ข้อจำกัดของกระแสลัดวงจรในเครือข่ายไฟฟ้าของสถานประกอบการอุตสาหกรรม

ในระบบจ่ายไฟของสถานประกอบการอุตสาหกรรม ลัดวงจร (ไฟฟ้าลัดวงจร) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของกระแส ดังนั้นจึงต้องเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าหลักทั้งหมดของระบบไฟฟ้าโดยคำนึงถึงการกระทำของกระแสดังกล่าว

การลัดวงจรประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• ลัดวงจรสมมาตรสามเฟส

• สองเฟส — สองเฟสเชื่อมต่อกันโดยไม่ต้องต่อสายดิน

• เฟสเดียว — หนึ่งเฟสเชื่อมต่อกับความเป็นกลางของแหล่งที่มาผ่านกราวด์

• การต่อลงดินสองครั้ง - สองเฟสเชื่อมต่อกันและต่อลงดิน

สาเหตุหลักของการลัดวงจรคือการละเมิดฉนวนของแต่ละส่วนของการติดตั้งไฟฟ้า, การกระทำที่ไม่ถูกต้องของบุคลากร, การทับซ้อนของฉนวนเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกินในระบบ การลัดวงจรรบกวนแหล่งจ่ายไฟของผู้บริโภครวมถึงอุปกรณ์ที่ไม่เสียหายซึ่งเชื่อมต่อกับส่วนที่เสียหายของเครือข่ายเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าลดลงและการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟไฟฟ้าลัดวงจรจึงต้องกำจัดด้วยอุปกรณ์ป้องกันโดยเร็วที่สุด

ในรูป 1 แสดงเส้นโค้งกระแสลัดวงจร จากจุดเริ่มต้น กระบวนการชั่วคราวเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้า โดยมีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบสองส่วนของกระแสลัดวงจร (SCC): เป็นระยะและเป็นระยะ

ข้าว. 1. เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงกระแสลัดวงจร

โรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มักจะเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ ในกรณีนี้ กระแสลัดวงจรสามารถเข้าถึงค่าที่มีนัยสำคัญมาก ซึ่งนำไปสู่ความยากลำบากในการเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าตามเงื่อนไขของความเสถียรของการลัดวงจร ความยากลำบากอย่างมากยังเกิดขึ้นในการก่อสร้างระบบจ่ายไฟด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าทรงพลังจำนวนมากที่จ่ายไฟที่จุดลัดวงจร

ในเรื่องนี้ เมื่อออกแบบระบบจ่ายไฟ จำเป็นต้องกำหนดกระแสไฟลัดวงจรที่เหมาะสมที่สุด วิธีการจำกัดที่พบมากที่สุดคือ:

• แยกการทำงานระหว่างหม้อแปลงและสายไฟ

• รวมความต้านทานเพิ่มเติมในเครือข่าย — เครื่องปฏิกรณ์;

• การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแยกขดลวด

ขอแนะนำให้ใช้เครื่องปฏิกรณ์เป็นพิเศษเมื่อเชื่อมต่อเครื่องรับไฟฟ้ากำลังค่อนข้างต่ำกับบัสของโรงไฟฟ้าและสถานีไฟฟ้าย่อยกำลังสูง เมื่อเชื่อมต่อเครื่องรับที่มีแรงกระแทก - เตาเผาที่ทรงพลัง, ไดรฟ์ไฟฟ้าวาล์ว - มักจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเพิ่มปฏิกิริยาของเครือข่ายโดยการติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์เนื่องจากจะทำให้ความผันผวนและการเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

ในรูป 2 แสดงไดอะแกรมของสถานีไฟฟ้าย่อย 110 kV ที่จ่ายโหลดที่แปรผันอย่างกะทันหันไม่ได้จัดเตรียมไว้สำหรับปฏิกิริยาของเทอร์มินัลและสาย 3 ที่ให้โหลดไฟฟ้าช็อตอันทรงพลัง เพื่อไม่ให้เพิ่มปฏิกิริยาของเครือข่ายและไฟฟ้าช็อตจากปฏิกิริยา ในการเชื่อมต่อเหล่านี้ จะใช้สวิตช์ทรงพลัง 1 สำหรับสายอื่นๆ สวิตช์หลักแบบตอบสนองและทั่วไป 2 มีกำลังไฟสูงถึง 350 — 500 MBA

ข้าว. 2. แผนผังของสถานีย่อย 110 kV ที่ป้อนโหลดที่ผันผวนอย่างกะทันหัน: 1 — สวิตช์พลังงานสูง, 2 — สวิตช์เครือข่ายพลังงานปานกลาง, 3 — บรรทัดสำหรับจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคที่มีแรงกระแทกที่ผันผวนอย่างมาก

ในโรงงานอุตสาหกรรมสมัยใหม่ที่มีโหลดมอเตอร์แบบแยกส่วน (โรงงานรวม ฯลฯ) ระบบจ่ายไฟขั้นสูงที่มีโหมดฉุกเฉินควบคุมจะถูกใช้เพื่อจำกัดกระแสลัดวงจร

ในรูป 3 แสดงไดอะแกรมพลังงานของฮับ ดังที่เห็นได้จากรูป ในกรณีที่เกิดการลัดวงจรที่จุด K ผลรวมของกระแสฉุกเฉินจะผ่านเบรกเกอร์ของการเชื่อมต่อที่เสียหาย (B) จากแหล่งจ่ายไฟหลักและแหล่งจ่ายไฟจากมอเตอร์ที่ไม่เสียหาย

เพื่อจำกัดกระแสลัดวงจรที่ไหลผ่านเบรกเกอร์ของการเชื่อมต่อที่เสียหาย ไทริสเตอร์จะรวมตัวจำกัดกระแสของประเภทปัด VS1, VS2 ในช่วงที่เกิดอุบัติเหตุ โดยจำกัดส่วนประกอบของกระแสลัดวงจรจากเครือข่าย หลังจากปิดสวิตช์ B การแต่งหน้า VS1, VS2 จะถูกปิด ระดับของการ จำกัด กระแสถูกควบคุมโดยตัว จำกัด กระแส R

ข้าว. 3. โครงร่างแหล่งจ่ายไฟพร้อมอุปกรณ์กลุ่มเพื่อ จำกัด กระแสคงที่

โครงร่างบางส่วนใช้สำหรับกลไกสำคัญจำนวนหนึ่งที่ไม่อนุญาตให้สตาร์ทเองที่โหลดที่กำหนดและการขัดจังหวะกำลังไฟ การทำงานแบบขนานของหม้อแปลงแสดงในรูป 4.

โครงร่างนี้เป็นสวิตช์เกียร์สองส่วนพร้อมเครื่องปฏิกรณ์คู่ L1 และ L2 ในโหมดปกติ สวิตช์ Q3, Q4 เปิดอยู่ และ Q5 ปิดอยู่ กระแสโหลดไหลบนกิ่ง a ของเครื่องปฏิกรณ์คู่ และกระแสสมดุลบนกิ่ง b ซึ่งอยู่ระหว่างแหล่งกำเนิด ถูกจำกัดโดยความต้านทานของกิ่งของเครื่องปฏิกรณ์คู่ โครงร่างนี้ช่วยให้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครือข่ายที่มีโหลดมอเตอร์เพื่อรักษาแรงดันตกค้างซึ่งรับประกันความเสถียรของมอเตอร์

ข้าว. 4. โครงการที่มีการดำเนินการแบบขนานบางส่วนของแหล่งที่มา

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเครือข่ายปิดที่ซับซ้อนขนาด 0.4 kV ได้เริ่มสร้างขึ้นที่โรงงานอุตสาหกรรมซึ่งดำเนินการแบบขนานของหม้อแปลงการประชุมเชิงปฏิบัติการ TM 1,000 - 2,500 kVA

เครือข่ายดังกล่าวให้ พลังงานไฟฟ้าคุณภาพสูง, การใช้กำลังหม้อแปลงไฟฟ้าอย่างมีเหตุผล ในรูป 4a แสดงแผนภาพที่ข้อ จำกัด ของกระแสฉุกเฉินระหว่างการทำงานแบบขนานของหม้อแปลงมีให้โดยเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มเติมที่นำเข้าสู่เครือข่าย 0.4 kV

ในบางกรณี การถอดหม้อแปลงออกตามธรรมชาติทำให้คุณสามารถจัดระเบียบวงจรในรูปที่ 5 แต่ไม่มีการใช้เครื่องปฏิกรณ์

ในรูป 5, b แสดงเครือข่ายปิดที่ซับซ้อนขนาด 0.4 kV

ข้าว. 5. แบบแผนที่มีการทำงานแบบขนานของหม้อแปลงการประชุมเชิงปฏิบัติการ 6 / 0.4 kV: a - พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบแบ่งส่วน, b - ใช้สวิตช์ไทริสเตอร์แรงดันสูง

ดังจะเห็นได้จากรูป 5, b, หม้อแปลงไฟฟ้าเชื่อมต่อกับเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟผ่านสวิตช์ไทริสเตอร์ ซึ่งในโหมดฉุกเฉินช่วยให้มั่นใจได้ว่าหม้อแปลงบางตัวจะปิดก่อนกำหนดในกรณีนี้ กระแสลัดวงจรจะถูกจำกัดเนื่องจากความต้านทานตามธรรมชาติของเครือข่ายปิดที่ซับซ้อน ซึ่งในกรณีนี้จะได้รับพลังงานจากหม้อแปลงที่ตัดการเชื่อมต่อ