Координация уровней токов КЗ
Координация уровней токов КЗ – это согласование их значений в различных узлах СЭС. По своей постановке она представляет собой важную технико-экономическую задачу, от решения которой зависят энергетические и стоимостные характеристики СЭС.
Что касается централизованного электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства, то эта задача возникает при значительных токах КЗ на границе раздела с питающей энергетической системой. Ее решение заключается в ступенчатом снижении токов КЗ, даваемых источниками электрической энергии, при проектировании СЭС, ее эксплуатации и дальнейшем развитии либо реконструкции.
При проектировании СЭС исходными данными для решения задачи координации токов КЗ являются сведения об источниках питания и о составе электроприемников. На основе намеченного территориального размещения потребителей известными считаются предполагаемые источники энергии и их характеристики для узла подключения СЭС:
– установление мощности генерирующих источников промышленного района с перспективой их развития на 8-10 лет;
– мощности или токи КЗ, генерируемые источниками с учетом их развития не менее чем на 5 лет с момента ввода в эксплуатацию СЭС;
– рабочее напряжение районной ЭЭС;
– параметры ЛЭП между ЭЭС и СЭС.
Состав электроприемников обусловливает требования к бесперебойности электроснабжения, качеству электрической энергии, допустимой продолжительности в электропитании и др. По этим исходным данным могут быть сформулированы необходимые свойства проектируемой СЭС по надежности, потерям напряжения, мощности и энергии, безопасности, гибкости, жесткости и устойчивости, а также намечены варианты и параметры предполагаемого к применению электрооборудования.
На основе количественных показателей этих свойств и характеристик электрооборудования для узлов распределения электрической энергии могут быть определены оптимальные значения токов КЗ. С их учетом следует обосновывать структуру схемы электроснабжения – число приемных пунктов связи с ЭЭС, размещение подстанций глубокого ввода, выбор рабочих напряжения и количества ступеней распределения энергии.
На этапе эксплуатации СЭС необходимость решения вопросов координации токов КЗ возникает при изменениях схемы электроснабжения, повышении мощности генерирующих источников, мощности или пропускной способности основных элементов, при введении ограничений на режим работы основного электрооборудования, увеличении плотности нагрузки и сетей. При этом новые уровни токов КЗ должны быть согласованны с параметрами установленного оборудования и сетей.
Координация достигается:
– стационарным или автоматическим делением сети;
– установкой токоограничивающих одноцепных и сдвоенных реакторов;
– применением различных токоограничивающих устройств;
– установкой коммутационных аппаратов повышенной стойкости к воздействию токов КЗ;
– разукрупнением трансформаторных подстанций по мощности трансформаторов и секций путем установки трансформаторов с расщепленными обмотками или сдвоенных реакторов;
– изменением режима нейтрали сети путем разземления части нейтралей трансформаторов, заземления нейтралей через резисторы, реакторы и токоограничивающие устройства;
– электрическим делением сети путем установки разделительных трансформаторов.
В условиях последующего расширения и развития СЭС согласованием токов КЗ преследуют такие же цели, как при эксплуатации СЭС. Дополнительной рациональной мерой здесь является строительство новых приемных пунктов связи с ЭЭС и подстанции глубокого ввода для покрытия увеличения электрических нагрузок с использованием разделения сетей.
На всех этапах координации токов КЗ анализ их на разных ступенях распределения энергии используется для обоснования технической необходимости создания нового и модернизации существующего электрооборудования. Контроль токов КЗ в узлах нагрузки и анализ динамики их изменения являются важным фактором обеспечения надежности электроснабжения.
Примеры расчетов
Пример 14.1. Сравнить режимы параллельной и раздельной работ трансформаторов ГПП (рис. 14.7 а) по значениям начального и ударного токов трехфазного КЗ на шинах низшего напряжения в точке К.
Решение. Принимаем за базисные следующие условия:
, 
кВ. Тогда 
кА.
Сопротивления схем замещения (рис. 11.7 б, в) в о.е.:
;
.
Рис. 14.7. К примеру 14.1
Токи КЗ:
– при параллельной работе трансформаторов (рис. 14.7 б)
кА;
кА;
– при раздельной работе трансформаторов (рис. 11.7 в)
Переход с раздельной на параллельную работу трансформаторов ГПП вызывает повышение токов КЗ на шинах низшего напряжения на
Пример 14.2. Рассчитать сопротивление реактора напряжением 10 кВ
(рис. 14.8 а) для ограничения мощности КЗ на шинах до 200 МВ·А.
Рис. 14.8. К примеру 14.2
Решение. Принимаем за базисные условия:
; 
кВ. Тогда 
кА.
Сопротивление схемы замещения (рис. 14.8 б) в ОЕ:
связи с системой
;
трансформатора
.
При номинальных параметрах сети в месте включения реактора (Uном = 10 кВ; Iном =40/( 
·10) =2,31 кА) его сопротивление должно быть
или
.
Этим данным соответствует РБА 10-3000-12 с параметрами:
; 
; 
.
Фактическая мощность КЗ за реактором с сопротивлением, приведенным к базисным условиям,
,
составляет
.
Пример 14.3. При реконструкции подстанции глубокого ввода (рис. 14.9 а) предполагается снизить мощность КЗ на шинах напряжением 10 кВ. Установить степень снижения мощности КЗ для вариантов ее ограничения, показанных на рис. 14.9 б и в. Мощность КЗ на стороне высшего напряжения равна 3000 МВ·А.
а б в
Рис. 14.9. К примеру 14.3
Решение. Принимаем за базисные следующие условия: Sб = 3000 МВ·А,
Uб = 10,5 кВ. Тогда Iб = 3000/( ·10,5) = 165,15 кА.
Используя результаты вычислений, полученные в предыдущем примере, находим:
– для исходного варианта (рис. 14.9 а)
,
– для варианта, показанного на рис. 14.9 б,
.
Сопротивление обмоток трансформатора для варианта, соответствующего
рис. 14.9 в, при отсутствии данных Uкн1-н2 % следующие:
;
.
Мощность КЗ на одной из секций шин напряжением 10 кВ
.
Ограничение мощности КЗ в обоих вариантах реконструкции подстанции глубокого ввода практически одинаковое, поскольку при использовании реактора она уменьшается на 41,6 %, а при установке трансформатора с расщепленной обмоткой – на 43,7 %.
Дата добавления: 2015-05-19; просмотров: 2288;