3. Токовая дифференциальная защита.

Дифференциа́льная защи́та — один из видов релейной защиты, отличающийся абсолютной селективностью и выполняющейся быстродействующей (без искусственной выдержки времени). Применяется для защиты трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов, генераторных блоков, двигателей, линий электропередачи и сборных шин (ошиновок). Различают продольную и поперечную дифференциальные защиты.

П ринцип действия продольной дифференциальной защиты основан на сравнении токов, протекающих через участки между защищаемым участком линии (или защищаемом аппаратом). Для измерения значения силы тока на концах защищаемого участка используются трансформаторы тока(TA1, TA2). Вторичные цепи этих трансформаторов соединяются с токовым реле(KA) таким образом, чтобы на обмотку реле попадала разница токов от первого и второго трансформаторов.

П ринцип действия поперечной дифференциальной защиты так же заключается в сравнении значений токов, но в отличие от продольной, трансформаторы тока устанавливаются не на разных концах защищаемого участка, а на разных линиях, отходящих от одного источника (например, на параллельных кабелях, отходящих от одного выключателя). Если произошло внешнее короткое замыкание, то данная защита его не почувствует, так как разность значений силы тока, измеряемых на этих линиях, будет практически равна нулю. В случае же короткого замыкания непосредственно на одном из защищаемых кабелей разница токов не будет равняться нулю, что даст основание для срабатывания защиты.

Билет №9

1. Определение потерь мощности и электроэнергии в реакторах, шинопроводах. Потери напряжения. Снижение потерь электроэнергии в установках предприятий и транспорта.

Для подсчета величины потерь напряжения следует воспользоваться формулой:

Потери мощности и электроэнергии в реакторах

Они определяются величиной потерь активной мощности в реакторах

где DР_ном,ф - потери активной мощности (кВт) в одной фазе реактора при номинальной нагрузке (даются в каталогах для определенного типа реактора); kз=I/Iном - отношение действительного тока, протекающего через реактор, к номинальному току реактора.

Величина потерь реактивной мощности

где DQ_ном,ф - потери реактивной мощности (квар) в одной фазе реактора при номинальной нагрузке (даются в каталоге для определенного типа реактора).

Потери активной и реактивной электроэнергии в трех фазах реактора составят соответственно

Потери в шинопроводах

Среднеквадратичный ток находят по среднему току Iср и коэффициенту формы графика нагрузки кф:

Iск=кфIср

где

Здесь W - расход активной электроэнергии (кВт-ч) за время Тдейств (сутки, год); cosj_срв- средневзвешенный коэффициент мощности. кф=1,05-1,1.

Потери активной мощности (кВт) и электроэнергии (кВт-ч):

Потери реактивной мощности (квар) и реактивной энергии (квар-ч) составят:

где R и X - активное и индуктивное сопротивления воздушной или кабельной линий.

Если известен расход электроэнергии W, учтенный за определенное время (сутки, год), а также максимальная мощность нагрузки Рмакс, то можно найти время Тмакс, в течение которого данная линия могла бы передать эту электроэнергию:

Тмакс=W/Рмакс

Время использования максимума нагрузки Тмакс определяется характером производства и сменностью работы потребителя и определяется в среднем за год (ч).

По величинам W и Тмакс можно определить максимальный ток за рассматриваемый промежуток времени (сутки, год):

При расчете потери мощности и электроэнергии по максимальному току вводится понятие времени потерь t , которое зависит от времени использования максимума Тмакс и коэффициента мощности cosj _срв. Зная эти величины, по кривым зависимости t =f(Тмакс,cosj _срв) находят время потерь, а затем определяют активные и реактивные потери электроэнергии:

Зная потери электроэнергии, можно найти соответствующие им потери мощности:

Снижение потерь электроэнергии

Это снижение может быть получено в основных звеньях системы электроснабжения промышленных предприятий - в трансформаторах, силовых и осветительных сетях и шинопроводах.

Потери электрической энергии в трансформаторах

Они составляют значительную величину и должны быть доведены до возможного минимума путем правильного выбора мощности и числа трансформаторов, рационального режима их работы, а также исключения холостого хода при малых загрузках.

Потери электрической энергии в линии

Эти потери зависят от сопротивления, тока линии и времени потерь, поэтому для уменьшения потерь следует снижать не только величину тока, но и величину сопротивления линии, для чего при наличии парных линий необходимо включать их параллельно,

Применение повышенных напряжений 20 кВ и 660 В для сетей промышленных предприятий также значительно сокращает потери электроэнергии в питательных и распределительных сетях промышленных предприятий.

Применение реакторов

При составлении схемы внешнего и внутреннего электроснабжения следует выбирать вариант, при котором отсутствуют на линиях реакторы, или вариант, при котором потери в реакторах минимальны. Например, вариант электроснабжения предприятий на напряжении 6 кВ с реакторами сравнивается по технико-экономическим показателям с вариантом электроснабжения на напряжении 20 кВ без реакторов.

Регулирование графиков нагрузки

Следует стремиться к получению равномерного графика нагрузки, благодаря чему повышается использование установленного оборудования и одновременно снижаются потери электроэнергии. Снижение значения суммарного максимума нагрузки позволяет при неизменной установленной мощности трансформаторов обеспечить питание большего числа потребителей. Снижение значения суммарного максимума нагрузки предприятия и выравнивание графика могут быть достигнуты по договоренности с энергосистемой (смещением времени начала работы) предприятий и обеденных перерывов цехов, а также установлением часов работы односменных цехов.

Потери электрической энергии в шинопроводах

Они могут быть снижены за счет уменьшения их активного и индуктивного сопротивлений.