Диплом (Проектирование электрической станции)

146

Рис. 9.11. График зависимости R’л(С)

Как отмечалось выше, для функционирования привода, достаточно чтоб напряжение на конце линии U было более 0,7UАБ = 154 В. Использование батареи конденсаторов большой ёмкости, с учётом её влияния на напряжение на конце линии, позволяет уменьшить сечение кабельной линии (т.е. увеличить её сопротивление и снизить стоимость), при сохранении значения этого напряжения на должном уровне.

В табл. 9.3. представлены параметры кабелей с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой, пользуясь ей можно приблизительно оценить какую практическую пользу могут принести батареи конденсаторов большой ёмкости. Например, пусть на станции используется медный кабель сечением 150 мм2 длиной 1 км и батарея конденсаторов большой ёмкости не используется. Если её установить, ёмкостью 14 Ф, то допустимо повысить сопротивление кабеля до 0,536 Ом. А это значит что можно уменьшить сечение кабеля до 35 мм2 и, как следствие, его стоимость.

147

Таблица 9.3

Некоторые параметры кабелей с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой

Сечение жилы, мм2	Активное сопротивление на 1 км длины при 200С,
		Ом
	Медь		Алюминий
10	1,84		3,1
16	1,15		1,94
25	0,74		1,24
35	0,52		0,89
50	0,37		0,62
70	0,26		0,443
95	0,194		0,326
120	0,153		0,258
150	0,122		0,206
185	0,099		0,167
240	0,077		0,129
300	0,061		0,103
400	0,046		0,077

148

9.2.2. Отчёт по результатам испытаний на подстанции «Красногорская»

На подстанции "Красногорская" 25 ноября 2005 года проведены испытания работы электромагнитного привода ШПЭ-44УI включения обходного масляного выключателя У-110 ОРУ 110 кВ. Электрическая схема соединений на подстанции представлена на рис. 9.12.

Рис. 9.12. Схема соединений на подстанции "Красногорская"

Параметры элементов схемы

1)АБ - аккумуляторная батарея OPzS800 (TAB, Словения) - 108 элементов.

2)Кб1 - кабель от аккумуляторной батареи до щита постоянного тока

(времянка): РГ-2∙50, длина 25 м, удельное сопротивление 0,356·10-3 Ом/м, сопротивление кабеля 17,8·10-3 Ом.

3)Кб2 - кабель от секции № 2 ЩПТ до магистрали постоянного тока ОРУ 110 кВ: АВВГ 2x95, длина 150 м, удельное сопротивление 0,309·10-3 Ом/м, сопротивление кабеля 92,7·10-3 Ом.

4)Кб3 - кабель магистрали постоянного тока ОРУ 110 кВ до ОМВ:

АВВГ 2x95, длина 115/10*4=46 м, удельное сопротивление, 0,309·10-3 Ом/м, сопротивление кабеля 28,4·10-3 Ом.

149

5) Кб4 - кабель между вводным ящиком и ящиком привода ОМВ: АВВГ 2x95, длина 8 м, удельное сопротивление, 0,309·10-3 Ом/м,

сопротивление кабеля 4,94·10-3 Ом.

6) АВ – автоматический выключатель А3716Ф-У3, Iном = 160 А, Iм = 1600 А.

При проведении опытов подзарядные агрегаты ВАЗП были отключены, магистраль постоянного тока разомкнута со стороны короткого плеча кольца питания ШП ОРУ 110 кВ.

Для измерений использовались 3 двухканальных осциллографа Fluke-192B:

осциллограф №1 использовался для регистрации напряжения (Input

A)и тока (Input B) на головном участке кабельной линии Кб2, см. рис. 9.12;

осциллограф №2 использовался для регистрации напряжений полюсов сети относительно земли;

осциллограф №3 использовался для регистрации тока (Input A) и напряжения (Input B) во вводном ящике обходного масляного выключателя ОРУ110 кВ, на головном участке кабельной линии Кб4 за автоматическим выключателем АВ, см. рис. 9.12.

Было проведено три опыта. Осциллограммы представлены на рис. 9.13 –

9.14.

Во всех трех опытах получены практически одинаковые результаты:

1)максимальное мгновенное значение тока через электромагнит привода –

308 А;

2)напряжение на электромагните привода снижается с 218 до 150 В;

3)время включения – 0, 7 с;

4)напряжение на аккумуляторной батарее в во время прохождения толчка

тока, с учетом падения напряжения на кабельной линии Кб1, составляет 190 – 308∙17,8∙10-3 = 184,5 В;

5)внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи

R = U/ΔI = (218 – 184.5)/308 = 0,109 Ом

6) среднее внутреннее сопротивление элементов аккумуляторной батареи Rэл = 109/108 = 1 мОм.

150

Выводы:

1)Операции включения выключателя У-110 проходят успешно, несмотря на заниженное напряжение на электромагните привода (68% вместо минимально допустимых 85% номинального значения) и токе 308 А, вместо 360 А.

2)Падение напряжения на внутреннем сопротивлении аккумуляторной батареи в 2,5 раза превышает ожидаемое, что может быть обусловлено засульфатированностью ее электродов. Для новой аккумуляторной батареи OPzS800 (TAB,Словения), при сопротивлении аккумуляторов 0,4 мОм, падение напряжения должно составлять 108∙0,4∙308 = 13,3 В вместо 33,5 В полученных в опытах.

3)Проведенные опыты не позволяют сделать вывод о работоспособности электромагнитных приводов выключателей У-220, имеющих в 2 раза больший ток

(3∙240 = 720 А).

Рис.9.13. Опыт № 1. Напряжение (красная кривая) и ток (черная кривая) на стороне ЩПТ

151

Рис.9.14. Опыт № 2. Напряжение (красная кривая) и ток (черная кривая) на стороне ЩПТ

Рис.9.15. Опыт № 2. Ток и напряжение, измеренные во вводном ящике привода

152

Рис.9.16. Опыт № 3. Напряжение (красная кривая) и ток (черная кривая) на стороне ЩПТ

Рис.9.17. Опыт № 3. Ток и напряжение, измеренные во вводном ящике привода

153

9.2.3. Анализ эффективности использования батареи конденсаторов большой ёмкости на примере подстанции «Красногорская»

Для анализа эффективности использования батареи конденсаторов большой ёмкости использовались виртуальные математическая модели MatLab Simulimk.

На рис.9.18. изображены: AB – источник питания (аккумуляторная батарея); ZU – зарядное устройство; KL1-4 – кабельные линии соответствующие Кб1-4 на подстанции; KL5.1-2 – кабели до батареи конденсаторов большой ёмкости; privod

– привод выключателя; так же имеются измерительные приборы и выключатель управляемый импульсным генератором.

Рис. 9.18. Пример виртуальной математической модели MatLab Simulimk подстанции

Модель работает следующим образом: изначально привод отключён от питания, в определённый момент времени он включается с помощью выключателя (vikluchatel), а затем сново выключается. Управление выключателем (vikluchatel) осуществляется с помощью импульсного генератора (Impulsni Generator).

154

В данном труде рассматривались три возможных варианта решения проблемы чрезмерного снижения напряжения на конце линии:

1.Расстановка батарей конденсаторов большой ёмкости в двух точках кабеля магистрали постоянного тока ОРУ 110 кВ (рис. 9.19.а);

2.Установка батарей конденсаторов большой ёмкости в одной точке кабеля магистрали постоянного тока ОРУ 110 кВ (рис. 9.19.б);

3.Замена кабелей на новые с большим сечением.

При этом в модели рассматривался случай когда одна из цепей кабеля КБ2 оборвана, как более тяжёлый.

а)

б)

Рис. 9.19. Варианты расстановки батарей конденсаторов большой ёмкости

На рис.9.20 представлены результаты расчётов модели в виде графиков когда в схему введены по две батареи конденсаторов большой ёмкости по 2 Ф каждая.

155

Рис. 9.20. Пример результата расчётов модели в виде графиков (в схему введены по две батареи конденсаторов большой ёмкости по 2 Ф каждая)

Результаты опытов приведены в табл. 9.4-9.6.

Таблица 9.4

Расстановка конденсаторных батарей большой ёмкости в двух точках кабеля магистрали постоянного тока ОРУ 110 кВ

Nк, шт.	0	1	2	3	4	5
Cб/2, Ф	0	2	4	6	8	10
Rб, Ом		0,3	0,15	0,1	0,075	0,06
Ц, $	0	6000	12000	18000	24000	30000
Параметры через 0,7 сек
Uкон.л, В	165,0	180,0	189,0	195,0	198,5	201,0
Iкон.л, А	231,0	252,0	265,0	272,5	277,5	281,0