Limitations des courants de court-circuit dans les réseaux électriques des entreprises industrielles

Dans les systèmes d'alimentation des entreprises industrielles, des courts-circuits (Court-circuit), ce qui entraîne une forte augmentation des courants. Par conséquent, tous les équipements électriques principaux du système d'alimentation doivent être sélectionnés en tenant compte de l'action de ces courants.

On distingue les types de courts-circuits suivants :

• court-circuit symétrique triphasé ;

• biphasé - deux phases sont connectées l'une à l'autre sans être connectées à la terre ;

• monophasé - une phase est connectée au neutre de la source via la terre ;

• double mise à la terre - deux phases sont connectées l'une à l'autre et à la terre.

Les principales causes de courts-circuits sont les violations d'isolation de parties individuelles des installations électriques, les actions incorrectes du personnel, le chevauchement de l'isolation en raison de surtensions dans le système. Les courts-circuits perturbent l'alimentation électrique des consommateurs, y compris ceux qui ne sont pas endommagés, connectés à des sections endommagées du réseau, en raison d'une diminution de la tension sur ceux-ci et d'une interruption de l'alimentation électrique.Les courts-circuits doivent donc être éliminés avec des dispositifs de protection dès que possible.

En figue. 1 montre la courbe du courant de court-circuit. Dès le début, un processus transitoire se produit dans le système électrique, caractérisé par une modification de deux composantes du courant de court-circuit (SCC): périodique et apériodique

Riz. 1. Courbe de variation du courant de court-circuit

Les grandes installations industrielles sont généralement connectées à de puissants réseaux électriques. Dans ce cas, les courants de court-circuit peuvent atteindre des valeurs très importantes, ce qui conduit à des difficultés dans le choix des équipements électriques en fonction des conditions de stabilité aux courts-circuits. De grandes difficultés surviennent également dans la construction de systèmes d'alimentation électrique avec un grand nombre de moteurs électriques puissants alimentant le point de court-circuit.

À cet égard, lors de la conception de systèmes d'alimentation, il est nécessaire de déterminer le courant de court-circuit optimal... Les moyens de limitation les plus courants sont:

• fonctionnement séparé des transformateurs et des lignes électriques ;

• inclusion de résistances supplémentaires dans le réseau — réacteurs;

• l'utilisation de transformateurs à enroulement divisé.

L'utilisation de réacteurs est particulièrement recommandée lors du raccordement de récepteurs électriques de relativement faible puissance aux bus des centrales électriques et aux sous-stations de forte puissance. Lors de la connexion de récepteurs avec une charge de choc - fours puissants, entraînement électrique des vannes - il est souvent impossible d'augmenter la réactivité du réseau en installant des réacteurs, car cela entraîne une augmentation des fluctuations et des écarts de tension.

En figue. 2 montre un schéma d'un poste 110 kV alimentant des charges brusquement variables.Il ne prévoit pas la réaction des bornes et des lignes 3 délivrant une charge de choc puissante, afin de ne pas augmenter la réactivité du réseau et les chocs de puissance réactive. Dans ces connexions, des commutateurs puissants 1 sont utilisés.Sur d'autres lignes, des commutateurs de secteur sensibles et conventionnels 2 sont fournis avec une mise hors tension allant jusqu'à 350 - 500 MBA.

Riz. 2. Schéma d'une sous-station de 110 kV qui alimente des charges brusquement fluctuantes: 1 - commutateurs de forte puissance, 2 - commutateurs de réseau de moyenne puissance, 3 - lignes pour alimenter les consommateurs avec une charge de choc fortement fluctuante

Dans les installations industrielles modernes avec une charge de moteur dérivée (installations de concentration, etc.), un système d'alimentation électrique avancé avec un mode d'urgence contrôlé est utilisé pour limiter les courants de court-circuit.

En figue. 3 montre le schéma de puissance du concentrateur. Comme on peut le voir sur la figure, en cas de court-circuit au point K, la somme des courants d'urgence passe par le disjoncteur de la connexion endommagée (B) - du réseau et de l'alimentation des moteurs non endommagés.

Afin de limiter le courant de court-circuit traversant le disjoncteur de la connexion endommagée, des limiteurs de courant à thyristor de type shunt VS1, VS2 sont inclus pendant la durée de l'accident, limitant la composante du courant de court-circuit du réseau. Après coupure à partir de l'interrupteur B, les appoints VS1, VS2 sont éteints. Le degré de limitation de courant est régulé par le limiteur de courant R.

Riz. 3. Schéma d'alimentation avec dispositif de groupe pour limiter le courant statique

Un schéma partiel est utilisé pour un certain nombre de mécanismes critiques qui ne permettent pas l'auto-démarrage à la charge nominale et les interruptions de courant fonctionnement en parallèle des transformateursillustré à la fig. 4.

Le schéma est un appareillage de commutation à deux sections avec deux réacteurs L1 et L2. En mode normal, les interrupteurs Q3, Q4 sont ouverts et Q5 est fermé. Les courants de charge circulent sur les branches a des réacteurs doubles, et le courant d'équilibrage sur les branches b, qui est entre les sources, est limité par les résistances des branches des réacteurs doubles. Le schéma permet, en particulier, dans les réseaux avec charge moteur de maintenir une tension résiduelle, ce qui garantit la stabilité des moteurs.

Riz. 4. Schéma avec fonctionnement en parallèle partiel des sources

Ces dernières années, des réseaux fermés complexes de 0,4 kV ont commencé à être créés dans des installations industrielles, dans lesquelles le fonctionnement en parallèle des transformateurs d'atelier TM 1000 - 2500 kVA est effectué.

De tels réseaux fournissent énergie électrique de haute qualité, utilisation rationnelle de la puissance du transformateur. En figue. La figure 4a représente un schéma dans lequel la limitation des courants de secours lors du fonctionnement en parallèle des transformateurs est assurée par des réactances supplémentaires introduites dans le réseau 0,4 kV.

Dans certains cas, la suppression naturelle des transformateurs vous permet d'organiser le circuit de la Fig. 5, mais sans l'utilisation de réacteurs.

En figue. 5, b montre un réseau fermé complexe de 0,4 kV.

Riz. 5. Schémas avec fonctionnement en parallèle de transformateurs d'atelier 6 / 0,4 kV: a - avec des réacteurs sectionnels, b - utilisant des interrupteurs à thyristor haute tension

Comme on peut le voir sur la fig. 5, b, les transformateurs de puissance sont connectés au réseau d'alimentation par l'intermédiaire de commutateurs à thyristors qui, en mode d'urgence, assurent l'arrêt anticipé de certains des transformateurs.Dans ce cas, le courant de court-circuit est limité en raison des résistances naturelles du réseau fermé complexe, qui dans ce cas est alimenté par des transformateurs déconnectés.