Na zerówce były: 1, 2, 7, 11, 13, 15, 18
Powtarzają się: 1, 2, 3, 4, 6, 7, 11, 13, 15, 16, 17, 18
Nigdy nie było: 5, 8, 9, 10, 12, 14

1. Rodzaje prądów zwarciowych i ich wykorzystanie w projektowaniu instalacji i urządzeń elektrycznych.

I

k

′′

=

cU

N

√3Z

z

– początkowy prąd zwarciowy okresowy

U

N

– napięcie znamionowe

Z

z

– impedancja pętli zwarciowej równa sumie impedancji sieci zasilającej Z

Q

, transformatora Z

T

oraz przewodów Z

L,PE

i

DC

=

√2𝐼

𝑘

′′

𝑒

−

𝑅

𝐿

– prąd zwarciowy nieokresowy

Przy projektowaniu instalacji:
- prąd zwarciowy 3-fazowy maksymalny – dobór kabli, przewodów i łączników ze względu na wytrzymałość zwarciową
instalacji
- prąd zwarciowy 3-fazowy minimalny – dobór zabezpieczeń (np.: przy samoczynnym wyłączeniu zasilania)
- prąd zwarciowy 1-fazowy max i min – ustalenie selektywności zabezpieczeń

Przy projektowaniu urządzeń:
- zastępczy prąd zwarciowy – do określenia wytrzymałości cieplnej aparatu w przypadku zwarcia
- prąd zwarciowy udarowy – do określenia wpływu siły elektrodynamicznej prądu zwarciowego na urządzenia
- prąd wyłączeniowy – projektowanie i dobór łączników

2. Algorytm doboru przewodów.

1. Wyznaczenie przekroju ze względu na obciążalność prądową długotrwałą:

𝐼

𝐵

≤ 𝐼

𝑍

= 𝐼

𝑑𝑑

𝑘

𝑡

𝑘

𝑢

I

B

– obliczeniowy prąd roboczy

I

Z

– obciążalność prądowa długotrwała

I

dd

– prąd dopuszczalny długotrwale

k

t

– współczynnik temperaturowy

k

u

– współczynnik ułożenia

2. Sprawdzenie czy spadki napięć są mniejsze niż dopuszczalne:
∆𝑈

𝑜𝑏𝑙

≤ ∆𝑈

𝑑𝑜𝑝

∆𝑈

𝑑𝑜𝑝

[%] =

200

𝑈

𝑛𝑓𝑎𝑧

𝐼

𝐵

(𝑅𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑋𝑠𝑖𝑛𝜑)

3. Sprawdzenie czy dobrane przekroje są wystarczające ze względu na wytrzymałość mechaniczną:
s ≥ 𝑠

𝑚𝑖𝑛

4. Dobór zabezpieczeń:
● przeciążeniowe:
𝐼

𝐵

≤ 𝐼

𝑁

≤ 𝐼

𝑍

𝐼

2

≤ 1,45𝐼

𝑍

I

N

– prąd znamionowy zabezpieczenia

I

2

– prąd zadziałania zabezpieczenia

● zwarciowe:

t ≤ 𝑡

𝑘

= (

𝑘𝑠
𝐼

𝑘

′′

)

2

5. Sprawdzenie czy dobrane przewody są wystarczające ze względu na cieplne działanie prądów przeciążeniowych i
prądów zwarciowych.

6. Sprawdzenie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej.

7. Sprawdzenie selektywności działania zabezpieczeń.

8. Sprawdzenie projektu ze względu na działania wyższych harmonicznych.

3. Podać kolejność instalowania aparatów w polu rozdzielczym oraz krótko scharakteryzować ich funkcje.

Kolejność instalowania patrząc od strony szyn zbiorczych:

SZ – szyny zbiorcze – główny element rozdzielni o układzie szynowym. Jest to
miejsce połączenia odbioru i zasilania stanowiący węzeł. Może być kilka systemów
szyn, podzielonych na sekcje lub nie.
OS – odłącznik szynowy – służy do stworzenia przerwy elektroizolacyjnej przed
wyłącznikiem od strony zasilania (nie można załączać nim prądów roboczych).
WL – wyłącznik liniowy – służy do wyłączania prądów zwarciowych (można nim
załączać i wyłączać prądy robocze).
PI – przekładnik prądowy – aparat elektryczny transformujący prąd pierwotny na
prąd wtórny o wartości dogodnej do zasilania obwodów przyrządów
pomiarowych i przekaźników.
PU – przekładnik napięciowy – obniża napięcie do poziomu, przy którym
urządzenia pomiarowe i zabezpieczające mogą je zmierzyć.
OL – odłącznik liniowy – stwarza bezpieczną i widoczną przerwę od strony linii.
Otwarty umożliwia pracę w polu bez niebezpieczeństwa pojawienia się napięcia
ze strony linii.
U – uziemnik – uziemia pole w stanie beznapięciowym.


W polach rozdzielczych stosuje się również dławiki przeciwzwarciowe i
bezpieczniki.

4. Podać przykładowe rozwiązania pól sprzęgłowych oraz scharakteryzować ich funkcje w układach stacji el-en.

Pole sprzęgłowe podłużne (umożliwia łączenie dwóch sekcji tego samego systemu szyn zbiorczych):

Pole sprzęgłowe poprzeczne (umożliwia łączenie dwóch systemów szyn zbiorczych):

Pole sprzegłowe poprzeczno-podłużne (łączy sekcje i systemy szyn zbiorczych):

Cechy pól sprzęgłowych:
- łączą różne sekcje lub systemy szyn zbiorczych
- zwiększają niezawodność ukłądu pod względem odporności na awarie i załócenia w systemie
- umożliwiają (od)łączenie różnych pól odpływowych z różnymi polami transformatorowymi
- umożliwiają odłączenie sekcji uszkodzonej
- pozwalają na rezerwowe przesyłanie energii

5. Pojedynczy sekcjonowany system szyn zbiorczych z szyną obejćiową i z wyłącznikiem obejściowym.

Zalety:
- przy niesprawnych wyłącznikach liniowych można zachować
ciągłość przesyłu energii przez szynę obejściową
- można otworzyć dowolny wyłącznik liniowy bez konieczności
przerwy w zasilaniu
- układ taki ułatwia rozbudowę rozdzielni (jest elastyczny)

Wady:
- szyna obejściowa zajmuje dodatkowe miejsce, czyli zwiększa to
nakłady przestrzenne i finansowe
- wyższy koszt eksploatacji poprzez zwiększoną liczbę łączników

6/9. Podać przykład układu oraz kolejność operacji łączeniowych przy zamianie wyłącznika liniowego wyłącznikiem
systemowym/sprzęgłowym (sprzęgło poprzeczne – układ z podwójnym systemem szyn zbiorczych).

Zamieniany będzie wyłącznik WL1.

Warunki początkowe:
- zamknięte: WTa, WTb, OT1a, OT1b, OS11, WL1, OL1, OS21, WL2,
OL2
- otwarte: OT2a, OT2b, OS12, OS22, WSp, Osp1, Osp2

Kolejność operacji:
- otworzyć WL1
- otworzyć OS11, OL1
- po uziemieniu pola wyjąć wyłącznik WL1 z celki, zmostkować
fazami i usunąć uziemienie
- zamknąć OL1, OS12, Osp1, Osp2
- zamknąć WSp

7. Podać kolejność operacji łączeniowych przy rezerwowaniu wyłączników liniowych wyłącznikiem obejściowym w
układzie z podwójnym systemem szyn zbiorczych.

Warunki początkowe:
- zamknięte: OS12, WL1, OL1, OS22, WL2, OL2
- otwarte: OS11, OS21, OS31, WL3, OL3, OO1, OO2

Kolejność operacji:
- sprawdzenie czy na szynie obejściowej nie ma uziemiaczy i uziemników
- zamknąć OS32, OL3, OO1
- zamknąć WL3
- otworzyć WL1
- otworzyć OS12, OL1
- uziemić strefę pracy z WL1

8. Podać kolejność operacji łączeniowych przy rezerwowaniu wyłączników liniowych wyłącznikiem obejściowym w
układzie z pojedynczym systemem szyn zbiorczych.

Warunki początkowe:
- zamknięte: OS1, WL1, OL1, OS2, WL2, OL2
- otwarte: OS3, WL3, OL3, OO1, OO2

Kolejność operacji:
- sprawdzenie czy na szynie obejściowej nie ma uziemiaczy i uziemników
- zamknąć OS3, OL3, WL3
- zamknąć OO1
- otworzyć WL1
- otworzyć OS1, OL1
- uziemić strefę pracy z WL1

10. Podwójny system szyn zbiorczych z dwoma wyłącznikami na jedno pole.

Zalety:
- duża niezawodność
- łatwa eksploatacja
- ograniczona ilość zakłóceń
- w przypadku zakłócenia na jednym systemie szyn następuje wyłączenie wyłączników
przyłączonych do tego systemu, co nie powoduje przerwy w pracy rozdzielni i linii

Wady:
- bardzo drogi koszt
- duże skomplikowanie układu

11. Podać przykład układu wielobokowego.

Schemat rozdzielni o kształcie czworoboku.

Zalety:
- możliwość rezerwowania wyłączników
- wykonanie wyłącznikami wszelkich czynności łączeniowych związanych ze zmianą układu połączeń
stacji
- duża niezawodność pracy stacji

Wady:
- konieczność doboru aparatury na prądu robocze będące sumą prądów odbiorników
- trudności z rozbudową rozdzielni
- skomplikowany układ zabezpieczeń, wymagający zmian nastawień przy zmianie układu pracy

12. Mostkowe układy połączeń (typu H).

Schemat układu mostkowego pełnego H5.

Krótka charakterystyka: Poprzeczne połączenie linii zwiększa niezawodność pracy stacji. Polega ono
na zainstalowaniu odłącznika lub wyłącznika z odłącznikami. Takie układy znajdują się głównie w
rozdzielniach 100kV oraz w małych rozdzielniach 220kV zasilanych dwiema liniami. W zależności od
liczby wyłączników rozróżnia się układy: jedno- (H1), dwu- (H2), trzy- (H3), cztero- (H4), pięcio- (H5)
wyłącznikowe. W układzie H1 wyłącznik znajduje się w poprzeczce.

Zalety:
- umożliwia przepływ energii z jednej linii do drugiej
- liczne możliwości i podrodzaje układów połączeń
- niski koszt i prostota
- mnogość możliwości łączeniowych
- można rozbudować do układu szynowego

Wady:
- utrudniona eksploatacja i ograniczona niezawodność
- rezerwowanie wyłącznika spełnia tylko wyłącznik w poprzeczce w ograniczonym zakresie

13. Rola i zadania przekładników prądowych i napięciowych.

Rola ogólna przekładników:
- bezpieczna obsługa przyrządów pomiarowych, regulacyjnych i zabezpieczeń

- pomiar znacznych wartości prądów i napięć
- zmniejszenie niebezpieczeństwa uszkodzenia przyrządów
- odizolowanie obwodów wtórnych od pierwotnych
- oddzielenie nastawni od rozdzielni
- rozszerzenie zakresu przyrządów pomiarowych

Przekładniki prądowe:
- zasilanie mierników, liczników energii i innych przyrządów w pomiarach półpośrednich
- zasilają przekaźniki i zabezpieczenia
- jako zabezpieczenie przeciwko zwarciom doziemnym

Przekładniki napięciowe:
- jako źródło AC do potrzeb własnych
- do pomiarów i rozliczeń
- przekładniki pojemnościowe służą do zmniejszania stromości narastania fal przepięciowych

14. Potrzeby własne w stajach el-en.

Potrzeby własne stacji to to część energii jaka musi zostać wykorzystana do poprawnej pracy stacji w warunkach
normalnych i w przypadku awarii. Dotyczą zarówno zasilania obwodów prądu stałego jak i przemiennego.

Odbiorniki prądu stałego:
- zabezpieczenia przekaźnikowe
- urządzenia automatyki, sygnalizacyjne, sterujące i blokujące
- rejestratory zakłóceń sieciowych
- oświetlenie awaryjne
- silniki napędów łączników

Odbiorniki prądu przemiennego:
- oświetlenie terenu stacji
- urządzenia grzewcze
- silniki:
- wentylatorów
- pomp chłodzenia wentylatorów
- napędów przełączników zaczepów transformatorów
- sprężarek
- napędów łączników
- prostowniki i agregaty baterii akumulatorów
- urządzenia elektryczne w warsztatach oraz budynkach personelu stacji znajdujących się w pobliżu stacji

Źródła prądu stałego:
- bloki prostownikowe (zasilane z transformatorów obniżających lub przekładników napięciowych)
- baterie akumulatorów

Źródła prądu przemiennego:
- transformator obniżający
- transformatory uziemiające z uzwojeniem dodatkowym 220/380V
- przekładniki napięciowe
- obce źródła

15. Podstawowe elementy budowy oraz funkcje łączników takich jak: odłączniki, rozłączniki, wyłączniki i bezpieczniki
mocy.

● odłącznik:
Funkcje: Przeznaczone do sporadycznego załączania i wyłączania obwodów w stanie bezprądowym lub przy prądach o
niewielkiej wartości. W stanie otwarcia stwarzają bezpieczną, z reguły widoczne przerwy w obwodzie.
Budowa: izolatory wsporcze, styki ruchome i nieruchome, wał, cięgno napędowe, dźwignia napędowa

● rozłącznik:
Funkcje: Przeznaczone do załączania i wyłączania obwodów obciążonych prądami roboczymi. W stanie otwarcia stwarzają
bezpieczną i widoczną przerwę w obwodzie.
Budowa: komory gaszeniowe, dwa równoległe zestyki na biegun (roboczy i opalny), gdy nie ma wyłączników to rozłączniki
są wyposażone w bezpieczniki

● wyłącznik:
Funkcje: Przeznaczone do załączania, wyłączania i przewodzenia prądów roboczych, przeciążeniowych i zwarciowych. Służy
jako element SWZ w przypadku zwarć.
Budowa: wyzwalacze zwarciowe i przeciążeniowe, komory gaszeniowe, mechanizm otwierający styki

● bezpiecznik mocy:
Funkcje: do wyłączania bardzo dużych prądów przeciążeniowych i zwarciowych
Budowa: prostopadłościenna z zaciskami nożowymi, posiada element topikowy umieszczony w izolowanej obudowanie z
materiałem drobnoziarnistym jako gasiwem

16. Rola i zadania transformatorów w stacjach el-en.

- uziemianie sieci przez transformatory uziemiające
- utrzymywanie stałego napięcia w stacji i na odbiorach przy zmieniającym się obciążeniu poprzez zmianę przekładni
- transformatory o układzie Dy i Yd są filtrami wyższych harmonicznych podzielnych przez 3
- transformatory specjalne (np.: przekładniki) służą do celów pomiarowych i zabezpieczeniowych
- transformatory obniżające lub uziemiające z uzwojeniem dodatkowym służą do zasilania potrzeb własnych stacji

17. Podstawowe elementy konstrukcyjne łączników wysokiego napięcia i sposoby gaszenia łuku elektrycznego.

Podstawowe elementy konstrukcyjne:
- styki nieruchome
- styki ruchome
- komory gaszeniowe
- napęd łączników (służy do naciągania mechanizmu zamka):
- ręczny
- elektromagnetyczny
- pneumatyczny
- silnikowy

Sposoby gaszenia łuku elektrycznego:
● w powietrzu (wyłączniki magnetowydmuchowe):
Polega na rozciągnięciu łuku na długość większa niż krytyczną poprzez:
- szybkie zwiększanie odległości między stykami
- elektrodynamiczne oddziaływanie pola magnetycznego na ładunki wypełniające plazmę łuku

● w cieczach (wyłączniki małoolejowe):
Polega na chłodzeniu powierzchniowym i odbieraniu energii z przestrzeni łukowej. Łuk gaśnie ostatecznie gdy zostanie
rozciągnięty na długość, przy której po naturalnym zgaśnięciu łuku nie nastąpi do jego ponownego zapłonu.

● w strumieniu sprężonego powietrza (wyłączniki pneumatyczne):
Polega na skierowaniu na łuk sprężonego powietrza, które odbiera ciepło z komory gaszeniowej.

● w strumieniu sprężonego SF

6

sześciofluorka siarki (wyłączniki z SF

6

):

Polega na wykorzystaniu silnych elektroujemnych właściwości SF

6

, który ma 3-krotnie większą wytrzymałość od powietrza.

● w próżni (wyłączniki próżniowe):
Polega na wykorzystaniu próżni rzędu 10

-3

– 10

-5

Pa w specjalnej komorze z elektrodami oddalonymi od siebie od kilku do

kilkunastu milimetrów. Próżnia charakteryzuje się dużą wytrzymałością elektryczną (wielokrotnie większa od powietrza).

● w obecności materiałów samogazujących (bezpieczniki, łączniki gazowydmuchowe):
Polega na wykorzystaniu materiałów, które pod wpływem wysokiej temperatury wydzielają duże ilości gazów, głównie
wodoru. Gazy te wykazują dobre właściwości chłodzenia i gaszenia łuku.

● w materiałach drobnoziarnistych (bezpieczniki).

18. Krótka charakterystyka pól rozdzielni w stacjach el-en.

Liniowe – służą do przyłączania linii do szyn zbiorczych. Wyróżnia się dwa rodzaje:
- dopływowe (zasilające) – przez które energia dopływa do szyn zbiorczych
- odpływowe (odbiorcze) – przez które energie odpływa z szyn zbiorczych

Transformatorowe – służy do przyłączania transformatorów do szyn zbiorczych.
Odłącznik liniowy w tym polu nazywany jest odłącznikiem transformatorowym.

Pomiarowe – stosowane jako pola pomocnicze do
instalowania przekładników napięciowych. Najczęściej
wyposaża się je w odłącznik i bezpiecznik.

Pola potrzeb własnych.
Przeznaczone są do zasilania urządzeń pomocniczych stacji. Są to najczęściej pola transformatorów potrzeb własnych
SN/nn. Schematy tych pól są zwykle takie same jak schematy pól transformatorowych o małych mocach.

Pola odgromnikowe.

Stosowane w przypadku potrzeby ochrony odgromowej stacji elektroenergetycznej. To pole przyłącza się do
szyn zbiorczych najczęściej przez odłącznik.