Sanayi işletmelerinin elektrik şebekelerinde kısa devre akımlarının sınırlandırılması

Sanayi işletmelerinin güç kaynağı sistemlerinde, kısa devreler (Kısa devre), bu da akımlarda keskin bir artışa neden olur. Bu nedenle, güç sisteminin tüm ana elektrikli ekipmanı, bu tür akımların etkisi dikkate alınarak seçilmelidir.

Aşağıdaki kısa devre türleri ayırt edilir:

• üç fazlı simetrik kısa devre;

• iki fazlı - toprağa bağlanmadan birbirine bağlanan iki faz;

• tek fazlı - bir faz, kaynağın nötrüne toprak yoluyla bağlanır;

• çift ​​topraklama - iki faz birbirine ve toprağa bağlıdır.

Kısa devrelerin ana nedenleri, elektrik tesisatlarının münferit parçalarının yalıtım ihlalleri, personelin yanlış hareketleri, sistemdeki aşırı gerilimler nedeniyle yalıtımın üst üste binmesidir. Kısa devreler, şebekenin hasarlı bölümlerine bağlı hasarsız olanlar da dahil olmak üzere tüketicilerin üzerlerindeki voltajın düşmesi ve güç kaynağının kesilmesi nedeniyle güç beslemesini bozar.Bu nedenle, kısa devreler mümkün olan en kısa sürede koruyucu cihazlarla ortadan kaldırılmalıdır.

İncirde. 1 kısa devre akım eğrisini gösterir. En başından itibaren, güç sisteminde kısa devre akımının (SCC) iki bileşenindeki bir değişiklikle karakterize edilen geçici bir süreç meydana gelir: periyodik ve periyodik olmayan

Pirinç. 1. Kısa devre akımı değişim eğrisi

Büyük endüstriyel tesisler genellikle güçlü güç sistemlerine bağlanır. Bu durumda kısa devre akımları çok önemli değerlere ulaşabilir ki bu da kısa devre kararlılık koşullarına göre elektrikli ekipman seçiminde zorluklara yol açar. Kısa devre noktasını besleyen çok sayıda güçlü elektrik motoruna sahip güç kaynağı sistemlerinin yapımında da büyük zorluklar ortaya çıkar.

Bu bağlamda, güç kaynağı sistemlerini tasarlarken, optimum kısa devre akımını belirlemek gerekir... En yaygın sınırlama yolları şunlardır:

• trafoların ve elektrik hatlarının ayrı çalışması;

• ağa ek dirençlerin dahil edilmesi — reaktörler;

• bölünmüş sargı transformatörlerinin kullanımı.

Nispeten düşük güçlü elektrik alıcılarını enerji santrallerinin baralarına ve yüksek güçlü trafo merkezlerine bağlarken reaktörlerin kullanılması özellikle tavsiye edilir. Şok yüklü alıcıları bağlarken - güçlü fırınlar, elektrikli tahrik vanası - reaktörler kurarak ağın reaktivitesini artırmak genellikle imkansızdır, çünkü bu voltaj dalgalanmalarında ve sapmalarında artışa yol açar.

İncirde. Şekil 2, aniden değişen yükleri besleyen 110 kV'luk bir trafo merkezinin diyagramını göstermektedir.Ağ reaktivitesini ve reaktif güç şoklarını artırmamak için güçlü bir şok yükü sağlayan terminallerin ve hatların 3 reaksiyonunu sağlamaz. Bu bağlantılarda güçlü anahtarlar 1 kullanılır.Diğer hatlarda duyarlı ve konvansiyonel şebeke anahtarları 2 350 - 500 MBA'ya kadar güç kesme ile sağlanır.

Pirinç. 2. Ani dalgalanan yükleri besleyen 110 kV'luk bir trafo merkezinin şeması: 1 - yüksek güçlü anahtarlar, 2 - orta güçlü ağ anahtarları, 3 - tüketicilere keskin bir şekilde dalgalanan şok yükü sağlamak için hatlar

Dallanmış motor yüküne sahip modern endüstriyel tesislerde (yoğunlaştırma tesisleri vb.), kısa devre akımlarını sınırlamak için kontrollü acil durum moduna sahip gelişmiş bir güç kaynağı sistemi kullanılır.

İncirde. Şekil 3, göbeğin güç şemasını göstermektedir. Şekilden görülebileceği gibi, K noktasında bir kısa devre olması durumunda, acil durum akımlarının toplamı, ana şebekeden ve hasarsız motorların beslemesinden hasarlı bağlantının (B) kesicisinden geçer.

Hasarlı bağlantının kesicisinden geçen kısa devre akımını sınırlamak için, kaza süresi boyunca şebekeden gelen kısa devre akımının bileşenini sınırlayan VS1, VS2 şönt tipi tristör akım sınırlayıcıları dahil edilmiştir. B anahtarından kapatıldıktan sonra makyaj VS1, VS2 kapatılır. Akım sınırlama derecesi, akım sınırlayıcı R tarafından düzenlenir.

Pirinç. 3. Statik akımı sınırlamak için grup cihazlı güç kaynağı şeması

Nominal yükte ve güç kesintilerinde kendi kendine çalışmaya izin vermeyen bir dizi kritik mekanizma için kısmi bir şema kullanılır. trafoların paralel çalışmasıŞek. 4.

Şema, L1 ve L2 ikiz reaktörlü iki bölümlü bir şalt sistemidir. Normal modda Q3, Q4 anahtarları açıktır ve Q5 kapalıdır. Yük akımları çift reaktörlerin a kolları üzerinde akar ve kaynaklar arasında bulunan kollar b üzerindeki dengeleme akımı çift reaktörlerin kollarının dirençleri ile sınırlıdır. Şema, özellikle motor yüklü ağlarda, motorların stabilitesini garanti eden bir artık voltajın korunmasına izin verir.

Pirinç. 4. Kaynakların kısmi paralel çalışmasına sahip şema

Son yıllarda, TM 1000 - 2500 kVA atölye transformatörlerinin paralel çalışmasının gerçekleştirildiği endüstriyel tesislerde 0,4 kV'luk karmaşık kapalı ağlar oluşturulmaya başlandı.

Bu tür ağlar sağlar kaliteli elektrik enerjisi, trafo gücünün rasyonel kullanımı. İncirde. Şekil 4a, transformatörlerin paralel çalışması sırasında acil durum akımlarının sınırlandırılmasının 0,4 kV şebekeye eklenen ilave reaktörler tarafından sağlandığı bir diyagramı göstermektedir.

Bazı durumlarda, transformatörlerin doğal olarak çıkarılması, Şekil 1'deki devreyi düzenlemenizi sağlar. 5, ancak reaktör kullanılmadan.

İncirde. Şekil 5, b, 0,4 kV'luk karmaşık bir kapalı ağı göstermektedir.

Pirinç. 5. 6 / 0,4 kV atölye trafolarının paralel çalışma şemaları: a - kesit reaktörlerle, b - yüksek voltajlı tristör anahtarları kullanarak

Olarak Şekil l'de görülebilir. Şekil 5, b'de, güç transformatörleri, acil durum modunda bazı transformatörlerin erken kapanmasını sağlayan tristör anahtarları aracılığıyla besleme şebekesine bağlanır.Bu durumda, kısa devre akımı, bu durumda bağlantısı kesilmiş trafolardan güç alan karmaşık kapalı ağın doğal dirençleri nedeniyle sınırlandırılır.