Global site

Применение Is-limiter для снижения высоких токов КЗ

Тенденция к повышению параметров мощности линий и все возрастающая сложность энергосистем повышают вероятность того, что распределительные устройства будут подвергаться воздействию недопустимо высоких токов короткого замыкания. Надежную и экономичную защиту от таких бросков тока обеспечивает ограничитель тока Is-limiter.

Это быстродействующее коммутационное устройство срабатывает, создавая достаточный заряд для разрыва главной цепи, по которой протекает ток в нормальном режиме. Ток КЗ переключается на параллельно подключенный предохранитель с большой отключающей способностью, который моментально ограничивает ток КЗ в фазе нарастания. Ограничители тока Is-limiters успешно используются более чем на 2500 станциях в 70 странах мира.

Такое быстродействующее устройство переключения находит применение в случаях, где использование традиционных выключателей не позволяет решить проблему сверхвысоких токов КЗ. Наиболее важные примеры представлены далее. Смотрите Рисунок 1 ниже.

Параллельная работа двух систем

Ограничители Is-limiters часто используются для связи между двумя системами или частями систем, имеющих недостаточно высокую устойчивость к токам КЗ при параллельном подключении через выключатель.

Вместо проектирования двух систем с расчетом на удвоенное значение тока КЗ, в точке соединения устанавливается ограничитель Is-limiter. В случае повреждения он ограничивает максимальный ток КЗ в фазе нарастания. Его установка позволяет отделить системы друг от друга еще до того, как значение тока КЗ станет критическим для компонентов системы. После разделения системы точка короткого замыкания будет подпитываться только от поврежденной части системы, и данное КЗ достаточно легко отключить при помощи соответствующего выключателя. Таким образом, максимальный ток КЗ не превышает значение тока КЗ за одиночным трансформатором на любом участке в пределах распределительного устройства. При срабатывании Is-limiter напряжение в системе, на которую не оказывает влияние произошедшее короткое замыкание, падает всего лишь на доли миллисекунды.

Таким образом, даже чувствительные нагрузки защищены от провалов напряжения. Поэтому, применение Is-limiter для связи «незащищенной» и «защищенной» систем является весьма эффективным. Смотрите Рисунок 2 ниже.

Питание собственных нужд электростанции и сети общего пользования
 
Все чаще системы питания собственных нужд объектов, работающие параллельно с сетями общего пользования, можно встретить как в промышленном секторе, так и в сфере услуг. При повреждении в коммунальной сети дополнительная подпитка точки КЗ от источника энергоснабжения собственных нужд станции приведет к превышению допустимых уровней токов на шинах РУ электростанции.

На Рисунке 2 показано наиболее приемлемое с технической точки зрения, и, как показывает практика, безальтернативное решение: использование Is-limiter при подключении электросетевого объекта к коммунальной сети энергоснабжения. При необходимости Is-limiter может отвечать требованиям направленного срабатывания. В этом случае потребуется установка трех дополнительных трансформаторов тока в главных цепях генератора, обмотки которого соединены в «звезду». При использовании критерия направленности действия Is-limiter будет срабатывать только при коротких замыканиях в коммунальной сети электроснабжения. Смотрите Рисунок 3 ниже.
 
Ограничитель тока Is-limiter в цепи генератора для защиты системы высокого напряжения

Отмена государственного регулирования на рынке приводит к установке множества дополнительных генераторов. По этой причине токи КЗ в системе высокого напряжения будут слишком велики. Использование ограничителя Is-limiter позволит защитить распределительные устройства высокого напряжения от коротких замыканий, подпитываемых данными генераторов. Смотрите Рисунок 4 ниже.
 
Параллельное подключение ограничителей тока IS-limiters и реакторов

Если при коротком замыкании не все компоненты системы должны быть выведены из работы с последующим питанием через токоограничивающий реактор, он может быть шунтирован ограничителем тока Is-limiter в нормальном режиме работы во избежание потерь в меди, колебаний напряжения, которые в противном случае будут возникать при изменении нагрузки и как результат электромагнитного влияния каждого реактора. На Рисунке 4 показано параллельное подключение ограничителя тока Is-limiter и реакторов на вводе и отходящей линии.

Смотрите Рисунок 5 ниже.
 
Обеспечение селективности при использовании нескольких IS-limiters

Когда в системе установлено несколько ограничителей тока, селективность отключения достигается за счет применения дополнительного критерия переключения. В таких случаях будет срабатывать только ограничитель, находящийся ближе всего к месту повреждения. Рисунок 5 ниже иллюстрирует данный случай.

ССЫЛКИ
[1] Dreimann, E.; Grafe, V.; Hartung, K.-H.: “Protective device for limiting short-circuit currents"etz 1 15 (1994) 9, 492-494 («Устройство защиты для ограничения токов КЗ»)
[2] Is-limiter, ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2000 («Устройство защиты для ограничения токов КЗ»)

Карл Хайнц Хартунг (Karl Heinz Hartung) родился в 1945 году в городе Нойкирхен. Он получил диплом Магистра технических наук в области электротехники в техническом университете г.Ахен. Профессия: ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, Департамент разработки (расчет токов КЗ, Is-Limiter, электронное оборудование для тестирования, критические температуры, выключатели), с 1992 года – Директор подразделения Is-Limiter. Также является членом Рабочей группы CIGRE 13.10 «Технические характеристики ограничителей тока»

Вы ищете техподдержку или информацию о ценах?

Узнайте больше

Веб-каналы АББ

Следите за нашими обновлениями

LinkedIn YouTube