Главная · Электробезопасность · Короткие замыкания на линии с односторонним питанием при обрыве фазы

Короткие замыкания на линии с односторонним питанием при обрыве фазы

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении защиты длинных линий на всем протяжении. Этот результат достигается тем, что используется естественный показатель фактического уменьшения тока нагрузки в линии по мере удаления потребителей от питающей подстанции. Установив дополнительный контроль тока короткого замыкания и рассекающий линию исполнительный аппарат в точке, где сопротивление петли фаза-ноль начинает превышать допустимое для срабатывания расцепителей автомата, установленного в распредустройстве КТП (комплектной трансформаторной подстанции), обеспечивается возможность привести в соответствие нагрузку, уставки исполнительного аппарата и величину тока короткого замыкания в этой точке. Таким образом, заявленный способ позволяет обеспечить надежную защиту длинной линии от коротких замыканий на всем ее протяжении.

Способ защиты длинных сельских ЛЭП-0,4 кВ от коротких замыканий относится к области электротехники, а более точно к методам и способам защиты электрических линий, и может быть использован для защиты от коротких замыканий как для новых, так и для действующих ЛЭП-0,4 кВ. Корни проблемы длинных сельских электролиний исходят от естественного процесса расширения сельских территорий. Удлиняются существующие линии. Вероятность коротких замыканий и особенно однофазных довольно высока, так как каждое ответвление к жилому дому не имеет никакой защиты. Традиционный способ защиты - это контроль токов короткого замыкания посредством автоматического выключателя в распредустройстве КТП. Автомат имеет тепловой и электромагнитный расцепители. Номинальный ток должен быть на 20-30% больше, чем суммарная расчетная нагрузка всех потребителей на одну фазу. Поэтому его уставки защиты оказываются нередко за пределами чувствительности при коротком замыкании в длинных линиях из-за того, что сопротивление проводов линии на некотором расстоянии от КТП начинает превышать допустимое сопротивление петли фаза-ноль. Ток короткого замыкания при этом становится меньше тока, достаточного для срабатывания расцепителя автомата. Линия оказывается неотключенной при коротком замыкании со всеми вытекающими отсюда последствиями. Имеют место случаи сваривания проводов между собой, отгорание одного из проводов и падение его на землю, что особенно опасно для детей и животных. На промышленных предприятиях, где имеются электротехнические лаборатории, регулярно по установленному графику производятся электрические замеры петли фаза-ноль с целью выявления необеспеченного защитой от короткого замыкания электрооборудования. Для этого существуют соответствующие приборы и методы производства замеров. Если электрооборудование при коротком замыкании не будет вовремя отключено, то возникает пожароопасная ситуация, что, естественно, недопустимо. Ток однофазного короткого замыкания меньше в 1,73 раза тока линейного тока короткого замыкания, поэтому также возможно применение устройств нулевой защиты УНЗ, предназначенное для защиты линии 0,4 кВ от однофазных коротких замыканий. Нулевой провод пропускается в отверстие дифференциального трансформатора. При возникновении однофазного к.з. устройство вырабатывает отключающий сигнал, воздействующий на независимый расцепитель питающего автомата. Этот способ позволяет уменьшить ток уставки защиты, но и в этом случае порог срабатывания обязан быть больше суммарного тока нагрузки с тем, чтобы исключить ложное срабатывание защиты. Ток короткого замыкания в конце длинной линии все равно может оказаться меньше уставки защиты, и она не сработает, что и происходит зачастую. Значит, чтобы решить проблему длинных линий, нужен принципиально другой подход. Ключ решения этой задачи в том, что совсем не обязательно и даже неразумно отключать всю линию, если короткое замыкание случилось в конце линии(!).

В данном изобретении предлагается простой способ разрешения этой проблемы. Для пояснения способа приведен практический пример одной сельской линии. Сельская КТП-400, одна из трех линий которой имеет длину 800 метров. Автоматический выключатель на 250 ампер предназначен для защиты этой линии от коротких замыканий. Электромагнитная отсечка имеет кратность 12, а тепловой расцепитель соответственно номинальному току автомата 250 ампер. Провод ЛЭП 0,4 кВ имеет сечение 50 квадратных миллиметров, сопротивление которого 0,63 ома на 1000 метров длины. Для расчета петли фаза-ноль R=:=:=0,012 ома.

Для надежного срабатывания ток срабатывания электромагнитного расцепителя должен быть меньше тока короткого замыкания, то есть сопротивление петли не должно превышать: R=Uн:=220:=0,073 ома. Определим расстояние от подстанции, дальше которого электромагнитный расцепитель уже не сработает, так как сопротивление петли фаза-ноль начнет превышать 0,073 ома: R=0,073-0,012=0,061 ома, делим на 2, так как провода два в цепи петли: 0,061:2=0,0305 ома. Составим пропорцию расстояния и сопротивления провода: 1000 к 0,63 как L к 0,0305, то есть: L=1000×0,0305:0,63=49,2 m Что же получается? Уже на расстоянии 50 метров от начала линии отсечка автомата будет бездействовать! Но есть еще тепловой расцепитель в автомате. Для срабатывания теплового расцепителя с минимальной задержкой определим пограничное расстояние при 2-кратном токе короткого замыкания по отношению к току теплового расцепителя: R=220:=0,44 ома; 0,44-0,012=0,428 ома; 0,428:2=0,214 ома. По аналогии тому, как составлена пропорция выше, определим расстояние от КТП для теплового расцепителя:

L=1000×0,214:0,63=339,7 m. To есть на этом расстоянии от КТП заканчивается действие защиты посредством автоматического выключателя, установленного в распредустройстве подстанции. А как же оставшиеся 460 метров линии и ее потребители? Конечно же, это недопустимо. Больше половины длины ЛЭП фактически не имеет защиту от коротких замыканий.

Предлагаемый способ в данном изобретении просто решает эту задачу. Как уже было упомянуто выше, не обязательно отключать всю линию, если короткое замыкание случилось в конце линии. Поэтому в точке, где заканчивается защита посредством первого автомата, в линию врезан другой автоматический выключатель, который несет только оставшуюся нагрузку, а значит, его уставки расцепителей уже соответствуют сопротивлению петли фаза-ноль в этой точке. Определим, на каком расстоянии теперь обеспечена защита линии. В соответствии с оставшейся нагрузкой выбираем автомат на 160 ампер. Вычисляем аналогично расчетам выше: 220:=0,69 ома. 0,69-0,012=0,678 ома. 0,678:2=0,339 ома. L=1000×0,339:0,63=538,1 m. Но так как наша линия имеет длину 800 метров, то необходимо проделать то же самое уже в соответствии с нагрузкой в этой точке. Выбираем теперь автомат на 100 ампер. Определяем расстояние от КТП, обеспеченное защитой теперь: 220:=1,1 ома. 1,1-0,012=1,088 ома. 1,088:2=0,544 ома. L=1000×0,544:0,63=863,5 метра. Таким образом ЛЭП 0,4 кВ имеет защиту от коротких замыканий на всем ее протяжении.

Непосредственно на опоре, где должен быть врезан в линию автомат, устанавливается герметичный силовой ящик. Внедрить предлагаемую защиту можно как для новых ЛЭП, так и для действующих линий. Место и точка врезки автомата в линию определяется при помощи существующих приборов для замера петли фаза-ноль или простым измерением величины падения напряжения на известную нагрузку (метод амперметра-вольтметра). Расходы при этом незначительные по сравнению с получаемым результатом надежности защиты линий 0,4 кВ от коротких замыканий.

Таким образом, с целью обеспечения защиты линии на всем протяжения через использование показателя фактического уменьшения тока нагрузки в линии по мере удаления потребителей от питающей подстанции, дополнительно имеет контроль фазных токов и рассекающий линию исполнительный аппарат с расцепителями, соответствующими нагрузке и току короткого замыкания именно в точке, где сопротивление петли фаза-ноль начинает превышать допустимое сопротивление для срабатывания первого аппарата.

Способ защиты длинных сельских ЛЭП-0,4 кВ от коротких замыканий, основанный на контроле величины тока в фазных проводах линии и воздействии на механизм отключения линии при токе короткого замыкания, превышающим уставки срабатывания электромагнитного и теплового расцепителей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения защиты линии на всем ее протяжении через использование показателя фактического уменьшения тока нагрузки в линии по мере удаления потребителей от питающей подстанции, дополнительно имеет контроль фазных токов и рассекающий линию исполнительный аппарат с расцепителями, соответствующими нагрузке и току короткого замыкания именно в точке, где сопротивление петли фаза-ноль уже начинает превышать допустимое сопротивление для срабатывания первого аппарата.

  • 4.Расчет сети с нагрузкой на конце. Векторная диограмма линии
  • 5. Технико-экономический ущерб от перерывов электроснабжения
  • Билет 7
  • 1.Схема замещения прямой, обратной и нулевой последовательности.
  • 2.Характеристика мощности электропередачи с регулируемыми генераторами
  • 3.Определение наибольшей передоваемой мощности
  • 4.Преобразования при расчете сложно замкнутых сетей
  • 5. Выбор наиболее целесообразной конфигурации сети
  • Билет 8
  • 5. Выбор номинального напряжения сети
  • 6.4. Выбор номинального напряжения сети
  • Билет 9
  • 1.Двухфазное короткое замыкание
  • 2. Режим работы системы при внезапном отключении одной из двух параллельных цепей электропередачи
  • 3.Повышения пропускной способности вл свн.
  • 5.Выбор сечения проводников по экономической плотности тока
  • 10.2 Нарушение динамической устойчивости при отключении одной параллельной лэп
  • 10.3 Установившийся режим холостого хода линии
  • 10.4 Первичное регулирование частоты в системе
  • 10.5 Выбор сечение проводов вл по экономическим интервалам
  • 11 Билет
  • 1.Алгоритм расчета тока несиммметричного к.З.
  • 2. Динамическая устойчивость при к.З. На линий
  • 3.Несимметричные режимы работы электропередачи
  • 4. Вторичное регулирование частоты
  • 5. Выбор сечение проводников по допустимой потере напряжения по условиям постоянства сечения вдоль линии
  • 12.2 Применение метода площадей для анализа динамической устойчивости
  • 12.3 Особенности несимметричных режимов длинных линий
  • 12.4 Регулирование частоты в послеаварийных режимах
  • 12.5 Выбор сечение проводников по допустимой потере напряжения по условию постоянной плотности тока на всех участках сети
  • 14.2 Динамическая уст асинх двиг
  • 14.3 Регулирование напр на вл свн
  • 14.5 Нагревание проводников электрическим током
  • 15 Билет
  • 1.Средства Ограничения токов к.З.
  • 2. Мероприятия по повышения устойчивости электрических систем
  • 3. Линии постоянного тока
  • 5. Определение предельно-допустимых токов по нагреву
  • 16.2 Устройства для повышения устойчивости
  • 16.3 Пропускная способность лэп постоянного тока
  • ΔUk = (Pk·Rk + Qk·Xk) / Uном
  • 16.5 Выбор сечений проводников с учетом защитных аппаратов
  • 17.2 Задачи расчета устойчивости электрических систем
  • 17.3 Уравнение длиной линии
  • 17.4 Способы изменения и регулирования напряжения в сети
  • 17.5 Учет технических ограничений при выборе сечений проводов воздушных и кабельных линий
  • 18 Билет
  • 1.Виды кз и простых замыканий в электрических сетях
  • 2.Допущения, принимаемые при анализе устойчивости
  • 3.Достоинство и недостатки передачи постоянного тока
  • 4.Регулирование напряжения изменением коэффициента трансформаций трансформаторов и автотрансформаторов
  • 5. Общие требования к схемам электрических сетей и надежности электроснабжения.
  • 19 Билет
  • 2.Характеристика мощности электропередачи с регулируемыми генераторами
  • 3. Распределение напряжения вдоль линии свн
  • А-передача натуральной мощности; б-диаграммы напряжения при разных соотношениях и; в-холостой ход линии; г-зависимость модуля напряжения от l при =const
  • А-включение в линию или подключение к шинам высокого или низкого напряжения подстанций; б-включение через разрядник
  • А - для линии без потерь (1) и с потерями (2); б-настройка линии наполуволну
  • 4. Регулирования напряжения измнением параметров сети.
  • 5. Принципы постронения схем электричемких сетей.
  • 20Билет.
  • 1.Схемы замещения прямой,обратной и нулевой последовательности
  • 2.Типы автоматических регуляторов возбуждения (арв)
  • 3.Установившийся режим холостого хода лини
  • 4.Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности сети
  • 5.Типовые схемы распределительных устройств
  • 21Билет.
  • 1.Трехфазно кз в симетричночной цепи
  • 2.Применение метода площадей для анализа динамической устойчивости
  • 3.Компенсирующие устройства для вл свн
  • 4.Классификация электрических сетей
  • 5.Схемы элекрических сетей до 1000в
  • 27Билет
  • 4.Первичное регулирование частоты в системе
  • 5. Технико-экономический ущерб от перерывов электроснабжения
  • 28.Билет
  • 1. Трехфазное короткое замыкание в симметричной цепи
  • 2.Динамическая устойчивость при кз на линии
  • 3.Схемы замещения вЛ СвН
  • 4.Вторичное регулирование частоты
  • 5. Критерии сравнительной технико-экономической эффективности
  • 29 Билет
  • 1Виды коротких замыканий[править | править вики-текст]
  • Последствия короткого замыкания[править | править вики-текст]
  • Методы защиты[править | править вики-текст]
  • Причины возникновения короткого замыкания
  • Способы защиты оборудования от коротких замыканий в электроустановках
  • 3Передача электроэнергии
  • Главное меню
  • Причины возникновения короткого замыкания

    Основная причина возникновения короткого замыкания – нарушение изоляции оборудования электроустановок, в том числе кабельных и воздушных линий электропередач. Приведем несколько примеров возникновения КЗ по причине нарушения изоляции.

    При проведении земляных работ был поврежден высоковольтных кабель, что привело к возникновению междуфазного короткого замыкания. В данном случае повреждение изоляции произошло в результате механического воздействия на кабельную линию.

    В открытом распределительном устройстве подстанции возникло однофазное замыкание на землю в результате пробоя опорного изолятора по причине старения его изоляционного покрытия.

    Еще один достаточно распространенный пример – падение ветки или дерева на провода воздушной линии электропередач, что приводит к схлестыванию или обрыву проводов.

    Способы защиты оборудования от коротких замыканий в электроустановках

    Как и упоминалось выше, короткие замыкания сопровождаются значительным увеличением тока, что приводит к повреждению электрооборудования. Следовательно, защита оборудования электроустановок от данного аварийного режима – основная задача энергетики.

    Для защиты от короткого замыкания, как аварийного режима работы оборудования, в электроустановках распределительных подстанций используют различные защитные устройства.

    Основная цель всех устройств релейной защиты – это отключение выключателя (или нескольких), которые питаютучасток сети, на котором возникло короткое замыкание.

    В электроустановках напряжением 6-35кВ для защиты линий электропередач от коротких замыканий используют максимально-токовую защиту (МТЗ). Для защиты линий напряжением 110 кВ от коротких замыканий используется дифференциально-фазная защита, как основная защита линий. Кроме того, для защиты ЛЭП 110 кВ в качестве резервных защит используются дистанционная защита и земляная защита (ТЗНП).

    3Передача электроэнергии

    Передача электроэнергии от электростанции к потребителям - одна из важнейших задач энергетики. Электроэнергия передаётся преимущественно по воздушным линиям электропередачи (ЛЭП) переменного тока, хотя наблюдается тенденция ко всё более широкому применению кабельных линий и линий постоянного тока. Необходимость П. э. на расстояние обусловлена тем, что электроэнергия вырабатывается крупными электростанциями с мощными агрегатами, а потребляется сравнительно маломощными электроприёмниками, распределёнными на значительной территории.. От эффективности П. э. на расстояние зависит работа единых электроэнергетических систем , охватывающих обширные территории.

    Одной из основных характеристик электропередачи является её пропускная способность, то есть та наибольшая мощность, которую можно передать по ЛЭП с учётом ограничивающих факторов: предельной мощности по условиям устойчивости, потерь на корону, нагрева проводников и т.д. Мощность, передаваемая по ЛЭП переменного тока, связана с её протяжённостью и напряжениями зависимостью

    где U 1 и U 2 - напряжения в начале и в конце ЛЭП, Z c - волновое сопротивление ЛЭП, a - коэффициент изменения фазы, характеризующий поворот вектора напряжения вдоль линии на единицу её длины (обусловленный волновым характером распространения электромагнитного поля), l - протяжённость ЛЭП, d - угол между векторами напряжения в начале и в конце линии, характеризующий режим электропередачи и её устойчивость. Предельная передаваемая мощность достигается при d = 90°, когда sind = 1. Для воздушных ЛЭП переменного тока можно приближённо считать, что максимальная передаваемая мощность примерно пропорциональна квадрату напряжения, а стоимость сооружения ЛЭП пропорциональна напряжению. Поэтому в развитии электропередач наблюдается тенденция к увеличению напряжения как к главному средству повышения пропускной способности ЛЭП.

    В электропередачах постоянного тока отсутствуют многие факторы, свойственные электропередачам переменного тока и ограничивающие их пропускную способность. Предельная мощность, передаваемая по ЛЭП постоянного тока, имеет большие значения, чем у аналогичных ЛЭП переменного тока:

    где Е в - напряжение на выходе выпрямителя, R å - суммарное активное сопротивление электропередачи, в которое, кроме сопротивления проводов ЛЭП, входят сопротивления выпрямителя и инвертора. Ограниченность применения электропередач постоянного тока связана главным образом с техническими трудностями создания эффективных недорогих устройств для преобразования переменного тока в постоянный (в начале линии) и постоянного тока в переменный (в конце линии). Электропередачи постоянного тока перспективны для объединения крупных удалённых друг от друга энергосистем. В этом случае отпадает необходимость в обеспечении устойчивости работы этих систем.

    Качество электроэнергии определяется надёжной и устойчивой работой электропередачи, что обеспечивается, в частности, применением компенсирующих устройств и систем автоматического регулирования и управления (см. Автоматическое регулирование возбуждения , Автоматическое регулирование напряжения , Автоматическое регулирование частоты ).

    В результате проведения научно-исследовательской работы были разработаны:

      схемы электропередачи постоянного тока, позволяющие наиболее рационально использовать особенности конструкции воздушных линий трехфазного переменного тока, предназначенные для передачи электрической энергии по трем проводам;

      методика расчета рабочего напряжения постоянного тока для воздушных линий электропередач, сооруженных на основе типовых конструкций опор трехфазного переменного тока классов напряжений 500-750кВ;

      методика расчета пропускной способности воздушных линий трехфазного переменного тока с рабочим напряжением 500-750кВ после их перевода на постоянный ток по предложенным автором схемам;

      методика расчета надежности воздушных линий трехфазного переменного тока с рабочим напряжением 500-750кВ после их перевода на постоянный ток по предложенным автором схемам.

    Выполнен расчет критической длины линии, начиная с которой электропередача постоянного тока по разработанным автором схемам будет экономически более выгодной, чем электропередача переменного тока с напряжением 500, 750кВ.

    На основе результатов научного исследования сформулированы рекомендации:

      по выбору типа подвесных тарельчатых изоляторов, входящих в состав изолирующих подвесок воздушных линий электропередач постоянного тока;

      по расчету длины пути утечки изолирующих подвесок воздушных линий электропередач постоянного тока;

      по выбору трехпроводной схемы электропередачи, применительно к воздушным линиям постоянного тока, выполненных на основе унифицированных конструкций опор трехфазного переменного тока;

      по применению унифицированных конструкций опор трехфазного переменного тока на воздушных линиях постоянного тока;

      по определению рабочего напряжения постоянного тока, применительно к воздушным линиям электропередач постоянного тока, выполненных на основе унифицированных конструкций опор трехфазного переменного тока;

      по расчету пропускной способности трехпроводной линии электропередачи постоянного тока.

    Результаты выполненных расчетов показывают, что пропускную способность существующих ЛЭП трехфазного переменного тока можно существенно повысить путем их перевода на постоянный электрический ток с использованием тех же самых опор, гирлянд изоляторов и проводов. Увеличение передаваемой мощности в этом случае может составить от 50% до 245% для ВЛ 500кВ и от 70% до 410% для ВЛ 750кВ, в зависимости от марки и сечения применяемых проводов и величины установленной пропускной способности ВЛ на переменном токе. Перевод существующих линий трехфазного переменного тока на постоянный ток по предложенным схемам позволит, также, существенно улучшить их показатели надежности. При этом, использование разработанных схем позволит повысить надежность в 5-30 раз, в зависимости от класса напряжения ВЛ. В случае нового проектирования ВЛ постоянного тока по вышеназванным схемам, их показатели надежности будут эквивалентными.

    В целом, возможность перевода существующих ВЛ трехфазного переменного тока является вполне осуществимой. Такое техническое решение может быть актуальным для повышения пропускной способности находящихся в эксплуатации ВЛ при сохранении их конфигурации, а так же позволит расширить сферу применения электропередач постоянного тока. Не исключается возможность сооружения новых линий электропередач постоянного тока с применением унифицированных конструкций опор трехфазного переменного тока

    4 Реактивная мощность – составляющая полной мощности, которая в зависимости от параметров, схемы и режима работы электрической сети вызывает дополнительные потери активной электрической энергии и ухудшение показателей качества электрической энергии.

    Реактивная электрическая энергия – вызванная электромагнитной несбалансированностью электроустановок технологически вредная циркуляция электрической энергии между источниками электроснабжения и приемниками переменного электрического тока.

    Основными потребителями реактивной мощности в электрических системах являются трансформаторы, воздушные электрические линии, асинхронные двигатели, вентильные преобразователи, индукционные электропечи, сварочные агрегаты и другие нагрузки.

    Реактивная мощность может генерироваться не только генераторами, но и компенсирующими устройствами-конденсаторами, синхронными компенсаторами или статистическими источниками реактивной мощности (ИРМ), которые можно установить на подстанциях электрической сети.

    Для нормализации потоков реактивной мощности, при решении задач компенсации реактивной мощности собственными силами и усилиями потребителей для продвижения процесса решения проблем реактивной мощности и задач по оптимизации ее потоков, нормализации уровней напряжения, снижения потерь активной мощности в распределительных электрических сетях и повышения надежности электроснабжения потребителей должно быть произведено обследование объектов филиала ОАО «МРСК Северного Кавказа» – «Ставропольэнерго» на предмет состояния источников реактивной мощности, состояния средств учета реактивной энергии и мощности для функции контроля баланса реактивной энергии и мощности.

    В «Ставропольэнерго» 866 банок компенсирующих устройств (БСК) располагаемой мощностью 38,66 МВар (фактическая загрузка в максимум по реактивной мощности - 25,4 МВар). На балансе потребителей установленная мощность 25,746 МВар (фактическая загрузка в максимум по реактивной мощности - 18,98 МВар)

    Совместно с ОАО «Ставропольэнергосбыт» проведены обследования характера нагрузки потребителей с повышенным потреблением реактивной мощности (tg ? > 0,4). После издания «Порядка расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии», в соответствии с Постановлением Правительства РФ № 530, работа с потребителями будет организована в полном объеме. Условия работы с потребителями в соответствии с новым «Порядком…» включены в текст перезаключаемых в настоящее время договоров электроснабжения.

    При обращении потребителей об осуществлении присоединения к электрическим сетям «Ставропольэнерго» или об увеличении присоединенной мощности 150 кВт и выше, осуществляется внесение в договора на присоединение потребителей к электрической сети требований по необходимости компенсации реактивной мощности, в размере, обеспечивающем соблюдение устанавливаемых предельных значений коэффициентов реактивной мощности.

    Организовано подписание дополнительных соглашений к договорам на оказания услуг по передаче электрической энергии с ОАО «Ставропольэнергосбыт», ОАО «Пятигорские электрические сети», ООО «РН-энерго», КТ ЗАО «РЦЭР и К», ОАО «Невинномысский Азот», гарантирующими поставщиками условий по поддержанию Потребителями с присоединенной мощностью 150 кВт и более коэффициентов реактивной мощности, устанавливаемых федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики в сфере топливно-энергетического комплекса и требований по обеспечению учета реактивной энергии.

    В ближайшие годы ожидается ввод новых промышленных мощностей, что определит рост потребления до 3 и более % в год. Это выдвигает задачу по балансу реактивной мощности в одно из приоритетных направлений, которому будет уделяться повышенное внимание.

    Компенса́ция реакти́вной мо́щности - целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии . Осуществляется с использованием компенсирующих устройств. Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечиваться требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва. Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии.

    Компенсация реактивной мощности особенно актуальна для промышленных предприятий, основными электроприёмниками которых являются асинхронные двигатели, в результате чего коэффициент мощности без принятия мер по компенсации составляет 0,7- 0,75. Мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют:



    5 Строго говоря, методы выбора сечений по допустимой потере напряжения, разработаны для проводников, выполненнных из цветного металла в сети нап-ряжением до 35 кВ включительно. Методы разработаны исходя из допущений принятых в сетях такого напряжения.

    В основу методов определения сечения по допустимой потере напряжения положено то обстоятельство, что величина реактивного сопротивления проводни-ков x 0 практически не зависит от сечения провода F :

    · для воздушных ЛЭП x 0 = 0,36 - 0,46 Ом/км;

    · для кабельных ЛЭП напряжением 6 – 10 кВ x 0 = 0,06 - 0,09 Ом/км;

    · для кабельных ЛЭП напряжением 35 кВ x 0 = 0,11 - 0,13 Ом/км.

    Величина допустимой потери напряжения в ЛЭП рассчитывается по мощностям и сопротивлениям участков по формуле:

    и складывается из двух составляющих – потери напряжения в активных сопротивлениях и потери напряжения в реактивных сопротивлениях .

    Учитывая обстоятельство, что x 0 практически не зависит от сечения провода, величину можно вычислить до расчета сечения проводника, задавшись средним значением реактивного сопротивленияx 0ср в указанных диапазонах его изменения:

    По заданной величине допустимой напряжения в ЛЭП рассчитывают долю потери напряжения в активных сопротивлениях:

    В выражении для расчета потери напряжения в активных сопротивлениях

    от сечения зависит параметр ,

    где удельная проводимость материала провода.

    Если ЛЭП состоит только из одного участка, то величину сечения можно определить из выражения для :

    При большем количестве участков ЛЭП, для расчета сечений проводников нужны дополнительные условия. Их три:

    · постоянство сечений на всех участках F=const ;

    · минимальный расход проводникового материала min ;

    · минимальные потери активной мощности min .

    Электроснабжение > Короткие замыкания в электрических системах

    Короткие замыкания на линии с односторонним питанием при обрыве одной фазы линии
    На рис. 38-37 показана схема питания понижающей подстанции с трансформатором Т-2 через одиночную линию Л от мощной системы С. При работе линии на двух фазах для правильной настройки релейной защиты линии необходимо знать токи в линии при неполнофазном нагрузочном режиме и сочетании неполнофазного режима с различными видами к. з. в точках К1 и К2.

    Рис. 38-37. Схема сети с односторонним питанием.

    1. Нагрузочный режим при разрыве фазы А линии (рис. 38-38)
    В расчетной схеме (рис. 38-38, а) и комплексной схеме замещения (рис. 38-38, б) приняты обозначения:
    - фазная э. д. с. источника питания (системы);
    - суммарное индуктивное сопротивление прямой последовательности для части схемы слева от места разрыва;

    - суммарное сопротивление прямой последовательности для части схемы от места разрыва до шин вторичного напряжения трансформатора Т-2;
    - то же обратной последовательности;
    - то же нулевой последовательности;
    - сопротивление прямой последовательности нагрузки;
    - то же обратной последовательности.
    В табл. 38-5 даны соотношения между составляющими токов в линии при работе на двух и трех фазах.

    Рис. 38-38. Разрыв фазы А на линии. а - расчетная схема; б - комплексная схема замещения.

    Таблица 38-5 Отношения токов при разрыве фазы линии

    Отношение токов

    Расчетное выражение для отношения токов

    В табл. 38-5 обозначены:
    I - ток в фазе при нагрузочном режиме работы на трех фазах;
    - то же при работе на двух фазах;
    - ток прямой последовательности фазы А при нагрузочном режиме и работе на двух фазах;
    - то же обратной последовательности;
    - то же нулевой последовательности;
    - суммарное сопротивление схемы прямой последовательности в нагрузочном режиме относительно места разрыва;
    - то же обратной последовательности;
    - то же нулевой последовательности.
    В соответствии со схемой рис. 38-38, б сопротивления
    и равны:

    2. Короткое замыкание на приемном конце линии (точка К1) при работе линии на двух фазах (рис. 38-39)
    На рис. 38-39 и в табл. 38-6 обозначены:
    - суммарное сопротивление схемы прямой (обратной) последовательности до места к. з.;
    - сопротивление нулевой последовательности части схемы слева от места к. з.;
    - то же справа от места к. з.
    Определение токов в линии при к. з. в точках К1 и К2 выполнено при следующих допущениях:
    1) не учтены токи нагрузки
    .
    2) сопротивления прямой и обратной последовательностей до места к. з. равны
    .
    В табл. 38-6 даны выражения для токов в фазах и тока нулевой последовательности на питающем конце линии при различных видах к. з. в точке К1.
    В табл. 38-6 не приведены данные по однофазным к. з. в фазах В и С и двухфазному к. з. между фазами В и С, так как при к. з. не в отключенной фазе токи в линии будут такими же, как при том же виде к. з. и работе на трех фазах линии.

    Таблица 38-6 Токи в линии при разрыве фазы А и коротком замыкании на приемном конце линии

    Вид короткого замыкания

    Токи в фазах линии

    Однофазное фазы А

    Двухфазное между фазами А и В

    Двухфазное между фазами А и С

    Двухфазное на землю фаз А и В

    Примечание. При двухфазном замыкании на землю фаз А и С следует в выражении для заменить а на , где

    Рис. 38-39. Короткое замыкание на приемном конце линии при работе линии на двух фазах.

    3. Короткое замыкание на вторичной стороне трансформатора Т-2 (точка К2) при работе линии на двух фазах (рис. 38-40)
    В табл. 38-7 даны выражения для токов в фазах линии и тока нулевой последовательности линии при к. з. в точке К2. Приведенные соотношения справедливы при допущениях, указанных выше (см. к. з. в точке К1).
    Случаи замыкания на землю в точке К2 не рассмотрены, так как эти замыкания не создают режима к. з.

    Таблица 38-7 Токи линии при разрыве фазы А и коротком замыкании на вторичной стороне трансформатора Т-2

    Вид короткого замыкания

    Токи в фазах линии

    Ток нулевой последовательности в линии

    Между фазами В и С

    Между фазами А и В

    Между фазами А и С