background image

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. 
 

background image

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 
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): 

 

background image

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 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

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 

 

 

background image

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 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

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  
 

background image

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 
 

 

background image

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 
 
 

 
 
 
 

 
 

background image

 
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.