Асинхронным двигателем с короткозамкнутым

После включения автоматов QF1 и QF2 нажимают сдвоенную кнопку SB1 (рис. 5). При этом срабатывает кон­тактор КМ1, который своими контак­тами размыкает цепь катушки контак­тора КМ2, чтобы исключить возмож­ность случайного включения этого контактора, что привело бы к аварии, и включает в трехфазную сеть обмот­ку статора с меньшим числом полюсов (2р=2). Одновременно шунтиру­ется кнопка SB1. Двигатель работает с наибольшей частотой вращения.

Рисунок 5 – Схема нереверсивного управления двухскоростным асинхронным двигателем

При необходимости перевода дви­гателя на меньшую частоту вращения нажимают сдвоенную кнопку SB2. При этом отключается контактор КМ1 и включается контактор КМ2. В резуль­тате размыкаются линейные контак­ты КМ1 и замыкаются линейные кон­такты КМ2, включающие в сеть обмот­ку статора с большим числом полю­сов (2р=4). Для отключения двигате­ля следует нажать кнопку SB3. При этом размыкается цепь управления и все устройства в этой цепи отключа­ются. В итоге размыкаются линейные контакты КМ2 и двигатель оказыва­ется выключенным.

Для защиты асинхронного двигате­ля от перегрузки в линейные провода цепей статоров включены тепловые реле КК1 – КК4, а их размыкающие контакты включены последовательно в цепь управления. При перегрузке по току хотя бы в одном линейном про­воде сработает тепловое реле, включенное в цепь этого провода, и цепь управления окажется разомкнутой.

4.Принципы компоновки и размещения ТП и РП.

Компоновка РУ 6—10 кВ, как правило, базируется на использовании ячеек КРУ и КСО, а до 1000 В —на использованииКРУ,ШО-70,ВРУ-78.
В РП ячейки КСО и КРУ могут располагаться в один ряд, в два ряда, отдельностоящими, а КСО и прислонно(рис. 2.2,с, б, в).

Рис. 2.2. Различная компоновка оборудования закрытых РП и ТП:
с — РП с двухрядным прислонным расположением ячеек КСО; б — РП с однорядным отдельностоящим расположением ячеек КРУ; в — РП с расположением секций РУ в разных помещениях; г — РТП (РП, совмещенное с ТП) с расположением РУ и трансформаторов в отдельных помещениях; д — двухлучевая ТП с контакторными станциями и расположением всего оборудования каждого луча в отдельном помещении; е — ТП с трансформатором 400 кВА и размещением всего оборудования в одном помещении, ж — ТП с одной трансформаторной ячейкой и РУ высшего и низшего напряжений, расположенными в разных помещениях; s — бетонная комплектная ТП с РУ высшего напряжения, РУ низшего напряжения и трансформаторами 2X630 кВА, расположенными в различных помещениях; и, к — ТП с трансформаторами 2Х Х630 кВ-А с расположением трансформаторов и РУ в разных помещениях; л — различная компоновка шкафов КТП; 1 — РУ высшего напряжения; 2 — РУ низшего напряжения; 3 — силовые трансформаторы; 4 — станция управления; 5 — одноместная сборка с предохранителями ПК; 6 — шиносоедннительный мост

При особо высоких требованиях к надежности секции РУ 6—10 кВ располагаются в разных помещениях
(рис. 2.2,в,г). Если с шин РП питаются силовые трансформаторы, то они и распредустройства 380—660 В располагаются в различных помещениях (рис. 2.2, г).
Трансформаторные подстанции по компоновке оборудования можно разделить на подстанции, в которых все оборудование размещается в одном общем помещении (рис. 2.2,д, е), и подстанции с РУ 6—10 кВ, РУ до 1000 В и трансформаторов в раздельных помещениях (рис. 2.2, ж, з, и, к).
Компоновка оборудования (рис. 2.2, с) предусматривает РУ 6—10 кВ с шинами, расположенными в вертикальной плоскости. Подсоединение к шинам осуществляется через однополюсные разъединители.
Стремление к максимальной механизации монтажа трансформаторных подстанций привело к созданию комплектных трансформаторных подстанций (КТП) различных схем, мощностей и конструктивных решений. На рис. 2.2,з показана компоновка оборудования подстанции в четырех бетонных блоках.
Двухтрансформаторные КТП могут монтироваться в один и в два ряда с устройством шинного моста, а также с П-образным расположением (рис. 2.2,л). Однотрансформаторные КТП предназначены для установки в зданиях и чаще всего монтируются в один ряд.

5.Дистанционные защиты линий. Основные элементы дистанционных защит.

4.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

В сетях сложной конфигурации с несколькими источниками питания простые и направленные токовые защиты не могут обеспечить селективного отключения КЗ.

Рассмотрим кольцевую схему с двумя источника питания на рис. 4.1. Предположим, что на подстанциях установлены максимальные направленные защиты.

Рис. 4.1. Кольцевая сеть с двумя источниками питания

При КЗ на линии W2 (т. К1) времена срабатывания защит выглядят следующим образом: t ₃ < t ₁ < t ₅, t ₄ < t ₆ < t ₂. Однако при КЗ на линии W3 (т. К2) времена срабатывания защит выглядят следующим образом: t ₆< t ₂< t ₄, t ₅ < t ₃ < t ₁. Как видим, возникают противоречия работы защиты по отношению к временам срабатывания. Следовательно, в таких сетях применение максимальной направленной защиты не удовлетворяет требованиям селективности, быстродействию.

В связи с этим возникла необходимость в применении других принципов, позволяющих получить защиты с необходимым быстродействием, обеспечивающие селективность, чувствительность в сетях любой конфигурации. Одной из таких защит является дистанционная защита.

Основным элементом дистанционной защиты является дистанционный орган, определяющий удаленность КЗ от места установки защиты.

В качестве дистанционного (измерительного) органа используется реле сопротивления, непосредственно или косвенно реагирующие на полное, активное, реактивное сопротивление линии (z, r, x). Сопротивление фазы линии от места установки реле до места КЗ пропорционально длине этого участка: z _рк = z _уд · l _к, r _рк = r _уд · l _к, x _рк = x _уд · l _к, где z _рк, r _рк, х _рк – полное, активное и реактивное сопротивления участка линии длиной l _рк; z _уд, r _уд, х _уд – удельное сопротивление на 1 км линии.

Таким образом, поведение реле, реагирующих на сопротивление линии, зависит от удаленности места повреждения l _рк.

Для обеспечения селективности дистанционные защиты в сетях сложной конфигурации необходимо выполнять направленными, действующими только при направлении мощности КЗ от шин в линию.

4.2. ПРИНЦИП ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ

Принцип обеспечения селективности действия защит со ступенчатой характеристикой рассматривается на примере схемы сети (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Согласование выдержек времени дистанционных защит со ступенчатой характеристикой (Δ z – погрешность дистанционного реле; 1, 2 – дистанционные защиты)

Протяженность первой зоны берется несколько меньше протяженности линии с учетом погрешности Δ z в сопротивлении срабатывания дистанционного реле. В зависимости от точности реле первая зона составляет 0,7-0,85 длины защищаемой линии. При КЗ в пределах первой зоны защита действует мгновенно. Остальная часть линии и шины противоположной подстанции охватываются второй зоной, протяженность и выдержка которой согласуются с первой зоной защиты следующего участка. Короткое замыкание в пределах второй зоны защита отключает с выдержкой времени t ₁^II. Последняя, третья ступень защиты является резервной, ее протяженность выбирается из условия охвата следующего участка на случай отказа его защиты или выключателя. При повреждениях в третьей зоне защита действует с выдержкой времени t ₁^III.

4.3. ЭЛЕМЕНТЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Дистанционная защита относится к числу сложных защит. Все разновидности этой защиты состоят из нескольких общих элементов (органов защиты), выполняющих определенные функции.

Защита состоит из следующих органов (рис. 4.3):

· пускового органа ПО, пускающего защиту при возникновении КЗ. Обычно пусковой орган выполняется при помощи реле полного сопротивления или токовых реле.

· дистанционного органа ДО, определяющего удаленность места КЗ. В ступенчатых защитах выполняется при помощи реле минимального сопротивления. К реле подводится ток и напряжение защищаемой линии (I _p и U _р) и оно срабатывает при условии , где z _ср – наибольшее сопротивление, при котором реле начинает действовать, т.е. сопротивление срабатывания реле.

Сопротивление z _р иногда называют фиктивным, т.к. в некоторых режимах (при нагрузке и качаниях) z _р не является сопротивлением линии. В этих случаях оно представляет отношение , обладающее размерностью сопротивления, но не имеющее физического значения.

· органа выдержки времени В, создающего выдержку времени, с которой в зависимости от поведения дистанционного органа действует защита.

· органа направления мощности ОМ, не позволяющего работать защите при направлении мощности КЗ к шинам подстанции. Выполняются при помощи реле направления мощности и предусматривается только в тех случаях, когда пусковые и дистанционные органы не обладают направленностью.

· блокировки, автоматически выводящие защиту из действия в тех режимах, когда защита может сработать неправильно при отсутствии повреждения. Обычно применяются две блокировки:

- блокировка от исчезновения напряжения U _р при неисправностях в цепях напряжения БН, питающих защиту; при U _р=0 z _р=0, в этих условиях пусковые реле (если они реагируют на z) и дистанционные органы защиты приходят в действие, что может привести к неправильной работе защиты; блокировка приходит в действие при неисправностях в цепях напряжения, снимает оперативный ток с защиты, не позволяя ей действовать на отключение;

- блокировка от неправильного действия защиты при качаниях в системе БК; в этом режиме напряжение U _р снижается, а ток I _р возрастает, что приводит к уменьшению z _р, в результате чего пусковые и дистанционные органы защиты могут срабатывать и вызвать неправильное действие защиты; при возникновении качаний блокировка БК приходит в действие и выводит защиту из работы, размыкая ее цепь отключения.

Рис. 4.3. Упрощенная схема трехступенчатой дистанционной защиты

При КЗ на линии работают пусковое реле ПО и реле мощности ОМ. Через их контакты подается плюс постоянного тока к контактам дистанционных органов и на катушку реле времени третьей зоны. Если КЗ произошло в пределах первой зоны, то дистанционный орган первой зоны ДО _I замыкает контакты, образуя цепь на отключение линии. Если КЗ произошло во второй зоне, ДО _I не работает, т.к. сопротивление на его зажимах больше уставки сопротивления срабатывания первой зоны (z _p >z ₁). В этом случае приходит в действие дистанционный орган второй зоны ДО _II. Он замыкает контакты и пускает реле времени В _II. По истечении времени t _II реле В _II замыкает контакт и посылает импульс на отключение.

При КЗ за пределами второй зоны омметры ДО _I и ДО _II не работают, т.к. сопротивления на его зажимах превышают уставки сопротивления срабатывания. Защита не может действовать со временем первой и второй зон. Реле времени В _III, запущенное пусковым реле, срабатывает когда истечет его выдержка времени t _III и посылает импульс на отключение выключателя. Специальных измерительных органов третьей зоны для упрощения защиты обычно не ставят.