産業企業の電気ネットワークにおける短絡電流の制限

産業企業の電源システムでは、 短絡 （短絡）電流が急激に増加します。したがって、電力システムのすべての主要な電気機器は、このような電流の作用を考慮して選択する必要があります。

次のタイプの短絡が区別されます。

• 三相対称短絡。

• 二相 — 2 つの相がアースに接続されずに相互に接続されます。

• 単相 — 1 つの相はグランドを介して電源の中性点に接続されます。

• 二重接地 — 2 つの相が互いに接続され、接地されます。

短絡の主な原因は、電気設備の個々の部品の絶縁違反、人員の誤った行動、システム内の過電圧による絶縁の重複です。短絡は、消費者の電圧の低下と電源の遮断により、ネットワークの損傷したセクションに接続されている損傷を受けていない消費者を含む消費者の電力供給を中断します。したがって、短絡は保護装置を使用してできるだけ早く取り除く必要があります。

図では。図1は短絡電流曲線を示しています。電力システムでは最初から、短絡電流 (SCC) の 2 つの成分 (周期的および非周期的) の変化を特徴とする過渡プロセスが発生します。

米。 1. 短絡電流変化曲線

大規模な産業プラントは通常、強力な電力システムに接続されています。この場合、短絡電流は非常に大きな値に達する可能性があり、短絡の安定性の条件に応じた電気機器の選択が困難になります。短絡点に電力を供給する多数の強力な電気モーターを備えた電源システムの構築にも大きな困難が生じます。

この点で、電源システムを設計するときは、最適な短絡電流を決定する必要があります。制限する最も一般的な方法は次のとおりです。

• 変圧器と電力線の分離操作。

• ネットワーク内に追加の抵抗を含める — 原子炉;

• 分割巻線変圧器の使用。

比較的低出力の受電装置を発電所のバスや高出力の変電所に接続する場合には、リアクトルの使用が特に推奨されます。衝撃負荷（強力な炉、バルブ電気駆動装置）を備えた受信機を接続する場合、リアクトルを設置してネットワークの反応性を高めることは、電圧の変動や偏差の増加につながるため、多くの場合不可能です。

図では。図 2 は、突然変化する負荷を供給する 110 kV 変電所の図を示しています。ネットワークの反応性や無効電力ショックが増加しないように、強力な衝撃負荷を与える端末や回線 3 の反応には対応しません。これらの接続では強力なスイッチ 1 が使用されますが、他の回線では、応答性の高い従来の主電源スイッチ 2 が最大 350 ～ 500 MBA の電源オフ機能を備えて提供されます。

米。 2. 突然変動する負荷に電力を供給する 110 kV 変電所のスキーム: 1 — 高電力スイッチ、2 — 中電力ネットワーク スイッチ、3 — 需要家に急激に変動する衝撃負荷を供給するための回線

分岐モーター負荷を備えた最新の産業プラント (濃縮プラントなど) では、制御された緊急モードを備えた高度な電源システムが短絡電流を制限するために使用されています。

図では。図 3 にハブの電力図を示します。図からわかるように、点 K で短絡が発生した場合、主電源と損傷していないモーターからの電源からの緊急電流の合計が、損傷した接続 (B) のブレーカーを通過します。

損傷した接続のブレーカーを流れる短絡電流を制限するために、事故期間中はシャントタイプ VS1、VS2 のサイリスタ電流制限器が組み込まれており、ネットワークからの短絡電流の成分が制限されます。スイッチ B をオフにすると、メイクアップ VS1、VS2 がオフになります。電流制限の程度は、電流リミッタ R によって調整されます。

米。 3. 静電流を制限するグループデバイスを備えた電源方式

部分的なスキームは、定格負荷および停電時の自己始動を許可しない多くの重要な機構に使用されています。 変圧器の並列運転図に示されています。 4.

この方式は、ツイン リアクトル L1 と L2 を備えた 2 セクションの開閉装置です。通常モードでは、スイッチ Q3、Q4 が開き、Q5 が閉じます。負荷電流は二重リアクトルの分岐 a を流れ、電源間の分岐 b の平衡電流は二重リアクトルの分岐の抵抗によって制限されます。この方式により、特にモーター負荷のあるネットワークで残留電圧を維持できるようになり、モーターの安定性が保証されます。

米。 4. ソースの部分並列動作を伴うスキーム

近年、産業施設では0.4 kVの複雑な閉回路が構築され始めており、そこではワークショップ変圧器TM 1000〜2500 kVAの並列運転が実行されます。

このようなネットワークが提供するのは、 高品質の電気エネルギー、変圧器電力の合理的な使用。図では。図４ａは、変圧器の並列運転中の非常電流の制限が、０．４ｋＶネットワークに導入された追加のリアクトルによって提供される図を示す。

場合によっては、トランスを自然に取り除くことで、図 1 の回路を構成できることがあります。ただし、反応器は使用しません。

図では。図５のｂは、０．４ｋＶの複雑な閉回路を示す。

米。 5. 6 / 0.4 kV ワークショップ用変圧器の並列運転のスキーム: a — セクションリアクトルを使用、b — 高電圧サイリスタスイッチを使用

図からわかるように。図 5、b に示すように、電源変圧器はサイリスタ スイッチを介して供給ネットワークに接続されており、緊急モードでは一部の変圧器が早期にシャットダウンされます。この場合、短絡電流は、切断された変圧器から電力を受け取る複雑な閉回路ネットワークの自然抵抗によって制限されます。