Lühisvoolude piirangud tööstusettevõtete elektrivõrkudes

Tööstusettevõtete toitesüsteemides lühised (Lühis), mis põhjustab voolude järsu suurenemise. Seetõttu tuleb kõik elektrisüsteemi peamised elektriseadmed valida selliste voolude mõju arvesse võttes.

Eristatakse järgmist tüüpi lühiseid:

• kolmefaasiline sümmeetriline lühis;

• kahefaasiline — kaks faasi on omavahel ühendatud ilma maanduseta;

• ühefaasiline - üks faas on maanduse kaudu ühendatud allika nulliga;

• topeltmaandus — kaks faasi on omavahel ja maandusega ühendatud.

Lühiste peamised põhjused on elektripaigaldiste üksikute osade isolatsioonihäired, personali ebaõige tegevus, isolatsiooni kattumine süsteemi liigpingetest. Lühised häirivad kahjustatud võrguosadega ühendatud tarbijate, sealhulgas kahjustamata tarbijate toiteallikat, kuna neil on pinge vähenenud ja toiteallikas katkeb.Seetõttu tuleb lühised võimalikult kiiresti kaitseseadmetega kõrvaldada.

Joonisel fig. 1 näitab lühisevoolu kõverat. Algusest peale toimub elektrisüsteemis mööduv protsess, mida iseloomustab lühisevoolu (SCC) kahe komponendi muutus: perioodiline ja aperioodiline.

Riis. 1. Lühisvoolu muutumise kõver

Suured tööstusettevõtted on tavaliselt ühendatud võimsate elektrisüsteemidega. Sel juhul võivad lühisvoolud ulatuda väga oluliste väärtusteni, mis põhjustab raskusi elektriseadmete valimisel vastavalt lühise stabiilsuse tingimustele. Suured raskused tekivad ka selliste toitesüsteemide ehitamisel, kus on suur hulk võimsaid elektrimootoreid, mis toidavad lühispunkti.

Sellega seoses on toitesüsteemide projekteerimisel vaja määrata optimaalne lühisvool... Levinumad piiramisviisid on:

• trafode ja elektriliinide eraldi käitamine;

• lisatakistuste lisamine võrku — reaktorid;

• poolitatud mähisega trafode kasutamine.

Reaktorite kasutamine on eriti soovitatav suhteliselt väikese võimsusega elektrivastuvõtjate ühendamisel elektrijaamade siinidega ja suure võimsusega alajaamadega. Löökkoormusega vastuvõtjate ühendamisel — võimsad ahjud, ventiili elektriajam — on sageli võimatu reaktorite paigaldamisega võrgu reaktiivsust tõsta, kuna see toob kaasa pingekõikumiste ja hälvete suurenemise.

Joonisel fig. 2 on diagramm 110 kV alajaamast, mis toidab järsku muutuvaid koormusi.See ei näe ette klemmide ja liinide 3 reaktsiooni, mis annab võimsa šokikoormuse, et mitte suurendada võrgu reaktiivsust ja reaktiivvõimsuse lööke. Nendes ühendustes kasutatakse võimsaid lüliteid 1. Teistel liinidel on reageerivad ja tavalised toitelülitid 2 varustatud kuni 350–500 MBA väljalülitusega.

Riis. 2. 110 kV alajaama skeem, mis toidab järsku kõikuvaid koormusi: 1 — suure võimsusega lülitid, 2 — keskmise võimsusega võrgulülitid, 3 — liinid tarbijate varustamiseks järsult kõikuva löökkoormusega

Kaasaegsetes hargnenud mootorikoormusega tööstusettevõtetes (kontsentratsioonijaamad jne) kasutatakse lühisvoolude piiramiseks täiustatud toitesüsteemi koos juhitava avariirežiimiga.

Joonisel fig. 3 näitab jaoturi võimsusskeemi. Nagu jooniselt näha, läbib punktis K lühise korral avariivoolude summa kahjustatud ühenduse kaitselülitit (B) — võrgust ja kahjustamata mootorite toitest.

Kahjustatud ühenduse kaitselülitit läbiva lühisvoolu piiramiseks on avarii ajaks kaasatud šundi tüüpi türistori voolupiirajad VS1, VS2, mis piiravad võrgust tuleva lühisvoolu komponenti. Pärast lülitist B väljalülitamist lülitatakse meigid VS1, VS2 välja. Voolu piiramise astet reguleerib voolupiiraja R.

Riis. 3. Toiteskeem koos rühmaseadmega staatilise voolu piiramiseks

Osalist skeemi kasutatakse mitmete kriitiliste mehhanismide jaoks, mis ei võimalda nimikoormuse ja toitekatkestuste korral isekäivitamist trafode paralleelne töönäidatud joonisel fig. 4.

Skeem on kaheosaline jaotusseade, millel on kaks reaktorit L1 ja L2. Tavarežiimis on lülitid Q3, Q4 avatud ja Q5 suletud. Kahekordsete reaktorite harudel a liiguvad koormusvoolud ning allikate vahel olev tasakaalustusvool harudel b on piiratud kahekordsete reaktorite harude takistustega. Skeem võimaldab eelkõige mootorikoormusega võrkudes säilitada jääkpinget, mis tagab mootorite stabiilsuse.

Riis. 4. Skeem allikate osalise paralleelse tööga

Viimastel aastatel on tööstusrajatistes hakatud looma keerukaid 0,4 kV suletud võrke, milles paralleelselt töötavad töökojatrafod TM 1000 — 2500 kVA.

Sellised võrgud pakuvad kvaliteetne elektrienergia, trafo võimsuse ratsionaalne kasutamine. Joonisel fig. 4a on kujutatud diagramm, millel avariivoolude piiramine trafode paralleelse töö ajal on tagatud 0,4 kV võrku sisestatud lisareaktoritega.

Mõnel juhul võimaldab trafode loomulik eemaldamine korraldada vooluringi joonisel fig. 5, kuid reaktoreid kasutamata.

Joonisel fig. 5, b kujutab keerulist suletud võrku 0,4 kV.

Riis. 5. Skeemid 6 / 0,4 kV töökojatrafode paralleelse tööga: a — sektsioonreaktoritega, b — kõrgepinge türistorlülititega

Nagu näha jooniselt fig. 5, b on toitetrafod ühendatud toitevõrku läbi türistorlülitite, mis tagavad avariirežiimis osade trafode varajase väljalülitamise.Sel juhul on lühisvool piiratud keeruka suletud võrgu loomulike takistuste tõttu, mis sel juhul saab toite lahtiühendatud trafodest.