- •«Самарский государственный технический университет»
- •Лекция №1
- •Тема 1.1. Основные типы электростанций.
- •Основные типы электростанций. Краткая характеристика режимов работы
- •Режимы работы электрических станций в энергосистеме.
- •Резервы мощности в энергосистеме
- •Лекция №2
- •Тема 1.2. Принципы построения схем электрических соединений электрических станций и подстанций. Основное электрооборудование станций и подстанций
- •Схемы соединений электрических станций и подстанций
- •Основные требования к главным схемам станций и подстанций.
- •Классификация подстанций
- •Лекция №3
- •Тема 1.2. Принципы построения схем электрических соединений электрических станций и подстанций (продолжение). Схемы со сборными шинами.
- •Схемы без сборных шин
- •Лекция №4
- •Тема 2.1. Расчет симметричных токов короткого замыкания
- •Механизм возникновения и протекания тока к.З. В системе неограниченно большой мощности.
- •Лекция №5
- •Тема 2.2. Расчет несимметричных ткз.
- •Лекция № 6
- •Тема 2.3. Методы ограничения токов короткого замыкания.
- •Лекция № 7
- •Тема 2.3. Методы ограничения токов короткого замыкания (продолжение).
- •Лекция №8
- •Тема 3.1. Краткая характеристика аппаратов ру и подстанций и методика их выбора
- •Лекция № 9
- •Тема 3.2. Трансформаторы и автотрансформаторы.
- •Измерительные трансформаторы напряжения
- •Лекция №10
- •Тема 3.3. Собственные нужды электростанций и подстанций.
- •Лекция №11.
- •Тема 3.4. Системы управления и измерения. Источники оперативного тока на электростанциях и подстанциях.
- •Лекция №12
- •Тема 4.1. Конструктивное устройство ру и подстанций.
- •Лекция №13
- •Тема 4.2. Вопросы эксплуатации. Оперативные переключения в распределительных устройствах.
- •Лекция №14
- •Тема 5.1. Распределение нагрузок между генераторами электростанций.
- •Лекция №15
- •Тема 5.2. Вопросы устойчивости работы энергосистем.
- •Лекция №16
- •Тема 6.1. Режимы работы нейтрали в сетях напряжением 110 кВ и выше.
- •Лекция №17
- •Тема 6.2. Электрические сети напряжением 110 кВ и выше. Схемы замещения лэп и трансформаторов.
- •Лекция №18
- •Тема 6.3. Методика расчета питающих (разомкнутых) сетей.
- •Лекция №19
- •Тема 6.4. Методика электрического расчета замкнутых цепей.
- •Перенос нагрузок в другие узлы сети
- •Расчет сложнозамкнутых сетей
- •Матричный способ расчета
- •Лекция №20
- •Тема 6.5. Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях, пути их снижения.
- •Лекция №21
- •Тема 7.1. Заземляющие устройства в электрических сетях. Методика их расчета.
- •Лекция №22
- •Тема 7.2. Молниезащита.
- •Лекция №23
- •Тема 7.3. Защита от перенапряжений.
- •Основные положения по выбору параметров опн
- •Лекция №24 Заключение.
Лекция №5
Тема 2.2. Расчет несимметричных ткз.
Как показывает статистика, чаще других возникают однофазные или двухфазные короткие замыкания, т.е. несимметричные. Поэтому наряду с необходимостью знать максимальное значение тока, которое имеет место при трехфазном замыкании, нужны значения тока к.з. при одно- и двухфазном к.з. (для релейной защиты).
В основу расчета положен известный метод симметричных составляющих. Он состоит в замене 3-х несимметричных величин тремя системами, каждая из которых состоит из 3-х симметричных величин.
а) Допустим известны А1 А2 А0
б) Если известны 3 вектора несимметричной составляющей, то их можно разложить на симметричные.
Составляются схемы замещения для прямой, обратной и нулевой последовательности (рис. 1).
Рис. 1
Для прямой последовательности результирующее сопротивление цепи представляет собой сопротивление протеканию трехфазного тока:
,
для обратной можно записать:
,
а для нулевой – сопротивление существенно больше и определяется конкретной схемой.
Кроме того, надо иметь ввиду, что ток нулевой последовательности как бы разветвляется по трем фазам проводов, а возвращается через землю со значением .
В практических расчетах принято определять ток к.з. любого вида через значение тока к.з. прямой последовательности путем умножения на коэффициент, зависящий от вида к.з.
Значения этого коэффициента таковы:
Трехфазное к.з.
Двухфазное к.з.
Однофазное к.з.
При этом надо учитывать, что значение тока к.з. прямой последовательности в приведенной выше формуле изменяется от результирующего сопротивленияв зависимости от вида к.з.:
,
а именно:
,
(т.к. ),
.
Там же можно найти значения сопротивлений обратной и нулевой последовательности для различных элементов сети.
Лекция № 6
Тема 2.3. Методы ограничения токов короткого замыкания.
С увеличением мощности питающих систем увеличиваются и значения токов к.з. а уровень токов к.з. во многих случаях является определяющим условием выбора сечения шин, проводов, кабелей, а также коммутационной аппаратуры.
Заметим сначала, что существует 3 принципиально отличных друг от друга метода ограничения токов к.з.:, введение в цепь дополнительного сопротивления и применение быстродействующей коммутационной аппаратуры. На рис. 1 представлен весь спектр методов и средств ограничения токов к.з., а также области их применения. Здесь речь идет о трехфазных токах к.з. Что касается ограничения однофазных токов к.з., то в системах напряжением 110 кВ и выше широко применяется метод выборочного разземления нейтралей трансформаторов на некоторых подстанциях.
Из всего набора способов ограничения токов к.з. самым универсальным является применение реакторов. Наряду с обычными реакторами все большее применение находят так называемые управляемые реакторы со стальными сердечниками с возможностью их подмагничивания с целью регулирования.
Рассмотрим принцип работы такого реактора.
На рис. 2 показана схема токоограничивающего реактора с продольным подмагничиванием.
Рис. 2
В нормальном режиме, когда магнитопровод немного насыщен, его сопротивление мало (это соответствует точке А на рис. 3).
Рис. 3
При к.з. магнитопровод реактора полностью размагничивается и его сопротивление возрастает (точка В). У обычного же реактора (без магнитопровода) сопротивление остается постоянным, не зависимым от величины тока, проходящего через него.
На ГПП промышленных предприятий и городов при мощности трансформаторов 25 МВА и выше для ограничения токов к.з. применяется менее дорогой способ – расщепление вторичных обмоток трансформаторов.
Но самым дешевым, можно сказать «ничего не стоящим», методом ограничения токов к.з. в таких сетях является разделение сети, т.е. отказ от параллельной работы трансформаторов и ЛЭП. Однако надо помнить, что любое введение дополнительного сопротивления в цепь ограничивает мощность питающей системы, а следовательно, отрицательно сказывается на показателях качества эл. энергии.
Если всё – таки надо устанавливать реактор, необходимо правильно выбрать его реактивность. Методика его выбора заключается в следующем:
Определяем результирующее сопротивление в о.е.
,
где - суммарное сопротивление цепи при отсутствии реактора, которое считается известным,
- результирующее сопротивление при заданном токе отключения выключателя ,
Определяем ,
(это вытекает из известной формулы ).
Определяем :
.
Если окажется, что , то реактор нужен.
Если же , т.е.окажется со знаком “ - ”, то реактор не нужен.
Сопротивление реактора в % (именно так указывает завод – изготовитель):
, [%]
или в Омах:
, [Ом].
Если расчет токов К.З. произведен в именованных единицах, то