Begrensninger av kortslutningsstrømmer i elektriske nettverk til industribedrifter

I strømforsyningssystemene til industribedrifter, kortslutninger (Kortslutning), som fører til en kraftig økning i strømmer. Derfor må alt det viktigste elektriske utstyret til kraftsystemet velges under hensyntagen til virkningen av slike strømmer.

Følgende typer kortslutninger skilles:

• trefase symmetrisk kortslutning;

• to-fase - to faser er koblet til hverandre uten å være koblet til bakken;

• enfase - en fase er koblet til nøytralen til kilden gjennom bakken;

• dobbel jording — to faser er koblet til hverandre og til jord.

Hovedårsakene til kortslutninger er isolasjonsbrudd på individuelle deler av elektriske installasjoner, feil handlinger fra personell, overlapping av isolasjon på grunn av overspenninger i systemet. Kortslutninger forstyrrer strømforsyningen til forbrukere, inkludert uskadede, koblet til skadede deler av nettverket, på grunn av en reduksjon i spenningen på dem og et avbrudd i strømforsyningen.Kortslutninger må derfor elimineres med verneinnretninger så snart som mulig.

I fig. 1 viser kortslutningsstrømkurven. Helt fra begynnelsen skjer en forbigående prosess i kraftsystemet, preget av en endring i to komponenter av kortslutningsstrømmen (SCC): periodisk og aperiodisk

Ris. 1. Kortslutningsstrømendringskurve

Store industrianlegg er vanligvis koblet til kraftige kraftsystemer. I dette tilfellet kan kortslutningsstrømmene nå svært betydelige verdier, noe som fører til vanskeligheter med å velge elektrisk utstyr i henhold til betingelsene for kortslutningsstabilitet. Store vanskeligheter oppstår også ved konstruksjon av strømforsyningssystemer med et stort antall kraftige elektriske motorer som forsyner kortslutningspunktet.

I denne forbindelse, når du designer strømforsyningssystemer, er det nødvendig å bestemme den optimale kortslutningsstrømmen ... De vanligste måtene å begrense er:

• separat drift av transformatorer og kraftledninger;

• inkludering av ytterligere motstander i nettverket — reaktorer;

• bruk av delte viklingstransformatorer.

Bruk av reaktorer anbefales spesielt ved tilkobling av elektriske mottakere med relativt lav effekt til bussene til kraftverk og til transformatorstasjoner med høy effekt. Når du kobler til mottakere med en sjokkbelastning - kraftige ovner, ventil elektrisk drift - er det ofte umulig å øke reaktiviteten til nettverket ved å installere reaktorer, da dette fører til en økning i spenningssvingninger og avvik.

I fig. 2 viser et diagram av en 110 kV understasjon som forsyner plutselig varierende belastninger.Det sørger ikke for reaksjonen til terminalene og linjene 3 som leverer en kraftig sjokkbelastning, for ikke å øke nettverksreaktiviteten og reaktiv effektsjokk. I disse forbindelsene brukes kraftige brytere 1. På andre linjer er responsive og konvensjonelle nettbrytere 2 forsynt med en strømavbrudd på opptil 350 — 500 MBA.

Ris. 2. Oppsett av en 110 kV understasjon som mater plutselig svingende belastninger: 1 — høyeffektsvitsjer, 2 — nettverksbrytere med middels kraft, 3 — linjer for å forsyne forbrukere med en kraftig svingende sjokkbelastning

I moderne industrianlegg med forgrenet motorbelastning (konsentrasjonsanlegg, etc.) brukes et avansert strømforsyningssystem med kontrollert nødmodus for å begrense kortslutningsstrømmer.

I fig. 3 viser strømdiagrammet for navet. Som det fremgår av figuren, i tilfelle kortslutning i punkt K, går summen av nødstrømmene gjennom bryteren til den skadede forbindelsen (B) — fra strømnettet og forsyningen fra uskadede motorer.

For å begrense kortslutningsstrømmen som strømmer gjennom bryteren til den skadede forbindelsen, er tyristorstrømbegrensere av shunttype VS1, VS2 inkludert for ulykkesperioden, og begrenser komponenten av kortslutningsstrømmen fra nettverket. Etter å ha slått av fra bryter B, slås sminkene VS1, VS2 av. Graden av strømbegrensning reguleres av strømbegrenseren R.

Ris. 3. Strømforsyningsskjema med gruppeenhet for å begrense statisk strøm

Et delskjema brukes for en rekke kritiske mekanismer som ikke tillater selvstart ved nominell belastning og strømbrudd parallelldrift av transformatorervist i fig. 4.

Opplegget er et to-seksjons koblingsanlegg med tvillingreaktorer L1 og L2. I normal modus er bryterne Q3, Q4 åpne og Q5 er lukket. Laststrømmene flyter på grenene a til dobbeltreaktorene, og balanseringsstrømmen på grenene b, som er mellom kildene, begrenses av motstandene til grenene til dobbeltreaktorene. Ordningen tillater spesielt i nettverk med motorbelastning å opprettholde en restspenning, som garanterer stabiliteten til motorene.

Ris. 4. Opplegg med delvis parallelldrift av kildene

De siste årene har det begynt å opprette komplekse lukkede nettverk på 0,4 kV ved industrianlegg, der det utføres parallelldrift av verkstedtransformatorer TM 1000 — 2500 kVA.

Slike nettverk gir høykvalitets elektrisk energi, rasjonell bruk av transformatorkraft. I fig. Figur 4a viser et diagram hvor begrensningen av nødstrømmer under parallelldrift av transformatorer tilveiebringes av ytterligere reaktorer innført i 0,4 kV-nettet.

I noen tilfeller lar den naturlige fjerningen av transformatorer deg organisere kretsen i fig. 5, men uten bruk av reaktorer.

I fig. 5, b viser et komplekst lukket nettverk på 0,4 kV.

Ris. 5. Opplegg med parallelldrift av 6 / 0,4 kV verkstedtransformatorer: a — med seksjonsreaktorer, b — ved bruk av høyspenttyristorbrytere

Som det fremgår av fig. 5, b kobles krafttransformatorene til forsyningsnettet gjennom tyristorbrytere, som i nødmodus sørger for tidlig avstengning av noen av transformatorene.I dette tilfellet er kortslutningsstrømmen begrenset på grunn av de naturlige motstandene til det komplekse lukkede nettverket, som i dette tilfellet mottar strøm fra frakoblede transformatorer.