Ograničivač struje

Ograničivač struja

Ograničivač struje je induktivna bobina koja se karakteriše značajno većom induktivnom reaktancijom u odnosu na svoj otpor, dizajnirana da ograniči strujne prekide tokom grešaka. Ovi ograničivači takođe smanjuju narušenja napona u ostalim delovima sistema snabdjevanja električnom energijom. Instalirani su u ishodnicama, vezama, vodovima generatora i između sekcija bus-a kako bi smanjili intenzitet prekidnih struja i olakšali povezane fluktuacije napona.

Pod normalnim radnim uslovima, ograničivači struje dozvoljavaju neograničeni protok snage. Međutim, tokom greške, ograničivač ograničava narušenja na defektan deo. Budući da je otpor sistema zanemarljiv u odnosu na njegovu reaktanciju, prisustvo ograničivača ima minimalan uticaj na ukupnu efikasnost sistema.

Glavna funkcija ograničivača struje

Primarni cilj ograničivača struje jeste održavanje njegove reaktancije kada velike prekidne struje prođu kroz njegove žice. Kada prekidne struje premašite približno tri puta nominalnu punu radnu struju, koriste se železnosrčni ograničivači sa velikim poprečnim presekom kako bi se ograničile prekidne struje. Međutim, njihova visoka cena i težina zbog obujmljene železne jezgre čine vazdušne ograničivače preferentnim izborom za ograničenje prekidnih struja u većini primena.

• Železnosrčni ograničivači: Podložni gubitcima histerese i cirkulacionih struja, što dovodi do veće potrošnje energije.

• Vazdušni ograničivači: Imaju ukupne gubitke tipično oko 5% njihove KVA ocene, čime postaju efikasniji.

Funkcije ograničivača struje

• Zaštita od prekidne struje: Smanjuje protok prekidne struje kako bi se zaštitila oprema od mehaničkog stresa i pregrejavanja.

• Smanjenje narušenja napona: Prigušava fluktuacije napona koje nastaju kao posledica prekidnih struja.

• Izolacija greške: Ograničava prekidne struje na defektan deo, sprečavajući širenje na zdrave ishodnice i održavajući kontinuitet snabdevanja.

Nedostaci ograničivača struje

• Povećava ukupni procenat reaktancije kruga kada je integriran u mrežu.

• Smanjuje faktor moći i pogoršava probleme regulacije napona.

Lokacija ograničivača u sistemima snabdjevanja električnom energijom

Ograničivači su strategijski smješteni u seriju sa generatorima, ishodnicama ili bus barovima kako bi ograničili prekidne struje:

• Ograničivači generatora: Instalirani su između generatora i generator busova kako bi pružili individualnu zaštitu mašina, tipično sa reaktancijom od ~0.05 per unit.

• Nedostatak: Greška u jednoj ishodnici može uticati na ceo sistem zbog zajedničke konfiguracije ograničivača.

Nedostaci ovakvih ograničivača

Nedostaci ovog tipa ograničivača su dvostruki: oni ne zaštićuju generatore od prekidnih grešaka koje se javljaju preko bus barova, i uzrokuju stalne padove napona i gubitke snage tijekom normalnog rada.

Ograničivači bus barova

Kada su ograničivači instalirani u bus barovima, nazivaju se ograničivači bus barova. Umetanje ograničivača u bus barove pomaže u izbegavanju stalnih padova napona i gubitaka snage. Ispod je objašnjenje ograničivača bus barova u prstenskim i veznim sistemima:

Ograničivači bus barova (prstenski sistem)

Ograničivači bus barova služe za povezivanje razdvojenih sekcija bus barova, koje se sastoje od generatora i ishodnica povezanih sa zajedničkim bus barom. U ovoj konfiguraciji, svaki feeder tipično dobavlja snabdevanje od jednog generatora. Tijekom normalnog rada, samo mala količina snage proizvodi se kroz ograničivače, što rezultira malim padovima napona i gubitcima snage. Da bi se minimizirali padovi napona kroz njih, ograničivači bus barova su stoga dizajnirani sa visokim ohmskim otporom.

Kada se dogodi greška u bilo kom feederu, samo jedan generator dostavlja prekidnu struju, dok je struja drugih generatora ograničena ograničivačima bus barova. To smanjuje teške strujne i naponske narušenja uzrokovane prekidnim strujama na sekciji bus barova, ograničavajući ih samo defektan deo. Jedini nedostatak ove konfiguracije ograničivača jeste nemoć da zaštiti generatore povezane sa defektanom sekcijom.

Ograničivači bus barova (vezni bus sistem)

To predstavlja modifikaciju gornjeg sistema. U veznom bus sistemu, generatori su povezani sa zajedničkim bus barom kroz ograničivače, s feedersima koji dobavljaju snabdevanje sa strane generatora.

Sistem radi slično kao prstenski sistem, ali nudi dodatne prednosti. U ovoj konfiguraciji, ako broj sekcija poraste, prekidna struja neće premašiti određenu vrednost, koja je određena specifikacijama pojedinačnih ograničivača.