A rövidzárlati áramok korlátai az ipari vállalkozások elektromos hálózataiban

Az ipari vállalkozások áramellátó rendszereiben, rövidzárlatok (Zárlat), ami az áramerősség éles növekedéséhez vezet. Ezért az energiarendszer összes fő elektromos berendezését az ilyen áramok hatásának figyelembevételével kell kiválasztani.

A következő típusú rövidzárlatokat különböztetjük meg:

• háromfázisú szimmetrikus rövidzárlat;

• kétfázisú - két fázis csatlakozik egymáshoz anélkül, hogy a földre lenne csatlakoztatva;

• egyfázisú - az egyik fázis a földön keresztül csatlakozik a forrás nullához;

• kettős földelés - két fázis egymáshoz és a földhöz van csatlakoztatva.

A rövidzárlatok fő okai az elektromos berendezések egyes részeinek szigetelési megsértése, a személyzet helytelen tevékenysége, a szigetelés átfedése a rendszer túlfeszültségei miatt. A rövidzárlatok megzavarják a hálózat sérült szakaszaihoz csatlakoztatott fogyasztók áramellátását, beleértve a sértetleneket is, a rajtuk lévő feszültség csökkenése és az áramellátás megszakadása miatt.A rövidzárlatokat ezért a lehető leghamarabb védőberendezésekkel meg kell szüntetni.

ábrán. Az 1. ábra a rövidzárlati áramgörbét mutatja. A kezdetektől fogva tranziens folyamat megy végbe az energiarendszerben, amelyet a rövidzárlati áram (SCC) két összetevőjének változása jellemez: periodikus és időszakos.

Rizs. 1. Rövidzárlati áram változási görbe

A nagy ipari üzemek rendszerint nagy teljesítményű villamosenergia-rendszerekhez csatlakoznak. Ebben az esetben a zárlati áramok igen jelentős értéket érhetnek el, ami nehézségeket okoz az elektromos berendezések rövidzárlati stabilitási feltételek szerinti kiválasztásában. Nagy nehézségek merülnek fel a rövidzárlati pontot nagyszámú nagy teljesítményű villanymotorral rendelkező áramellátó rendszerek építésénél is.

Ezzel kapcsolatban az áramellátó rendszerek tervezésekor meg kell határozni az optimális zárlati áramot... A korlátozás legáltalánosabb módjai:

• transzformátorok és távvezetékek külön üzemeltetése;

• további ellenállások beépítése a hálózatba — reaktorok;

• osztott tekercses transzformátorok használata.

A reaktorok használata különösen ajánlott viszonylag kis teljesítményű elektromos vevőkészülékek erőművek buszaihoz és nagy teljesítményű alállomásokhoz való csatlakoztatásakor. Lökésterhelésű vevőkészülékek csatlakoztatásakor - erős kemencék, szelepes elektromos meghajtás - gyakran lehetetlen a hálózat reaktivitását reaktorok telepítésével növelni, mivel ez a feszültségingadozások és -eltérések növekedéséhez vezet.

ábrán. A 2. ábra egy 110 kV-os, hirtelen változó terhelést tápláló alállomás diagramját mutatja.Nem rendelkezik a terminálok és a 3-as vonalak reakciójáról erőteljes lökésterheléssel, hogy ne növelje a hálózat reaktivitását és a meddőteljesítmény-sokkokat. Ezekben a csatlakozásokban nagy teljesítményű kapcsolók 1 használatosak. Más vonalakon az érzékeny és hagyományos hálózati kapcsolók 2 akár 350-500 MBA lekapcsolással vannak ellátva.

Rizs. 2. Hirtelen ingadozó terhelést tápláló 110 kV-os alállomás vázlata: 1 — nagy teljesítményű kapcsolók, 2 — közepes teljesítményű hálózati kapcsolók, 3 — vezetékek élesen ingadozó lökésterhelésű fogyasztók ellátására

A modern, elágazó motorterhelésű ipari üzemekben (koncentrációs üzemek stb.) a rövidzárlati áramok korlátozására fejlett, vezérelt vészüzemmódú tápellátó rendszert alkalmaznak.

ábrán. A 3. ábra a hub teljesítmény diagramját mutatja. Amint az ábrán látható, a K pontban bekövetkező rövidzárlat esetén a vészáramok összege áthalad a sérült csatlakozás megszakítóján (B) - a hálózatról és a sértetlen motorok táplálásáról.

A sérült csatlakozás megszakítóján átfolyó zárlati áram korlátozása érdekében a baleset idejére VS1, VS2 típusú tirisztoros áramkorlátozókat tartalmaznak, amelyek korlátozzák a hálózatból érkező zárlati áram összetevőjét. A B kapcsolóból való kikapcsolás után a VS1, VS2 pótlások kikapcsolnak. Az áramkorlátozás mértékét az R áramkorlátozó szabályozza.

Rizs. 3. Tápellátási séma csoportos eszközzel a statikus áram korlátozására

Részsémát használnak számos kritikus mechanizmushoz, amelyek nem teszik lehetővé az önindítást névleges terhelés és áramkimaradás esetén transzformátorok párhuzamos működéseábrán látható. 4.

A séma egy kétrészes kapcsolóberendezés L1 és L2 ikerreaktorokkal. Normál üzemmódban a Q3, Q4 kapcsoló nyitva, a Q5 pedig zárva van. A kettős reaktorok a ágain a terhelőáramok, a források között lévő b ágakon kiegyenlítő áramot pedig a kettős reaktorok ágainak ellenállásai korlátozzák. A rendszer lehetővé teszi különösen a motorterhelésű hálózatokban a maradék feszültség fenntartását, amely garantálja a motorok stabilitását.

Rizs. 4. Séma a források részleges párhuzamos működésével

Az elmúlt években az ipari létesítményekben elkezdődtek komplex, 0,4 kV-os zárt hálózatok kialakítása, amelyekben a TM 1000 - 2500 kVA műhelytranszformátorok párhuzamos üzemeltetését végzik.

Az ilyen hálózatok biztosítják kiváló minőségű elektromos energia, a transzformátor teljesítményének ésszerű felhasználása. ábrán. A 4a. ábra egy diagramot mutat, amelyen a vészáramok korlátozását a transzformátorok párhuzamos működése során a 0,4 kV-os hálózatba bevezetett további reaktorok biztosítják.

Bizonyos esetekben a transzformátorok természetes eltávolítása lehetővé teszi az áramkör megszervezését az ábrán. 5, de reaktorok használata nélkül.

ábrán. Az 5. b ábrán egy összetett, 0,4 kV-os zárt hálózat látható.

Rizs. 5. Sémák 6 / 0,4 kV-os műhelytranszformátorok párhuzamos működésével: a — szekcionált reaktorokkal, b — nagyfeszültségű tirisztoros kapcsolókkal

ábrából látható. Az 5, b, a teljesítménytranszformátorok tirisztoros kapcsolókon keresztül csatlakoznak a táphálózathoz, amelyek vészüzemmódban biztosítják a transzformátorok egy részének korai leállását.Ebben az esetben a zárlati áram korlátozott a komplex zárt hálózat természetes ellenállásai miatt, amely ebben az esetben a leválasztott transzformátoroktól kap áramot.