Elektrotechnické novinky č. 5(29) Poklesy napětí v průmyslových sítích

Příčiny a příroda
Příčinou poklesů napětí jsou zkraty, které jsou zase způsobeny řadou objektivních a subjektivních důvodů: úder blesku, znečištění izolace, mechanické poškození podpěr, kontakt vodičů s cizími předměty, chybné jednání personálu provozu a údržby atd. . Podle statistik » 70 % škod ve venkovních sítích 110 kV je způsobeno jednofázovými zkraty (SFC), » 20 % dvoufázovými nebo dvoufázovými zemními spojeními a » 10 % třífázovými poruchami.
V kabelových sítích 6–10 kV také převažují jednofázové zemní zkraty, ale při opatřeních ke kompenzaci kapacitních proudů, rychlému nalezení a odpojení poškozeného zařízení nepřecházejí ve vícefázové poruchy a nezpůsobují tedy poklesy napětí .
Nejprve je vhodné zvážit povahu poklesů napětí mezi spotřebiteli při jednofázových poruchách v sítích 110 kV.

OKZ v síti 110 kV probíhá ve fázi „A“,
Schémata a skupiny připojení vinutí transformátoru odpovídají GOST 11677-85.

kladná složka napětí – U₁;
záporná složka napětí – U₂;
moduly fázového a síťového napětí – U_А, NEBO_В, NEBO_С, NEBO_AB, NEBO_Ne, NEBO_CA.

stůl

Výpočtové body	Zbytková napětí, p.u.
U₁	U₂	U_A	U_B	U_C	U_AB	U_BC	U_CA
Přípojnice 6–10 kV průmyslového podniku	a 0,60	Ј 0,40	–	–	–	a 0,87	a 0,87	a 0,20
Přípojnice 0,4 kV za transformátorem 6–10/0,4 kV se schématem zapojení vinutí Y/Y–12	a 0,60	Ј 0,40	a 0,53	1,0	a 0,53	a 0,87	a 0,87	a 0,20
Přípojnice 0,4 kV za transformátorem 6–10/0,4 kV se schématem zapojení vinutí D/Y–11	a 0,60	Ј 0,40	a 0,87	a 0,87	a 0,20	1,0	a 0,53	a 0,53

Když se místo poruchy vzdaluje od sběrnic napájecího zdroje, zbytkové napětí kladné složky se zvyšuje a zbytkové napětí záporné složky se snižuje. Lineární a fázové poklesy napětí jsou také sníženy, ale jejich trvání se zvyšuje, protože Doba trvání zemní ochrany se zvyšuje. U vícefázových zkratů – třífázových, dvoufázových, dvoufázových proti zemi, které se vyskytují mnohem méně často, se hloubka poklesu napětí ukazuje jako výrazně větší než u jednofázových zkratů, s výjimkou případů zvláště vzdálených místa závad. V případě vícefázových zkratů je kladná složka zbytkového napětí zpravidla nižší než 0,6 Un a v souladu s požadavky PUE musí být takové poruchy vypnuty bez časového zpoždění. V tomto případě je doba trvání poklesu napětí 0,20–0,25 s.
Vše výše uvedené se týkalo škod v síti 110 kV na vedeních sousedících s vedeními zásobujícím předmětný podnik. V případě poškození přímo na vedeních 110 kV napájejících podnik dochází u jeho spotřebitelů k úplnému přerušení napájení, tzn. při 100% hloubce poklesu napájecího napětí a době trvání poklesu, určené provozní dobou zařízení pro automatické opětovné uzavření u zdroje energie nebo zařízení pro automatický přenos v přijímací rozvodně. Tato doba se obvykle pohybuje v rozmezí 1,0–3,5 s.

kde M_nom (f (s)) – moment motoru podle startovací charakteristiky při jmenovitém napětí;
М_nom (f (2-s)) – brzdný moment ze záporné složky napětí;
U₁ ; U₂ – napětí kladné a záporné posloupnosti.
Výsledný točivý moment IM při hodnotách U₁ = 0,60 U_nom a U₂ = 0,40 U_nom může být stejný nebo menší než moment odporu mechanismu. Pro vysokonapěťové IM to však nepředstavuje nebezpečí, protože Zkraty v blízkosti 110kV sběrnic napájecího zdroje jsou zpravidla odpojeny prvním stupněm nulové složky reléové ochrany vedení 110kV v čase 0,25–0,30s. V tomto případě prakticky nedochází ke snížení otáček IM (výjimkou mohou být pouze silně zatížené elektromotory pístových kompresorů). U vzdálenějších zkratů se doba trvání ochrany postupně prodlužuje, ale klesá hloubka napětí a zvyšuje se zbytkové napětí, takže obecně nedochází k narušení činnosti IM.
Točivý moment synchronních elektromotorů (SM) v okamžiku poklesu napětí závisí v menší míře na síťovém napětí.

Přečtěte si více

Zajímavosti na chatu a zahradu: exteriér 2022-2023 Originální a užitečné nápady na zahradní nábytek, ploty, vázy, zahradní umyvadla, dekorace

kde M_макс – maximální rotační synchronní moment SM při jmenovitém napětí (M_макс = 2,0–2,5 M_nom.);
М_nom (f (2-s)) – brzdný moment SD ze složky napětí záporné složky.
Výsledný točivý moment SM při zkratu v síti 110 kV se zpravidla ukazuje jako dostatečný pro udržení jejich stabilního provozu.

náklady na činidla, suroviny, katalyzátory spotřebované při odstávce a úpravě technologického procesu, měřené v závislosti na konkrétním případě v hodinách, dnech atd.;
provozní náklady po stanovenou dobu (platy personálu údržby, spotřeba elektrické energie, paliva, maziv a dalšího materiálu);
odpisy výrobního majetku.

Širší využití vysokorychlostní reléové ochrany na vedeních 110 kV v souladu s článkem 3.2.108 (článek 2) PUE: „Poškození, jejichž odpojení s časovým zpožděním může vést k narušení provozu kritických spotřebičů, musí být odpojeny bez časové prodlevy (např. poškození, při kterém bude zbytkové napětí na sběrnicích elektráren a rozvoden pod 0,6U_nom, pokud jejich vypnutí s časovým zpožděním může vést k samovybíjení v důsledku napěťové laviny, nebo poškození se zbytkovým napětím 0,6U_nom a více, pokud jejich vypnutí s časovým zpožděním může vést k narušení technologie)“;
Dělení sekcí sběrnic 110 kV zdroje pomocí samostatných provozních režimů sekcí a sběrnicových systémů 110 kV. U takových řešení pociťuje poklesy napětí při zkratech mnohem menší počet spotřebitelů než při paralelním provozu. Samostatný provozní režim však není vždy vhodný a přijatelný v sítích 110 kV. Ztěžuje se zejména bilance vyrobeného a spotřebovaného činného a jalového výkonu v jednotlivých úsecích a sběrnicových systémech, obtížnější je zajištění dynamické stability systému v přechodových podmínkách, je vyžadováno použití automatických přepojovačů s řízením synchronismu. ; je obtížné udržet požadované úrovně napětí v jednotlivých úsecích a sběrnicových systémech;
Aplikace ochrany před bleskem pro vedení 110 kV po celé jejich délce se správnou volbou typu a montážních míst svodičů;
Snížení zemního odporu podpěr. Aplikace v odůvodněných případech zesílené izolace na elektrických vedeních a otevřených rozvodnách rozvoden a elektráren;
Pravidelná preventivní opatření k čištění izolace a výměně vadných izolátorů.
Aplikace nového typu vodičů (Aero-Z) pro venkovní vedení 110 kV.

V příštím čísle časopisu se autor blíže podívá na opatření k minimalizaci škod z poklesů napětí souvisejících s vnitřními systémy napájení spotřebitelů, monitorovacími a řídicími systémy technologických procesů.

*) Ve skutečnosti je závislost točivého momentu synchronního motoru na snížení napětí poněkud složitější. Zejména záleží také na reakci budící soustavy na pokles napětí, na činnosti zesílení buzení.

Zvýšení nepřetržitého napájení průmyslových odvětví s nepřetržitým technologickým procesem.
Doporučení pro zlepšení konstrukční technologie. VNIPITPEP – GO GPI ELECTROPROJECT, 1989

© JSC „Novinky z elektrotechniky“
Použití materiálů stránek je možné pouze s písemným souhlasem redakce
Při citování materiálů je vyžadován hypertextový odkaz na web s uvedením autora