حدود التيارات قصيرة الدائرة في الشبكات الكهربائية للمؤسسات الصناعية

في أنظمة الإمداد بالطاقة للمؤسسات الصناعية ، دوائر قصيرة (ماس كهربائى) مما يؤدي إلى زيادة حادة في التيارات. لذلك ، يجب اختيار جميع المعدات الكهربائية الرئيسية لنظام الطاقة مع مراعاة عمل هذه التيارات.

تتميز الأنواع التالية من الدوائر القصيرة:

• دارة قصيرة متناظرة ثلاثية الطور ؛

• مرحلتان - مرحلتان متصلتان ببعضهما البعض دون أن تكون متصلاً بالأرض ؛

• أحادي الطور - مرحلة واحدة متصلة بالمصدر المحايد من خلال الأرض ؛

• التأريض المزدوج - مرحلتان متصلتان ببعضهما البعض وبالأرض.

الأسباب الرئيسية للدوائر القصيرة هي انتهاكات العزل للأجزاء الفردية للتركيبات الكهربائية ، والإجراءات غير الصحيحة للأفراد ، وتداخل العزل بسبب الجهد الزائد في النظام. تعمل الدوائر القصيرة على تعطيل إمداد الطاقة للمستهلكين ، بما في ذلك غير التالفين ، والمتصلين بالأقسام التالفة من الشبكة ، بسبب انخفاض الجهد عليهم وانقطاع التيار الكهربائي.لذلك يجب التخلص من الدوائر القصيرة بأجهزة الحماية في أسرع وقت ممكن.

في التين. يوضح الشكل 1 منحنى تيار الدائرة القصيرة. منذ البداية ، تحدث عملية عابرة في نظام الطاقة ، تتميز بتغيير مكونين من تيار الدائرة القصيرة (SCC): دوري وغير دوري

أرز. 1. منحنى تغيير تيار الدائرة القصيرة

عادة ما تكون المنشآت الصناعية الكبيرة متصلة بأنظمة طاقة قوية. في هذه الحالة ، يمكن أن تصل تيارات الدائرة القصيرة إلى قيم كبيرة جدًا ، مما يؤدي إلى صعوبات في اختيار المعدات الكهربائية وفقًا لظروف ثبات الدائرة القصيرة. تنشأ أيضًا صعوبات كبيرة في بناء أنظمة الإمداد بالطاقة مع عدد كبير من المحركات الكهربائية القوية التي تزود نقطة الدائرة القصيرة.

في هذا الصدد ، عند تصميم أنظمة الإمداد بالطاقة ، من الضروري تحديد تيار الدائرة القصيرة الأمثل ... أكثر طرق الحد شيوعًا هي:

• التشغيل المنفصل للمحولات وخطوط الطاقة ؛

• إدراج مقاومات إضافية في الشبكة - المفاعلات;

• استخدام محولات اللف المنقسمة.

يوصى باستخدام المفاعلات بشكل خاص عند توصيل أجهزة استقبال كهربائية منخفضة الطاقة نسبيًا بحافلات محطات الطاقة والمحطات الفرعية عالية الطاقة. عند توصيل أجهزة الاستقبال بحمل صدمة - أفران قوية ، محرك كهربائي للصمام - غالبًا ما يكون من المستحيل زيادة تفاعل الشبكة عن طريق تثبيت المفاعلات ، حيث يؤدي ذلك إلى زيادة تقلبات الجهد وانحرافات.

في التين. يوضح الشكل 2 مخططًا لمحطة فرعية بجهد 110 كيلو فولت تزود بأحمال متغيرة فجأة.لا يوفر رد فعل المحطات والخطوط 3 التي تقدم حمولة صدمة قوية ، حتى لا تزيد من تفاعل الشبكة وصدمات الطاقة التفاعلية. في هذه التوصيلات ، يتم استخدام المفاتيح القوية 1. وفي الخطوط الأخرى ، يتم توفير مفاتيح رئيسية سريعة الاستجابة وتقليدية 2 مع إيقاف تشغيل يصل إلى 350 - 500 MBA.

أرز. 2. مخطط لمحطة فرعية بجهد 110 كيلوفولت تغذي أحمالًا متقلبة فجأة: 1 - مفاتيح تبديل عالية الطاقة ، 2 - مفاتيح شبكة طاقة متوسطة ، 3 - خطوط لتزويد المستهلكين بحمل صدمة شديد التقلب

في المنشآت الصناعية الحديثة ذات الحمل المحرك المتفرع (محطات التركيز ، إلخ) ، يتم استخدام نظام إمداد طاقة متقدم مع وضع طوارئ متحكم به للحد من التيارات ذات الدائرة القصيرة.

في التين. 3 يوضح مخطط الطاقة للمحور. كما يتضح من الشكل ، في حالة حدوث ماس كهربائي عند النقطة K ، يمر مجموع تيارات الطوارئ عبر قاطع الاتصال التالف (B) - من التيار الكهربائي والإمداد من المحركات غير التالفة.

من أجل الحد من تدفق تيار الدائرة القصيرة عبر قاطع الاتصال التالف ، يتم تضمين محددات تيار الثايرستور من نوع التحويلة VS1 ، VS2 لفترة وقوع الحادث ، مما يحد من مكون تيار الدائرة القصيرة من الشبكة. بعد التبديل من المفتاح B ، يتم إيقاف تشغيل المكياج VS1 و VS2. يتم تنظيم درجة الحد الحالي بواسطة المحدد الحالي R.

أرز. 3. مخطط إمداد الطاقة بجهاز المجموعة للحد من التيار الساكن

يتم استخدام مخطط جزئي لعدد من الآليات الحرجة التي لا تسمح بالبدء الذاتي عند الحمل المقنن وانقطاعات الطاقة التشغيل المتوازي للمحولاتهو مبين في الشكل. 4.

المخطط عبارة عن مجموعة مفاتيح من قسمين مع مفاعلين مزدوجين L1 و L2. في الوضع العادي ، تكون المفاتيح Q3 و Q4 مفتوحة و Q5 مغلقة. تتدفق تيارات الحمل على الفروع أ للمفاعلات المزدوجة ، وتيار التوازن على الفروع ب ، بين المصادر ، محدود بمقاومات فروع المفاعلات المزدوجة. يسمح المخطط ، على وجه الخصوص ، في الشبكات ذات حمل المحرك بالحفاظ على الجهد المتبقي ، مما يضمن استقرار المحركات.

أرز. 4. مخطط مع التشغيل المتوازي الجزئي للمصادر

في السنوات الأخيرة ، بدأ إنشاء شبكات مغلقة معقدة بقدرة 0.4 كيلوفولت في المنشآت الصناعية ، حيث يتم تنفيذ التشغيل الموازي لمحولات الورشة TM 1000-2500 كيلو فولت أمبير.

توفر هذه الشبكات طاقة كهربائية عالية الجودة، الاستخدام الرشيد لقوة المحولات. في التين. يوضح الشكل 4 أ مخططًا يتم فيه توفير الحد من تيارات الطوارئ أثناء التشغيل المتوازي للمحولات بواسطة مفاعلات إضافية يتم إدخالها في شبكة 0.4 كيلو فولت.

في بعض الحالات ، تسمح لك الإزالة الطبيعية للمحولات بتنظيم الدائرة في الشكل. 5 ، ولكن من دون استخدام المفاعلات.

في التين. يوضح الشكل 5 ، ب شبكة معقدة مغلقة من 0.4 كيلو فولت.

أرز. 5. مخططات مع التشغيل المتوازي لمحولات الورشة 6 / 0.4 كيلو فولت: أ - مع المفاعلات المقطعية ، ب - باستخدام مفاتيح الثايرستور عالية الجهد

كما يظهر في الشكل. في الشكل 5 ، ب ، يتم توصيل محولات الطاقة بشبكة الإمداد من خلال مفاتيح الثايرستور ، والتي تضمن في وضع الطوارئ الإغلاق المبكر لبعض المحولات.في هذه الحالة ، يكون تيار الدائرة القصيرة محدودًا بسبب المقاومة الطبيعية للشبكة المغلقة المعقدة ، والتي في هذه الحالة تستقبل الطاقة من المحولات غير المتصلة.