Hạn chế của dòng điện ngắn mạch trong mạng điện xí nghiệp công nghiệp

Trong hệ thống cung cấp điện của các xí nghiệp công nghiệp, ngắn mạch (Đoản mạch), dẫn đến dòng điện tăng mạnh. Do đó, tất cả các thiết bị điện chính của hệ thống điện phải được chọn có tính đến tác động của các dòng điện đó.

Các loại ngắn mạch sau đây được phân biệt:

• ngắn mạch ba pha đối xứng;

• hai pha — hai pha được kết nối với nhau mà không được kết nối với mặt đất;

• một pha — một pha được nối với trung tính của nguồn qua đất;

• nối đất kép — hai pha được nối với nhau và nối đất.

Các nguyên nhân chính gây ra đoản mạch là vi phạm cách điện của từng bộ phận lắp đặt điện, hành động sai của nhân viên, chồng chéo cách điện do quá điện áp trong hệ thống. Ngắn mạch làm gián đoạn nguồn điện của người tiêu dùng, bao gồm cả những người không bị hư hại, được kết nối với các phần bị hỏng của mạng, do điện áp trên chúng giảm và nguồn điện bị gián đoạn.Do đó, phải loại bỏ ngắn mạch bằng các thiết bị bảo vệ càng sớm càng tốt.

Trong bộ lễ phục. 1 thể hiện đường cong dòng điện ngắn mạch. Ngay từ đầu, một quá trình nhất thời xảy ra trong hệ thống điện, được đặc trưng bởi sự thay đổi hai thành phần của dòng điện ngắn mạch (SCC): định kỳ và định kỳ

Cơm. 1. Đường cong thay đổi dòng điện ngắn mạch

Các nhà máy công nghiệp lớn thường được kết nối với hệ thống điện mạnh mẽ. Trong trường hợp này, dòng điện ngắn mạch có thể đạt giá trị rất lớn, dẫn đến khó khăn trong việc lựa chọn thiết bị điện theo điều kiện ổn định ngắn mạch. Những khó khăn lớn cũng nảy sinh trong việc xây dựng hệ thống cung cấp điện với một số lượng lớn động cơ điện mạnh cung cấp cho điểm ngắn mạch.

Về vấn đề này, khi thiết kế hệ thống cung cấp điện, cần xác định dòng điện ngắn mạch tối ưu... Các cách hạn chế phổ biến nhất là:

• vận hành riêng máy biến áp và đường dây điện;

• bao gồm các điện trở bổ sung trong mạng — lò phản ứng;

• việc sử dụng máy biến áp cuộn dây phân chia.

Việc sử dụng lò phản ứng đặc biệt được khuyến nghị khi kết nối các máy thu điện tương đối thấp với thanh cái của nhà máy điện và trạm biến áp công suất cao. Khi kết nối máy thu với tải xung kích - lò đốt mạnh, ổ điện van - thường không thể tăng khả năng phản ứng của mạng bằng cách lắp đặt lò phản ứng, vì điều này dẫn đến tăng dao động và sai lệch điện áp.

Trong bộ lễ phục. Hình 2 thể hiện sơ đồ của một trạm biến áp 110 kV cung cấp các phụ tải thay đổi đột ngột.Nó không cung cấp phản ứng của các thiết bị đầu cuối và đường dây 3 mang lại tải sốc mạnh, để không làm tăng khả năng phản ứng của mạng và các cú sốc công suất phản kháng. Trong các kết nối này, các công tắc mạnh mẽ 1 được sử dụng. Trên các dòng khác, các công tắc nguồn thông thường và phản ứng nhanh 2 được cung cấp khả năng tắt nguồn lên đến 350 — 500 MBA.

Cơm. 2. Sơ đồ trạm biến áp 110 kV cấp điện cho các phụ tải dao động đột ngột: 1 — công tắc công suất cao, 2 — công tắc mạng công suất trung bình, 3 — đường dây cấp điện cho người tiêu dùng có tải xung kích dao động mạnh

Trong các nhà máy công nghiệp hiện đại có tải động cơ phân nhánh (nhà máy tập trung, v.v.), hệ thống cung cấp điện tiên tiến với chế độ khẩn cấp có kiểm soát được sử dụng để hạn chế dòng điện ngắn mạch.

Trong bộ lễ phục. 3 cho thấy sơ đồ nguồn của trung tâm. Như có thể thấy trong hình, trong trường hợp đoản mạch tại điểm K, tổng các dòng điện khẩn cấp đi qua bộ ngắt của kết nối bị hỏng (B) — từ nguồn điện lưới và nguồn cung cấp từ các động cơ không bị hư hỏng.

Để hạn chế dòng điện ngắn mạch chạy qua bộ ngắt kết nối bị hỏng, các bộ hạn chế dòng điện thyristor loại shunt VS1, VS2 được đưa vào trong thời gian xảy ra sự cố, hạn chế thành phần của dòng điện ngắn mạch từ mạng. Sau khi tắt từ công tắc B, các bộ trang điểm VS1, VS2 bị tắt. Mức giới hạn dòng điện được điều chỉnh bởi bộ giới hạn dòng điện R.

Cơm. 3. Sơ đồ cung cấp điện với thiết bị nhóm để hạn chế dòng điện tĩnh

Sơ đồ một phần được sử dụng cho một số cơ chế quan trọng không cho phép tự khởi động ở tải định mức và gián đoạn nguồn điện vận hành song song máy biến ápthể hiện trong hình. 4.

Sơ đồ này là một thiết bị đóng cắt hai phần với lò phản ứng kép L1 và L2. Ở chế độ bình thường, công tắc Q3, Q4 mở và Q5 đóng. Dòng tải chạy trên các nhánh a của cuộn kháng kép và dòng cân bằng trên các nhánh b, nằm giữa các nguồn, bị giới hạn bởi điện trở của các nhánh của cuộn kháng kép. Đặc biệt, sơ đồ này cho phép trong các mạng có tải động cơ duy trì điện áp dư, đảm bảo sự ổn định của động cơ.

Cơm. 4. Phương án vận hành song song một phần các nguồn

Trong những năm gần đây, các mạng lưới 0,4 kV khép kín phức tạp đã bắt đầu được tạo ra tại các cơ sở công nghiệp, trong đó các máy biến áp xưởng TM 1000 - 2500 kVA được vận hành song song.

Những mạng như vậy cung cấp năng lượng điện chất lượng cao, sử dụng hợp lý nguồn điện máy biến áp. Trong bộ lễ phục. Hình 4a cho thấy sơ đồ trong đó giới hạn dòng điện khẩn cấp trong quá trình vận hành song song của máy biến áp được cung cấp bởi các cuộn kháng bổ sung được đưa vào mạng 0,4 kV.

Trong một số trường hợp, việc loại bỏ tự nhiên các máy biến áp cho phép bạn tổ chức mạch điện trong Hình. 5, nhưng không sử dụng lò phản ứng.

Trong bộ lễ phục. 5, b cho thấy một mạng khép kín phức hợp 0,4 kV.

Cơm. 5. Sơ đồ vận hành song song máy biến áp xưởng 6 / 0,4 kV: a — có cuộn kháng cắt ngang, b — sử dụng công tắc thyristor điện áp cao

Như có thể thấy từ hình. 5, b, các máy biến áp nguồn được kết nối với mạng cung cấp thông qua các công tắc thyristor, ở chế độ khẩn cấp đảm bảo tắt sớm một số máy biến áp.Trong trường hợp này, dòng điện ngắn mạch bị hạn chế do điện trở tự nhiên của mạng kín phức hợp, trong trường hợp này nhận nguồn từ các máy biến áp bị ngắt kết nối.