4.3. Вибір доцільних способів обмеження струмів короткого замикання

При проектуванні електричної частини електричної станції приходиться вирішувати заходи обмеження струмів короткого замикання в:

- розподільчих пристроях і мережі генераторної напруги ТЕЦ;

- на зборках генераторної напруги укрупнених блоків;

- на вторинній стороні (6-10 кВ) підстанцій;

- у системі власних потреб КЕС і АЕС;

- у РП і мережах підвищених напруг потужних районних електростанцій.

У наш час застосовують такі способи обмеження струмів короткого замикання:

а) розділ мережі (наприклад, шляхом незалежної роботи трансформаторів на стороні 6–10 кВ ПС чи роздільної роботи РП підвищених напруг потужних районних електростанцій);

б) установка струмообмежувальних реакторів 6-10 кВ;

в) застосування трансформаторів із розщепленими обмотками нижчої напруги;

г) часткове розземлення нейтралей трансформаторів для обмеження струмів однофазних коротких замикань на землю.

Обмеження струмів КЗ дозволяє зменшити параметри електричних апаратів і перетину провідників і, отже, знизити їх вартість. Разом з тим потрібні додаткові капіталовкладення на самі струмообмежувальні пристрої, збільшуються також втрати напруги, що може в свою чергу привести до додаткових затрат на устаткування для регулювання напруги, збільшуються втрати потужності і енергії в нормальному режимі, погіршуються умови стійкої роботи двигунового навантаження і паралельної роботи генераторів. Тому використання спеціальних засобів струмообмеження повинно бути обґрунтовано і повинен бути вибраний найкращий для даних вихідних умов спосіб обмеження струмів КЗ. Таким чином обмеження струмів Короткого замикання може бути обґрунтовано:

1. Технічною необхідністю (струми короткого замикання без застосування спеціальних заходів їхнього обмеження перевищують допустимі значення струмів електричних апаратів і кабелів, що випускаються промисловістю).

2. Економічною доцільністю (цільова функція розрахована для проектованої електроустановки з застосуванням струмообмежувальних засобів менше цільової функції електроустановки без додаткових заходів для струмообмеження).

Найкращий спосіб обмеження струмів КЗ вибирають на основі техніко – економічних розрахунків. Варіанти рішень намічають в залежності від напруги і типу станції, що проектується.

4.3.1. Вибір струмообмежувальних засобів на електростанціях районного типу

Електрична схема станцій районного типу будується на блочному принципі, тому питання про обмеження струму КЗ на генераторній напрузі може виникнути тільки для укрупнених блоків (Рис. 4.6,а).

Рис. 4.6. Укрупнений блок (а) та його схема заміщення (б).

Об'єднання двох і більше генераторів у блок із загальним трансформатором веде до появи поперечних зв'язків на генераторній напрузі і як наслідок до збільшення струмів короткого замикання на цій напрузі (див. заступну схему на Рис. 4.6,б).

О бмеження струму короткого замикання тут може бути досягнуто застосуванням трансформатора із розщепленими обмотками генераторної напруги (Рис. 4.7,а). Заступна схема трифазного трансформатора з розщепленими обмотками НН на дві частини показано на Рис. 4.7,б. Коефіцієнт розщеплення трифазних трансформаторів k_p звичайно дорівнює 3,5, а групи однофазних трансформаторів - 4. Заступна схеми показує, що струми КЗ від сусіднього генератора Г2 і системи С протікають по шляхах зі значно більшими опорами, чим і досягається обмеження цих струмів.

В артість трифазного трансформатора із розщепленими обмотками незначно перевищує вартість звичайного двохобмоткового, тому застосування його завжди вигідне.

Рис. 4.7. Обмеження струмів короткого замикання з допомогою трансформатора з розщепленою обмоткою.

При проектуванні потужних ЕС для роботи в складі об'єднаних енергосистем виникає необхідність обмеження струмів короткого замикання на стороні підвищеної напруги. Це питання відноситься до категорії системних задач і вирішується на стадії проектування розвитку енергосистеми.

Однієї з прийнятих мір може бути розподіл РП підвищеної напруги ЕС на дві роздільно працюючі частини. До кожної частини РП підключена група блоків. Їх паралельна робота здійснюється через опорні підстанції в системі. Розподіл РП на дві частини виконується за допомогою секційних вимикачів і автоматичних пристроїв, які діють тільки при виникненні КЗ.