Limitaciones de las corrientes de cortocircuito en redes eléctricas de empresas industriales.

En los sistemas de suministro de energía de las empresas industriales, Corto circuitos (cortocircuito), lo que conduce a un fuerte aumento de las corrientes. Por lo tanto, todos los equipos eléctricos principales del sistema de potencia deben seleccionarse teniendo en cuenta la acción de dichas corrientes.

Se distinguen los siguientes tipos de cortocircuitos:

• cortocircuito simétrico trifásico;

• bifásico: dos fases están conectadas entre sí sin estar conectadas a tierra;

• monofásico: una fase está conectada al neutro de la fuente a través del suelo;

• puesta a tierra doble: dos fases están conectadas entre sí y a tierra.

Las principales causas de los cortocircuitos son las violaciones del aislamiento de partes individuales de las instalaciones eléctricas, las acciones incorrectas del personal, la superposición del aislamiento debido a sobretensiones en el sistema. Los cortocircuitos interrumpen el suministro de energía de los consumidores, incluidos los que no están dañados, conectados a secciones dañadas de la red, debido a una disminución del voltaje en ellos y una interrupción del suministro de energía.Por lo tanto, los cortocircuitos deben eliminarse con dispositivos de protección lo antes posible.

En la Fig. 1 muestra la curva de corriente de cortocircuito. Desde el principio, ocurre un proceso transitorio en el sistema de potencia, caracterizado por un cambio en dos componentes de la corriente de cortocircuito (CCS): periódica y aperiódica.

Arroz. 1. Curva de cambio de corriente de cortocircuito

Las grandes plantas industriales suelen estar conectadas a potentes sistemas de energía. En este caso, las corrientes de cortocircuito pueden alcanzar valores muy significativos, lo que genera dificultades en la selección de equipos eléctricos según las condiciones de estabilidad de cortocircuito. También surgen grandes dificultades en la construcción de sistemas de suministro de energía con un gran número de potentes motores eléctricos que alimentan el punto de cortocircuito.

En este sentido, al diseñar sistemas de suministro de energía, es necesario determinar la corriente de cortocircuito óptima... Las formas más comunes de limitación son:

• operación separada de transformadores y líneas eléctricas;

• inclusión de resistencias adicionales en la red — reactores;

• el uso de transformadores de devanado dividido.

El uso de reactores se recomienda especialmente cuando se conectan receptores eléctricos de potencia relativamente baja a los buses de centrales eléctricas y subestaciones de alta potencia. Cuando se conectan receptores con una carga de choque (hornos potentes, accionamiento eléctrico de válvulas), a menudo es imposible aumentar la reactividad de la red mediante la instalación de reactores, ya que esto conduce a un aumento de las fluctuaciones y desviaciones de voltaje.

En la Fig. 2 muestra un diagrama de una subestación de 110 kV que alimenta cargas repentinamente variables.No prevé la reacción de los terminales y líneas 3 entregando una fuerte carga de choque, para no aumentar la reactividad de la red y los choques de potencia reactiva. En estas conexiones, se utilizan interruptores potentes 1. En otras líneas, se proporcionan interruptores de red 2 sensibles y convencionales con una potencia de hasta 350 - 500 MBA.

Arroz. 2. Esquema de una subestación de 110 kV que alimenta cargas que fluctúan repentinamente: 1 - interruptores de alta potencia, 2 - interruptores de red de potencia media, 3 - líneas para suministrar a los consumidores con una carga de choque que fluctúa bruscamente

En las plantas industriales modernas con una carga de motor ramificada (plantas de concentración, etc.) se utiliza un sistema de suministro de energía avanzado con un modo de emergencia controlado para limitar las corrientes de cortocircuito.

En la Fig. 3 muestra el diagrama de alimentación del concentrador. Como se puede ver en la figura, en caso de un cortocircuito en el punto K, la suma de las corrientes de emergencia pasa a través del interruptor de la conexión dañada (B) — de la red y el suministro de motores no dañados.

Para limitar la corriente de cortocircuito que fluye a través del interruptor de la conexión dañada, se incluyen limitadores de corriente de tiristores del tipo de derivación VS1, VS2 durante el período del accidente, limitando el componente de la corriente de cortocircuito de la red. Después de desconectar desde el interruptor B, las compensaciones VS1, VS2 se desconectan. El grado de limitación de corriente está regulado por el limitador de corriente R.

Arroz. 3. Esquema de fuente de alimentación con dispositivo de grupo para limitar la corriente estática

Se utiliza un esquema parcial para una serie de mecanismos críticos que no permiten el arranque automático a la carga nominal y las interrupciones de energía. operación en paralelo de transformadoresmostrado en la fig. 4.

El esquema es una aparamenta de dos secciones con reactores gemelos L1 y L2. En modo normal, los interruptores Q3, Q4 están abiertos y Q5 está cerrado. Las corrientes de carga fluyen en las ramas a de los reactores dobles, y la corriente de equilibrio en las ramas b, que está entre las fuentes, está limitada por las resistencias de las ramas de los reactores dobles. El esquema permite, en particular, en redes con carga de motor mantener una tensión residual, lo que garantiza la estabilidad de los motores.

Arroz. 4. Esquema con funcionamiento en paralelo parcial de las fuentes

En los últimos años, se han comenzado a crear redes cerradas complejas de 0,4 kV en instalaciones industriales, en las que se realiza el funcionamiento en paralelo de los transformadores de taller TM 1000 — 2500 kVA.

Tales redes proporcionan energía eléctrica de alta calidad, uso racional de la potencia del transformador. En la Fig. 4a muestra un diagrama en el que la limitación de las corrientes de emergencia durante el funcionamiento en paralelo de los transformadores se proporciona mediante reactores adicionales introducidos en la red de 0,4 kV.

En algunos casos, la eliminación natural de los transformadores le permite organizar el circuito en la Fig. 5, pero sin el uso de reactores.

En la Fig. 5, b muestra una red cerrada compleja de 0,4 kV.

Arroz. 5. Esquemas con funcionamiento en paralelo de transformadores de taller de 6 / 0,4 kV: a — con reactores seccionales, b — utilizando interruptores de tiristores de alta tensión

Como puede verse en la fig. 5, b, los transformadores de potencia se conectan a la red de alimentación a través de interruptores de tiristores, que en modo de emergencia aseguran el apagado temprano de algunos de los transformadores.En este caso, la corriente de cortocircuito está limitada por las resistencias naturales de la red cerrada compleja, que en este caso recibe energía de transformadores desconectados.