8 сем (станции+реле) / Экзамен / Расписанные билеты прошлых лет

защита действует со временем более 0,1 с, то бросок пускового токапрактически не оказывает никакого влияния.

На осциллограмме показан пусковой ток, имеющий как периодическую, так и апериодическую составляющие. Во второй части – значение номинальноготока, соответствующему номинальному скольжению.

Т.к. х быстро увеличивается и активное сопротивление статора по сравнению с

индуктивностью мало, то для качественного анализа упрощаютдо второй. Таким образом, мы получаем последовательное соединение сопротивлений. После чего, мы можем вычислить ток, по формуле, представленной ниже (слайд 2). Для того, чтобы оценить значение периодической составляющей вводят понятие критического скольжения.

Формула справедлива, если активное сопротивление обмотки статора значительно меньше индуктивного сопротивления Д и х → ∞. Выражая изформулы активную

составляющую, и подставляя ее в формулу тока – получаем следующую формулу тока. Периодическая составляющая пускового тока при скольжении=1 м.б. вычислена как:

. Для АД величина критического скольжения

состовляет около 10-20%. Для грубой оценки периодической

состовляющей пускового тока: . Этот ток по величине будет равен току КЗ за сосредоточенной индкутивностью Д. При нормальнойработе можно вычислить значение номинального тока. Кратность пускового тока АД, включаемого под полное номинальное напряжение по отношению кноминальному току также может быть вычислена. Номинальное скольжение состовлят около 2-4 %. Если подставить значение критического скольжения равного 0,1 и номинального скольжения равного 3 %, то получим кратность пускового тока около 3. Преобразуя второе выражение для тока , а также выражение для пускового тока можем получить следующее соотношение:

. Вместе с тем, при усменьшении скольжения, кратность тока по отношению к пусовому уменьшается (графикна слайде). При скольжении= критическому, кратность пускового тока около0,7. Скольжение=1 – остановка Д. Если Д включается не при номильном

напряжении, а при пониженном, то ток уменьшается прямопропорционально напряжению. Если Д включается при U=0,7Uном, то кратность пускового составить 70% по отношению к кратности при включении Д при номинальном напряжении. Эта зависимость должна быть учтена при выборепараметров срабатывания устройств АВР. После работы устройств АВР часть Д отключается защитой минимального напряжения, которая обеспечивает более благоприятные условия для самозапуска оставшихся потребителей.

Как определить зону ответсвенности устройств защиты минимального напряжения? Если первоначально осуществляется расчет электромеханических пп не упрощенно и оказывается, что при отключении или обесточивании секции при работе устройств АВР и последуюем включении, все Д успешно самозапускаются, то тогда не выделяется никаких механизмов, отключаемых при АВР. Если все механизмы не могут одновременно участвовать в самозапуске(неуспешный), то тогда выделяютсямеханизмы, которые м.б. кратковременно отключены – формируется по результатам расчетов пп.

Поскольку мы рассматриваем общий случай и часть потребителей м.б. отключена, то тогда при восстановлении напряжений после успешного АПВ или АВР, часть Д отключается (неответственные потребители). Вместе с тем,нужно помнить, что на ПС , из рассмотренных Д, нагрузка состоит не только из АД, поэтому кратность тока по отношению к номинальному току в моментАВР будет меньше, чем кратность пускового тока длительно(?)включаемого в Д. Вместе с тем, есть ряд факторов, приводящих к уменьшению пускового коэффициента: после автоматической повторной подачи напряжения (через 2с после исчезновения), АД большинства механизмов не останавливаются, а притормаживаются. Поэтому, если знать скольжение Д в момент появления напряжения на питающем вводе, можно более точно определить пусковой ток воспользовавшись вторым выржаением. Кроме того, длительность процесса самозапуска еще зависит от напряжения на зажимах Д после успешного действия ВАВР.

Также, момент сопротивления приводимого механизма и знчение скольжения при котором Д затормозился в момент подачи напряжения

играют роль.

Момент определяется той мощностью, которая теряется на этом сопротивлении .

Вводим некоторый коэффициент пропорциональности

, который будет учитывать КПД агрегата (Д, и механизма, который он приводит во вращение). Подставляя предыдущие выражения тока, получаем формулы для момента, развиваемого Д. Момент имеет наибольшее значение,при величине скольжения =критическому. Подставляя это значение, мы получаем в знаменателе удвоенное индуктивное сопротивление. Отсюда, записывается текущее значение момента через максимальное. Чаще всего, значение момента относят к моменту, развиваемого Д при номинальной

нагрузке . В максимальном режиме знаменатель будет равен удвоенному числителю и тогда, в начальный момент, который развивается Д при скольжении=1, получаем конечную формулу. Если подставить значение крити ческого скольжения 20%, и решим, что текущее значение Uф=Uном, тополучим, что в начальный момент, отношение момента, развиваемого Д к моменту при номинальной нагрузке= 40%. Если Д остановлен, то после включения в сеть, он сможет развернуться и достичь нормального скольжения в том случае, если развиваемый Д момент будет больше момента

сопротивления. Обозначим момент сопротивления - момент сопротивления приводимого механизма. Момент сопротивления м.б. постоянным и не зависеть от частоты вращения (станки,мельницы), а могут изависеть (насосы, вентиляторы). При постоянном моменте сопротивления – хар-ка 1. Момент споротивения вентилятора – харка 2. Возможно, что момент сопротивления м.б. с фазным ротором – хар-ка 3. Если с КЗ ротором-хар-ка 4.

Для того, чтобы АД смог развернуться, приводя в действия некоторых механизмы с постоянным сопротивлением, Д выполняют, чаще всего, с КЗ ротором и хар-кой по типу 4. Если взять характеристику, зависящую от скольжения, то Д может развернуться только если нагрузки(?) напряжения назажимах будет достаточно для того, чтобы развиваемый ими момент превысил момент сопротивления.

На втором рисунке представлен фрагмент расчетной схемы для того, чтобы определить те Д, которые мы оставляем для самозапуска после АВР. Мощность нагрузки, оставляемая под самозапуск при явном и неявном резервировании определяется с учетом самой схемы ПС. Рассмотрим наиболее простой случай явного резервирования. Включение резервирующего направления от устройства АВР подобна включению этого источника от устройства АПВ (как за время бестоковой паузы). ВозбуждениеСД обязательно должно быть снято, поле погашено и Д переводят в пусковойасинхронный режим. Вместе с тем, отключены и менее ответственные

потребители, поэтому для самозапуска остается нагревательная нагрузка и ответственная нагрузка с асинхронным пусковым моментом. Для обеспечения самозапуска Д необходимо, чтобы вращающий момент Д с присоединенной к его валу нагрузкой, превышал момент сопротивления. Дляэтого: зная характеристику выбега агрегата и время перерыва питания на питающем управлении до момента повторной подачи напряжения, в первую очередь, определяют скольжение (чтобы правильно оценить величины тока и напряжения). Если не можем определить величину скольжения, то принимается, что за время бестоковой паузы, агрегаты полностью остановились (наиболее тяжелый расчетный случай). Затем, по характеристикам вращающих моментов, определяют к какому уровню напряжения соответствует та область скольжения, к которой агрегат развернется до уровня номинальной частоты вращения (для АД, для СД – до подсинхронной частоты). Уровень напряжения на шинах определяет мощность Д, которые можно оставить под самозапуск. Х-ка вращающего момента на всем диапазоне скольжения от конечного (на котором Д затормозился) до критического. Эта величина должна превышать момент сопротивления примерно на 15%. Если напряжения на шинах определить затруднительно, то принимается U=0,7Uном. После этого, составляется расчетная схема, в котором напряжение принимается на 5% выше номинального. Затем, есть внешнее сопротивление линий и питающих трансформаторов, также есть суммарное сопротивление параллельных, которые оставляются для самозапуска. Под Хд принимается индуктивное сопротивление Д, соответствующее моменту включения под номинальное напряжение при текущем скольжении. Для облегчения выполнения

расчетных условий:

Если принимаем, что в цикле АПВ или АВР Д полностью остановились, а напряжения при подаче соответствуют 0,7Uном, то условие успешного самозапуска определяются вторым выражением. Для успешного самозапускав определенных раннее условиях, индуктивное сопротивление оставленных Д д.б. меньше двойного индуктивного сопротивления питающей сети (от шин приемной ПС до той точки, где была приложена ЭДС). При нормальномнапряжении периодическая составляющая пускового тока определяется как:

. В реальных условиях эксплуатации успешный самозапуск проверяется испытаниями. В таких испытаниях выяснется время восстановления нормальной работы, и соответствие этого времени тем условием, которое отвечает сохранению технологического процесса.

Задача в уменьшении врмени АПВ и АВР. Самозапуск также возможен при остаточном напряжении и меньшем ,чем 0,7Uном, но время достижения рабочей частоты затягивается и м.б. неприемлемым не для самого Д, а для технологического процесса производства (около 32 с, при 0,5Uном – неприемлемая ситуация). Если сократить время перерыва питания до 0,5 с, топроцесс самозапуска займет 1,5 с. Кроме выдержки времени, важное значение имеет характеристика моментов, развиваемых тем или иным Д (не можем повлиять). Вместе с тем, облегчают условия самозапуска – например, групповой самозапуск, когда в начале запускают Д с меньшей инерцией и

меньшим моментом сопротивления. Все это относится к схемам явногорезервирования.

Рассмотрим неявное резервирование. Возникает, когда мы рассматриваем 2 трансформаторные ПС в случае, когда каждый питающий трансформатор работает на отдельной секции шин НН, вместе со своей нагрузкой. При отключении одного из Т, питаемая нагрузка переводится через ВС на Т, с нагрузкой любой секции. При этом, мощность каждого из этих Т д.б. достаточной, для питания всей ПС. Этот режим является расчетным для обеспечения самозапуска в цикле АПВ, когда одно из питающих устройств отключается (например, в случае неисправности электроснабжения всей нагрузки нормально производится по второму питающему направлению – второй трансформатор). Для того режима случай самозапуска будет таким же, как и при явном резервировании. Облегчение условий неявного резервирования сказывается в случаи нормального питания нагрузки каждойсекции своего Т, и переключения этой нагрузки через ВС на ненагруженный Т резервирующей секции (после отключения поврежденных Т). Такая схема подобна схеме АВР трансформаторов, питающихся от разных секций. Условием, определяющим эффективность АВР 2 трансформаторных ПС – такое включение ВС, при котором сохраняется нормальная работа всех потребителей неповрежденной резервирующей секции и вместе с этим происходит самозапуск ответственных потребителей резервированной секции. Т.е. условие успешности – сохранение в работе всех тех механизмов,которые уже находились в работе и успешный самозапуск потребителей секции резервирования. В момент включения ВС после отключения поврежденного источника на обоих секциях устанавливается одинаковое напряжение.

Рассматриваем АВР 2 секции по включения ВС. Если ответственные потребители обоих секций (только АД с КЗ ротором), то напряжение на шинах после АВР после обеспечения успешного самозапуска, можем принять таким же, какое оно было. Точное такое же напряжение будет и на резервирующей секции (1секция). Под влиянием сниженного напряжения в момент вращения АД потребителей в 1 секции будет уменьшаться по квадратичному закону. Если процесс самозапуска будет относительно продолжительным, то скольжение Д на 1 секции могут достичь критическогозначения. При таком скольжении Д-и 1 секции начнут потреблять ток соответствующий 0,7Iпуск, тогда можно сказать, что сопротивление Д- это сопротивление Д при включении механизмов под номинальное напряжение

. Из рисунка можно сказать, что для успешного самозапуска суммарное сопротивление Д, включенных параллельно будет равно:

. Деление на 0,7 равноценно умножению на 1,43. При расчете сопротивлений должно

выполнять условие: . Сопротивление второго Двигателя определяется из условий сохранения напряжения, после включения ВС (0,7Uном). Из соотношения Xвн и Хдв1/0,7, мы можем определить Хд2, которое нам позволит вычислить мощность Д. Если ответственные потребители содержат помимо АД, СД, то мы должны снимать возбуждение и вводить пусковой синхронный режим (то, что касается потребителей секции 2). В секции 1, в процессе самозапуска СД , они должны оставать в синхронизме с питающей энергосистемой. Наличие этих Д уменьшает Xвн, и способствует уменьшению самозапуска. Единственное условие - чтобы при пониженном напряжении они не нарушали синхронную работу. Если в 1 секции есть СД, снабженные не тиристорной системой возбуждения (котораябыла принята в прошлом опыте), то условие по напряжению

д.б. транфсормирована (пишется в паспортных данных). Если у Д независимая система возбуждения, то вероятность того, что они могут продолжить работу, не выпадая из синхронизма, и при меньших напряжениях на зажимах статора, например, до 50% от номинального значения, то указанное выше условие соответсвует неусешному самозапускупотребителей. Также, нас интересует работа форсировки Д. Форсировка

возбуждения позволяет поддерживать напряжение, но ее действие наступает не мгновенно (сначала проявляется снижение напряжение, только потом, спустя некоторое время, в зависимости от инерционности системы возбуждения и регулирования, в работу вступает форсировка). Поэтому в цикле АВР предпринимают опережающую форсировку, которая обеспечивает напряжение на резервирующей секции до момента включения ВС (т.е. до того момента, как напряжение начнет снижаться за счет потребителей, которые подключены ко 2 секции – на Хд2). Снятие импульса форсировку производится автоматически через несколько секунд как устройство АВР осуществит включение ВС и действие устройства форсировки осуществляется только на Д резервирующей секции (Хдв1/0,7). Возможно одновременно формировать импульс форсировки с потерей питания на 2 секции. И также одновременно можно осуществлять отключение части потребителей на Хд2.Все это м.б. выполнено в составе устройства АВР. Если напряжение на секции снижается из-за КЗ на шинах одной из секций – тогда, предпочтение отдают сначала работе АПВ того трансформатора, который питает эту секцию. Действие АВР и включение ВС , при этом, стараются запрещать. Одновременно с этим, также действуют на ускорение

защит. В некотрых случаях , для Т выполняется только АВР. Тогда, на ВС для отключения КЗ на шинах, дополнительно предусматривается отдельная ступень токовой отсчеки, которая отсраиваетсяот тока срабатывания при самозапуске (она также предназчначена для отключения ВС при КЗ на шинах). Дополнительная ступень нужна потому, что токовые защиты с выдержкой времени 0,5 с могут не сработать из-за того,что ток начнет пульсировать из-за нарушения работы синхронной нагрузки неповрежденной секции по отношению к питающей энергосистемы.

На разомкнутых распред.сетях 35, 10 кВ можно встретить иной подход для выполнения АВР. Фргамент разомкнутой сети представлен ниже. Для подобных распредсетей с двусторонним питанием, предусматриваются замкнутые и разомкнутые режимы работы. Выбор того или иного режима зависит от характеристик самих источников ( от того, какие линии электропередач и какой характер у нагрузки/потребителей). В разомкнутом режиме есть ряд достоинств: уменьшение токов, упрощение схемы, упрощение типов выключателей и схем защит. Вместе с тем, можно говоритьо питании отдельной части сети с разными уровнями напряжений – с большим сдвигом меду напряжениями. Если, к примеру, выключатель под цифрой 4 отключенэто м.б. несинхронно работающие источники. Для того, чтобы длительно работать в разомкнутом режиме необходимо: 1)достаточнаяпропускная способность ( в случае аварии все потребители лоажтся на нижнюю часть схемы); 2) быстрый перевод с рабочего источника на резервный ( выполняются с помощью устройств сетевых АВР).

9.5 Сетевые АВР. Назначение и область применения. Требования к выполнению сетевых АВР. Примеры применения в распределительных сетях

\

Сетевые АВР – это комплекс, который установлен на разных объектах энергетики, между собой не обмениваются сигналами , но их параметры срабатывания координируются между собой для того, чтобы эти устройстваработали согласованно. Сетевой АВР выполняет переключение питания на резервный источник, при отключении рабочего; предотвращает подачу напряженияя резервного источника на поврежденный рабочий (например, линия,шины, трансформатор) – эту задачу выполняет устройство

делительной автоматики минимального напряжения . Эта автоматика должна обязательно срабатывать до устройства АВР. Также, устройствами сетевого АВР предотвращается опасные несинхронные включения СГ местных электростанций, которые теряют связь с энергосистемой при отключении рабочего источника. Также, эту задачу выполняют устройства автоматики деления. Может также потребоваться изменение уставок устройств релейной защиты для того, чтобы поменялась конфигурация сети. Если отвключить В2, и включить В4, для левой части потребуется ввод других параметров сети. Это м.б. выполнено перед действием сетевого АВР. Разомкнутые сети, на которых выполняется устройства АВР, иногда называют разомкнуто-резервируемыми. В4 д.б. обнародован АВР двухстороннего действия. При повреждении в точке К1, налинии 10 кВ, между В2 и В3, линия будет отключаться В2, затем устройство АВР В4 будет фиксировать отсутствие напряжения со стороны ПС А, для этого показан ТН, и при наличии напряжения сос тороны ПС Б , будет давать