STACJE ELEKTROENERGETYCZNE - ANDRZEJ WINIARSKI.pdf

(10571 KB) Pobierz
ANDRZEJ KANICKI,
ANDRZEJ KANICKI, JERZY KOZŁOWSKI
STACJE ELEKTROENERGETYCZNE
Łódź, 2004
A. Kanicki, J. Kozłowski: STACJE ELEKTROENERGETYCZNE
Strona 2 z 302
A. Kanicki, J. Kozłowski: STACJE ELEKTROENERGETYCZNE
SPIS TREŚCI
strona
1. R OLA STACJI W SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM .................................... 7
2. U KŁADY POŁĄCZEŃ STACJI ............................................................................... 14
2.1. U WAGI OGÓLNE ...............................................................................................................14
2.2. P OJEDYNCZY SYSTEM SZYN ZBIORCZYCH ........................................................................14
2.3. P ODWÓJNY SYSTEM SZYN ZBIORCZYCH ...........................................................................15
2.4. R OZDZIELNIA Z SZYNAMI OBEJŚCIOWYMI I POŁĄCZENIAMI OBEJŚCIOWYMI .....................18
2.5. W IELOKROTNY SYSTEM SZYN ZBIORCZYCH .....................................................................18
2.6. U KŁADY BLOKOWE ..........................................................................................................19
2.7. U KŁADY MOSTKOWE .......................................................................................................20
2.8. U KŁADY WIELOBOKOWE .................................................................................................21
2.9. P ODWÓJNY SYSTEM SZYN ZBIORCZYCH Z DWOMA WYŁĄCZNIKAMI NA JEDNO POLE ........22
2.10. U KŁAD PÓŁTORAWYŁĄCZNIKOWY ..................................................................................22
2.11. U KŁADY POŁĄCZEŃ PÓL ..................................................................................................23
2.11.1. Pole liniowe SN..........................................................................................................23
2.11.2. Pole liniowe WN ........................................................................................................25
2.11.3. Pole transformatorowe ...............................................................................................26
2.11.4. Pole sprzęgła ..............................................................................................................27
2.11.5. Pole pomiaru napięcia ................................................................................................27
2.11.6. Pole odgromników .....................................................................................................28
2.12. P RZYKŁADY UKŁADÓW POŁĄCZEŃ STACJI .......................................................................28
3. R OZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNE STACJI .......................................................... 37
3.1. U WAGI OGÓLNE ...............................................................................................................37
3.2. P ODSTAWOWY ODSTĘP IZOLACYJNY - ODSTĘP MINIMALNY .............................................38
3.3. D OSTOSOWANIE ROZDZIELNI DO WARUNKÓW ZWARCIOWYCH ........................................40
3.4. K ONSTRUKCJE ROZDZIELNI ZE WZGLĘDU NA WYGODNĄ I BEZPIECZNĄ EKSPLOATACJĘ ...42
3.4.1. Uwagi ogólne ............................................................................................................42
3.4.2. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim....................................................................44
3.4.2.1. Uwagi ogólne.....................................................................................................................44
3.4.2.2. Ochrona poza zamkniętymi obszarami ruchu elektrycznego ............................................46
3.4.2.3. Ochrona wewnątrz zamkniętych obszarów ruchu elektrycznego......................................46
3.4.2.4. Instalacje wnętrzowe otwarte ............................................................................................50
3.4.2.5. Instalacje napowietrzne otwarte ........................................................................................51
3.4.2.6. Porównanie wymagań ochrony podstawowej wg PBUE i normy PN-E 05115:2002 .......51
3.4.3. Ochrona przed zagrożeniem łukiem elektrycznym ...................................................54
3.4.4. Ochrona przed bezpośrednim uderzeniem pioruna ...................................................54
3.5. W ARUNKI ŚRODOWISKOWE STACJI ..................................................................................56
3.5.1. Posadowienie stacji ...................................................................................................56
3.5.2. Ochrona przeciwpożarowa ........................................................................................57
3.6. STACJE WNĘTRZOWE ŚREDNIEGO NAPIĘCIA .....................................................................58
3.6.1. Transformatory suche................................................................................................74
3.6.2. Odłącznik typu "Rotary" ...........................................................................................76
Strona 3 z 302
A. Kanicki, J. Kozłowski: STACJE ELEKTROENERGETYCZNE
3.7. S TACJE NAPOWIETRZNE WYSOKIEGO NAPIĘCIA ...............................................................77
3.8. S TACJE WNĘTRZOWE WYSOKIEGO NAPIĘCIA ....................................................................81
3.9. N APOWIETRZNE STACJE SŁUPOWE ...................................................................................82
3.10. N APOWIETRZNE URZĄDZENIA SŁUPOWE ..........................................................................88
3.10.1. Napowietrzne rozłączniki średniego napięcia w izolacji SF 6 ....................................88
3.10.2. Odłączniki napowietrzne SN......................................................................................90
3.11. R OZDZIELNICE OSŁONIĘTE IZOLOWANE SZEŚCIOFLUORKIEM SIARKI ...............................91
3.11.1. Uzasadnienie wyboru SF 6 do budowy rozdzielnic.....................................................91
3.11.2. Zasady budowy rozdzielnic z SF 6 ..............................................................................92
3.11.3. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych rozdzielni z SF 6 ............................................94
3.11.3.1. Rozdzielnia typu 8DN8 .....................................................................................................94
3.11.3.2. Rozdzielnia Rotoblok SF 6 .................................................................................................96
4. D OBÓR ELEMENTÓW TORÓW GŁÓWNYCH ....................................................... 99
4.1. D OBÓR MOCY ZNAMIONOWEJ TRANSFORMATORA ...........................................................99
4.1.1. Założenia i uproszczenia metody ..............................................................................99
4.1.2. Obliczanie temperatur transformatora.....................................................................101
4.1.2.1. Założenia .........................................................................................................................101
4.1.2.2. Równania stanu ustalonego .............................................................................................102
4.1.2.3. Równania stanu nieustalonego ........................................................................................103
4.1.2.4. Starzenie się cieplne izolacji transformatora ...................................................................103
4.1.2.5. Temperatura otoczenia ....................................................................................................104
4.1.3. Określenie zastępczego równoważnego dwustopniowego wykresu obciążenia.....105
4.1.4. Dobór transformatora dla normalnego obciążenia ciągłego ...................................107
4.1.5. Dobór transformatora dla normalnego obciążenia cyklicznego..............................107
4.1.6. Określenie awaryjnego obciążenia cyklicznego .....................................................116
4.1.7. Regulacja przekładni transformatora ......................................................................118
4.2. D OBÓR PRZEWODÓW SZYNOWYCH ZBIORCZYCH ...........................................................119
4.2.1. Uwagi ogólne ..........................................................................................................119
4.2.2. Obciążalność długotrwała prądem ciągłym ............................................................120
4.2.3. Wytrzymywanie skutków cieplnych prądu zwarciowego.......................................123
4.2.4. Wytrzymałość mechaniczną przy obciążeniach normalnych..................................129
4.2.5. Wytrzymałość mechaniczna przy zwarciu dla przewodów sztywnych ..................129
4.2.5.1. Wyznaczanie sił...............................................................................................................129
4.2.5.2. Wyznaczanie naprężeń....................................................................................................132
4.2.5.3. Sprawdzenie wytrzymałości mechanicznej .....................................................................136
4.2.5.4. Wyznaczanie częstotliwości drgań własnych szyn..........................................................137
4.2.6. Wytrzymałość mechaniczna przy zwarciu dla przewodów giętkich ......................141
4.2.6.1. Wprowadzenie [43] .........................................................................................................141
4.2.6.2. Postanowienia ogólne ......................................................................................................145
4.2.6.3. Parametry charakterystyczne ...........................................................................................146
4.2.6.4. Siły podczas zwarcia .......................................................................................................149
4.2.6.5. Siły po zwarciu ................................................................................................................150
4.2.6.6. Poziome wychylenie przewodów b h ................................................................................150
4.2.6.7. Minimalny odstęp izolacyjny występujący pomiędzy przewodami podczas zwarcia.....152
4.2.6.8. Siła naciągu spowodowana sklejeniem się przewodów wiązkowych podczas zwarcia ..152
4.2.7. Przykłady doboru szyn zbiorczych .........................................................................160
4.2.7.1. Dobór pojedynczej szyny sztywnej [17] .........................................................................160
4.2.7.2. Dobór szyny sztywnej wielopasmowej [17]....................................................................161
4.2.7.3. Dobór szyny rurowej w rozdzielni bez SPZ [17] ............................................................164
4.2.7.4. Dobór szyny rurowej w rozdzielni z SPZ [17] ................................................................165
4.2.7.5. Dobór szyn giętkich.........................................................................................................165
Strona 4 z 302
A. Kanicki, J. Kozłowski: STACJE ELEKTROENERGETYCZNE
4.3. D OBÓR IZOLATORÓW STACYJNYCH ...............................................................................173
4.3.1. Uwagi ogólne ..........................................................................................................173
4.3.2. Dobór typu izolatora................................................................................................173
4.3.3. Dobór wytrzymałości elektrycznej izolacji izolatora..............................................173
4.3.4. Dobór odporności na zabrudzenie izolatora............................................................173
4.3.5. Dobór wytrzymałości mechanicznej izolatora ........................................................176
4.3.6. Dobór izolatorów przepustowych ...........................................................................179
4.4. D OBÓR APARATURY ŁĄCZENIOWEJ ................................................................................180
4.4.1. Warunki pracy aparatów .........................................................................................180
4.4.2. Wielkości znamionowe wspólne dla aparatury rozdzielczej...................................182
4.4.2.1. Wprowadzenie .................................................................................................................182
4.4.2.2. Napięcie znamionowe U r .................................................................................................182
4.4.2.3. Poziom znamionowy izolacji...........................................................................................183
4.4.2.4. Częstotliwość znamionowa f r ..........................................................................................184
4.4.2.5. Prąd znamionowy ciągły I r ..............................................................................................184
4.4.2.6. Prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany I k .........................................................184
4.4.2.7. Prąd znamionowy szczytowy wytrzymywany I p .............................................................185
4.4.2.8. Czas znamionowy trwania zwarcia t k ..............................................................................185
4.4.2.9. Wielkości znamionowe napędów i obwodów pomocniczych .........................................185
4.4.3. Dobór wyłącznika ...................................................................................................186
4.4.3.1. Wprowadzenie .................................................................................................................186
4.4.3.2. Prąd znamionowy ciągły wyłącznika I r ...........................................................................188
4.4.3.3. Prąd znamionowy wyłączalny zwarciowy ......................................................................189
4.4.3.4. Napięcie powrotne...........................................................................................................190
4.4.3.5. Szereg przestawieniowy ..................................................................................................191
4.4.3.6. Zwarcia pobliskie ............................................................................................................192
4.4.3.7. Prąd znamionowy wyłączalny przy niezgodności faz .....................................................192
4.4.3.8. Prąd znamionowy wyłączalny przy łączeniu małych prądów .........................................192
4.4.3.9. Czasy znamionowe ..........................................................................................................193
4.4.4. Dobór rozłącznika ...................................................................................................193
4.4.5. Dobór odłącznika lub uziemnika.............................................................................196
4.5. D OBÓR BEZPIECZNIKÓW WYSOKIEGO NAPIĘCIA ............................................................199
4.5.1. Podstawowe typy bezpieczników............................................................................199
4.5.2. Bezpieczniki ograniczające prąd .............................................................................200
4.5.3. Bezpieczniki gazowydmuchowe .............................................................................205
4.5.4. Bezpieczniki przekładnikowe .................................................................................207
4.5.5. Dobór bezpieczników..............................................................................................208
4.5.5.1. Napięcie znamionowe i znamionowy poziom izolacji ....................................................208
4.5.5.2. Prąd wyłączalny znamionowy (I nws ) ................................................................................208
4.5.5.3. Charakterystyka prądów ograniczonych .........................................................................209
4.5.5.4. Całka Joule'a....................................................................................................................210
4.5.5.5. Współczynnik K ..............................................................................................................210
4.5.5.6. Wybijak i inne urządzenia instalowane w bezpiecznikach..............................................211
4.5.5.7. Prąd znamionowy ciągły przy zabezpieczaniu transformatora .......................................211
4.5.5.8. Prąd znamionowy ciągły przy zabezpieczaniu silników .................................................214
4.5.5.9. Prąd znamionowy ciągły przy zabezpieczaniu baterii kondensatorów ...........................218
4.5.6. Dobór podstawy bezpiecznikowej ..........................................................................219
4.6. D OBÓR DŁAWIKÓW PRZECIWZWARCIOWYCH ................................................................219
4.6.1. Wprowadzenie.........................................................................................................219
4.6.2. Reaktancja dławika .................................................................................................219
4.6.3. Znamionowy prąd krótkotrwały..............................................................................221
4.7.
Strona 5 z 302
D OBÓR PRZEKŁADNIKÓW PRĄDOWYCH .........................................................................221

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin