10-4. Режимы нейтрали. Выбор дугогасящих катушек и схемы их присоединения.
Городские сети 6—35 кВ работают без глухого заземления нейтрали и относятся к сетям с малым током замыкания на землю (ток замыкания на землю во много раз меньше тока междуфазного повреждения и не превышает 500 А). Уменьшение тока замыкания на землю с целью предупреждения перехода однофазных замыканий в многофазные, а также для ограничения перенапряжений в сетях, работающих с изолированной нейтралью, достигается установкой дугогасящих катушек.
Компенсация емкостных токов однофазного замыкания на землю в сетях 6—35 кВ должна предусматриваться в тех случаях, когда эти точки превышают следующие величины:
Таблица 10-21
Удельные емкостные токи однофазного замыкания и максимальная протяженность кабельной сети, допустимая без компенсации
Выбор мощности и места установки дугогасящей катушки производится с учетом возможных делений сети на части и аварийных режимов. При этом предусматривается развитие сети на ближайшие 5 лет и перспективы на 10 лет. Мощность катушки выбирается по величине полного емкостного замыкания на землю сети и округляется до ближайшего стандартного значения.
Для подсчета суммарного емкостного тока замыкания на землю в табл. 10-21 и 10-22 приведены средние значения удельных (на 1 км) емкостных токов для воздушных и кабельных линий. Увеличение емкостного тока замыкания на землю в сетях 6—35 кВ при учете емкости распределительных устройств составляет 5—10% — при кабельном и воздушном исполнении РУ 6—10 кВ и 10—12% — при воздушном исполнении РУ 20—35 кВ. В табл. 10-23 и 10-24 указаны зарядные мощности кабельных линий.
Таблица 10-22
Средние удельные емкостные токи однофазного замыкания на землю ВЛ 6—35 кВ и максимальная протяженность сети, допустимая без компенсации
Таблица 10-23
Электрические характеристики кабельных линий 6—20 кВ
Электрические характеристики кабельных линий 35—220 кВ
На основании опыта проектирования и эксплуатации считается, что применение дугогасящих катушек требуется при установке на городской подстанции общего пользования трансформаторов единичной мощностью 10 МВ-А и более и кабельном исполнении сети. На подстанциях, трансформаторы которых на стороне низшего напряжения работают раздельно, при емкостном токе каждой секции шин, превышающем допустимые значения, дугогасящие катушки устанавливаются на обеих секциях. Мощность катушки выбирается по суммарному емкостному току сети, питающейся от данной секции.
Таблица 10-25
Дугогасящие катушки типа ЗРОМ
Рис. 10-4. Схема включения дугогасящей катушки: 1 — катушка; 2 — заземляющий трансформатор; 3 — сигнальная обмотка; 4 — трансформатор тока
Если емкостной ток секции меньше допустимого, а суммарный ток двух секций превышает допустимое значение, на подстанции устанавливается одна дугогасящая катушка, которая присоединяется к секции с большим током замыкания на землю. Мощность катушки выбирается по суммарному емкостному току сети, обеих секций, так как замыкание секций на параллельную работу может быть длительным. При выборе мощности катушек не учитываются возможные эксплуатационные режимы, связанные с кратковременным увеличением тока замыкания на землю.
Мощность катушки определяется произведением ее номинального тока на фазное напряжение сети. Для настройки катушки в соответствии с величиной емкостного тока сети ее главная обмотка выполняется с ответвлениями для пяти значений тока. Катушка имеет также сигнальную обмотку, к выводам которой подключается регистрирующий вольтметр для измерения напряжения на катушке во время ее работы. Промышленностью социалистических стран выпускаются самонастраивающиеся дугогасящие катушки. Их настройка осуществляется в определенных пределах автоматически в зависимости от изменения емкостного тока сети.
Тип катушки, мощность и токи на отдельных ответвлениях можно выбрать по данным табл. 10-25. Из-за включенного перед дугогасящей катушкой сопротивления нулевой последовательности трансформатора фактический ток катушки на всех ее ответвлениях на 1—5% ниже номинального тока этих ответвлений.
Присоединение катушки производится в нейтраль заземляющего трансформатора, в качестве которого может использоваться трансформатор собственных нужд ЦП. В ряде случаев установка компенсирующего устройства производится непосредственно в сети.
Принципиальная схема присоединения компенсирующего устройства указана на рис. 10-4. Присоединение заземляющего трансформатора к шинам РУ должно осуществляться обязательно с использованием выключателя мощности. Применять для этих целей предохранители или выключатели нагрузки недопустимо.
Для присоединения дугогасящих катушек 35 кВ могут использоваться нейтрали этого напряжения на трехобмоточных трансформаторах 110—220/35/6—10 кВ со схемой соединения обмоток
и двухобмоточных трансформаторов 35/6—10 кВ со схемой соединения обмоток
Для присоединения катушек 6—10 кВ применяются трансформаторы 6—10/0,23 кВ со схемой соединения
.
Не рекомендуется использовать трансформаторы со схемой обмоток
,
так как при этом значительно возрастает потребная мощность трансформатора. В случае использования трансформатора одновременно для компенсации и собственных нужд последние должны выполняться на напряжение 220 В. При напряжении собственных нужд подстанции 380/220 В для компенсации тока однофазного замыкания устанавливаются отдельные трансформаторы.
Выбор мощности трансформатора, используемого для компенсирующего устройства и собственных нужд, может производиться по данным табл. 10-26 и рис. 10-5. При этом μ — степень загрузки трансформатора собственными нуждами, β— допустимая перегрузка трансформатора, cosφ — коэффициент мощности нагрузки подстанции.
Типовые схемы присоединения компенсирующих устройств ДК на подстанциях указаны на рис. 10-6. Схемы 1а и 1б применяются на подстанциях с трехобмоточными трансформаторами 110—220/35/6—10 кВ для компенсации емкостного тока в сети 35 кВ. В схеме 1а один из разъединителей разомкнут, секции шин РУ 35 кВ работают параллельно или раздельно.
Последнее в случае, когда хотя бы одна из секций не нуждается в компенсации. В схеме 16 разомкнут разъединитель перемычки (или одной нейтрали), секции шин РУ 35 кВ могут работать параллельно или раздельно.
Таблица 10-26
Минимально допустимая по условиям нагрева мощность трансформатора дли присоединения дугогасящей катушки
Рис. 10-6. Принципиальные схемы присоединения компенсирующих устройств на подстанциях
Схема 2 применяется на подстанциях с переменным оперативным током с установкой заземляющего трансформатора для присоединения дугогасящих катушек ДК. Схема 2 позволяет сохранить качество компенсации при переходе с раздельной работы секций шин РУ 6—10 кВ на параллельную. Схема 3 используется при установке общих трансформаторов для компенсации и собственных нужд, и последние следует выполнить напряжением 220 В. Недостатком схемы 3 является отключение одной дугогасящей катушки при ремонте ввода и параллельной работе секций.
Схемы 4 и 5 применяются на подстанциях с постоянным оперативным током, схема 6 при наличии сдвоенных реакторов — на вводах в РУ 6—10 кВ. Штриховыми линиями показаны вторые комплекты устройств, необходимость которых определяется расчетом. Схема 7 применяется на подстанциях с трансформаторами с расщепленными обмотками.
