Выбор ячеек - подстанция с учетом на высоком напряжении

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Содержание


Подстанция с учетом энергии на стороне ВН включает в себя, в дополнение к ячейкам, описанным в подразделе Выбор комплектных распредустройств (КРУ), ячейки, специально предназначенные для учета энергии, и, при необходимости, автоматического или ручного переключения с одного источника питания на другой.

Измерения и общая защита

Выполнение этих двух функций достигается совместным действием двух ячеек:

  • ячейки трансформатора напряжения (ТН);
  • ячейки главного высоковольтного автоматического выключателя, в которую встроены трансформаторы тока (ТТ) в целях измерения и защиты.

Общая защита обычно предусматривает максимальную токовую защиту (перегрузка или КЗ) и защиту от КЗ на землю. Обе схемы используют защитные реле, которые опечатываются поставщиком энергии.


Подстанции с генераторами

Отдельная работа генератора

Если электроустановка требует высокой надежности питания, можно использовать резервный генератор среднего напряжения. В этом случае электроустановка должна включать в себя систему автоматического включения резерва (АВР). Во избежание параллельной работы генератора с внешней сетью необходима специальная ячейка с автоматическим переключением (см.рис. B33).

  • Защита:

Для защиты генератора предусмотрены специальные защитные устройства. Необходимо отметить, что в связи с тем, что мощность короткого замыкания при питании от генератора очень мала, по сравнению с мощностью короткого замыкания при питании от сети, необходимо обращать особое внимание на селективность (избирательность) защиты.

  • Управление:

Для управления генератором используется автоматический регулятор напряжения (АРН), который реагирует на снижение напряжения на клеммах генератора и автоматически увеличивает ток возбуждения генератора до того момента, пока напряжение не восстановится до нормального уровня. Когда генератор должен работать параллельно с другими генераторами, АРН переключается на режим параллельной работы, при котором в цепь управления АРН добавляются компоненты для обеспечения удовлетворительного распределения рективной мощности между параллельно включенными генераторами.

Когда несколько генераторов работают параллельно под управлением АРН, увеличение тока возбуждения одного из них (например, в результате переключения его АРН в режим ручного управления) практически не оказывает влияние на уровень напряжения. Фактически, данный генератор будет просто работать при меньших значениях коэффициента мощности (увеличение кВА ведет к увеличению вырабатываемого тока), чем ранее.

Коэффициент мощности других устройств автоматически увеличится, и требования нагрузки к коэффициенту мощности будут удовлетворены, как раньше.


Рис B33.jpg


Рис. B33: Часть высоковольтного КРУ, включая резервный источник тока

Генератор, работающий параллельно с основной сетью питания

Чтобы подсоединить генераторы (генераторные агрегаты) к сети, обычно требуется согласие поставщика электроэнергии. Оборудование (ячейки, защитные реле) должны быть согласованы с поставщиком электроэнергии.
Следующие замечания представляют собой некоторые основные соображения, которые необходимо учитывать для защиты и управления генератором.

  • Защита:

Чтобы изучить вопрос о присоединении генераторного агрегата, поставщику энергии требуются следующие данные:
  -  отдаваемая в сеть мощность;
  -  способ (метод) подключения;
  -  ток короткого замыкания генератора;
  -  несбалансированное напряжение генератора.

В зависимости от способа (метода) подключения, требуется функция защитного отключения цепи:
  -  максимальная токовая защита и защита минимального и максимального напряжений;
  -  защита по минимальной/максимальной частоте;
  -  защита от максимального напряжения нулевой последовательности;
  -  быстродействующее АВР;
  -  токовая направленная защита.

По причинам безопасности, отключающее устройство также должно иметь функции разъединителя цепи (то есть обеспечивать полное разъединение всех токоведущих проводов между генератором и сетью питания).

  • Управление:

Используется, когда генераторы потребительской подстанции работают параллельно с основным источником питания, например, когда напряжение сети питания снижается в рабочем порядке (высоковольтные сети обычно работают в пределах допуска ± 5% от номинального напряжения или даже более, если того требует система нагрузки). АРН, настроенный, например, на поддержание напряжения ± 3% от номинала, немедленно предпримет попытку поднять напряжение, увеличив ток возбуждения генератора.

Вместо поднятия напряжения, генератор просто будет работать с более низким коэффициентом мощности, чем прежде, увеличив, таким образом, выработку тока. Это будет продолжаться до тех пор, пока генератор не будет отключен своим реле защиты по максимальному току. Это хорошо известная проблема, и обычно она решается путем перевода АРН в режим поддержания постоянного коэффициента мощности.

Удовлетворяя заданным условиям, АРН автоматически отрегулирует ток возбуждения в соответствии с напряжением, которое существует в сети питания, одновременно поддерживая коэффициент мощности генератора постоянным (согласно значению, заданному управляющим устройством АРН).

В случае когда генератор разъединяется с сетью питания, АРН должен автоматически (быстро) переключиться на режим постоянного напряжения.