Περιορισμοί ρευμάτων βραχυκυκλώματος σε ηλεκτρικά δίκτυα βιομηχανικών επιχειρήσεων

Στα συστήματα τροφοδοσίας βιομηχανικών επιχειρήσεων, βραχυκυκλώματα (Βραχυκύκλωμα), που οδηγεί σε απότομη αύξηση των ρευμάτων. Επομένως, όλος ο κύριος ηλεκτρικός εξοπλισμός του συστήματος ισχύος πρέπει να επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τη δράση τέτοιων ρευμάτων.

Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι βραχυκυκλωμάτων:

• τριφασικό συμμετρικό βραχυκύκλωμα.

• διφασική — δύο φάσεις συνδέονται μεταξύ τους χωρίς να συνδέονται με το έδαφος.

• μονοφασική — η μία φάση συνδέεται με τον ουδέτερο της πηγής μέσω του εδάφους.

• διπλή γείωση — δύο φάσεις συνδέονται μεταξύ τους και με τη γείωση.

Οι κύριες αιτίες βραχυκυκλωμάτων είναι παραβιάσεις μόνωσης μεμονωμένων τμημάτων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, λανθασμένες ενέργειες του προσωπικού, επικάλυψη μόνωσης λόγω υπερτάσεων στο σύστημα. Τα βραχυκυκλώματα διακόπτουν την τροφοδοσία των καταναλωτών, συμπεριλαμβανομένων των μη κατεστραμμένων, που είναι συνδεδεμένοι σε κατεστραμμένα τμήματα του δικτύου, λόγω μείωσης της τάσης σε αυτούς και διακοπής της παροχής ρεύματος.Επομένως, τα βραχυκυκλώματα πρέπει να εξαλειφθούν με προστατευτικές διατάξεις το συντομότερο δυνατό.

Στο σχ. Το σχήμα 1 δείχνει την καμπύλη ρεύματος βραχυκυκλώματος. Από την αρχή, εμφανίζεται μια μεταβατική διαδικασία στο σύστημα ισχύος, που χαρακτηρίζεται από μια αλλαγή σε δύο συνιστώσες του ρεύματος βραχυκυκλώματος (SCC): περιοδική και απεριοδική

Ρύζι. 1. Καμπύλη αλλαγής ρεύματος βραχυκυκλώματος

Οι μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις συνδέονται συνήθως με ισχυρά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, τα ρεύματα βραχυκυκλώματος μπορούν να φτάσουν σε πολύ σημαντικές τιμές, γεγονός που οδηγεί σε δυσκολίες στην επιλογή ηλεκτρικού εξοπλισμού σύμφωνα με τις συνθήκες σταθερότητας βραχυκυκλώματος. Μεγάλες δυσκολίες προκύπτουν επίσης στην κατασκευή συστημάτων τροφοδοσίας με μεγάλο αριθμό ισχυρών ηλεκτροκινητήρων που τροφοδοτούν το σημείο βραχυκυκλώματος.

Από αυτή την άποψη, κατά το σχεδιασμό συστημάτων τροφοδοσίας, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί το βέλτιστο ρεύμα βραχυκυκλώματος... Οι πιο συνηθισμένοι τρόποι περιορισμού είναι:

• χωριστή λειτουργία μετασχηματιστών και γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας.

• συμπερίληψη πρόσθετων αντιστάσεων στο δίκτυο — αντιδραστήρες;

• τη χρήση μετασχηματιστών διαιρούμενης περιέλιξης.

Η χρήση αντιδραστήρων συνιστάται ιδιαίτερα όταν συνδέετε ηλεκτρικούς δέκτες σχετικά χαμηλής ισχύος στα λεωφορεία των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και σε υποσταθμούς υψηλής ισχύος. Κατά τη σύνδεση δεκτών με φορτίο κρούσης — ισχυροί φούρνοι, ηλεκτρική κίνηση βαλβίδων — είναι συχνά αδύνατο να αυξηθεί η αντιδραστικότητα του δικτύου με την εγκατάσταση αντιδραστήρων, καθώς αυτό οδηγεί σε αύξηση των διακυμάνσεων και των αποκλίσεων τάσης.

Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει ένα διάγραμμα ενός υποσταθμού 110 kV που τροφοδοτεί ξαφνικά μεταβαλλόμενα φορτία.Δεν προβλέπει την αντίδραση των ακροδεκτών και των γραμμών 3 που παρέχουν ισχυρό φορτίο κρούσης, έτσι ώστε να μην αυξηθεί η αντιδραστικότητα του δικτύου και οι κραδασμοί άεργου ισχύος. Σε αυτές τις συνδέσεις χρησιμοποιούνται ισχυροί διακόπτες 1. Σε άλλες γραμμές, οι αποκριτικοί και οι συμβατικοί διακόπτες δικτύου 2 παρέχονται με απενεργοποίηση έως και 350 — 500 MBA.

Ρύζι. 2. Σχέδιο υποσταθμού 110 kV που τροφοδοτεί ξαφνικά κυμαινόμενα φορτία: 1 — διακόπτες υψηλής ισχύος, 2 — διακόπτες δικτύου μέσης ισχύος, 3 — γραμμές για την τροφοδοσία των καταναλωτών με απότομα κυμαινόμενο φορτίο κρούσης

Σε σύγχρονες βιομηχανικές εγκαταστάσεις με διακλαδισμένο φορτίο κινητήρα (εγκαταστάσεις συγκέντρωσης κ.λπ.) χρησιμοποιείται ένα προηγμένο σύστημα τροφοδοσίας με ελεγχόμενη λειτουργία έκτακτης ανάγκης για τον περιορισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος.

Στο σχ. Το 3 δείχνει το διάγραμμα ισχύος του διανομέα. Όπως φαίνεται από το σχήμα, σε περίπτωση βραχυκυκλώματος στο σημείο Κ, το άθροισμα των ρευμάτων έκτακτης ανάγκης διέρχεται από τον διακόπτη της κατεστραμμένης σύνδεσης (Β) — από το δίκτυο και την τροφοδοσία από μη κατεστραμμένους κινητήρες.

Προκειμένου να περιοριστεί το ρεύμα βραχυκυκλώματος που διαρρέει τον διακόπτη της κατεστραμμένης σύνδεσης, περιλαμβάνονται περιοριστές ρεύματος θυρίστορ τύπου shunt VS1, VS2 για την περίοδο του ατυχήματος, περιορίζοντας τη συνιστώσα του ρεύματος βραχυκυκλώματος από το δίκτυο. Μετά την απενεργοποίηση από τον διακόπτη Β, τα μακιγιάζ VS1, VS2 απενεργοποιούνται. Ο βαθμός περιορισμού του ρεύματος ρυθμίζεται από τον περιοριστή ρεύματος R.

Ρύζι. 3. Σχέδιο τροφοδοσίας με ομαδική συσκευή για περιορισμό στατικού ρεύματος

Χρησιμοποιείται ένα μερικό σχήμα για έναν αριθμό κρίσιμων μηχανισμών που δεν επιτρέπουν την αυτόματη εκκίνηση σε ονομαστικό φορτίο και διακοπές ρεύματος παράλληλη λειτουργία μετασχηματιστώνφαίνεται στο σχ. 4.

Το σχήμα είναι ένας διακόπτης δύο τμημάτων με δύο αντιδραστήρες L1 και L2. Στην κανονική λειτουργία, οι διακόπτες Q3, Q4 είναι ανοιχτοί και Q5 είναι κλειστοί. Τα ρεύματα φορτίου ρέουν στους κλάδους α των διπλών αντιδραστήρων και το ρεύμα εξισορρόπησης στους κλάδους b, που βρίσκεται μεταξύ των πηγών, περιορίζεται από τις αντιστάσεις των κλάδων των διπλών αντιδραστήρων. Το σχήμα επιτρέπει, ειδικότερα, σε δίκτυα με φορτίο κινητήρα να διατηρείται μια υπολειπόμενη τάση, η οποία εγγυάται τη σταθερότητα των κινητήρων.

Ρύζι. 4. Σχέδιο με μερική παράλληλη λειτουργία των πηγών

Τα τελευταία χρόνια έχουν αρχίσει να δημιουργούνται σύνθετα κλειστά δίκτυα 0,4 kV σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, στα οποία πραγματοποιείται παράλληλη λειτουργία συνεργείων μετασχηματιστών TM 1000 — 2500 kVA.

Τέτοια δίκτυα παρέχουν υψηλής ποιότητας ηλεκτρική ενέργεια, ορθολογική χρήση της ισχύος του μετασχηματιστή. Στο σχ. Το σχήμα 4α δείχνει ένα διάγραμμα στο οποίο ο περιορισμός των ρευμάτων έκτακτης ανάγκης κατά την παράλληλη λειτουργία των μετασχηματιστών παρέχεται από πρόσθετους αντιδραστήρες που εισάγονται στο δίκτυο 0,4 kV.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, η φυσική αφαίρεση των μετασχηματιστών σας επιτρέπει να οργανώσετε το κύκλωμα στο Σχ. 5, αλλά χωρίς τη χρήση αντιδραστήρων.

Στο σχ. 5, b δείχνει ένα σύνθετο κλειστό δίκτυο 0,4 kV.

Ρύζι. 5. Σχέδια με παράλληλη λειτουργία μετασχηματιστών συνεργείου 6 / 0,4 kV: α — με τμηματικούς αντιδραστήρες, β — με χρήση διακοπτών θυρίστορ υψηλής τάσης

Όπως φαίνεται από το σχ. 5, β, οι μετασχηματιστές ισχύος συνδέονται στο δίκτυο τροφοδοσίας μέσω διακοπτών θυρίστορ, οι οποίοι σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης εξασφαλίζουν την πρόωρη απενεργοποίηση ορισμένων από τους μετασχηματιστές.Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα βραχυκυκλώματος περιορίζεται λόγω των φυσικών αντιστάσεων του πολύπλοκου κλειστού δικτύου, το οποίο στην περίπτωση αυτή λαμβάνει ισχύ από αποσυνδεδεμένους μετασχηματιστές.