Limitacions dels corrents de curtcircuit a les xarxes elèctriques d'empreses industrials

En els sistemes d'alimentació d'empreses industrials, curtcircuits (Curtcircuit), que comporta un fort augment dels corrents. Per tant, tots els equips elèctrics principals del sistema elèctric s'han de seleccionar tenint en compte l'acció d'aquests corrents.

Es distingeixen els següents tipus de curtcircuits:

• curtcircuit simètric trifàsic;

• bifàsica: dues fases estan connectades entre si sense estar connectades a terra;

• monofàsica: una fase està connectada al neutre de la font a través del terra;

• doble connexió a terra: dues fases estan connectades entre si i a terra.

Les principals causes dels curtcircuits són violacions d'aïllament de parts individuals de les instal·lacions elèctriques, accions incorrectes del personal, solapament d'aïllament a causa de sobretensions al sistema. Els curtcircuits interrompen el subministrament d'alimentació dels consumidors, inclosos els no danyats, connectats a seccions danyades de la xarxa, a causa d'una disminució de la tensió d'ells i una interrupció de l'alimentació.Per tant, els curtcircuits s'han d'eliminar amb dispositius de protecció tan aviat com sigui possible.

A la fig. 1 mostra la corba de corrent de curtcircuit. Des del primer moment, es produeix un procés transitori en el sistema elèctric, caracteritzat per un canvi en dos components del corrent de curtcircuit (SCC): periòdic i aperiòdic.

Arròs. 1. Corba de canvi de corrent de curtcircuit

Les grans plantes industrials solen estar connectades a sistemes d'alimentació potents. En aquest cas, els corrents de curtcircuit poden assolir valors molt significatius, la qual cosa comporta dificultats en la selecció d'equips elèctrics segons les condicions d'estabilitat del curtcircuit. També sorgeixen grans dificultats en la construcció de sistemes d'alimentació amb un gran nombre de potents motors elèctrics que alimenten el punt de curtcircuit.

En aquest sentit, a l'hora de dissenyar sistemes d'alimentació, cal determinar el corrent de curtcircuit òptim... Les formes més habituals de limitar són:

• funcionament separat de transformadors i línies elèctriques;

• inclusió de resistències addicionals a la xarxa — reactors;

• l'ús de transformadors de bobinat dividit.

Es recomana especialment l'ús de reactors quan es connecten receptors elèctrics de relativament baixa potència als busos de les centrals elèctriques i a les subestacions d'alta potència. Quan es connecten receptors amb càrrega de xoc (forns potents, accionament elèctric de vàlvules), sovint és impossible augmentar la reactivitat de la xarxa instal·lant reactors, ja que això comporta un augment de les fluctuacions i desviacions de tensió.

A la fig. La figura 2 mostra un esquema d'una subestació de 110 kV que subministra càrregues variables sobtadament.No preveu la reacció dels terminals i les línies 3 que ofereixen una càrrega de xoc potent, per no augmentar la reactivitat de la xarxa i els xocs de potència reactiva. En aquestes connexions, s'utilitzen potents interruptors 1. En altres línies, els interruptors de xarxa responsius i convencionals 2 es proporcionen amb un apagat de fins a 350 - 500 MBA.

Arròs. 2. Esquema d'una subestació de 110 kV que alimenta càrregues fluctuants sobtadament: 1 — interruptors d'alta potència, 2 — commutadors de xarxa de potència mitjana, 3 — línies per subministrar als consumidors una càrrega de xoc que fluctua bruscament

A les plantes industrials modernes amb càrrega de motor ramificat (centres de concentració, etc.) s'utilitza un sistema d'alimentació avançat amb un mode d'emergència controlat per limitar els corrents de curtcircuit.

A la fig. 3 mostra el diagrama de potència del concentrador. Com es pot veure a la figura, en cas d'un curtcircuit al punt K, la suma dels corrents d'emergència passa per l'interruptor de la connexió danyada (B) —des de la xarxa i el subministrament dels motors sense danys.

Per limitar el corrent de curtcircuit que flueix a través de l'interruptor de la connexió danyada, s'inclouen limitadors de corrent de tiristor de tipus shunt VS1, VS2 durant el període de l'accident, limitant el component del corrent de curtcircuit de la xarxa. Després d'apagar l'interruptor B, s'apaguen els maquillatges VS1, VS2. El grau de limitació de corrent està regulat pel limitador de corrent R.

Arròs. 3. Esquema d'alimentació amb dispositiu grupal per limitar la corrent estàtica

S'utilitza un esquema parcial per a una sèrie de mecanismes crítics que no permeten l'arrencada automàtica a la càrrega nominal i les interrupcions de l'alimentació. funcionament paral·lel dels transformadorsmostrat a la fig. 4.

L'esquema és un aparell de commutació de dues seccions amb reactors bessons L1 i L2. En mode normal, els interruptors Q3, Q4 estan oberts i Q5 està tancat. Els corrents de càrrega flueixen a les branques a dels reactors dobles, i el corrent d'equilibri a les branques b, que es troba entre les fonts, està limitat per les resistències de les branques dels reactors dobles. L'esquema permet, en particular, en xarxes amb càrrega de motor mantenir una tensió residual, que garanteix l'estabilitat dels motors.

Arròs. 4. Esquema amb funcionament parcial paral·lel de les fonts

En els últims anys s'han començat a crear xarxes tancades complexes de 0,4 kV a instal·lacions industrials, en les quals es duu a terme el funcionament paral·lel de transformadors de taller TM 1000 — 2500 kVA.

Aquestes xarxes proporcionen energia elèctrica d'alta qualitat, ús racional de la potència del transformador. A la fig. La figura 4a mostra un diagrama en què la limitació dels corrents d'emergència durant el funcionament en paral·lel dels transformadors és proporcionada per reactors addicionals introduïts a la xarxa de 0,4 kV.

En alguns casos, l'eliminació natural dels transformadors us permet organitzar el circuit a la Fig. 5, però sense l'ús de reactors.

A la fig. 5, b mostra una xarxa tancada complexa de 0,4 kV.

Arròs. 5. Esquemes amb funcionament en paral·lel de transformadors de taller 6 / 0,4 kV: a — amb reactors seccionals, b — utilitzant interruptors de tiristor d'alta tensió

Com es pot veure a la fig. 5, b, els transformadors de potència estan connectats a la xarxa de subministrament mitjançant interruptors de tiristor, que en mode d'emergència garanteixen l'aturada anticipada d'alguns dels transformadors.En aquest cas, el corrent de curtcircuit està limitat a causa de les resistències naturals de la complexa xarxa tancada, que en aquest cas rep energia dels transformadors desconnectats.