[ Pobierz całość w formacie PDF ]
ANDRZEJ KANICKI
WYZNACZANIE
WIELKOŚCI ZWARCIOWYCH
W SYSTEMIE
ELEKTROENERGETYCZNYM
ŁÓDŹ 2001
- 2 -
- 3 -
SPIS TREŚCI
Str
1
WSTĘP
......................................................................................................................... 7
2 WIADOMOŚCI OGÓLNE O ZWARCIACH
.......................................................... 8
2.1
Określenia
..................................................................................................................... 8
2.2 Częstość występowania zwarć
.................................................................................... 9
2.3 Przyczyny występowania zwarć
................................................................................. 10
2.4 Skutki zwarć
................................................................................................................. 10
2.5 Przebieg prądu zwarciowego
...................................................................................... 13
2.5.1 Wprowadzenie............................................................................................................... 13
2.5.2 Zwarcia odległe............................................................................................................. 13
2.5.3 Zwarcia pobliskie........................................................................................................... 20
2.5.4 Wyższe harmoniczne prądu zwarciowego..................................................................... 27
2.5.5 Wpływ regulacji napięcia.............................................................................................. 28
2.6
Metoda jednostek względnych
.................................................................................... 29
2.7
Pytania kontrolne
......................................................................................................... 33
2.8
Zadania
......................................................................................................................... 34
2.8
Zadanie 1....................................................................................................................... 34
36
3
ZASADY OBLICZANIA PRĄDÓW I NAPIĘĆ PRZY ZWARCIACH
NIESYMETRYCZNYCH
...........................................................................................
3.1
Element liniowy i jego macierz impedancyjna
.......................................................... 36
3.2
Podstawy teorii składowych symetrycznych
............................................................. 38
3.3
Schematy zastępcze dla składowych symetrycznych
................................................ 43
3.4
Transformacja składowych symetrycznych
.............................................................. 47
3.5
Zwarcie jednofazowe
................................................................................................... 51
3.6
Zwarcie dwufazowe
..................................................................................................... 58
3.7
Zwarcie dwufazowe doziemne
.................................................................................... 63
3.8
Zwarcie trójfazowe doziemne, zwarcie trójfazowe
................................................... 68
3.9
Porównanie prądu początkowego dla różnych rodzajów zwarcia
.......................... 68
X
70
3.10
Wpływ stosunku
()
ma wartość prądu początkowego i napięcia
.......................
X
()
3.11 Modele trójfazowe elementów układu elektroenergetycznego dla analizy
zakłóceń niesymetrycznych
.........................................................................................
73
3.12 Pytania kontrolne
......................................................................................................... 76
4
IMPEDANCJE ELEMENTÓW SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
W UKŁADZIE SKŁADOWYCH SYMETRYCZNYCH
........................................
78
4.1
Maszyny synchroniczne
............................................................................................... 78
4.2
Maszyny asynchroniczne
............................................................................................. 79
4.3
Dławiki przeciwzwarciowe
.......................................................................................... 80
80
4.4.1 Linia jednotorowa bez przewodu odgromowego.......................................................... 80
4.4.2 Linia jednotorowa z jednym przewodem odgromowym............................................... 81
4.4.3 Linia jednotorowa z dwoma przewodami odgromowymi............................................. 83
Impedancje wzdłużne napowietrznych linii elektroenergetycz-
nych
...............................................................................................................................
0
1
4.4
- 4 -
4.4.4 Linia dwutorowa z dwoma przewodami odgromowymi............................................... 84
4.5 Pojemności linii napowietrznej
................................................................................... 88
4.6
Impedancje wzdłużne linii kablowych
....................................................................... 89
4.6.1 Linia kablowa zbudowana z kabli ekranowanych jednofazowych................................ 89
4.6.2 Linia kablowa zbudowana z kabla z izolacją rdzeniową............................................... 91
4.7 Pojemności kabli
.......................................................................................................... 91
4.7.1 Kabel trójfazowy z izolacją rdzeniową.......................................................................... 91
4.7.2 Kabel ekranowany jednofazowy.................................................................................... 92
4.8 Transformatory dwuuzwojeniowe
............................................................................. 92
4.8.1 Wstęp............................................................................................................................. 92
4.8.2 Transformator Ynd........................................................................................................ 93
4.8.3 Transformator Ynyn...................................................................................................... 94
4.8.4 Transformator Yny........................................................................................................ 96
4.8.5 Impedancja magnesująca transformatora dla składowej zerowej.................................. 97
4.9 Transformatory trójuzwojeniowe
.............................................................................. 98
4.10 Transformatory dwuuzwojeniowe połączone w zygzak
........................................... 100
4.11 Autotransformatory
.................................................................................................... 101
4.11.1 Autotransformator bez uzwojenia kompensacyjnego z zamkniętą drogą dla
strumienia składowej zerowej........................................................................................
101
4.11.2 Autotransformator z uzwojeniem kompensacyjnym i z zamkniętą drogą dla
strumienia składowej zerowej YN
auto
d..........................................................................
103
105
4.11.4 Autotransformator trójkolumnowy bez uzwojenia kompensacyjnego.......................... 106
4.11.5 Autotransformator trójkolumnowy z uzwojeniem kompensacyjnym........................... 106
4.12 Warunki skuteczności uziemienia punktu neutralnego sieci i
sposoby pracy
punktów neutralnym transformatorów elektroenergetycznych
...
108
4.14 Transformacja prądów zwarć niesymetrycznych przez transformatory
............... 111
4.15 Napięcia poza miejscem zwarcia
................................................................................ 114
4.16 Pytania kontrolne
......................................................................................................... 116
4.17 Zadania
......................................................................................................................... 121
4.17.1 Zadanie 1....................................................................................................................... 121
4.17.2 Zadanie 2....................................................................................................................... 122
4.17.3 Zadanie 3....................................................................................................................... 132
4.17.4 Zadanie 4....................................................................................................................... 138
4.17.5 Zadanie 5....................................................................................................................... 139
4.17.6 Zadanie 6....................................................................................................................... 139
5
107
ZWARCIA DOZIEMNE (JEDNOFAZOWE) W SIECI Z NIESKUTECZNIE
UZIEMIONYM PUNKTEM NEUTRALNYM
........................................................
141
143
5.3 Rozpływ prądu zwarcia doziemnego – sieć z izolowanym punktem neutralnym
.. 148
5.4 Kompensacja prądu doziemnego
............................................................................... 156
5.5 Uziemienie punktu neutralnego sieci przez rezystor
................................................ 161
5.6 Pytania kontrolne
......................................................................................................... 162
5.6.1 Sieć z izolowanym punktem neutralnym....................................................................... 162
5.6.2 Sieć z kompensacją prądu zwarcia doziemnego............................................................ 163
5.6.3 Sieć z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor............................................... 164
Prąd i napięcie w miejscu zwarcia doziemnego – sieć z izolowanym punktem
neutralnym
...................................................................................................................
4.11.3 Autotransformator z uzwojeniem kompensacyjnym, z zamkniętą drogą dla
strumienia składowej zerowej oraz z nie uziemionym punktem neutralnym................
4.13 Zestawienie schematów zastępczych i impedancji transformatorów
elektroenergetycznych
.................................................................................................
5.2
5.1
Własności sieci z nieskończenie uziemionym punktem neutralnym
....................... 141
- 5 -
166
6.1 Postanowienia ogólne
................................................................................................... 166
6.2 Założenia upraszczające
.............................................................................................. 166
6.3 Wybór konfiguracji systemu elektroenergetycznego
............................................... 167
6.4 Wybór miejsca i rodzaju zwarcia
............................................................................... 167
6.5
Składowa zgodna prądu początkowego w miejscu zwarcia I
(1)
............................... 168
6.6 Prąd początkowy I
p
w miejscu zwarcia
..................................................................... 168
6.7 Prąd zwarciowy udarowy i
u
w miejscu zwarcia
........................................................ 168
6.8 Moc zwarciowa
............................................................................................................. 170
6.9 Prąd wyłączeniowy symetryczny I
ws
.......................................................................... 170
6.10
Prąd wyłączeniowy niesymetryczny I
wus
.................................................................... 171
6.11 Prąd zastępczy zwarciowy t
z
– sekundowy I
tz
........................................................... 172
6.12 Wpływ silników asynchronicznych na charakterystyczne parametry prądu
zwarciowego
.................................................................................................................
ZASADY OBLICZANIA CHARAKTERYSTYCZNYCH PARAMETRÓW
ZWARCIOWYCH WEDŁUG ZALECEŃ NORMATYWNYCH
.........................
173
6.12.1 Prąd udarowy................................................................................................................. 173
6.12.2 Prąd wyłączeniowy symetryczny.................................................................................. 174
6.12.3 Prąd wyłączeniowy niesymetryczny.............................................................................. 174
6.12.4 Zastępczy prąd zwarciowy t
z
– sekundowy................................................................... 175
6.13 Metoda ogólnego i indywidualnego zanikania
.......................................................... 177
6.14 Pytania kontrolne
......................................................................................................... 178
6.15
Zadania
......................................................................................................................... 178
6.15.1 Zadanie 1
178
186
7.
OBLICZENIA WIELKOŚCI ZWARCIOWYCH ZA POMOCĄ
KOMPUTERÓW
.........................................................................................................
186
7.1.1 Obliczanie prądów i napięć przy zwarciach symetrycznych......................................... 186
7.1.2 Obliczanie prądów i napięć przy zwarciach niesymetrycznych.................................... 189
7.2
Zastosowanie metody potencjałów węzłowych do obliczania zwarć przy
założeniu jednakowych sił elektromotorycznych generatorów
...............................
191
7.3 Pytania kontrolne
......................................................................................................... 193
8. METODY OGRANICZANIA PRĄDÓW ZWARCIOWYCH
............................... 195
8.1 Wzrost mocy zwarciowych
.......................................................................................... 195
8.2 Metody ograniczania mocy zwarciowych
.................................................................. 195
8.2.1 Wstęp............................................................................................................................. 195
8.2.2 Optymalizacja struktury sieci w celu ograniczenia prądów zwarciowych.................... 196
8.2.3 Automatyczny podział sieci podczas zwarcia............................................................... 198
8.2.4 Przegląd specjalnych urządzeń ograniczających prądy zwarciowe............................... 198
8.2.5 Dławiki przeciwzwarciowe........................................................................................... 199
8.2.6 Wyłączniki ograniczające.............................................................................................. 200
8.2.7 Ograniczanie prądów zwarć doziemnych
Zastosowanie metody potencjałów węzłowych do obliczania zwarć w sieci ze
skutecznie i nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym
................................
202
8.3
Pytania kontrolne
......................................................................................................... 202
LITERATURA
............................................................................................................. 203
Z1
PODKŁADY DO RYSOWANIA WYKRESÓW WSKAZOWYCH
..................... 205
Z2
PRZYKŁADOWE ZADANIA EGZAMINACYJNE
............................................... 207
5.6.4 Różne typy sieci............................................................................................................. 164
6
7.1
[ Pobierz całość w formacie PDF ]