Ograničivač struje

Ograničitelj struja

Ograničitelj struja je induktivna bobina s značajno većom induktivnom reaktancijom u usporedbi s otporom, dizajnirana za ograničavanje struja kratkog spoja tijekom neočekivanih stanja. Ti ograničitelji također umanjuju ometanja napona u ostalim dijelovima sustava snage. Instaliraju se u isporučivače, vezne linije, vode generatora i između bus sekcija kako bi smanjili intenzitet struje kratkog spoja i olabili povezane fluktuacije napona.

Pod normalnim radnim uvjetima, ograničitelji struje dopuštaju neograničen protok snage. Međutim, tijekom neočekivanog stanja, ograničitelj ograničava ometanja na oštećenoj sekciji. Budući da je otpor sustava zanemariv u usporedbi s njegovom reaktancijom, prisustvo ograničitelja ima minimalan utjecaj na ukupnu učinkovitost sustava.

Glavna funkcija ograničitelja struje

Primarni cilj ograničitelja struje je održati svoju reaktanciju kada velike struje kratkog spoja prođu kroz njegove zavojnice. Kada struje kratkog spoja premaše približno tri puta nominalnu punu radnu struju, koriste se željezni ograničitelji s velikim presjecima za ograničavanje struja kratkog spoja. Međutim, njihova visoka cijena i težina zbog grubičnih željeznih jezgri čine zračne ograničitelje preferiranim izborom za ograničavanje struje kratkog spoja u većini primjena.

• Željezni ograničitelji: Podložni gubitcima histerese i strujnih vrtloga, što dovodi do veće potrošnje snage.

• Zračni ograničitelji: Prikazuju ukupne gubitke obično oko 5% svog KVA kapaciteta, što ih čini učinkovitijima.

Funkcije ograničitelja struje

• Zaštita od struje kratkog spoja: Smanjuje protok struje kratkog spoja kako bi zaštitio opremu od mehaničkog stresa i pregrejanja.

• Mitigacija ometanja napona: Prigušuje fluktuacije napona uzrokovane kratkim spojevima.

• Izolacija neočekivanog stanja: Ograničava struje kratkog spoja na oštećenu sekciju, sprečavajući širenje na zdrave isporučivače i održavajući kontinuitet snabdijevanja.

Nedostaci ograničitelja struje

• Povećava ukupni postotak reaktancije kruga kada se integrira u mrežu.

• Smanjuje faktor snage i pogoršava probleme regulacije napona.

Lokacija ograničitelja u sustavima snage

Ograničitelji su strategijski postavljeni u seriju sa generatorima, isporučivačima ili bus barovima kako bi ograničili struje kratkog spoja:

• Ograničitelji generatora: Instalirani između generatora i busova generatora kako bi pružali individualnu zaštitu mašinama, obično s reaktancijom od ~0,05 po jedinici.

• Nedostatak: Neočekivano stanje u jednom isporučivaču može utjecati na cijeli sustav zbog zajedničke konfiguracije ograničitelja.

Nedostaci takvih ograničitelja

Nedostaci ovog tipa ograničitelja su dvosmjerni: ne štite generatore od struja kratkog spoja koje se događaju preko bus barova, i uzrokuju stalne padove napona i gubitke snage tijekom normalnog rada.

Ograničitelji bus barova

Kada su ograničitelji instalirani u bus barovima, nazivaju se ograničitelji bus barova. Umetanje ograničitelja u bus barove pomaže u izbjegavanju stalnih padova napona i gubitaka snage. Ispod slijedi objašnjenje ograničitelja bus barova u kružnim sustavima i veznim sustavima:

Ograničitelji bus barova (kružni sustav)

Ograničitelji bus barova služe za povezivanje razdvojenih bus sekcija, koje se sastoje od generatora i isporučivača povezanih na zajednički bus bar. U ovoj konfiguraciji, svaki isporučivač obično dobiva snabdevanje od jednog generatora. Tijekom normalnog rada, samo mala količina snage proteče kroz ograničitelje, što rezultira niskim padovima napona i gubitcima snage. Da bi se minimizirali padovi napona preko njih, ograničitelji bus barova stoga su dizajnirani s visokim ohmskim otporom.

Kada se dogodi neočekivano stanje u bilo kojem isporučivaču, samo jedan generator snabdijeva struju kratkog spoja, dok je struja drugih generatora ograničena ograničiteljima bus barova. To smanjuje teške struje i ometanja napona uzrokovane kratkim spojevima na bus sekciji, ograničavajući ih samo na oštećenu sekciju. Jedini nedostatak ove konfiguracije ograničitelja jest nesposobnost zaštite generatora povezanih na oštećenu sekciju.

Ograničitelji bus barova (vezni bus sustav)

To predstavlja modifikaciju gornjeg sustava. U veznom bus sustavu, generatori su povezani na zajednički bus bar putem ograničitelja, s isporučivačima snabdijevanim s strane generatora.

Sustav radi slično kao kružni sustav, ali nudi dodatne prednosti. U ovoj konfiguraciji, ako se broj sekcija poveća, struja kratkog spoja neće premašiti određenu vrijednost, koja se određuje specifikacijama pojedinih ograničitelja.