12.2. Деление сети
Деление сети используют в процессе эксплуатации, когда требуется ограничить рост уровней токов КЗ при развитии энергосистем.
Стационарное деление сети (СДС) – это деление сети в нормальном режиме, осуществляемое с помощью секционных, шиносоединительных или линейных выключателей мощных присоединений электроустановок. Стационарное деление производят тогда, когда наибольший уровень тока КЗ в сети или уровень тока КЗ в узле сети превышает допустимый с точки зрения параметров установленного оборудования. СДС оказывает существенное влияние на режимы, устойчивость, надежность работы станции, на потери мощности.
Рис. 12.2. Стационарное деление сети
Автоматическое деление сети (АДС) – это деление сети в аварийном режиме с целью обеспечения работы коммутационных аппаратов при отключении шин поврежденной цепи. Оно выполняется на секционных или шиносоединительных выключателях, реже – на выключателях мощных присоединений. При АДС отключается значительно меньший ток, чем КЗ в поврежденной цепи.
Недостатки АДС:
− требуется, чтобы выключатели присоединений были способны выдержать полный сквозной ток КЗ;
− в результате деления возможно появление в послеаварийном режиме небаланса мощностей источников и нагрузки в разделившихся частях сети, это влияет на устойчивость и надежность работы энергосистемы;
− время восстановления нормального режима весьма значительно (~5…10 с).
Достоинства АДС: дешевизна, простота, надежность.
12.3. Использование токоограничивающих устройств
Общие требования:
− ограничивать значение токов КЗ;
− поддерживать на более высоком уровне напряжение в узлах сети;
− уменьшить сброс активной нагрузки с генераторов электростанций;
− не оказывать существенного влияния на нормальный режим работы сети;
− обеспечить в аварийном режиме условия, необходимые для действия релейной
защиты сети;
− иметь стабильные характеристики при изменении схемы сети.
Рассмотрим использование реакторов и трансформаторов для ограничения токов КЗ.
Токоограничивающие реакторы.
В настоящее время в энергосистемах для ограничения токов КЗ используются только нерегулируемые реакторы с линейной характеристикой. В сетях 6(10) кВ применяют одинарные и сдвоенные бетонные реакторы, а в сетях 35−220 кВ – масляные реакторы.
Трансформаторы и автотрансформаторы с расщепленной обмоткой.
Для ограничения токов КЗ используются трансформаторы с расщепленной обмоткой НН, это позволяет снизить ток КЗ в сети низшего напряжения, автотрансформаторы.
Вставка постоянного тока содержит выпрямитель В, инвертор И, линию постоянного тока W, трансформаторы Т1 и Т2 соответственно выпрямителя и инвертора (рис. 12.3). Эти вставки выполняют функцию транспортных линий электрической передачи, развязывая в то же время объединенные подсистемы при возникновении в них переходных процессов. Ток КЗ в точке К1 определяется параметрами С1. Подпитка со стороны вставки отсутствует. При КЗ в точке К2 ток КЗ определяется параметрами С2. Подпитка со стороны вставки не превышает её нагрузочного тока.
Рис. 12.3. Вставка постоянного тока
Вставки переменного тока непромышленной частоты предназначены для связи узлов сетей промышленной частоты (рис. 12.4). Эти вставки содержат ферромагнитный преобразователь (делитель) частоты П1, ЛЭП W, ферромагнитный преобразователь (умножитель) частоты П2. Частота передачи fn = 25 Гц.
Рис. 12.4. Вставка переменного тока непромышленной частоты
Предложены и иные способы ограничения токов КЗ [22].