2011-02-01 Государственный экзамен по специальности «электроснабжение»

Билет №18

Задача:

Выбрать кабельную линию, питающую РП и защитный аппарат F2.

Данные РП – вариант 1

№ АД Параметр	1	2	3	4	5	6	7
РН, кВт	10	15	17,5	15	20	20	17,5
tgφcм	1,7	1,1	1,3	0,8	1,0	1,2	1,0
КИ	0,15	0,2	0,25	0,35	0,45	0,3	0,35
ПВ	0,25	-	-	-	-	-	-

Данные РП – вариант 2

№ АД Параметр	1	2	3	4	5	6	7
РН, кВт	12	10	17,5	20	17,5	15	29
tgφcм	1,7	1,15	1,3	0,9	1,0	1,2	1,0
КИ	0,15	0,2	0,25	0,35	0,45	0,3	0,35
ПВ	0,25	-	-	-	-	-	-

Значения токов кз

Вид кз	Ток кз, кА
	Точка К1	Точка К2
Однофазное	0,4	0,95
Трёхфазное	0,75	2,0

Вопросы:

1) Системы оперативного тока, используемого на подстанциях, их достоинства и недостатки.

2) Анализ динамической устойчивости электроэнергетической системы методом площадей

3) Принцип работы и внешняя характеристика неуправляемого выпрямителя.

Способы ограничения пусковых токов асинхронных короткозамкнутых и синхронных двигателей.

Билет №18

1.Виды оперативного тока, используемого для защиты силового трансформатора; дос­тоинства и недостатки. Блоки питания заряда.

Защиты трансформаторов мощностью 6,3 и 10 МВА выполнены на переменном оперативном токе, а 16 и 25 МВА на выпрямленном оперативном токе.

Оперативным током называется ток питающий цепи дистанцион­ного управления выключателями, оперативные цепи релейной за­щиты, автоматики, телемеханики и различные виды сигнализации.

Питание оперативных цепей и особенно тех ее элементов от которых зависит отключение поврежденных линий и оборудования должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требова­ние, которому должен отвечать источник оперативного тока, со­стоит в том, чтобы во время к. з. и при ненормальных режимах в сети напряжение источника оперативного тока и его мощность имели достаточную величину как для действия вспомогательных реле защиты и автоматики, так для надежного отключения и включе­ния соответствующих выключателей.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.

Постоянный оперативный ток

В качестве источника постоянного тока используются аккуму­ляторные батареи с напряжением 110-220 В, а на небольших под­станциях 24-48 В, от которых осуществляется централизованное питание оперативных цепей всех присоединений. Для повышений надежности сеть постоянного тока секционируется на несколько участков, имеющих самостоятельное питание от сборных шин батареи.

Аккумуляторные батареи обеспечивают питание оперативных цепей в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения

и мощности независимо от состояния основной сети и поэтому яв­ляются самым надежным источником питания.

В то же время аккумуляторные батареи значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются заряд­ные агрегаты, специальное помещение и квалифицированный уход.

Кроме того, из-за централизации питания создается сложная, протяженная и дорогостоящая сеть постоянного тока.

В связи с этим за последнее время получает широкое примене­ние и переменный оперативный ток.

Переменный оперативный ток

Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение сети. В соответствии с этим в качестве источ­ников переменного оперативного тока служат трансформа­торы тока, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд.

Трансформаторы тока являются весьма надежным источником питания оперативных цепей для защит от к.з. При к.з. ток и напряжение на зажимах трансформаторов тока увели­чиваются, поэтому в момент срабатывания защиты мощность транс­форматоров тока возрастает, что и обеспечивает надежное питание оперативных цепей.

Однако трансформаторы тока не обеспечивают необходимой мощности при повреждениях и ненормальных режимах, не сопро­вождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении. Поэтому их нельзя использовать для питания защит от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, защит от витковых замыканий в трансформаторах и генераторах или защит от таких ненормальных режимов, как повышение или понижение напряжения и понижение частоты.

Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд непригодны для питания оперативных цепей защит от к.з., так как при к. з. напряжение в сети резко снижается и может в неблагоприятных случаях стать равным нулю. В то же время при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся глубокими понижениями напря­жения в сети, трансформаторы напряжения и трансформаторы соб­ственных нужд могут использоваться для питания таких защит, как, например, защиты от перегрузки, от замыканий на землю, повышения напряжения и т. д.

Заряженный конденсатор. Помимо непосредст­венного использования мощности трансформаторов тока и напря­жения можно использовать энергию, накопленную в предва­рительно заряженном конденсаторе.

Разрядный ток конденсатора, имеющий необходимые величину и продолжительность, может питать оперативную цепь в момент действия защиты независимо от характера повреждения или ненор-

мального режима в сети. Предварительный заряд конденсатора обычно осуществляется в нормальном режиме от напряжения сети. При исчезновении напряжения на подстанции запасенная конден­сатором энергия сохраняется. Поэтому заряженный конденсатор может использоваться также для питания защит и автоматов, которые должны работать при исчезновении напряжения на подстанции.

Питание цепей управления выключателей. Дистанционное управление выключателями и их автоматическое включение от АПВ или АВР должно производиться при любых нагрузках на присоединении и при отсутствии напряжения на ши­нах подстанции, чего не обеспечивают трансформаторы тока. По­этому питание цепей дистанционного управления, АПВ и АВР производится от трансформаторов напряжения, трансформаторов собственных нужд и заряженных конденсаторов. Таким образом, каждый источник переменного оперативного тока имеет свою, рассмотренную выше, область применения. При этом возможность использования того или иного источника опре­деляется мощностью, которую он может дать в момент производства операций.

Мощность источника питания должна не­которым запасом превосходить мощность, потребляемую оператив­ными цепями, основной составляющей которой является мощность, затрачиваемая приводом на отключение и включение выключателей.

Наибольшие затруднения из-за недостаточной мощности воз­никают при применении трансформаторов тока и трансформаторов напряжения. Учитывая, что включение и отключение выключате­лей является кратковременной операцией, можно допускать зна­чительные перегрузки измерительных трансформаторов без ущерба для них.

2.Оценка динамической устойчивости электрической системы электроснабжения методом площадей.

Статическая устойчивость системы – отклонения малы.

Обрыв Р = Еu_С / x_РЕЗ( z ) × sin

Р_{ДО АВ} (до аварии), Р_Т (турбины), 1 – энергия ускорения, 2 – торможения.

Если S₂ > S₁ → система устойчива.

Р_Т

