепитель, обеспечивая более быстрое, чем тепловым реле, отключение выключателя. Ограниченно-зависимую характеристику имеют также выключатели серии АВ с замедлителями расцепления.

Устанавливаемые в АВВ расцепители минимального напряжения позволяют автомату выполнять роль защиты цепи от пониженного напряжения. Работу такого АВВ легко себе представить, если в рассмотренных выше схемах подключить электромагнит 6 не последовательно, а параллельно защищаемой цепи, а якорь 5, оттягивая пружиной от электромагнита, механически связать с защелкой. При понижении напряжения ниже уставки якорь не способен удержаться электромагнитом и, отпадая от последнего, расцепляет автомат.

АВВ с расцепителями минимального напряжения в случае их применения в качестве генераторных автоматов, служат защитой, предотвращающей включение невозбужденного или не полностью возбужденного генератора на шины ГРЩ. Минимальные расцепители могут устанавливаться в выключателях серии А3700 и АМ.

Установочные автоматы, применяемые на судах (в отличие от универсальных воздушных выключателей, способных выполнять широкий круг задач), выполняют более узкие задачи — защиту от токов КЗ и перегрузок и по сравнению с универсальными рассчитаны на меньшие токи.

В качестве примера рассмотрим установочные автоматические выключатели серии А3000, выпускаемые на номинальные токи 100, 200 и 600 А. Они предназначены для нечастых коммутаций и защиты электрических цепей 220 В постоянного и 580 В переменного тока от перегрузок и КЗ.

В выключателях на 200 и 600 А имеются главные и дугогасительные контакты. При отключении автомата размываются сначала главные, а за ними дугогасительные контакты, что уменьшает дуговую эрозию главных контактов.

В выключателях на 100 А имеются только главные контакты. При отключении сначала размыкаются нижние (рабочие) части контактов, а затем верхние, что предотвращает разрушение рабочей поверхности контактов дугой.

Дугогасительное устройство АВВ серии А3000 выполнено в виде деионной решетки. Гашение дуги в такой камере выполняется ее дроблением на ряд мелких и быстро гаснущих дуг.

Читайте так же:
Оборудование для прогрузки автоматических выключателей

В выключатели этой серии могут быть встроены тепловые, электромагнитные или комбинированные расцепители (тепловые и электромагнитные совместно).

Выключатели А3120, А3130 и А3140, кроме того, могут поставляться с отключающими расцепителями и блок-контактами.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины 11, подогреваемой током нагрузки. При изгибе пластины винт 10 (рис. 2), укрепленный на ней, повернет рычаг расцепления 12 и сместит защелку 8 на рычаге 9, что позволит пружине 13 отключить АВВ.

Электромагнитный расцепитель состоит из электромагнита 14, катушка которого включена в шину 2. При токе Iотс якорь 15 притягивается к электромагниту, рычаг 12 поворачивается, смещает защелку 8 — автомат отключается. На рис. 2 показаны также: 1 — основание из пластмассы; 3 — зажим; 4 — стальные пластины дугогасительной решетки; 5 — крышка; 6 — рукоятка; 7 — рычаг; 16 — изолированный вал; 17 — гибкий проводник; 18 — рычаг механизма свободного расцепления; 19, 20 — подвижый и неподвижный контакты.

При эксплуатации следует учитывать, что после срабатывания необходимо дать время (1—3 мин) для остывания биметалла, лишь после чего АВВ может быть включен. Уставки автомата — нерегулируемые.

Разрез установочного автомата А3120 на 100 А, 500 В с комбинированным расцепителем

Рис. 2. Разрез установочного автомата А3120 на 100 А, 500 В с комбинированным расцепителем

Механизм ручного привода имеет свободное расцепление, т. е. отключить автомат вручную можно всегда, независимо от состояния расцепителей, а включить вручную можно лишь тогда, когда нет перегрузки. При наличии перегрузки автомат отключается расцепителями в обычном порядке.

Электроизмерительные приборы (амперметры, вольтметры, частотомеры, ваттметры, фазометры, мегомметры и синхроноскопы) служат для контроля за нормальной работой электрических установок. Электроизмерительные приборы для распределительных устройств имеют специальное щитовое исполнение и выполняются с классом точности 1; 1,5 и 2,5.

Регулировочная аппаратура устанавливается на распределительных щитах для ручного и автоматического регулирования электрических параметров. Это — регуляторы возбуждения ручные типа РВ и автоматические типа РУН, УБК-М и др.

Сигнальная аппаратура распределительных устройств включает приборы световой (оптической) и звуковой сигнализации. К приборам световой сигнализации относят мнемосхемы с подсветкой.

Сигнальные лампы устанавливают для контроля за состоянием электрических цепей, положением автоматов, срабатыванием защитных и блокировочных реле.

Световые табло — это те же сигнальные лампы или несколько ламп, находящихся в специальной арматуре, обеспечивающей высвечивание условных знаков, предупредительных надписей, команд.

Для системы световой сигнализации приняты следующие цвета: красный — аварийное состояние, опасность; желтый — внимание, на устройство подано питание, но устройство не включено в работу; зеленый — безопасность, устройство работает в нормальном режиме; синий — безопасность, устройство подготовлено к работе или работает в автоматизированном режиме; белый — общая информация, визуальная сигнализация на мнемосхемах. С целью более интенсивного привлечения внимания используют светосигнальные устройства прерывистого свечения —«мигающие». В этом случае в цепь лампы включают релейные или полуповодниковые прерыватели световой сигнализации.

Приборы звуковой сигнализации (звонки, ревуны, трещотки, сирены) устанавливают с целью привлечения внимания обслуживающего персонала при ненормальном или аварийном состоянии работающих агрегатов, цепей, аппаратов. Рекомендуется, например, устанавливать звуковую сигнализацию при снижении изоляции цепей или коротком замыкании на корпус, обесточивании рулевого электропривода и т. д.

Реакторные группы коммутируемые выключателями

В Приложении 2 приведены сводные данные о применимости лучших зарубежных практик и технологий для МРСК.

В «Энергетической стратегии-2030» намечены ориентиры развития сетевой инфраструктуры. Среди прочих задач, в ней значится применение нового поколения устройств силовой электроники, систем автоматического управления и защиты для решения проблемы полной наблюдаемости ЕЭС и управления электрическими режимами в реальном времени, что существенно повысит управляемость и эффективность ЕЭС и обеспечит повышение надежности электроснабжения потребителей до 0,999 – 0,9997 с текущего уровня 0,996.

В «Энергетической стратегии-2030» декларируется выбор в пользу инновационного направления развития электроэнергетики России. Инновационная концепция развития электроэнергетики страны является, по сути, верным ответом на указанные вызовы мировой экономической ситуации, но имеет значительные сложности в реализации.

В России имеются технологические предпосылки для инновационного развития: в нашей стране разработано и освоено промышленное изготовление целого ряда технических средств, являющихся элементами концепции Smart Grid, причем некоторые из них производятся только в России (например, управляемый шунтирующий реактор с подмагничиванием постоянным током). Реализация инновационного потенциала в электроэнергетике нашей страны связана, в первую очередь, со значительными единовременными финансовыми затратами, необходимый объем которых отсутствует в компаниях отрасли. Опыт зарубежных стран показывает, что без активного государственного участия реализация инновационных задач будет существенно затруднена: необходимы также меры поддержки развития российского технологического потенциала.

  • переориентации генподрядчиков на продукцию отечественного (в том числе лицензионного) производства;
  • загрузки мощностей и получения устойчивой прибыли производителями за счет сбыта продукции по долгосрочным контрактам;
  • создания программы поддержки и развития российских заводов-изготовителей, в частности, специализирующихся на производстве высоковольтного электрооборудования;
  • совершенствования законодательной базы в области защиты отечественных товаропроизводителей;
  • всестороннего стимулирования российских разработчиков новой импортозамещающей продукции.

Анализ показывает, что в России существуют достаточные предпосылки для развития концепции Smart Grid. В качестве наиболее общих научно-технических предпосылок следует, на наш взгляд, в первую очередь, рассматривать наличие сохранившихся ключевых компетенций, как относящихся к отдельным элементам технологического базиса: линии сверхвысокого напряжения переменного и постоянного тока, противоаварийная автоматика; элементы интеллектуальных технологий в магистральных сетях: СТАТКОМ, сверхпроводники; автоматизированное управление режимами работы энергообъединений; релейная защита и WAMS, так и отечественные работы по теории развития и управлению большими системами энергетики, кибернетике энергосистем, ряд идей и результатов которых, достаточно отчетливо прослеживаются в рамках развиваемой за рубежом идеологии Smart Grid.

  1. Направления исследований и разработок, по которым участники платформы заинтересованы координировать свои действия и/или осуществлять кооперацию друг с другом на доконкурентной стадии.
    1. Разработка принципов, методов и механизмов формирования интегрированных интеллектуальных систем энергоснабжения с активными потребителями и координированным управлением, обеспечивающих повышение надежности, безопасности и экономической эффективности энергоснабжения.
    2. Разработка интеллектуальных технологий и средств мониторинга, диагностики и автоматического управления оборудованием и режимами работы сложных энергетических систем.
    3. Разработка (адаптация) оборудования для интеллектуальных систем энергоснабжения
    4. Выбор оптимальных схемных, технологических и управленческих решений для локальных энергетических систем с различным составом потребителей, интегрирующих различные виды возобновляемых видов энергии, аккумулирование энергии и традиционные энергоустановки.
    5. Информационные и коммуникационные технологии, обеспечение кибербезопасности.
    6. Нормативно-правовая и нормативно-техническая база (стандарты), обеспечивающая создание, функционирование и развитие ИЭС ААС
    1. ^ Кратко-, средне и долгосрочные приоритеты развития по направлениям кооперации участников платформы в сфере исследований и разработок на доконкурентной стадии
    • Определение направлений применения и места расстановки новой интеллектуальной техники в ИЭС ААС.
    • Моделирование и методология оценки технологических и экономических эффектов применения интеллектуальных технологий с учетом приоритетов надежности и безопасности.
    • Разработка и организация производства оборудования для интеллектуальных систем энергоснабжения.
    • Развитие технологии мониторинга и диагностики электрических сетей.
    • Развитие систем управления.
    • Развитие принципов взаимодействия с потребителями и участия активного потребителя в работе ИЭС ААС.
    • Развитие интеллектуальных распределительных сетей и микросетей.
    • Формирование концептуальной, методической, нормативно-правовой и нормативно-технической базы (стандарты), обеспечивающей создание, функционирование и развитие ИЭС ААС.
    • Развитие информационных и коммуникационных технологий, моделирование, обеспечение кибербезопасности.
    1. ^ Цели и задачи технологической платформы, уточненные/актуализированные исходя из состава и структуры направлений кооперации на доконкурентной стадии.
    1. ^ Группы технологий, которые предполагается развивать в рамках технологической платформы.
    • Устройства регулирования (компенсации) реактивной мощности и напряжения, подключаемые к сетям параллельно.
    • Устройства регулирования параметров сети (сопротивление сети), подключаемые в сети последовательно.
    • Устройства, сочетающие функции первых двух групп – устройства продольно-поперечного включения.
    • Устройства ограничения токов короткого замыкания.
    • Накопители электрической энергии.
    • Преобразователи рода тока (переменный ток в постоянный и постоянный ток в переменный).
    • Кабельные линии электропередачи постоянного и переменного тока на базе высокотемпературных сверхпроводников.
    • Математическое моделирование для решения задач целостного управления развитием и функционированием энергосистем (Единой энергосистемы страны, объединенных энергосистем, распределительных сетей, микросетей).
    1. ^ Перечень продукции платформы
      1. Оборудование и программно-аппаратные комплексы для интеллектуальных энергетических систем, обеспечивающие повышение надежности, безопасности и экономичности систем энергоснабжения за счет контроля состояния установленного оборудования в реальном времени с учетом фактических условия его эксплуатации, определения тенденций и прогнозирования характеристик, а также автоматического реконфигурирования системы в соответствии с текущим энергопотреблением или в случае аварийной ситуации
      2. Цифровые подстанции ЕНЭС. Под «цифровой» подстанцией (ЦПС) понимается подстанция с высоким уровнем автоматизации управления, в которой практически все процессы информационного обмена между элементами ПС, обмена с внешними системами, а также управления работой ПС осуществляются в цифровом виде на основе протоколов МЭК
      3. Технологии мониторинга и диагностики воздушных линий электропередачи, силовых трансформаторов, выключателей и КРУЭ.
      4. Системы идентификации моделей энергосистем с использованием данных СМПР. Цифровые сетевые моделирующие платформы реального времени.
      5. Информационные комплексы на базе современных технологий, осуществляющие высокоточное определение и сбор синхронизированных режимных параметров в узлах сети в режиме реального времени и интеграцию полученных данных в единое информационное пространство на базе общих информационных моделей (СИМ-моделей).
      6. Системы автоматического управления мощностью генерирующего оборудования.
      7. Системы распределенного расчета режимов энергосистем с использованием многоуровневых моделей — на основе сетевых технологий (GRID-технологий).
      8. Алгоритмы выявления предаварийных состояний энергосистем и на основе методов оценивания состояний и параметрической идентификации.
        1. Управляемые устройства компенсации реактивной мощности
          • Реакторные группы, коммутируемые выключателями (ВРГ).
          • Управляемый шунтирующий реактор с подмагничиванием постоянным током.
          • Статические тиристорные компенсаторы (СТК).
          • Статический компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения (СТАТКОМ)
          • Электромашинные устройства, асинхронизированные компенсаторы (АСК).
          1. Устройства регулирования параметров сети
            1. Устройства продольно-поперечного включения
            2. Преобразователи вида тока
            3. Устройства ограничения токов к.з.
            4. Накопители электрической энергии
            5. Сверхпроводящие силовые кабели
              1. Технические требования к оборудованию, системам информационного и коммуникационного обеспечения программно-аппаратным комплексам, моделям и алгоритмам управления, обеспечивающим создание и эксплуатация интеллектуальных микросетей.
                1. Комплекс нормативно-правовых и нормативно-технических документов, технические требования к требования к оборудованию, системам информационного и коммуникационного обеспечения программно-аппаратным комплексам, моделям и алгоритмам управления, обеспечивающим управление спросом крупных потребителей электроэнергии применительно к нормальным и аварийным режимам работы энергосистемы.
                  1. Динамические модели оценивания состояния объектов управления.
                  2. Интеллектуальные алгоритмы идентификации (моделирования и настройки моделей по данным мониторинга), реализующие построение нелинейных динамических моделей с использованием архивов технологических параметров режимов энергосистемы и базы знаний.
                  3. Алгоритмы выявления предаварийных состояний энергосистем и диагностики электротехнического оборудования на основе методов оценивания состояний и параметрической идентификации.
                  4. Цифровые сетевые моделирующие платформы реального времени,
                  5. Системы искусственного интеллекта (нейронные сети, нечеткие наблюдатели состояния, генетические алгоритмы распознавания аварийных ситуаций).
                  6. Прикладные методы оптимизации на основе распределенных вычислений, алгоритмы редукции математических моделей большой размерности и сетевых технологий (GRID –технологий).
                  7. СИМ-модели (Common Information Model, IEC 61790, IEC 61968) объектов ЕЭС.
                  8. Политика обеспечения информационной безопасности ЕЭС с учетом положений IEC 62351-8.
                  9. Технические требования к коммуникационной сети в ИЭС ААС для обеспечения возможности передачи всей необходимой информации с нижнего уровня в центры управления, включая информацию от поставщиков электроэнергии, измерительных устройств, потребителей, активных сетей и корпоративных систем.
                  10. Концепция использования технологий облачных вычислений для диспетчерского управления, анализа, моделирования процессов ИЭС ААС, противоаварийного управления
                    1. Перечень и программа разработки нормативно-правовой и нормативно-технической база (стандарты), обеспечивающей создание, функционирование и развитие ИЭС ААС

                    При разделении (в определенной мере условном) принималось во внимание уровень развития разработок в России и за рубежом и соответственно целесообразность использования имеющегося зарубежного опыта.

                    голоса
                    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector