Ограничение токов однофазных КЗ, составляющих 90% случаев в сетях 110-500 кВ, в целях приведения их в соответствие с коммутационной способностью выключателей, а также ограничения токов "сквозных" КЗ, протекающих через обмотки трансформаторов (автотрансформаторов) со средним напряжением до 220 кВ, если их кратность на стороне среднего напряжения превыщает 80% допустимой по техническим условиям, может быть достигнуто увеличением сопротивления цепи нулевой последовательности. Наиболее эффективно это достигается включением в нейтраль трансформаторов и автотрансформаторов параллельно соединенных реактора (с сопротивлением около 10-90 Ом) и резистора с сопротивлением 150-1000 Ом (рис. 3.17). В такой схеме реактор обеспечивает ограничение напряжений рабочей частоты в несимметричных режимах, а также ограничение токов, протекающих через резистор в длительном рабочем режиме. В свою очередь, резистор защищает изоляцию нейтрали от кратковременных коммутационных и грозовых перенапряжений. В этом случае для типовых автотрансформаторов, выпускаемых промышленностью, токи в общей обмотке при сквозных КЗ могут бьггь ограничены при изоляции нейтрали класса 35 кВ в 2-2,5 раза. Соответственно токи в последовательной обмотке снижаются на 20-50%. Общий вид резис-торно-реакторного устройства показан на рис. 3.18.

3.9. РЕГУЛИРОВАНИЕ БАЛАНСА АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

При нарушении баланса активной мощности в энергосистемах происходит недопустимое изменение частоты и качания роторов генераторов, в пределе - нарушение устойчивости дальних электропередач.

Для регулирования баланса активной мощности в. энергосистемах при его нарушении созданы устройства электрического торможения генераторов и автоматической циркулярной разгрузки с использова-гаем мощных резисторных установок.

Устройства электрического торможения роторов генераторов включены в работу на Зейской и на Шексиинской ГЭС. Эти установки эффективны при использовании для повышения устойчивости генераторов с малым моментом инерции и генераторов удаленных электростанций.

Резисторные установки на Зейской ГЭС подключены параллельно каждой фазе статора генератора и коммутируются специально изготовленным выключателем ВЭТГ-15 с собственным временем включе-гая и отключения не более 0,04 с. В нормальном режиме электропередачи резисторные установки отключены. По сигналу противоаварий-ной автоматики выключатель подключает резисторную установку на заданный промежуток времени, что приводит к электрическому торможению генератора. Проведенные на Зейской ГЭС комплексные испытания в условиях сложной схемы электропередачи 500 и 220 кВ в

различных эксплуатационных и аварийных режимах показали, что применение электрического торможения существенно повыщает предел динамической устойчивости электропередачи и уменьшает послеава-рийные качания. Использование электрического торможения позволило ввести в действие устройство быстродействующего АПВ высоковольтной линии 500 кВ, что значительно снижает ущерб от перерывов электроснабжения при проходящих КЗ на линии.

Разработаны резисторные установки для электрического торможения гидрогенераторов в целях снижения частоты вращения на высоконапорных ГЭС в горной местности при резком сбросе нагрузки. Использование электрического торможения в режимах нормальной остановки агрегата позволяет значительно уменьшить затраты на гидросооружения, необходимые для демпфирования гидравлического удара при отключении гидрогенератора и сбросе затворов гидротурбины, а также устранить загрязняемость изоляции гидрогенератора продуктами истирания фрикционных деталей, неизбежно возникающих при механическом торможении.

Установка электрического торможения представляет собой активную, симметрично собранную в звезду с заземленной нейтралью трехфазную нагрузку, мощность которой составляет примерно 30% мощности гидрогенератора.

Резисторная установка комплектуется из элементов резистора РШ2-УЭТ (см. табл. 3.11) и по термической стойкости допускает выполнение цикла торможения генератора в течение 31 с и его повторение через 10 мин с вероятностью 1 раз в 2 года.

Для повьццения динамической устойчивости объединенных энергосистем и магистральных линий электропередачи 330-750 кВ в аварийных режимах используется разгрузка местных энергосистем. Для этого необходимо за 0,3-0,5 с отключить в сетях 110-35 кВ потребителей общей мощностью 200-300 МВ-А. Осуществление такой разгрузки с помощью обычных средств автоматики и телемеханики затруднительно по технико-экономическим соображениям.

Для обеспечения быстродействующего отключения значительного количества сравнительно мелких потребителей, расположенных на обширной территории, разработано устройство автоматической циркулярной разгрузки (АЦР), обеспечивающее подачу сигнала периодически подключением мощного резистора между одной из фаз и землей тиристорным ключом. Указанное устройство позволяет использовать в качестве канала связи распределительные электрические сети 110-35 кВ без какой-либо частотной обработки, поскольку команды управления передаются на частоте тонального диапазона.

3.10. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Резистивное заземление нейтрали сетей с изолированной нейтралью снижает перенапряжения, уменьшает длительность режима замыкания на землю, обеспечивает возможность его селективного отключения и повышает безопасность их эксплуатации [78, 80, 81].

В сети собственных нужд 6,3 кВ электростанций в целях снижения перенапряжений, возникающих при однофазных замыканиях, а также для обеспечения надежности работы релейной защиты в этих режимах, и как результат, уменьшения повреждаемости электродвигателей производят частичное заземление в одной точке нейтрали указанной сети. Частичное заземление вьшолняется на каждой блочной секции сети собственных нужд с помощью резистора, включенного между заземляющим контуром и нейтралью обмотки высокого напряжения дополнительно подключаемого к сети собственных нужд 6,3 кВ трансформатора типа ТСЗК-63/lO со схемой соединения обмоток звезда - треугольник. При этом на каждом присоединении сети собственных нужд устанавливается релейная защита нулевой последовательности действием на отключении этого присоединения. Резистор вьтолняется из двух параллельно соединенных элементов типа РШ2-ССН сопротивлением 200 Ом каждый.

На каждой секции собственных нужд, например на секциях топли-воподачи электростанций, подключенных к блочным секциям распределительного устройства собственных нужд и имеющих резервирование от магистрали резервного питания станции, также необходимо предусматривать дополнительную установку трансформатора ТСЗК-63/10 и резисторов РШ2-ССН. Для сохранения заземления нейтрали сети собственных нужд только в одной точке выключатель этого трансформатора при питании секции удаленной нагрузки от блочной секции отключен и автоматически включается и отключается при включении и отключении соответственно выключателя ввода резервного питания на эту секцию [82].

В карьерных распределительных сетях 6-10 кВ с емкостными токами замыкания на землю до 10 А эффективно заземление нейтрали. Оно создает условия для нормального функционирования устройств релейной защиты от однофазных замыканий (существенно снижается число их ложных срабатьшании, практически полностью предотвращаются отказы в срабатывании при сколь угодно малых емкостных токах независимо от вида однофазного замыкания), устраняет необходимость повышения чувствительности по току нулевой последовательности устройства защиты и тем самым одну из причин неселективных отключений и, как следствие, простой технологического оборудования; создает условия для стабилизации горения дуги замыканий на землю, которая в подавляющем большинстве случаев теряет перемежающийся характер. Кроме того, заземление нейтрали эффективно ограничи-176