Электроснабжения химического завода

При включенном положении выключателя Q2 промежуточное реле АХ находится под током и держит езои контакты в замкнутом состоянии. При отключении выключателя Q1 или Q2 схема АВР обеспечивает включение секционного выключателя без выдержки времени: через размыкающие вспомогательные контакты выключателя Q2 и контакты реле KL получает питание катушка промежуточного контактора секционного выключателя YAC3. При внедрении схем АВР высказывались опасения о том, что при быстром включении секционного выключателя могут быть большие броски токов в самозапускающихся двигателях, однако эти опасения в целом оказались неоправданными из-за относительно большого времени включения и отключения современных выключателей.

Рис. 11.38. Схема АВР на двухтрайсформаторной подстанции

а — принципиальная; б — развернутая

При отключении выключателя Q2 разрывается цепь питания катушки промежуточного реле KL, однако его контакты размыкаются с выдержкой времени, достаточной для надежного включения секционного выключателя. Реле KL обеспечивает однократность действия АВР, так как не позволяет дважды включать секционный выключатель на устойчивое КЗ.

В случае исчезновения напряжения на секции 1 сборных шин срабатывают реле напряжения KV1 и KV2. При наличии напряжения на секции 2 они запускают реле времени КТ. Контроль наличия напряжения осуществляется реле напряжения KV3. После замыкания контактов реле времени отключается выключатель Q2 и далее устройство работает так же, как и в первом случае. Установка реле напряжения KV1 и KV2 с последовательно соединенными контактами вызвана необходимостью исключить запуск схемы АВР при перегорании предохранителей в цепях трансформатора напряжения. Выдержка времени АВР выбирается по условию:

t_АВР= t_м,т,з+

t

где t_м,т,з — наибольшая выдержка времени максимальных токовых за-щит отходящих линий.

Практически оказывается t_АВР = 1,5-2 с. Уставка на минималь-ных реле напряжения K.V1 и KV2 должна исключать работу АВР при самозапуске двигателей, поэтому напряжение срабатывания реле обыч-но принимают равным 0,25U_ном.

Автоматическое повторное  включение.

Практика эксплуатации энергосистем показала, что значительное число  коротких замыканий в

воздушных и кабельных электрических  сетях имеет неустойчивый, проходящий характер. При снятии напряжения с поврежденной цепи электрическая прочность изоляции в месте повреждения быстро восстанавливается и цепь может быть вновь включена в работу без осмотра и ремонта. Поэтому в СССР (впервые в мировой практике) были разработаны и внедрены устройства автоматического повторного включения (АПВ) однократного и двукратного действия.

Успешность действия АПВ однократного действия в воздушных сетях достигает 60—80 %, а в кабельных сетях — около 50 %. Успешность действия второго цикла АПВ двукратного действия, естественно, существенно ниже и составляет примерно 15 % всех случаев работы второго цикла этих АПВ. Применение АПВ трехкратного действия оказалось нецелесообразным, так как успешность действия его третьего цикла не превышает 1—3 %.

Устройства АПВ работают в едином комплексе с релейной защитой. При  возникновении КЗ на линии W1 срабатывает релейная защита этой линии и отключает выключатель Q1. Через некоторый промежуток времени tапв устройство АПВ вновь включает линию. Если короткое замыкание самоликвидировалось, то включение линии будет успешным и она останется в работе. Если же короткое замыкание оказалось устойчивым, то после включения выключателя Q1 линия вновь отключается релейной защитой и остается в отключенном состоянии до устранения повреждения ремонтным персоналом. В случае установки на линии АПВ двукратного действия производятся две попытки включить ее в работу. При таком АПВ к приводу выключателя и к конструкции самого выключателя, естественно, предъявляются более жесткие требования, чем при АПВ однократного действия.

Автоматическая разгрузка  по частоте.

Особенностью режима работы энергосистем является равенство в каждый данный момент суммарной мощности, развиваемой источниками энергии, сумме мощностей нагрузки и потерь:

P_г= P_нг+ P_пот

(11.43) где P_нг — мощность нагрузки; P_пот -мощность потерь.

Изменение нагрузки требует соответствующего изменения генерирующих мощностей; в противном случае происходит большее  или меньшее изменение частоты  в системе, так как баланс мощностей  обеспечивается при неноминальной  частоте. Увеличение нагрузки приводит к уменьшению частоты и, наоборот, уменьшение нагрузки вызывает увеличение частоты. Для поддержания номинальной  частоты в нормальных условиях служат устройства автоматического регулирования  частоты (АЧР). В аварийных условиях происходят резкие и значительные изменения нагрузки, при этом в отдельных частях энергосистемы могут возникнуть избытки или дефициты генерирующих мощностей. Непринятие быстрых и эффективных мер при аварийной ситуации может привести к нарушению устойчивости частей энергосистемы, отключению ряда.

электростанций и узлов нагрузки, т. е. к системной аварии. Устройства автоматической разгрузки по частоте (АЧР) предназначены для быстрого восстановления баланса мощностей нагрузки и генераторов путем отключения части менее ответственной нагрузки при значительном устойчивом снижении частоты в энергосистеме.

Рассмотрим схему, показанную на рис. 11.33, в которой две энергосистемы  связаны линией межсистемной связи. Пренебрежем в первом приближении  потерями энергии в сетях и  будем считать, что в нормальном режиме f= f_ном и P_с,А+ P_с,В= P_нг,А+ P_нг,В где P_с,А — мощность, выдаваемая системой А; P_с,в — мощность, выдаваемая системой В, причем P_с,А>P_с,В Тогда P_с,В> P_нг,В.

Предположим, что на линии межсистемной связи возникло КЗ и линия под  действием релейной защиты отключилась. После отключения линии из-за неравенств мощностей частота в обеих системах изменяется: в одной системе увеличивается, а в другой — уменьшается.

В системе А баланс мощностей, а следовательно, и номинальная частота могут быть быстро восстановлены автоматическими устройствами, уменьшающими впуск движущего фактора (пара или воды) в турбины, вращающие генераторы. В системе В условия восстановления номинальной частоты существенно хуже. Если в нормальном режиме генераторы системы были загружены до номинальных мощностей, то единственным средством   восстановления частоты остается отключение части нагрузки.

Схема устройства АЧР приведена  на рис. 11.34. Устройство состоит из нескольких комплектов реле частоты (KF1, KF2, KF3) и промежуточных реле {KL1, KL2, KL3); каждый комплект приходит в действие при снижении частоты до определенного уровня. Верхний предел частоты, при котором АЧР приходит в действие, составляет 48,5 Гц, нижний - 45 Гц. Обычно комплекты имеют уставки, отличающиеся. на 0,1 Гц (48; 47,9;, 47,8 Гц и т. д.). Помимо быстродействующих комплек

тов (0,1—0,5 с) на некоторых ступенях частоты могут устанавливаться комплекты с выдержкой времени 1—20 с. Для того чтобы частота длительно не оставалась на низком уровне, устанавливается" комплект АЧР с уставкой в 48,5 Гц и выдержкой времени 5—90 с (реле KF3, КТ, KL3), Очередность отключения потребителей устанавливается на основании расчетов режимов работы энергосистемы. В зависимости от мест-ных условий устройствами АЧР охватывается до 30—50 % нагрузки энергосистем. На практике различают устройства АЧР-I и АЧР-П. Устройства АЧР-1 осуществляют быстродействующую разгрузку. Они имеют, различные уставки по частоте и предназначены для приостановки снижения частоты в энергосистеме. Устройства АЧР-П предназначены для подъема частоты после действия АЧР-I, а также для предотвращения медленного снижения и зависания частоты при дефиците генерирующей мощности. Эти устройства имеют единую уставку по частоте и различные уставки по времени.

Снижение частоты обычно сопровождается снижением напряжения в узлах  нагрузки. При этом могут прийти в действие минимальные защиты напряжения и отключить менее ответственные  потребители, что способствует восстановлению номинальной частоты и напряжения в энергосистеме. Отметим, что устройства АЧР, так же как и минимальные защиты напряжения, автономны, т. е. их действие зависит от изменения контролируемого параметра лишь в том узле нагрузки, где они включены.

 

10.Учет электроэнергии на предприятии.

Расчетным учетом электроэнергии называется учет выработанной, а также отпущенной

потребителям электроэнергии для  денежного расчета за нее. Счетчики, устанавливаемые для расчетного учета, называются расчетными счетчиками (класса 2).

Техническим (контрольным) учетом электроэнергии называется учет для контроля расхода электроэнергии электростанций, подстанций, предприятий, зданий, квартир и т. п. Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются контрольными счетчиками (класса 2,5).

При определении активной энергии  необходимо учитывать энергию:

выработанную генераторами электростанций;

потребленную на собственные нужды  электростанций и подстанций;

выданную электростанциями в распределительные  сети;

переданную в другие энергосистемы  или полученную от них;

отпущенную потребителям и подлежащую оплате.

Кроме того, необходимо контролировать соблюдение потребителями заданных им режимов потребления и баланса  электроэнергии, установления удельных норм расхода электроэнергии и проведения хозрасчета.

При определении реактивной энергии  необходимо учитывать энергию:

выработанную генераторами электростанций;

выработанную синхронными компенсаторами энергосистемы или батареями  конденсаторов;

полученную энергосистемой или  переданную в другие энергосистемы;

полученную от энергосистемы промышленными  предприятиями и выработанной компенсирующими  установками этих предприятий.

Этот учет должен предусматривать  также необходимую величину коэффициента мощности в различных элементах  энергосистемы и у потребителей при мощности их электроустановок 100 кВА и более.

Счетчики для расчета с потребителями  электроэнергии следует устанавливать  на границе между сетями энергоснабжающей организации и сетями потребителей.

Если предприятие (с согласия энергосистемы) отдает реактивную мощность в сеть энергосистемы, то необходимо устанавливать  два счетчика реактивной энергии  со стопами для учета отдаваемой и получаемой реактивной энергии.

Учет расхода электроэнергии на предприятии в целом и по цехам  позволяет определять удельный расход электроэнергии на различные виды выпускаемой  продукции, который является одним  из важных технико-экономических показателей  работы.

Общие требования.

Учет активной электроэнергии должен обеспечивать определение количества энергии:

1. выработанной генераторами электростанций;
2. потребленной на собственные и хозяйственные (раздельно) нужды электростанций и подстанций;
3. отпущенной потребителям по линиям, отходящим от шин электростанции непосредственно к потребителям;
4. переданной в другие энергосистемы или полученной от них;
5. отпущенной потребителям из электрической сети.

Кроме того, учет активной электроэнергии должен обеспечивать возможность:

определения поступления электроэнергии в электрические сети разных классов  напряжений энергосистемы;

составления балансов электроэнергии для хозрасчетных подразделений  энергосистемы;

контроля за соблюдением потребителями  заданных им режимов потребления  и баланса электроэнергии.

Учет реактивной электроэнергии должен обеспечивать возможность определения  количества реактивной электроэнергии, полученной потребителем от электроснабжающей  организации или переданной ей, только в том случае, если по этим данным производятся расчеты или контроль соблюдения заданного режима работы компенсирующих устройств.

Пункты установки средств  учета электроэнергии.

Счетчики для расчета электроснабжающей  организации с потребителями  электроэнергии рекомендуется устанавливать  на границе раз-дела сети (по балансовой принадлежности) электроснабжающей  организации и потребителя.

Расчетные счетчики активной электроэнергии на электростанции должны устанавливаться:

1. для каждого генератора с таким расчетом, чтобы учитывалась вся выработанная генератором электроэнергия;
2. для всех присоединений шин генераторного напряжения, по которым возможна реверсивная работа, — по два счетчика со стопорами;
3. для межсистемных линий электропередачи — два счетчика со стопорами, учитывающих отпущенную и полученную электроэнергию;
4. для линий всех классов напряжений, отходящих от шин электростанций и принадлежащих потребителям.

 Для линий до 10 кВ, отходящих  от шин электростанций, во всех  случаях должны быть выполнены  цепи учета, сборки зажимов а также предусмотрены места для установки счетчиков;

5) для всех трансформаторов и линий, питающих шины основного на пряжения (выше 1 кВ) собственных нужд (СН).