Obmedzenia skratových prúdov v elektrických sieťach priemyselných podnikov

V systémoch napájania priemyselných podnikov, skraty (skrat), čo vedie k prudkému zvýšeniu prúdov. Preto je potrebné vybrať všetky hlavné elektrické zariadenia energetického systému s prihliadnutím na pôsobenie takýchto prúdov.

Rozlišujú sa tieto typy skratov:

• trojfázový symetrický skrat;

• dvojfázové — dve fázy sú navzájom spojené bez spojenia so zemou;

• jednofázový — jedna fáza je pripojená k neutrálu zdroja cez zem;

• dvojité uzemnenie - dve fázy sú navzájom spojené a so zemou.

Hlavnými príčinami skratov sú porušenia izolácie jednotlivých častí elektroinštalácie, nesprávne konanie personálu, prekrývanie izolácie v dôsledku prepätí v systéme. Skraty narúšajú napájanie spotrebiteľov, vrátane nepoškodených, pripojených k poškodeným úsekom siete v dôsledku poklesu napätia na nich a prerušenia napájania.Skraty je preto potrebné čo najskôr odstrániť ochrannými zariadeniami.

Na obr. 1 je znázornená krivka skratového prúdu. Od samého začiatku sa v napájacom systéme vyskytuje prechodný proces, ktorý sa vyznačuje zmenou dvoch zložiek skratového prúdu (SCC): periodickej a aperiodickej

Ryža. 1. Krivka zmeny skratového prúdu

Veľké priemyselné závody sú zvyčajne napojené na výkonné energetické systémy. V tomto prípade môžu skratové prúdy dosiahnuť veľmi významné hodnoty, čo vedie k ťažkostiam pri výbere elektrického zariadenia podľa podmienok stability skratu. Veľké ťažkosti vznikajú aj pri konštrukcii napájacích systémov s veľkým počtom výkonných elektromotorov napájajúcich miesto skratu.

V tomto smere je pri návrhu napájacích systémov potrebné určiť optimálny skratový prúd... Najbežnejšie spôsoby obmedzenia sú:

• samostatná prevádzka transformátorov a elektrických vedení;

• zahrnutie dodatočných odporov do siete — reaktory;

• použitie transformátorov s deleným vinutím.

Použitie reaktorov sa odporúča najmä pri pripájaní elektrických prijímačov relatívne nízkeho výkonu k autobusom elektrární a k rozvodniam vysokého výkonu. Pri pripájaní prijímačov s nárazovým zaťažením - výkonné pece, elektrický pohon ventilov - je často nemožné zvýšiť reaktivitu siete inštaláciou reaktorov, pretože to vedie k zvýšeniu kolísania a odchýlok napätia.

Na obr. 2 znázorňuje schému 110 kV rozvodne dodávajúcej náhle sa meniace záťaže.Nezabezpečuje reakciu svoriek a vedení 3, ktoré dodávajú silné rázové zaťaženie, aby sa nezvýšila reaktivita siete a rázy jalového výkonu. V týchto zapojeniach sa používajú výkonné spínače 1. Na ostatných linkách sú reagujúce a konvenčné sieťové spínače 2 vybavené vypínaním až do 350 — 500 MBA.

Ryža. 2. Schéma 110 kV rozvodne, ktorá napája náhle kolísavé zaťaženie: 1 — spínače vysokého výkonu, 2 — spínače siete stredného výkonu, 3 — vedenia na zásobovanie spotrebiteľov prudko sa meniacim rázovým zaťažením

V moderných priemyselných prevádzkach s rozvetveným motorovým zaťažením (koncentračné závody a pod.) sa na obmedzenie skratových prúdov používa vyspelý systém napájania s riadeným núdzovým režimom.

Na obr. 3 je znázornený výkonový diagram náboja. Ako vidno z obrázku, v prípade skratu v bode K prejde súčet núdzových prúdov cez istič poškodeného spoja (B) — zo siete a napájania z nepoškodených motorov.

Pre obmedzenie skratového prúdu pretekajúceho ističom poškodeného spoja sú na dobu havárie zaradené tyristorové obmedzovače prúdu typu VS1, VS2, ktoré obmedzujú zložku skratového prúdu zo siete. Po vypnutí z vypínača B sa vypínajú dopĺňania VS1, VS2. Stupeň prúdového obmedzenia je regulovaný prúdovým obmedzovačom R.

Ryža. 3. Schéma napájania so skupinovým zariadením na obmedzenie statického prúdu

Čiastočná schéma sa používa pre množstvo kritických mechanizmov, ktoré neumožňujú samočinné spustenie pri menovitom zaťažení a prerušení napájania paralelná prevádzka transformátorovznázornené na obr. 4.

Schéma je dvojdielny rozvádzač s dvojitými reaktormi L1 a L2. V normálnom režime sú spínače Q3, Q4 otvorené a Q5 zatvorené. Na vetvách a dvojitých reaktorov tečú záťažové prúdy a vyrovnávací prúd na vetvách b, ktorý je medzi zdrojmi, je obmedzený odpormi vetiev dvojitých reaktorov. Schéma umožňuje najmä v sieťach so zaťažením motora udržiavať zvyškové napätie, ktoré zaručuje stabilitu motorov.

Ryža. 4. Schéma s čiastočnou paralelnou prevádzkou zdrojov

V posledných rokoch sa na priemyselných zariadeniach začali vytvárať komplexné uzavreté siete 0,4 kV, v ktorých sa vykonáva paralelná prevádzka dielenských transformátorov TM 1000 — 2500 kVA.

Takéto siete poskytujú vysoko kvalitná elektrická energia, racionálne využitie výkonu transformátora. Na obr. 4a je znázornená schéma, v ktorej obmedzenie núdzových prúdov pri paralelnej prevádzke transformátorov zabezpečujú prídavné tlmivky zavedené do siete 0,4 kV.

V niektorých prípadoch vám prirodzené odstránenie transformátorov umožňuje usporiadať obvod na obr. 5, ale bez použitia reaktorov.

Na obr. 5, b znázorňuje komplexnú uzavretú sieť 0,4 kV.

Ryža. 5. Schémy s paralelnou prevádzkou dielenských transformátorov 6 / 0,4 kV: a — so sekcionálnymi reaktormi, b — s použitím vysokonapäťových tyristorových spínačov

Ako je možné vidieť na obr. 5, b, sú výkonové transformátory pripojené k napájacej sieti cez tyristorové spínače, ktoré v núdzovom režime zabezpečujú predčasné odstavenie niektorých transformátorov.V tomto prípade je skratový prúd obmedzený v dôsledku prirodzených odporov komplexnej uzavretej siete, ktorá v tomto prípade prijíma energiu z odpojených transformátorov.