Begrænsninger af kortslutningsstrømme i elektriske netværk af industrielle virksomheder

I industrielle virksomheders strømforsyningssystemer, kortslutninger (Kortslutning), hvilket fører til en kraftig stigning i strømme. Derfor skal alt det vigtigste elektriske udstyr i elsystemet vælges under hensyntagen til virkningen af ​​sådanne strømme.

Der skelnes mellem følgende typer kortslutninger:

• trefaset symmetrisk kortslutning;

• tofaset - to faser er forbundet med hinanden uden at være forbundet til jorden;

• enkeltfaset - en fase er forbundet til kildens neutrale gennem jorden;

• dobbelt jording — to faser er forbundet med hinanden og til jord.

Hovedårsagerne til kortslutninger er isolationsovertrædelser af individuelle dele af elektriske installationer, forkerte handlinger af personale, overlapning af isolering på grund af overspændinger i systemet. Kortslutninger forstyrrer strømforsyningen til forbrugere, herunder ubeskadigede, forbundet til beskadigede dele af netværket på grund af et fald i spændingen på dem og en afbrydelse af strømforsyningen.Kortslutninger skal derfor fjernes med beskyttelsesanordninger så hurtigt som muligt.

I fig. 1 viser kortslutningsstrømkurven. Helt fra begyndelsen sker der en forbigående proces i elsystemet, karakteriseret ved en ændring i to komponenter af kortslutningsstrømmen (SCC): periodisk og aperiodisk

Ris. 1. Kortslutningsstrømændringskurve

Store industrielle anlæg er normalt forbundet med kraftige strømsystemer. I dette tilfælde kan kortslutningsstrømmene nå meget betydelige værdier, hvilket fører til vanskeligheder ved valg af elektrisk udstyr i henhold til betingelserne for kortslutningsstabilitet. Store vanskeligheder opstår også ved konstruktionen af ​​strømforsyningssystemer med et stort antal kraftige elektriske motorer, der forsyner kortslutningspunktet.

I denne henseende, når man designer strømforsyningssystemer, er det nødvendigt at bestemme den optimale kortslutningsstrøm... De mest almindelige måder at begrænse er:

• separat drift af transformere og elledninger;

• inklusion af yderligere modstande i netværket — reaktorer;

• brugen af ​​splitviklingstransformere.

Brugen af ​​reaktorer anbefales især ved tilslutning af relativt laveffekt elektriske modtagere til busser på kraftværker og til højeffekt transformatorstationer. Ved tilslutning af modtagere med en stødbelastning - kraftige ovne, ventil elektrisk drev - er det ofte umuligt at øge netværkets reaktivitet ved at installere reaktorer, da dette fører til en stigning i spændingsudsving og afvigelser.

I fig. 2 viser et diagram over en 110 kV transformerstation, der leverer pludseligt varierende belastninger.Det sørger ikke for reaktionen af ​​terminalerne og linjerne 3, der leverer en kraftig stødbelastning, for ikke at øge netværksreaktiviteten og reaktiv effektchok. I disse forbindelser anvendes kraftige afbrydere 1. På andre linjer er responsive og konventionelle netafbrydere 2 forsynet med en strømafbrydelse på op til 350 — 500 MBA.

Ris. 2. Skema af en 110 kV understation, der forsyner pludseligt svingende belastninger: 1 — højeffektafbrydere, 2 — netværksafbrydere med medium effekt, 3 — ledninger til at forsyne forbrugere med en kraftigt svingende stødbelastning

I moderne industrianlæg med en forgrenet motorbelastning (koncentrationsanlæg osv.) bruges et avanceret strømforsyningssystem med en kontrolleret nødtilstand til at begrænse kortslutningsstrømme.

I fig. 3 viser strømdiagrammet for navet. Som det kan ses af figuren, går summen af ​​nødstrømmene i tilfælde af en kortslutning i punkt K gennem afbryderen på den beskadigede forbindelse (B) — fra lysnettet og forsyningen fra ubeskadigede motorer.

For at begrænse kortslutningsstrømmen, der strømmer gennem afbryderen på den beskadigede forbindelse, er tyristorstrømbegrænsere af shunttype VS1, VS2 inkluderet i ulykkesperioden, hvilket begrænser komponenten af ​​kortslutningsstrømmen fra netværket. Efter slukning fra kontakt B slukkes make-up VS1, VS2. Graden af ​​strømbegrænsning reguleres af strømbegrænseren R.

Ris. 3. Strømforsyningsskema med gruppeenhed til begrænsning af statisk strøm

Et delvist skema bruges til en række kritiske mekanismer, der ikke tillader selvstart ved nominel belastning og strømafbrydelser parallel drift af transformerevist i fig. 4.

Ordningen er et todelt koblingsanlæg med dobbeltreaktorer L1 og L2. I normal tilstand er kontakterne Q3, Q4 åbne og Q5 er lukket. Belastningsstrømmene løber på grenene a af dobbeltreaktorerne, og balancestrømmen på grenene b, som er mellem kilderne, er begrænset af modstandene i grenene af dobbeltreaktorerne. Ordningen tillader især i netværk med motorbelastning at opretholde en restspænding, som garanterer motorernes stabilitet.

Ris. 4. Ordning med delvis paralleldrift af kilderne

I de senere år er der begyndt at skabe komplekse lukkede netværk på 0,4 kV på industrianlæg, hvor der udføres paralleldrift af værkstedstransformatorer TM 1000 — 2500 kVA.

Sådanne netværk giver højkvalitets elektrisk energi, rationel brug af transformerkraft. I fig. 4a viser et diagram, hvori begrænsningen af ​​nødstrømme under paralleldrift af transformere tilvejebringes af yderligere reaktorer indført i 0,4 kV-nettet.

I nogle tilfælde giver den naturlige fjernelse af transformatorer dig mulighed for at organisere kredsløbet i fig. 5, men uden brug af reaktorer.

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

Ris. 5. Skemaer med paralleldrift af 6 / 0,4 kV værkstedstransformatorer: a — med sektionsreaktorer, b — ved hjælp af højspændingstyristorafbrydere

Som det kan ses af fig. 5, b er effekttransformatorerne forbundet til forsyningsnettet gennem tyristorkontakter, som i nødtilstand sikrer tidlig nedlukning af nogle af transformatorerne.I dette tilfælde er kortslutningsstrømmen begrænset på grund af de naturlige modstande i det komplekse lukkede netværk, som i dette tilfælde modtager strøm fra afbrudte transformere.