Pramonės įmonių elektros tinklų trumpojo jungimo srovių apribojimai

Pramonės įmonių elektros energijos tiekimo sistemose, trumpieji jungimai (Trumpasis jungimas), dėl kurio smarkiai padidėja srovės. Todėl visi pagrindiniai elektros sistemos elektros įrenginiai turi būti parinkti atsižvelgiant į tokių srovių veikimą.

Išskiriami šie trumpųjų jungimų tipai:

• trifazis simetriškas trumpasis jungimas;

• dvifazis — dvi fazės yra sujungtos viena su kita, neįjungtos į žemę;

• vienfazis - viena fazė yra prijungta prie šaltinio neutralės per žemę;

• dvigubas įžeminimas - dvi fazės yra sujungtos viena su kita ir į žemę.

Pagrindinės trumpųjų jungimų priežastys – atskirų elektros instaliacijos dalių izoliacijos pažeidimai, neteisingi personalo veiksmai, izoliacijos persidengimas dėl viršįtampių sistemoje. Trumpieji jungimai sutrikdo vartotojų, taip pat ir nepažeistų, prijungtų prie pažeistų tinklo atkarpų, elektros energijos tiekimą dėl sumažėjusios juose esančios įtampos ir nutrūkus elektros tiekimui.Todėl trumpieji jungimai turi būti kuo greičiau pašalinti apsauginiais įtaisais.

Fig. 1 parodyta trumpojo jungimo srovės kreivė. Nuo pat pradžių elektros sistemoje vyksta pereinamasis procesas, kuriam būdingas dviejų trumpojo jungimo srovės (SCC) komponentų pasikeitimas: periodinis ir periodinis.

Ryžiai. 1. Trumpojo jungimo srovės kitimo kreivė

Didelės pramonės įmonės paprastai yra prijungtos prie galingų elektros energijos sistemų. Šiuo atveju trumpojo jungimo srovės gali pasiekti labai reikšmingas vertes, todėl kyla sunkumų parenkant elektros įrangą pagal trumpojo jungimo stabilumo sąlygas. Didelių sunkumų kyla ir kuriant maitinimo sistemas su daugybe galingų elektros variklių, tiekiančių trumpojo jungimo tašką.

Atsižvelgiant į tai, projektuojant maitinimo sistemas, būtina nustatyti optimalią trumpojo jungimo srovę... Dažniausi ribojimo būdai:

• atskiras transformatorių ir elektros linijų eksploatavimas;

• papildomų varžų įtraukimas į tinklą — reaktoriai;

• suskaidytų apvijų transformatorių naudojimas.

Reaktorius ypač rekomenduojama naudoti jungiant palyginti mažos galios elektros imtuvus prie elektrinių magistralių ir didelės galios pastočių. Prijungiant imtuvus su smūgine apkrova - galingas krosnis, vožtuvo elektrinę pavarą - dažnai neįmanoma padidinti tinklo reaktyvumo įrengiant reaktorius, nes tai padidina įtampos svyravimus ir nukrypimus.

Fig. 2 parodyta 110 kV pastotės, tiekiančios staiga kintančias apkrovas, schema.Jame nenumatyta gnybtų ir linijų 3 reakcija, teikianti galingą smūginę apkrovą, kad nepadidėtų tinklo reaktyvumas ir reaktyviosios galios smūgiai. Šiose jungtyse naudojami galingi jungikliai 1. Kitose linijose reaguojantys ir įprasti maitinimo jungikliai 2 yra aprūpinti iki 350–500 MBA maitinimo išjungimu.

Ryžiai. 2. 110 kV pastotės, maitinančios staigiai svyruojančias apkrovas, schema: 1 — didelės galios jungikliai, 2 — vidutinės galios tinklo jungikliai, 3 — linijos vartotojams tiekti stipriai svyruojančią smūginę apkrovą.

Šiuolaikinėse pramonės įmonėse su šakotąja variklio apkrova (koncentracijos gamyklose ir kt.) trumpojo jungimo srovėms apriboti naudojama pažangi maitinimo sistema su valdomu avariniu režimu.

Fig. 3 parodyta stebulės galios schema. Kaip matyti iš paveikslo, įvykus trumpajam jungimui taške K, avarinių srovių suma praeina per pažeistos jungties (B) pertraukiklį - iš tinklo ir tiekimo iš nepažeistų variklių.

Siekiant apriboti trumpojo jungimo srovę, tekančią per pažeistos jungties pertraukiklį, avarijos laikotarpiui įtraukiami šunto tipo VS1, VS2 tiristorių srovės ribotuvai, ribojantys trumpojo jungimo srovės dedamąją iš tinklo. Išjungus iš jungiklio B, grimai VS1, VS2 išjungiami. Srovės ribojimo laipsnis reguliuojamas srovės ribotuvu R.

Ryžiai. 3. Maitinimo schema su grupiniu įrenginiu statinei srovei riboti

Dalinė schema naudojama daugeliui svarbių mechanizmų, kurie neleidžia savaime įsijungti esant vardinei apkrovai ir maitinimo pertrūkiams lygiagretus transformatorių veikimasparodyta pav. 4.

Schema yra dviejų sekcijų skirstomieji įrenginiai su dviem reaktoriais L1 ir L2. Įprastu režimu jungikliai Q3, Q4 yra atidaryti, o Q5 uždarytas. Dvigubo reaktoriaus atšakose a teka apkrovos srovės, o tarp šaltinių esanti balansinė srovė ant atšakų b ribojama dvigubų reaktorių atšakų varžomis. Ši schema leidžia ypač tinkluose su variklio apkrova išlaikyti likutinę įtampą, kuri garantuoja variklių stabilumą.

Ryžiai. 4. Schema su daliniu lygiagrečiu šaltinių veikimu

Pastaraisiais metais pramonės objektuose pradėti kurti sudėtingi uždari 0,4 kV tinklai, kuriuose lygiagrečiai veikia cechų transformatoriai TM 1000 — 2500 kVA.

Tokie tinklai suteikia aukštos kokybės elektros energija, racionalus transformatoriaus galios panaudojimas. Fig. 4a parodyta schema, kurioje avarinių srovių ribojimas lygiagrečiai veikiant transformatoriams užtikrinamas papildomais reaktoriais, įvestais į 0,4 kV tinklą.

Kai kuriais atvejais natūralus transformatorių pašalinimas leidžia organizuoti grandinę Fig. 5, bet nenaudojant reaktorių.

Fig. 5, b parodytas sudėtingas uždaras 0,4 kV tinklas.

Ryžiai. 5. Lygiagretaus 6 / 0,4 kV cechų transformatorių veikimo schemos: a — su sekciniais reaktoriais, b — naudojant aukštos įtampos tiristorių jungiklius

Kaip matyti iš fig. 5, b, galios transformatoriai į maitinimo tinklą prijungiami per tiristorinius jungiklius, kurie avariniu režimu užtikrina ankstyvą kai kurių transformatorių išjungimą.Šiuo atveju trumpojo jungimo srovė yra apribota dėl natūralių varžų kompleksinio uždarojo tinklo, kuris šiuo atveju gauna energiją iš atjungtų transformatorių.