Гашение дуги в масляных выключателях.

В масляных выключателях контакты размыкаются в масле, однако вследствие высокой температуры дуги, образующей­ся между контактами, масло разлагается и дуговой разряд происходит в газовой среде. Приблизительно половину этого газа (по объему) составляют пары масла. Остальная часть состоит из водорода (70%) и углеводородов различного состава. Газы эти горючи, однако в масле горение невозможно из-за отсутствия кислорода. Количество масла, разлагаемого дугой, невелико, но объем обра­зующихся газов велик. Один грамм масла дает приблизительно 1500 см³ газа, приведенного к комнатной температуре и атмосферному давлению.

Гашение дуги в масляных выклю­чателях происходит наиболее эффективно при применении гасительных камер, которые ограничивают зону дуги, спо­собствуют повышению давления в этой зоне и образованию газового дутья сквозь дуговой столб.

Гашение дуги в элегазовых выключателях

Элегаз (SFg — шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плот­ность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая проч­ность элегаза в 2—3 раза выше проч­ности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравни­ма с прочностью масла.

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Способность элегаза гасить дугу объясняется тем. что его молекулы улавливают электро­ны дугового столба и образуют отно­сительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза поглощение электронов из дугового столба происходит еще интенсивнее.

В элегазовых выключателях приме­няют автопневматические дугогасительные устройства, в которых газ в про­цессе отключения сжимается поршне­вым устройством и направляется в зо­ну дуги. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу.

Гашение дуги в вакуумных выключателях

Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз боль­ше, чем воздушного промежутка при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных дугогасительных камерах. Ра­бочие контакты имеют вид полых усеченных конусов с радиальными прорезями. Такая форма контактов при размыкании создает радиальное электродинамическое усилие, действующее на возникающую дугу и застав­ляющее перемещаться ее через зазоры на дугогасительные контакты. Контакты представляют собой диски, разрезанные спиральными прорезя­ми на три сектора, по которым движется дуга. Материал контактов по­добран так, чтобы уменьшить количество испаряющегося металла. Вслед­ствие глубокого вакуумапроисходит быстрая диффузия заряженных частиц в окружающее про­странство и при первом переходе тока через нуль дуга гаснет.Подвод тока к контактам осуществляется с помощью медных стержней. Подвижный контакт крепится к верхнему фланцу с помощью сильфона из нержавеющей стали. Сильфон служит для обеспечения герметичности вакумной камеры. Металлическиеэкраны служат для выравнивания электрического поля и для защиты керамического корпуса от попадания паров металла, образующихся при гашении дуги.

2. Основные системы, обеспечивающие работу генераторов и синхронных компенсаторов.

3. Практическое задание

4. Задача.

Билет №21

1 .Векторные диаграммы вторичных токов трансформаторов тока при соединении вторичных обмоток в неполную звезду.

ТТ устанавливаются в две фазы и соединяются анологично схеме звезды.

Режим	Описание	Токи в фазах	Векторная диаграмма	Коэфициент схемы
Нормальный режим	в реле проходят токи фаз, а в нулевом проводе их геометрическая сумма .			Iр=Iф Ксх=1
Трехфазное КЗ	токи проходят по обоим реле и в обратном проводе.
Двухфазное КЗ	в зависимости от того, какие фазы повреждены токи проходят в одном или двух реле. Ток в обратном проводе при 2-х к.з. между фазами А и С, в которых установлены ТТ, с учетом Ia=-Ic, равен нулю, а при замыканиях между фазами АВ и ВС он соответственно равен Iоб=Ia и Iоб=Ic
Однофазное КЗ	Схема реагирует на однофазные к.з. лиш в тех фазах в которых установлены ТТ. В следствии этого для защит от однофазных к.з. не применяяется

2 . Релейная защита ЛЭП напряжением 110 кВ и выше. Схема МТЗ с дешунтированием отключающей катушки привода выключателя. Особенности выбора тока срабатывания защиты.

Рассмотрим защиты, используемые для ЛЭП (линий электропередач) 110 - 220 кВ, а также для коротких ЛЭП 330 кВ, переходные процессы в которых не отличаются от переходных процессов в ЛЭП 220 кВ.

- Максимальная токовая защита (МТЗ) используется для защиты радиальных линий.

- Токовая отсечка (ТО) действует при междуфазных, двухфазных и трехфазных КЗ. Она используется в дистанционной защите при близких КЗ как вспомогательная,

когда у реле сопротивления есть проблема мертвой зоны.

Мертвая зона дистанционной защиты – близкое К⁽³⁾, когда

где – сопротивление системы, – напряжение реле.

При дальних КЗ получаем:

- Токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП). Направленная защита. При К⁽¹⁾ реагирует на направление тока нулевой последовательности.

ШДЭ 2801 – ступенчатая защита для реализации функций резервных защит при наличие основной быстродействующей.

ШДЭ 2802 – два комплекта ступенчатых защит.

ПДЭ 2802 – направленная ВЧ защита, используется в качестве основной.

Защита лэп 500 кВ и выше.

Для ВЛ 500 кВ и выше выпускают следующие устройства Р.З. и автоматики в составе:

ПДЭ 2001 – дистанционная трехступенчатая защита;

ПДЭ 2002 – токовая направленная четырехступенчатая защита нулевой последовательности, токовая отсечка от межфазных К.З. и защита от неполнофазных режимов;

ПДЭ 2003 – направленная и дифференциально-фазная ВЧ защита;

ПДЭ 2004.01 – устройство одно и трехфазного АПВ;

ПДЭ 2004.02 – устройство трехфазного АПВ на три присоединения;

ПДЭ 2005 – УРОВ;

ПДЭ 2006 – защита шин.

Проблемы резервирования

При выполнении релейной защиты электрических систем приходится считаться с возможностью отказа в действии защиты или выключателя поврежденного элемента. Резервирование выполняется с точки зрения надежности электроснабжения потребителей.

1). Используются разные типы защит для земляных и между фазных КЗ: однофазные КЗ на землю – направленная токовая защита нулевой последовательности (НТЗНП), междуфазные КЗ – дистанционная защита.

2). На ответственных транзитных магистральных ЛЭП применяются защиты с абсолютной и относительной селективностью.

3). Основная защита трансформатора - дифференциальная (S≥6.3 МВ∙А), резервная – МТЗ, ТО, токовая защита с пуском по напряжению, газовая защита трансформатора.

Возможны два основных, принципиально различных способа резервирования: дальнее, выполняемое защитами с относительной селективностью смежных элементов, и ближнее, выполняемое защитами установки (станции или подстанции), на которой произошел отказ. В случае отказа выключателя поврежденного элемента все его защиты действуют через специальное устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ).

Пример. Если выключатель В5 не сработал, то необходимо отключить выключатели В7 и В4. Если есть линия с источником С5 (обозначена пунктиром), то необходимо отключить В8, т.к. идет подпитка места КЗ. У каждого выключателя свой источник питания.

На подстанции имеются:

· - шины сигнализации EN, ENR и др. Сигнализация может быть местной и центральной, осуществляется лампочками (световая), блинкерами, звуком.

· - шины управления ЕС.

· - шины питания соленоидов, выключателей. Питание: постоянный оперативный ток ±220; ±110; ±48 В; переменный оперативный ток (используется на подстанциях 6-35 кВ).

В соответствии с условиями резервирования по выполняемым функциям различают:

1. Основной называется защита, предназначенная для действия при всех или части видов повреждений в пределах всего элемента, например всей длины участка линии, с временем, меньшим, чем у других защит этого элемента.

2. Резервной называется защита, предусматриваемая для действия вместо основной в случаях, если последняя отказала или была выведена из работы, а также вместо отказавших защит смежных элементов или в случаях отказов их выключателей.

3. Вспомогательной называется защита, выполняющая некоторые дополнительные функции, например защиту мертвых зон, определяемых направленными элементами основных и резервных защит, ускорение отключения КЗ и т.п.

В распределительных сетях напряжением до 110 кВ обычно применяется дальнее резервирование. В системах более высоких напряжений, обычно имеющих более сложные схемы и оборудованных воздушными выключателями и выносными ТТ, преимущественно используется сочетание ближнего и дальнего резервирования, иногда с добавлением защит, устанавливаемых на шиносоединительных и секционных выключателях.

3. Практическое задание

Задача.

Билет №22

1. Графики электрической загрузки потребителей и их характеристики.

Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электростанций в энергосистеме, непрерывно меняется. Принято отражать этот факт графиком нагрузки, т.е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени.

По виду фиксируемого параметра различают графики активной Р, реактивной Q, полной (кажущейся) S мощностей и тока I электроустановки.

Как правило, графики отражают изменение нагрузки за определенный период времени. По этому признаку их подразделяют на суточные (24 ч), сезонные, годовые и т.п.

По месту изучения или элементу энергосистемы, к которому они относятся, графики можно разделить на следующие группы:

· графики нагрузки потребителей, определяемые на шинах подстанций;

· сетевые графики нагрузки - на шинах районных и узловых подстанций;

· графики нагрузки энергосистемы, характеризующие результирующую нагрузку энергосистемы;

· графики нагрузки электростанций.

Графики нагрузки используют для анализа работы электроустановок, для проектирования системы электроснабжения, для составления прогнозов электропотребления, планирования ремонтов оборудования, а также в процессе эксплуатации для ведения нормального режима работы.