Omejitve tokov kratkega stika v električnih omrežjih industrijskih podjetij

V sistemih oskrbe z električno energijo industrijskih podjetij, kratkih stikov (Kratek stik), kar vodi do močnega povečanja tokov. Zato je treba vso glavno električno opremo elektroenergetskega sistema izbrati ob upoštevanju delovanja takšnih tokov.

Razlikujemo naslednje vrste kratkih stikov:

• trifazni simetrični kratek stik;

• dvofazni - dve fazi sta povezani med seboj, ne da bi bili povezani z zemljo;

• enofazni - ena faza je povezana z nevtralnim virom skozi tla;

• dvojno ozemljitev — dve fazi sta povezani med seboj in z zemljo.

Glavni vzroki kratkih stikov so kršitve izolacije posameznih delov električnih instalacij, nepravilna dejanja osebja, prekrivanje izolacije zaradi prenapetosti v sistemu. Kratki stiki motijo ​​​​napajanje porabnikov, tudi nepoškodovanih, priključenih na poškodovane dele omrežja, zaradi zmanjšanja napetosti na njih in prekinitve napajanja.Kratke stike je zato treba čim prej odpraviti z zaščitnimi napravami.

Na sl. 1 prikazuje krivuljo toka kratkega stika. Že od samega začetka se v elektroenergetskem sistemu pojavi prehodni proces, za katerega je značilna sprememba dveh komponent toka kratkega stika (SCC): periodične in aperiodične

riž. 1. Krivulja spremembe toka kratkega stika

Veliki industrijski obrati so običajno povezani z močnimi elektroenergetskimi sistemi. V tem primeru lahko tokovi kratkega stika dosežejo zelo pomembne vrednosti, kar vodi do težav pri izbiri električne opreme glede na pogoje stabilnosti kratkega stika. Velike težave se pojavljajo tudi pri izdelavi napajalnih sistemov z velikim številom močnih elektromotorjev, ki napajajo kratkostično točko.

V zvezi s tem je pri načrtovanju napajalnih sistemov potrebno določiti optimalen kratkostični tok... Najpogostejši načini omejevanja so:

• ločeno delovanje transformatorjev in daljnovodov;

• vključitev dodatnih uporov v omrežje — reaktorji;

• uporaba transformatorjev z razdeljenim navitjem.

Uporaba reaktorjev je še posebej priporočljiva pri priključitvi električnih sprejemnikov relativno majhne moči na vodila elektrarn in na transformatorske postaje velikih moči. Pri priključitvi sprejemnikov z udarno obremenitvijo - močne peči, ventilski električni pogon - je pogosto nemogoče povečati reaktivnost omrežja z namestitvijo reaktorjev, saj to vodi do povečanja nihanj in odstopanj napetosti.

Na sl. 2 prikazuje diagram transformatorske postaje 110 kV, ki napaja nenadoma spremenljive obremenitve.Ne predvideva odziva sponk in linij 3, ki dajejo močno udarno obremenitev, da ne bi povečali reaktivnosti omrežja in sunkov jalove moči. Pri teh povezavah se uporabljajo zmogljiva stikala 1. Na drugih linijah so odzivna in običajna omrežna stikala 2 opremljena z močjo izklopa do 350 — 500 MBA.

riž. 2. Shema transformatorske postaje 110 kV, ki napaja nenadno nihajoče obremenitve: 1 - stikala visoke moči, 2 - omrežna stikala srednje moči, 3 - vodi za napajanje porabnikov z močno nihajočo udarno obremenitvijo

V sodobnih industrijskih obratih z razvejano motorno obremenitvijo (koncentracijske naprave itd.) se za omejevanje kratkostičnih tokov uporablja napreden napajalni sistem z nadzorovanim zasilnim načinom.

Na sl. 3 prikazuje diagram moči pesta. Kot je razvidno iz slike, v primeru kratkega stika v točki K vsota zasilnih tokov prehaja skozi odklopnik poškodovanega priključka (B) - iz omrežja in napajanja iz nepoškodovanih motorjev.

Da bi omejili tok kratkega stika, ki teče skozi odklopnik poškodovanega priključka, so za čas nesreče vključeni tiristorski omejevalniki toka tipa VS1, VS2, ki omejujejo komponento toka kratkega stika iz omrežja. Po izklopu s stikala B se dopolnjevanja VS1, VS2 izklopijo. Stopnjo omejevanja toka uravnava tokovni omejevalnik R.

riž. 3. Shema napajanja s skupinsko napravo za omejevanje statičnega toka

Delna shema se uporablja za številne kritične mehanizme, ki ne omogočajo samozagona pri nazivni obremenitvi in ​​prekinitvah napajanja vzporedno delovanje transformatorjevprikazano na sl. 4.

Shema je dvodelna stikalna naprava z dvojnimi reaktorji L1 in L2. V normalnem načinu so stikala Q3, Q4 odprta in Q5 zaprta. Obremenitveni tokovi tečejo po vejah a dvojnih reaktorjev, izravnalni tok na vejah b, ki je med viroma, pa je omejen z upornostmi vej dvojnih reaktorjev. Shema omogoča zlasti v omrežjih z obremenitvijo motorja vzdrževanje preostale napetosti, ki zagotavlja stabilnost motorjev.

riž. 4. Shema z delnim vzporednim delovanjem virov

V zadnjih letih so se v industrijskih objektih začela ustvarjati kompleksna zaprta omrežja 0,4 kV, v katerih se izvaja vzporedno delovanje delavniških transformatorjev TM 1000 - 2500 kVA.

Takšna omrežja zagotavljajo visoka kakovost električne energije, racionalna uporaba moči transformatorja. Na sl. 4a prikazuje diagram, v katerem je omejevanje zasilnih tokov med vzporednim delovanjem transformatorjev zagotovljeno z dodatnimi reaktorji, vnesenimi v omrežje 0,4 kV.

V nekaterih primerih vam naravna odstranitev transformatorjev omogoča organiziranje vezja na sl. 5, vendar brez uporabe reaktorjev.

Na sl. 5, b prikazuje kompleksno zaprto omrežje 0,4 kV.

riž. 5. Sheme z vzporednim delovanjem 6 / 0,4 kV delavnicskih transformatorjev: a - s sekcijskimi reaktorji, b - z uporabo visokonapetostnih tiristorskih stikal

Kot je razvidno iz sl. 5, b, so močnostni transformatorji priključeni na napajalno omrežje prek tiristorskih stikal, ki v zasilnem načinu zagotavljajo zgodnjo zaustavitev nekaterih transformatorjev.V tem primeru je tok kratkega stika omejen zaradi naravnih uporov kompleksnega zaprtega omrežja, ki v tem primeru prejema napajanje iz odklopljenih transformatorjev.