Глава 10

10.5. Координация уровней токов короткого замыкания

Координация уровней токов КЗ - это согласование их значений в различных узлах СЭС. По своей постановке она представляет собой важную технико-экономическую задачу, от решения которой зависят энергетические и стоимостные характеристики СЭС.

Что касается централизованного электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства, то эта задача возникает при значительных токах КЗ на границе раздела с питающей энергетической системой. Ее решение заключается в ступенчатом снижении токов КЗ, создаваемых источниками электрической анергии, при проектировании СЭС, ее эксплуатации и дальнейшем развитии либо реконструкции.

При проектировании СЭС исходными данными для решения задачи координации токов КЗ являются сведения об источниках питания и о составе электроприемников. На основе намеченного территориального размещения потребителей известными считаются предполагаемые источники электрической энергии и их характеристики для узла подключения СЭС:

установленные мощности генерирующих источников промышленного района с перспективой их развития на 8-10 лет;

мощности или токи КЗ, генерируемые источниками с учетом их развития не менее чем на 5 лет с момента ввода в эксплуатацию СЭС;

рабочее напряжение районной ЭЭС;

параметры ЛЭП между ЭЭС и СЭС.

Состав электроприемников обусловливает требования к бесперебойности электроснабжения, качеству электрической энергии, допустимой продолжительности перерывов в питании и др. По этим исходным данным могут быть сформулированы необходимые свойства проектируемой СЭС по надежности, потерям напряжения, мощности и энергии, безопасности, гибкости, жесткости и устойчивости, а также намечены варианты и параметры предполагаемого к применению электрооборудования.

На основе количественных показателей этих свойств и характеристик электрооборудования для узлов распределения электрической энергии могут быть определены оптимальные значения токов КЗ. С их учетом следует обосновывать оптимальную структуру схемы электроснабжения - число приемных пунктов связи с ЭЭС, размещение подстанций глубокого ввода (ПГВ), выбор рабочих напряжений и количества ступеней распределения энергии.

На этапе эксплуатации СЭС необходимость решения вопросов координации токов КЗ возникает при изменениях схемы электроснабжения, повышении мощности генерирующих источников, мощности или пропускной способности основных элементов, при введении ограничений на режимы работы основного электрооборудования, увеличении плотности нагрузки и сетей. При этом новые уровни токов КЗ должны быть согласованы с параметрами установленного электрооборудования и сетей.

Координация токов КЗ достигается:

стационарным или автоматическим делением сети;

установкой токоограничивающих одноцепных и сдвоенных реакторов;

применением различных токоограничивающих устройств;

установкой коммутационных аппаратов повышенной стойкости к воздействию токов КЗ;

разукрупнением трансформаторных подстанций по мощности трансформаторов и секций путем установки трансформаторов с расщепленными обмотками или сдвоенных реакторов;

изменением режима нейтрали сети путем разземления части нейтралей трансформаторов, заземления нейтралей через резисторы, реакторы и токоограничивающие устройства;

электрическим делением сети путем установки разделительных трансформаторов.

В условиях последующего расширения и развития СЭС согласованием токов КЗ преследуют такие же цели, как при эксплуатации СЭС. Дополнительной рациональной мерой здесь является строительство новых приемных пунктов связи с ЭЭС и ПГВ для покрытия увеличения электрических нагрузок с использованием поперечного и продольного разделений сетей.

На всех этапах координации токов КЗ анализ их на разных ступенях распределения энергии используется для обоснования технической необходимости создания нового и модернизации существующего электрооборудования. Контроль токов КЗ в узлах нагрузки и анализ динамики их изменения являются важным фактором обеспечения надежности электроснабжения.