Индуктивное сопротивление реактора определяют, исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня. В большинстве случаев уровень ограничения тока КЗ определяется по коммутационной способности выключателей, намечаемых к установке или установление в данной точке сети.
Как правило, первоначально известно начальное значение периодического тока КЗ Iп, o, которое с помощью реактора необходимо уменьшить до требуемого уровня.
Рассмотрим порядок определения сопротивления индивидуального реактора. Требуется ограничить ток КЗ так, чтобы можно было в данной цепи установить выключатель с номинальным током отключения Iном, (действующее значение периодической составляющей тока отключения)
По значению Iном, отк определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ, при котором обеспечивается коммутационная способность выключателя. Для упрощения обычно принимают Iп, 0, треб = Iном, отк
Результирующее сопротивление, Ом, цепи КЗ до установки реактора можно определить по выражению
xрез = Uср ⁄ √3Iп, 0
Требуемое сопротивление цепи КЗ для обеспечения Iп, 0, треб
xтребрез = Uс р ⁄ √3Iп, 0, треб
Разность полученных значений сопротивлений даст требуемое сопротивление реактора
xртреб = xтребрез – xрез
Далее по каталожным и справочным материалам выбирают тип реактора с ближайшим большим индуктивным сопротивлением.
Сопротивление секционного реактора выбирается из условий наиболее эффективного ограничения токов КЗ при замыкании на одной секции. Обычно оно принимается таким, что падение напряжения на реакторе при протекании по нему номинального тока достигает 0,08 – 0,12 номинального напряжения, т. е.
√3xрIном ⁄ Uном = 0,08 – 0,12
В нормальных же условиях длительной работы ток и потери напряжения в секционных реакторах значительно ниже.
Фактическое значение тока при КЗ за реактором определяется следующим образом. Вычисляется значение результирующего сопротивления цепи КЗ с учетом реактора
x'рез = xрез + xр,
а затем определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ:
Iп, 0 = Uср ⁄ √3x'рез
Аналогично выбирается сопротивление групповых и сдвоенных реакторов. В последнем случае определяют сопротивление ветви сдвоенного реактора xр = xв.
Выбранный реактор следует проверить на электродинамическую и термическую стойкость при протекании через него тока КЗ.
Электродинамическая стойкость реактора гарантируется при соблюдении следующего условия:
Iдин ≥ iy(3)
где іy(3) – ударный ток при трехфазном КЗ за реактором; iдин – ток электродинамической стойкости реактора, т. е. максимальный ток (амплитудное значение), при котором не наблюдается остаточной деформации обмоток (иногда в каталогах этот ток обозначается как imax).
Термическая стойкость реактора характеризуется заводом-изготовителем величиной tтер — временем термической стойкости и среднеквадратичным током термической стойкости Iтер = iдин/2,54. Поэтому условие термической стойкости реактора имеет вид:
Bкзав = I²терtтер ≥ Вк
где Вк – расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.
При соблюдении указанного условия нагрев обмотки реактора при КЗ не будет превышать допустимого значения.
В ряде случаев необходимо определить уровень остаточного напряжения на шинах при КЗ непосредственно за реактором. Для этой цели можно воспользоваться выражением с учетом того, что в режиме КЗ sin φк ≈ 1. Тогда выражение для определения остаточного напряжения на шинах примет вид:
Uост % = xр(√3Iп, 0 / Uном) × 100
Значение Uост по условиям работы потребителей должно быть не менее 65 – 70%.
Заключение
Для обеспечения надежной работы энергосистем и предотвращения повреждений оборудования при КЗ необходимо быстро отключать поврежденный участок. К мерам, уменьшающим опасность развития аварий, относится также правильный выбор аппаратов по условиям КЗ, применение токоограничивающих устройств, выбор рациональной схемы сети и т. п.
Для осуществления указанных мероприятий необходимо уметь определять ток КЗ и характер его изменения во времени.
Список литературы
1. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В., «Электрооборудование электрических станций и подстанций», 5-е издание, М.: 2008.
2. Маргулова Т. Х. «Атомные электрические станции», М.: 2002.
3. Синдеев Ю.Г., Грановский В.Г. Электротехника. Учебник для студентов педагогических и технических вузов. Ростов-на-Дону: «Феникс», 1999.
4. Лихачев В.Л. Электротехника. Справочник. Том 1./В.Л. Лихачев. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003.
5. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика для средних специальных учебных заведений: Учебник. – 4-е изд., испр. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984.