4)Методы ограничения токов кз.

Ответ: Устройства предназначены для ограничения уровней токов к.з. и сохранения живучести электроэнергетической системы. В схемах питания мегаполисов эти проблемы особо актуальны в связи с высокой плотностью нагрузки, значением токов к.з., превышающих предельно коммутационные способности существующих выключателей.  Методы ограничения токов короткого замыкания: установка токоограничивающих электрических реакторов; распараллеливание электрических цепей, отключение секционных и шиносоединительных выключателей; использование понижающих трансформаторов с расщеплённой обмоткой низкого напряжения; отключающее оборудование — быстродействующие коммутационные аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания (плавкие предохранители и автоматические выключатели); внедрение устройств релейной защиты.

Устройства ограничения токов к.з. можно разделить на две группы: устройства ограничения уровня токов к.з. на сравнительно небольшую степень; устройства глубокого ограничения токов к.з., обладающие высоким быстродействием и большим сопротивлением в режимах к.з. К первым устройствам относятся стандартные токоограничивающие реакторы, включаемые в электрическую сеть последовательно, допускающие сравнительно небольшую степень токоограничения*, обладающие сравнительно низкой стоимостью и нашедшие широкое практическое применение.  В последнее время большое значение приобретают быстродействующие устройства глубокого токоограничения, обладающие в нормативных режимах малым (в идеале нулевым) сопротивлением, а при к.з. – требуемым.  К этим устройствам относятся устройства глубокого токоограничения на базе силовой электроники (рис. 6), на базе быстродействующих коммутационных элементов взрывного действия (рис.7), на базе использования высокотемпературных сверхпроводников.  Устройство на базе силовой электроники состоит из последовательно включённых индуктивности и ёмкости равной величины. В нормальном режиме ключ разомкнут. Падение напряжения равно нулю. При КЗ тиристорный ключ замыкает емкость и индуктивность L ограничивает ток КЗ.  Устройство глубокого ограничения токов короткого замыкания, реализованное на основе магнитосвязанного реактора с быстродействующим коммутатором в его вторичной обмотке приведено на рис.7.  Специальный трансформатор (магнитосвязный реактор) с коммутационным элементом взрывного типа во вторичной обмотке включается последовательно в сеть и имеет в нормальном режиме малое сопротивление. Автоматическое повышение сопротивления при КЗ. Возможно глубокое токоограничение ударного и установившегося тока КЗ.  Основу токоограничителя составляет быстродействующий коммутационный элемент, состоящий из трех основных элементов: быстродействующее разъединительное устройство; плавкий предохранитель, включенный параллельно; блок логических схем с трансформатором тока. В нормальном режиме ток протекает через медную шину, расположенную в патроне разъединителя. Ток в предохранителе ~0,1 % от этого тока.  При КЗ по сигналу блока логических схем при определенном значении тока пиротехническим составом рвется шина, после чего ток полностью переходит на плавкий предохранитель, что практически исключает коммутационные перенапряжения. Блок логических схем по сигналу РЗА даёт команду на замыкание контактов быстродействующего замыкателя, благодаря чему устройство возвращается в первоначальное состояние.  Элемент КЭ состоит из нормально замкнутого (1) и нормально разомкнутого (2) контактов. Количество элементов определяется условиями эксплуатации. За рубежом и в России проводятся многочисленные исследования создания токоограничителей на базе сверхпроводимости, созданы макеты и опытные образцы этих устройств, коммерческое использование которых по различным оценкам возможно на уровне 2015 г.  Способностью ограничения токов обладают также и вставки постоянного тока, однако их предназначение значительно шире и их использование только для целей токоограничения экономически не выгодно.