Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Рассмотрите составление схемы замещения нулевой последовательности






Токи нулевой последовательности по существу являются однофазным током, разветвленным между тремя фазами и возвращающимся через землю. Путь циркуляции токов резко отличается от пути, по которому проходят токи прямой или обратной последовательности.

Схема нулевой последовательности в значительной степени определяется соединением обмоток трансформаторов и автотрансформаторов.

Составление схемы нулевой последовательности начинается от точки, где возникла несимметрия, считая, что в этой точке все фазы замкнуты накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности.

 

а) б)

Рис. 9.15. Напряжение нулевой последовательности

а) при поперечной несимметрии; б) при продольной несимметрии

В зависимости от вида несимметрии это напряжение прикладывается или относительно земли (поперечная несимметрия, рис. 9.15а) или последовательно, в рассечку фазных проводов (продольная несимметрия, рис. 9.15б). Параметры схемы нулевой последовательности не зависят от времени. Схема имеет начало – точку нулевого потенциала и конец – точку, где возникла несимметрия.

Когда напряжение нулевой последовательности приложено относительно земли, то при отсутствии емкостной проводимости для циркуляции токов нулевой последовательности необходима, по меньшей мере, одна заземленная нейтраль в той же электрически связанной цепи, где приложено напряжение. При нескольких заземленных нейтралях в этой цепи образуется несколько параллельных контуров для токов нулевой последовательности. При продольной несимметрии циркуляция токов нулевой последовательности возможна даже при отсутствии заземленных нейтралей, если при этом имеется замкнутый контур через обходные пути той же электрически связанной цепи.

Сопротивление, через которое заземлена нейтраль трансформатора либо нагрузки, должно быть введено в схему нулевой последовательности утроенной величиной. Это обусловлено тем, что схема составляется для одной фазы, а через сопротивление протекает сумма трех токов всех фаз. В результате преобразований схема нулевой последовательностей сводится к виду, показанному на рисунке 9.16. Там же дано основное уравнение.

Рис. 9.16. Результирующая схема замещения нулевой последовательности

 

Результирующие ЭДС и сопротивления.

Этапом аналитического расчета несимметричного режима является определение результирующих сопротивлений и ЭДС схем отдельных последовательностей, относительно места несимметрии. При этом преобразования схем при продольной и поперечной несимметрии существенно различаются [16].

Рассмотрим схему на рисунке 9.17а.

 

Поперечная несимметрия Продольная несимметрия

а) б)

 

5.

 

 

Билет№15

1. Раскройте содержание следующих терминов: Защита генераторов. Повреждения и ненормальные режимы работы. Дифференциальные защиты.

2. Раскройте содержание следующих терминов: Автоматика предотвращения нарушения динамической или статической устойчивости (АПНУ).

3. Дайте формулировку определения Оперативно-диспетчерское управление энергосистемой.

4. Рассмотрите составление схемы замещения нулевой последовательности.

5. Опишите применение в электроэнергетике: Векторная диаграмма напряжений в месте двухфазного короткого замыкания на землю.

 

1. Раскройте содержание следующих терминов: Защита генераторов. Повреждения и ненормальные режимы работы. Дифференциальные защиты.

Защита генераторов по правилам устройства электроустановок

Для турбогенераторов более 1МВт, работающих непосредственно на сборные шины генераторного напряжения должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих повреждений и нарушений нормального режима:

1) многофазных замыканий в обмотке статора генератора и на его выводах;

2) однофазных замыканий на землю в обмотке статора;

3) двойных замыканий на землю, одно из которых возникло в обмотке статора, а второе - во внешней сети;

4) замыканий между витками одной фазы в обмотке статора (при наличии выведенных параллельных ветвей обмотки);

5) внешних к.з.;

6) перегрузки токами обратной последовательности;

7) симметричной перегрузки обмотки статора;

8) перегрузки обмотки ротора током возбуждения (для генераторов с непосредственным охлаждением проводников обмоток);

9) замыкания на землю во второй точке цепи возбуждения;

10) асинхронного режима с потерей возбуждения.

Виды повреждений генераторов. Большинство повреждений генератора вызывается нарушением изоляции обмоток статора и ротора, которые происходят вследствие старения изоляции, ее увлажнения, наличия в ней дефектов, а также в результате перенапряжений, механических повреждений, например из-за вибрации стержней обмоток и стали магнитопровода.

Повреждения в статоре. В статоре возникают междуфазные КЗ, замыкание одной фазы на корпус (на землю), замыкание между витками обмотки одной фазы. Междуфазные КЗ сопровождаются прохождением в месте повреждения очень больших токов (десятки тысяч ампер) и образованием электрической дуги, вызывающей выгорание изоляции и токоведу- щих частей обмоток, а иногда и стали магнитопровода. При замыкании обмотки статора на корпус ток повреждения проходит в землю через сталь магнитопровода статора, выжигая ее. Повреждение стали требует длительного ремонта с перешихтовкой магнитопровода (переборкой активной части стали статора). Длительные замыкания на землю могут переходить в междуфазные КЗ, что увеличивает объем повреждений. Замыкание витков одной фазы происходит относительно редко; оно переходит либо в замыкание на землю, либо в КЗ между фазами.

Повреждения в роторе. Обмотка ротора генератора находится под сравнительно невысоким напряжением, и поэтому ее изоляция имеет значительно больший запас электрической прочности, чем изоляция статорной обмотки. Однако из-за значительных механических усилий, обусловленных большой частотой вращения роторов турбогенераторов (1500-3000 об/мин), относительно часто наблюдаются случаи повреждения изоляции и замыкания обмотки ротора на корпус (т. е. на землю) в одной или двух точках.

Замыкание на корпус в одной точке обмотки ротора неопасно, так как ток в месте замыкания очень мал и нормальная работа генератора не нарушается. Но при этом повышается вероятность возникновения опасного для генератора аварийного режима в случае появления второго замыкания на корпус в другой точке цепи возбуждения. При двойных замыканиях часть витков обмотки ротора оказывается зашунтированной; сопротивление ротора при этом уменьшается, и в обмотке появляется повышенный ток, что вызывает дальнейшие разрушения в месте повреждения и может вызвать горение изоляции обмотки ротора. Кроме того, из-за нарушения симметрии магнитного потока в воздушном зазоре между ротором и статором, обусловленного замыканием части витков обмотки ротора, возникает сильная вибрация, опасная для генератора. Особенно большая и опасная вибрация появляется при двойном замыкании на землю на гидрогенераторах и синхронных компенсаторах (СК), имеющих явнополюсные роторы.

Ненормальные режимы. Ненормальными режимами генератора считаются: опасное увеличение тока в статоре или роторе сверх номинального значения (появление сверхтоков); несимметричная нагрузка фаз статора; опасное повышение напряжения на статоре; асинхронный и двигательный режимы генератора. Повышенные токи в генераторе возникают при внешних КЗ и перегрузках. При внешних КЗ в генераторе, питающем место повреждения, появляется ток КЗ Iк > Iном.г Нормально такие КЗ ликвидируются РЗ поврежденного элемента и неопасны для генератора. Однако в случае отказа РЗ или выключателя этого элемента ток в генераторе будет проходить длительно, нагревая его обмотки, что может привести к их повреждению.

Для предупреждения этого на генераторе должны предусматриваться РЗ, реагирующие на внешние КЗ и резервирующие отказ выключателей смежных элементов. Перегрузка, т. е. увеличение тока нагрузки в обмотках генератора сверх номинального значения Iг > Iном так же как и внешнее КЗ, ведет к перегреву обмоток и может вызвать порчу изоляции, если ее температура превзойдет некоторое предельное значение Тдоп, опасное для изоляции. Допустимое время taonдля генератора с косвенным охлаждением определяется по формуле: tдоп = 150 / (ki - 1), где ki - кратность тока перегрузки к Iном.

Для ограничения размеров и массы, снижения стоимости и уменьшения затрат дефицитных материалов генераторы мощностью 63 МВт и более выполняются с повышенной магнитной индукцией в магнитопроводе машины, повышенной плотностью тока в обмотках статора и ротора, пониженными термическими запасами и более интенсивной (форсированной) системой непосредственного охлаждения обмоток, осуществляемого подачей охлаждающей среды (водорода, воды, масла) во внутреннюю полость проводников обмоток статора и ротора. Отечественные заводы выпускают генераторы с непосредственным охлаждением обмоток: ротора водородом - типа ТВФ; ротора и статора водородом - ТГВ-200 и ТГВ-300; статора водой, а ротора водородом - ТВВ и ТГВ-200М; статора маслом, а ротора водой - ТВМ; статора и ротора водой - ТГВ-500 и ТГВ-800.

Допустимая длительность перегрузки по статору и ротору для генераторов разных типов приведена на рис. 17.1. Это время зависит от способа охлаждения. Перегрузка статора до 30% на генераторах с непосредственным охлаждением и до 50% на генераторах с косвенным охлаждением допускается в течение 2 мин и более, поэтому при таких перегрузках не требуется немедленного автоматического отключения генератора. Во многих случаях перегрузки ликвидируются сами до истечения предельного времени tдоп. При авариях в энергосистеме с дефицитом генераторной мощности автоматически или вручную оперативным персоналом принимаются меры по разгрузке перегруженных генераторов.

Несимметрия токов в фазах генераторов возникает при двух- и однофазных КЗ вне генератора, при обрывах одной или двух фаз цепи, связывающей генератор с нагрузкой, и при неполно- фазном режиме работы в сети. Несимметрия токов статора приводит к дополнительному нагреванию ротора и механической вибрации машины. Несимметрия сопровождается появлением в обмотке статора токов ОП I2. Эти токи создают магнитное поле, вращающееся в сторону, противоположную вращению ротора. В результате этого магнитный поток, созданный токами I2, пересекает корпус ротора с двойной частотой. Он индуцирует в металлических частях ротора значительные вихревые токи двойной частоты и создает дополнительный, пульсирующий с двойной частотой электромагнитный момент. Вихревые токи вызывают повышенный нагрев ротора, пульсирующий момент - вибрацию.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.