A.Kanicki - WYZNACZANIE WIELKOSCI ZWARCIOWYCH W SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM - JK.pdf

(6585 KB) Pobierz
Zwarcia doziemne (jednofazowe) w sieci z nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym
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

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin