Hỗ trợ các bộ hạn chế hiện tại và lò phản ứng triệt tiêu hồ quang

Cuộn kháng hạn chế dòng điện được thiết kế để hạn chế dòng điện ngắn mạch và duy trì một mức điện áp thanh cái nhất định trong trường hợp xảy ra sự cố phía sau cuộn kháng.

Lò phản ứng được sử dụng trong các trạm biến áp chủ yếu cho mạng 6-10 kV, ít thường xuyên hơn cho điện áp 35 kV. Cuộn kháng là một cuộn dây không có lõi, điện trở cảm ứng của nó không phụ thuộc vào dòng điện chạy qua. Một điện cảm như vậy được bao gồm trong mỗi pha của mạng ba pha. Điện trở cảm ứng của lò phản ứng phụ thuộc vào số vòng dây, kích thước, vị trí tương đối của các pha và khoảng cách giữa chúng. Điện trở cảm ứng được đo bằng ohms.

Ở điều kiện bình thường, khi dòng tải đi qua cuộn kháng, tổn thất điện áp trong cuộn kháng không vượt quá 1,5-2%. Tuy nhiên, khi dòng điện ngắn mạch chạy qua, điện áp rơi trên cuộn kháng tăng mạnh. Trong trường hợp này, điện áp dư của các thanh cái trạm biến áp đến cuộn kháng ít nhất phải bằng 70% điện áp danh định.Điều này là cần thiết để duy trì hoạt động ổn định của những người dùng khác được kết nối với các xe buýt của trạm biến áp. Điện trở hoạt động của lò phản ứng nhỏ, do đó tổn thất công suất hoạt động trong lò phản ứng là 0,1–0,2% công suất đi qua lò phản ứng ở chế độ bình thường.

Tại điểm chuyển mạch, có sự phân biệt giữa các cuộn kháng tuyến tính và cục bộ được kết nối giữa các phần thanh cái. Đổi lại, các lò phản ứng tuyến tính có thể là riêng lẻ (Hình 1, a) - cho một dòng và nhóm (Hình 1, b) - cho một số dòng. Thiết kế phân biệt giữa lò phản ứng đơn và kép (Hình 1, c).

Cuộn dây lò phản ứng thường được làm bằng dây cách điện bện - đồng hoặc nhôm. Đối với dòng định mức từ 630 A trở lên, cuộn dây cuộn kháng bao gồm một số nhánh song song. Trong quá trình sản xuất lò phản ứng, các cuộn dây được quấn trên một khung đặc biệt và sau đó được đổ bằng bê tông, giúp ngăn chặn sự dịch chuyển của các vòng dây dưới tác động của lực điện động khi dòng điện ngắn mạch chạy qua. Phần bê tông của lò phản ứng được sơn để ngăn hơi ẩm xâm nhập. Các lò phản ứng được lắp đặt ngoài trời phải được ngâm tẩm đặc biệt.

Cơm. 1. Sơ đồ bao gồm các lò phản ứng hạn chế dòng điện: a — lò phản ứng đơn lẻ cho một dây chuyền; b — lò phản ứng đơn vị nhóm; với — lò phản ứng kép của một nhóm

Để cách ly các lò phản ứng của các pha khác nhau với nhau và khỏi các cấu trúc nối đất, chúng được gắn trên chất cách điện bằng sứ.

Cùng với lò phản ứng đơn, lò phản ứng kép đã tìm thấy ứng dụng. Không giống như lò phản ứng đơn, lò phản ứng kép có hai cuộn dây (hai chân) mỗi pha. Các cuộn dây có một hướng quay.Các nhánh lò phản ứng được tạo ra cho cùng một dòng điện và có cùng độ tự cảm. Một nguồn điện (thường là máy biến áp) được kết nối với thiết bị đầu cuối chung và tải được kết nối với các thiết bị đầu cuối nhánh.

Giữa các nhánh của pha cuộn kháng có một khớp nối cảm ứng được đặc trưng bởi độ tự cảm lẫn nhau M. Ở chế độ bình thường, khi dòng điện xấp xỉ bằng nhau chạy trong cả hai nhánh, tổn thất điện áp trong cuộn kháng kép do cảm ứng lẫn nhau nhỏ hơn trong cuộn kháng thông thường với cùng một điện trở tự cảm. Hoàn cảnh này cho phép sử dụng hiệu quả lò phản ứng kép làm lò phản ứng mẻ.

Khi một trong các nhánh của cuộn kháng bị ngắn mạch, dòng điện trong nhánh này cao hơn nhiều so với dòng điện trong nhánh còn lại không bị hư hỏng, trong trường hợp này, ảnh hưởng của cảm ứng lẫn nhau giảm và tác dụng hạn chế dòng điện ngắn mạch là chủ yếu được xác định bởi điện trở cảm ứng vốn có trên nhánh lò phản ứng.

Trong quá trình hoạt động của các lò phản ứng, chúng được kiểm tra. Trong quá trình kiểm tra, người ta chú ý đến tình trạng của các tiếp điểm tại các điểm kết nối của xe buýt với cuộn dây của lò phản ứng theo màu tối, màng nhiệt chỉ thị, tình trạng của lớp cách điện cuộn dây và sự biến dạng của các vòng quay, đến mức độ bụi bẩn và tính toàn vẹn của các chất cách điện hỗ trợ và cốt thép của chúng, đến tình trạng của lớp phủ bê tông và sơn mài.

Làm ướt bê tông và giảm điện trở của nó đặc biệt nguy hiểm trong trường hợp ngắn mạch và quá điện áp trong mạng do có thể chồng chéo và phá hủy các cuộn dây của lò phản ứng. Trong điều kiện vận hành bình thường, điện trở cách điện của cuộn dây lò phản ứng với đất tối thiểu phải là 0,1 MΩ.Chức năng của hệ thống làm mát (thông gió) của các lò phản ứng được kiểm tra. Nếu phát hiện sự cố thông gió, phải thực hiện các biện pháp để giảm tải. Quá tải lò phản ứng là không được phép.

Lò phản ứng triệt tiêu hồ quang.

Một trong những lỗi phổ biến nhất trong mạng điện là nối đất các bộ phận mang điện của hệ thống lắp đặt điện. Trong mạng 6-35 kV, loại hư hỏng này chiếm ít nhất 75% tổng số hư hỏng. Lúc bế mạc; xuống đất của một trong các pha (Hình 2) của mạng điện ba pha hoạt động với trung tính cách ly, điện áp của pha C bị hỏng so với đất trở thành 0 và hai pha A và B còn lại tăng theo 1,73 lần (lên đến điện áp mạng). Điều này có thể được giám sát bằng vôn kế giám sát cách điện có trong cuộn thứ cấp của máy biến điện áp.

Cơm. 2. Sự cố pha chạm đất trong mạng điện ba pha có bù dòng điện dung: 1-cuộn dây của máy biến áp lực; 2 — máy biến điện áp; 3 — lò phản ứng dập hồ quang; H — rơle điện áp

Dòng điện của pha C bị hư hỏng chạy qua điểm nối đất bằng tổng hình học của dòng điện của pha A và B:

trong đó: Ic - dòng điện chạm đất, A; Uf - điện áp pha mạng, V; ω = 2πf-tần số góc, s-1; C0 là điện dung pha so với đất, trên một đơn vị chiều dài của đường dây, μF/km; L là chiều dài của mạng, km.

Có thể thấy từ công thức rằng chiều dài của mạng càng lớn thì giá trị của dòng điện chạm đất càng lớn.

Sự cố giữa pha và đất trong mạng có trung tính cách ly không ảnh hưởng đến hoạt động của người tiêu dùng vì tính đối xứng của điện áp đường dây được bảo toàn.Ở dòng điện IC lớn, sự cố chạm đất có thể đi kèm với sự xuất hiện của hồ quang gián đoạn tại vị trí sự cố. Đến lượt mình, hiện tượng này dẫn đến thực tế là quá điện áp lên đến (2.2-3.2) Uf xuất hiện trong mạng.

Khi có lớp cách điện yếu trong mạng, quá điện áp như vậy có thể gây ra sự cố cách điện và ngắn mạch pha-pha. Ngoài ra, hiệu ứng ion hóa nhiệt của hồ quang điện do sự cố chạm đất tạo ra nguy cơ xảy ra sự cố giữa các pha.

Có tính đến nguy cơ sự cố chạm đất trong mạng có trung tính cách ly, việc bù dòng điện chạm đất điện dung bằng cách sử dụng lò phản ứng triệt tiêu hồ quang được sử dụng.

Tuy nhiên, nghiên cứu và kinh nghiệm vận hành cho thấy nên sử dụng lò phản ứng triệt tiêu hồ quang trong mạng 6 và 10 kV ngay cả khi dòng điện chạm đất lần lượt đạt 20 và 15 A.

Dòng điện chạy qua cuộn dây của cuộn kháng hồ quang phát sinh do tác động của điện áp phân cực trung tính. Ngược lại, nó xảy ra ở trạng thái trung tính khi một pha được nối đất. Dòng điện trong lò phản ứng là dòng điện cảm ứng và hướng vào dòng điện sự cố chạm đất điện dung. Bằng cách này, dòng điện được bù tại vị trí chạm đất, góp phần làm hồ quang dập tắt nhanh chóng. Trong những điều kiện như vậy, các mạng trên không và cáp có thể hoạt động trong một thời gian dài với sự cố pha-đất.

Sự thay đổi độ tự cảm, tùy thuộc vào thiết kế của lò phản ứng dập hồ quang, được thực hiện bằng cách chuyển mạch các nhánh cuộn dây, thay đổi khe hở trong hệ thống từ tính, di chuyển lõi bằng dòng điện một chiều.

Lò phản ứng loại ZROM được sản xuất cho điện áp 6-35 kV.Cuộn dây của một lò phản ứng như vậy có năm nhánh. Trong một số hệ thống điện, các lò phản ứng triệt tiêu hồ quang được tạo ra, độ tự cảm của chúng được thay đổi bằng cách thay đổi khe hở trong hệ thống từ tính (ví dụ: các lò phản ứng kiểu KDRM, RZDPOM cho điện áp 6-10 kV, công suất 400 -1300 kV kVA)

Cơm. 3. Sơ đồ cuộn dây của lò phản ứng triệt tiêu hồ quang kiểu RZDPOM (KDRM): A — X — cuộn dây chính; a1 — x1 — cuộn dây điều khiển 220 V; a2—x2—cuộn dây tín hiệu 100 V, 1A.

Các lò phản ứng triệt tiêu hồ quang thuộc loại tương tự, được sản xuất tại CHDC Đức, Tiệp Khắc và các nước khác, hoạt động trong các mạng điện. Về mặt cấu trúc, các lò phản ứng triệt tiêu hồ quang của các loại KDRM, RZDPOM bao gồm một mạch từ ba tầng và ba cuộn dây: nguồn điện, điều khiển và tín hiệu. Sơ đồ cuộn dây được hiển thị trong hình. 3. Tất cả các cuộn dây nằm ở chân giữa của mạch từ ba tầng.

Cơm. 4. Sơ đồ bao gồm các lò phản ứng dập hồ quang

Mạch từ với các cuộn dây được đặt trong thùng dầu máy biến áp. Thanh giữa được làm bằng một phần cố định và hai phần chuyển động, giữa đó có hai khe hở không khí có thể điều chỉnh được.

Trong cuộn dây nguồn, đầu A được nối với đầu trung tính của máy biến dòng, đầu X được nối đất qua máy biến dòng. Cuộn dây điều khiển a1 — x1 được thiết kế để kết nối bộ điều chỉnh lò phản ứng triệt tiêu hồ quang (RNDC).

Cuộn dây tín hiệu a2-x2 được sử dụng để kết nối các thiết bị điều khiển và đo lường với nó. Việc điều chỉnh lò phản ứng dập hồ quang được thực hiện tự động bằng truyền động điện. Việc hạn chế chuyển động của các bộ phận chuyển động của mạch từ được thực hiện bằng các công tắc hành trình.Sơ đồ mạch cho lò phản ứng triệt tiêu hồ quang được thể hiện trong hình.

Trong bộ lễ phục. Hình 4a cho thấy một mạch đa năng cho phép bạn kết nối cuộn kháng hồ quang với bất kỳ máy biến áp nào. Trong bộ lễ phục. 4b, từng lò phản ứng triệt tiêu hồ quang được bao gồm trong phần riêng của chúng. Công suất của lò phản ứng triệt tiêu hồ quang được chọn dựa trên sự bù của dòng điện dung mạng nối đất được cung cấp bởi phần thanh cái có liên quan.

Bộ ngắt kết nối được lắp đặt trên lò phản ứng triệt tiêu hồ quang để tắt nó trong quá trình khôi phục thủ công. Việc sử dụng công tắc thay cho bộ ngắt kết nối là không thể chấp nhận được, vì việc tắt nhầm lò phản ứng triệt tiêu hồ quang bằng công tắc trong quá trình nối đất trong mạng sẽ dẫn đến tăng dòng điện tại điểm nối đất, quá điện áp trong mạng, làm hỏng thiết bị. cách điện của cuộn kháng, ngắn mạch pha.

Theo quy định, các bộ triệt hồ quang được kết nối với trung tính của máy biến áp có sơ đồ kết nối sao-tam giác, mặc dù có các sơ đồ kết nối khác (trong phần trung tính của máy phát hoặc máy bù đồng bộ).

Công suất của máy biến áp không tải trong cuộn thứ cấp và được sử dụng để nối cuộn kháng hồ quang với trung tính của chúng được chọn bằng với công suất của cuộn kháng dập hồ quang. Nếu máy biến áp cho cuộn kháng hồ quang cũng được sử dụng để kết nối tải với nó, thì công suất của nó phải được chọn gấp 2 lần công suất của cuộn kháng hồ quang.

Thiết lập lò phản ứng ức chế hồ quang.Lý tưởng nhất là nó có thể được chọn sao cho dòng sự cố chạm đất được bù hoàn toàn, nghĩa là

trong đó Ic và Ip là các giá trị thực của dòng điện dung nối đất mạng và dòng điện điện kháng triệt tiêu hồ quang.

Cài đặt này của lò phản ứng triệt tiêu hồ quang được gọi là cộng hưởng (sự cộng hưởng của dòng điện xảy ra trong mạch).

Điều chỉnh lò phản ứng với bù quá mức được cho phép khi

Trong trường hợp này, dòng điện chạm đất không được vượt quá 5 A và mức độ lệch

không vượt quá 5%. Được phép định cấu hình các lò phản ứng triệt tiêu hồ quang không được bù trong các mạng cáp và mạng trên không, nếu bất kỳ sự mất cân bằng khẩn cấp nào về công suất pha của mạng không dẫn đến sự xuất hiện của điện áp phân cực trung tính cao hơn 0,7 Uph .

Trong một mạng thực (đặc biệt là trong các mạng trên không) luôn có sự không đối xứng của điện dung pha so với mặt đất, tùy thuộc vào vị trí của dây dẫn trên các giá đỡ và sự phân bố tụ điện ghép của các pha. Sự bất đối xứng này làm xuất hiện điện áp đối xứng trên dây trung tính. Điện áp mất cân bằng không được vượt quá 0,75% Uph.

Việc đưa một lò phản ứng triệt tiêu hồ quang vào trung tính làm thay đổi đáng kể điện thế của pha trung tính và pha mạng. Điện áp phân cực trung tính U0 xuất hiện trên trung tính do có sự không đối xứng trong mạng. Trong trường hợp không nối đất trong mạng, điện áp lệch trung tính được phép không cao hơn 0,15 Uph trong một thời gian dài và 0,30 Uph trong 1 giờ.

Với sự điều chỉnh cộng hưởng của cuộn kháng, điện áp phân cực của trung tính có thể đạt giá trị tương đương với điện áp pha Uf.Điều này sẽ làm biến dạng điện áp pha và thậm chí tạo ra tín hiệu nối đất sai. Trong những trường hợp như vậy, ngắt nhân tạo cuộn kháng hồ quang giúp giảm điện áp phân cực trung tính.

Việc điều chỉnh cộng hưởng của lò phản ứng triệt tiêu hồ quang vẫn là tối ưu. Và nếu với cài đặt như vậy, điện áp lệch trung tính lớn hơn 0,15 Uph và điện áp không cân bằng lớn hơn 0,75 Uph, thì phải thực hiện các biện pháp bổ sung để cân bằng công suất của các pha mạng bằng cách chuyển đổi dây dẫn và phân phối lại các tụ điện ghép nối trên toàn mạng các giai đoạn.

Trong quá trình vận hành, các lò phản ứng triệt tiêu hồ quang được kiểm tra: trong các trạm biến áp có nhân viên bảo trì thường trực mỗi ngày một lần, trong các trạm biến áp không có nhân viên bảo trì - ít nhất mỗi tháng một lần và sau mỗi sự cố chạm đất trong mạng. Khi kiểm tra, hãy chú ý đến tình trạng của chất cách điện, độ sạch của chúng, không có vết nứt, sứt mẻ, tình trạng của các vòng đệm và không bị rò rỉ dầu, cũng như mức dầu trong bình giãn nở; về trạng thái của thanh cái triệt tiêu hồ quang, kết nối nó với điểm trung tính của máy biến áp và với vòng nối đất.

Trong trường hợp không có điều chỉnh tự động của lò phản ứng để triệt tiêu hồ quang thành cộng hưởng, việc tái cấu trúc của nó được thực hiện theo lệnh của người điều phối, người này, tùy thuộc vào cấu hình mạng thay đổi (theo bảng đã biên soạn trước đó), hướng dẫn nhiệm vụ của trạm biến áp chuyển đổi nhánh tại lò phản ứng.Nhân viên trực, sau khi đảm bảo rằng mạng không bị nối đất, tắt lò phản ứng, cài đặt nhánh cần thiết trên đó và bật nó bằng bộ ngắt kết nối.