PODSTAWY ELEKTROENERGETYKI
CZŚĆ 7
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ)
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
Zwarcie jest to połączenie dwóch lub więcej punktów systemu
elektroenergetycznego, nieprzewidziane w normalnym stanie pracy.
Połączenie to mo\e być przypadkowe lub celowe, poprzez względnie
małą impedancję, a napięcia połączonych punktów są w normalnych
warunkach pracy ró\ne.
Na 100 % zwarć
odnotowuje siÄ™
przeciętnie:
3f 5 %,
2f 10 %,
2f+E 20 %,
1f 65 %.
2
1
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
Prąd zwarciowy jest to przetę\enie prądowe wywołane zwarciem
spowodowanym uszkodzeniem lub błędnym połączeniem w układzie
elektroenergetycznym.
Przebieg prądu zwarciowego zawiera na ogół składową okresową i
nieokresowÄ….
Niektóre efekty towarzyszące zwarciom:
prÄ…d zwarcia Ik = 40 kA podczas zwarcia trwajÄ…cego tk = 0,1 s
wydziela na rezystancji łuku RF = 1 &! energię równą 160 MJ
(J = Ws => 160 MJ = 44,4 kWh),
prąd zwarcia Ik = 5 kA przepływając przez uziemiony słup
powoduje na rezystancji układu uziomowego Ru = 5 &! spadek
napięcia wynoszący "Uu = 25 kV.
Prąd zwarciowy obliczeniowy jest to prąd, który popłynąłby jeśli
zwarcie rzeczywiste zostałoby zastąpione połączeniem idealnym o
pomijalnie małej impedancji bez zmiany warunków zasilania.
3
CHARAKTERYSTYKA ZWAR
CHARAKTERYSTYKA ZWARĆ
CHARAKTERYSTYKA ZWAR
CHARAKTERYSTYKA ZWARĆ
Przyczyny powstawania zwarć:
Przyczyny powstawania zwarć:
Zwarcia (podział):
Zwarcia (podział):
elektryczne
bezpośrednie
przepięcia atmosferyczne
przez Å‚uk elektryczny
przez przedmiot o pewnym oporze przepięcia łączeniowe
lub
omyłki łączeniowe
symetryczne (trójfazowe)
długotrwałe przecią\enie
niesymetryczne (jednofazowe,
nieelektryczne
dwufazowe, dwufazowe z ziemiÄ…)
zawilgocenie izolacji
lub
jednomiejscowe zanieczyszczenie izolatorów
wielomiejscowe
uszkodzenia mechaniczne
lub
wady fabryczne
trwałe
zniszczenie izolacji
przemijajÄ…ce
zarzutki
Cele obliczeń zwarciowych:
Cele obliczeń zwarciowych:
Sposoby ograniczania liczby zwarć: " znajomość wartości prądów zwarciowych
Sposoby ograniczania liczby zwarć:
" dobór lub sprawdzenie elementów na
" stosowanie urządzeń właściwie dobranych
oddziaływanie prądów zwarciowych
do warunków pracy
" dobór układów sieci tak, aby otrzymać
" stosowanie urządzeń o dobrej jakości
uzasadnione technicznie i ekonomicznie
" staranny monta\ i prawidłowa eksploatacja
poziomów mocy zwarciowych
" profilaktyczne badania
" projektowanie urządzeń EAZ
4
" sprawdzenie ochrony przeciwpora\eniowej
2
ORIENTACYJNE WARTO CI PR DÓW ZWARCIOWYCH
ORIENTACYJNE WARTOŚCI PRDÓW ZWARCIOWYCH
ORIENTACYJNE WARTO CI PRDÓW ZWARCIOWYCH
ORIENTACYJNE WARTOŚCI PR DÓW ZWARCIOWYCH
Rodzaje zwarć Wartości prądu zwarciowego
Rodzaje zwarć Wartości prądu zwarciowego
Trójfazowe w sieciach:
" parę tysięcy do kilkunastu
" NN, WN
tysięcy amperów
" parę tysięcy do kilku tysięcy
" SN
amperów
" kilkaset do kilku tysięcy
" nN
amperów
Jednofazowe w sieciach NN, WN:
" punkt zerowy skutecznie uziemiony " jak trójfazowe w NN i WN
Jednofazowe w sieciach SN:
" punkt zerowy izolowany " kilka do kilkudziesięciu amperów
" z kompensacją pojemnościowego prądu " kilka do kilkudziesięciu amperów
zwarcia doziemnego
" punkt zerowy uziemiony przez rezystancjÄ™ " 300 ÷ 1000 A
Jednofazowe w sieciach do 1 kV:
" punkt zerowy izolowany " kilka do kilkunastu amperów
" punkt zerowy bezpośrednio uziemiony " kilkadziesiąt do kilkuset amperów
5
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
ZWARCIA W SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH
Zg,t,l
i
U Zobc
di
u =Um sin(Ét +È ) =L +Ri
É È
É È
É È
dt
Um îÅ‚ R
öÅ‚
i = (Ét +È - Õ)- expëÅ‚- t sin(È - Õ)Å‚Å‚
É È Õ È Õ
É È Õ È Õ
É È Õ È Õ
ìÅ‚ ÷Å‚
śł
2
L
íÅ‚ Å‚Å‚
ðÅ‚ ûÅ‚
R +(ÉL)2 ïÅ‚sin
É
É
É
X L X
Õ =arctg T = =
Õ
Õ
Õ
R R ÉR
É
É
É
Um îÅ‚ t
ëÅ‚ öÅ‚
i = (Ét È Õ È Õ
É È Õ È Õ
É È Õ È Õ
ïÅ‚sin É +È - Õ)- exp ìÅ‚ -T ÷Å‚ sin(È - Õ)Å‚Å‚ =iok + inok
śł
2 2
íÅ‚ Å‚Å‚
ðÅ‚ ûÅ‚
R +X
6
3
PRZEBIEG CZASOWY PR DU ZWARCIOWEGO
PRZEBIEG CZASOWY PRDU ZWARCIOWEGO
PRZEBIEG CZASOWY PR DU ZWARCIOWEGO
PRZEBIEG CZASOWY PRDU ZWARCIOWEGO
I JEGO WIELKO CI CHARAKTERYSTYCZNE
I JEGO WIELKOÅšCI CHARAKTERYSTYCZNE
I JEGO WIELKO CI CHARAKTERYSTYCZNE
I JEGO WIELKOÅšCI CHARAKTERYSTYCZNE
'
PrÄ…d zwarciowy poczÄ…tkowy
Ik'
- jest to wartość skuteczna składowej
okresowej obliczeniowego prÄ…du
zwarciowego w chwili powstania zwarcia.
PrÄ…d zwarciowy okresowy
- jest to wartość skuteczna składowej
okresowej obliczeniowego prÄ…du
zwarciowego przy zało\eniu, \e składowa
nieokresowa nie występuje.
PrÄ…d zwarciowy nieokresowy iDC
- jest to wartość średnia pomiędzy
obwiednią górną i dolną przebiegu prądu
zwarciowego, malejąca od wartości
poczÄ…tkowej do zera.
PrÄ…d zwarciowy udarowy (szczytowy) ip
- jest to maksymalna mo\liwa wartość
chwilowa obliczeniowego prÄ…du
zwarciowego (przy najbardziej
niekorzystnych warunkach zwarciowych).
PrÄ…d zwarciowy ustalony Ik
- jest to wartość skuteczna prądu zwarciowego
występującego po wygaśnięciu wszystkich
7
zjawisk przejściowych.
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
Podstawowe definicje (1)
Podstawowe definicje (1)
Podstawowe definicje (1)
Podstawowe definicje (1)
Zgodnie z normÄ… PN-EN 60909-0:2002 PrÄ…dy zwarciowe w sieciach
trójfazowych prądu przemiennego. Obliczenia prądów oblicza się
dwa prądy zwarciowe o ró\nej amplitudzie:
prąd zwarciowy maksymalny określa on wymagane parametry
urządzeń elektroenergetycznych (kabli, przewodów, szyn zbiorczych,
aparatów),
prÄ…d zwarciowy minimalny stanowi on podstawÄ™ doboru
bezpieczników i nastawiania zabezpieczeń.
Przy obliczaniu maksymalnych prądów zwarciowych nale\y:
1. dobrać odpowiednią wartość współczynnika napięciowego cmax,
2. dobrać konfigurację sieci oraz maksymalną liczbę zródeł zasilających tą sieć, przy
których wystąpi maksymalna wartość prądu zwarciowego w miejscu zwarcia,
3. przyjąć rezystancję linii napowietrznych i kablowych w temperaturze 20 oC.
Przy obliczaniu minimalnych prądów zwarciowych nale\y:
1. dobrać odpowiednią wartość współczynnika napięciowego cmin,
2. dobrać konfigurację sieci oraz minimalną liczbę zródeł zasilających tą sieć, przy
których wystąpi minimalna wartość prądu zwarciowego w miejscu zwarcia,
3. pominąć wpływ silników elektrycznych,
4. przyjąć rezystancję linii napowietrznych i kablowych w najwy\szej temperaturze.
9
4
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
Podstawowe definicje (2)
Podstawowe definicje (2)
Podstawowe definicje (2)
Podstawowe definicje (2)
Współczynnik napięciowy c jest to stosunek napięcia zródła zastępczego
do napięcia znamionowego sieci Un podzielonego przez .
3
Napięciowe zródło zastępcze cUn 3 jest to napięcie zródła idealnego
przyło\onego w miejscu zwarcia pozwalającego obliczać prąd zwarciowy.
10
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
Podstawowe zale no ci (1)
Podstawowe zale\ności (1)
Podstawowe zale no ci (1)
Podstawowe zale\ności (1)
Prąd zwarciowy początkowy jest to wartość skuteczna składowej
okresowej obliczeniowego prÄ…du zwarciowego w chwili powstania zwarcia.
c Un
I" =m
ki
3 Z + "Z
"
"
"
k1
i 1, 2, 3 określenie rodzaju zwarcia
Wartość Impedancja (Ik1- jednofazowe, Ik2- dwufazowe,
Rodzaj
Ik3- trójfazowe)
współczynnika dodatkowa
zwarcia
m "Z
c współczynnik napięciowy
Trójfazowe 1 0
Dwufazowe 3 Zk2
Un napięcie znamionowe sieci
w miejscu zwarcia
X X Zk 2Zk 0
Dwufazowe z k 2 k 0
3 1-
Zk + Zk
(Xk 2 +X )2 2 0
ziemiÄ… k 0
Jednofazowe 3 Zk2 + Zk0
11
5
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
Obliczanie pr du zwarcia trójfazowego
Obliczanie prądu zwarcia trójfazowego
Obliczanie pr du zwarcia trójfazowego
Obliczanie prądu zwarcia trójfazowego
cUn cUn
"
Ik = =
2 2
3Zk
3 Rk + X
k
c współczynnik napięciowy równy stosunkowi napięcia, jakie mo\e występować w
miejscu zwarcia przed pojawieniem się zwarcia, do napięcia znamionowego Un,
Zk impedancja zwarciowa zgodna widziana z miejsca zwarcia,
Rk suma rezystancji elementów obwodu zwarciowego widziana z miejsca zwarcia,
Xk suma reaktancji elementów obwodu zwarciowego widziana z miejsca zwarcia.
Rezystancje mogą być pominięte w obliczeniach, je\eli Rk < 0,3 Xk.
Na podstawie prądu początkowego zwarcia trójfazowego wyznacza się
wszystkie pochodne prądy zwarciowe (udarowy, wyłączeniowy
symetryczny, ustalony i zastępczy cieplny prąd zwarciowy).
12
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
Zasady obliczania pr dów zwar niesymetrycznych
Zasady obliczania prądów zwarć niesymetrycznych
Zasady obliczania pr dów zwarć niesymetrycznych
Zasady obliczania prądów zwar niesymetrycznych
Zasady tworzenia impedancji
zastępczych składowych symetrycznych
E
I1 Zk1
Impedancja składowej zgodnej Zk1
- powstaje z połączenia miejsca zwarcia
U1
z wszystkimi zródłami (rzeczywistymi)
Zk2 I2 występującymi w układzie
Impedancja składowej przeciwnej Zk2
U2
- zasady tworzenia takie same jak dla
składowej zgodnej, najczęściej Zk2 = Zk1
Zk0 I0
Impedancja składowej zerowej Zk0
- powstaje z połączenia miejsca zwarcia
U0
z wszystkimi punktami układu, które
mają połączenie z ziemią , np. wszystkie
Schemat zastępczy wykorzystywany do
uzwojenia generatorów bądz
obliczania zwarć niesymetrycznych z
transformatorów połączone w tzw.
wykorzystaniem składowych symetrycznych
gwiazdÄ™ uziemionÄ…
przykładowy schemat dla zwarcia
jednofazowego z ziemiÄ…
13
6
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
Impedancja systemu elektroenergetycznego
Impedancja systemu elektroenergetycznego
Impedancja systemu elektroenergetycznego
Impedancja systemu elektroenergetycznego
Sieć zasilająca (system elektroenergetyczny SEE)
' '
PG1 PG2 PG3 Moc zwarciowa poczÄ…tkowa SkQ
1 2 3
jest to wielkość fikcyjna
PL3
PL2
zdefiniowana jako iloczyn prÄ…du
'
Ik'
zwarciowego poczÄ…tkowego ,
5 4
PL5 PL4
napięcia znamionowego sieci U i
T56 T48
n
11 6 8 13
współczynnika .
3
PG6
PL11 PL6 PL8 PL13
7 '' ''
14
F
SkQ = 3IkQUnQ
PG7 PL14
12 10 9
PL12 PL10 PL9
Impedancja sieci zasilajÄ…cej:
2
cUnQ
cUnQ
ZQ =
lub
ZQ =
"
"
SkQ
3IkQ
Q
''
IkQ
dla UnQ > 35 kV XQ = ZQ, RQ = 0;
UnQ '' ''
SkQ = 3IkQUnQ
13
dla UnQ d" 35 kV XQ = 0,995 ZQ, RQ = 0,1 XQ
d"
d"
d"
14
F
PL14 14
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODA OBLICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
Sprowadzanie impedancji na jeden poziom napi cia
Sprowadzanie impedancji na jeden poziom napięcia
Sprowadzanie impedancji na jeden poziom napi cia
Sprowadzanie impedancji na jeden poziom napięcia
2
cUN1 UrT1 HV UrT 2 HV
ZQ1 =
Ń1 = Ń2 =
'
Sk'
UrT1 LV UrT 2 LV
2 2
ëÅ‚ öÅ‚ ëÅ‚ öÅ‚
ZQ1 UrT1 ZQ2 UrT
ZQ2 = = ZQ1ìÅ‚ LV ÷Å‚ ZQa = = ZQ2ìÅ‚ 2 LV ÷Å‚
2
ìÅ‚UrT 2 HV ÷Å‚
Ń12 ìÅ‚UrT1 HV ÷Å‚ Ń2
íÅ‚ Å‚Å‚ íÅ‚ Å‚Å‚
2
îÅ‚
ëÅ‚ öÅ‚ëÅ‚ öÅ‚
ZQ1 UrT1 UrT Å‚Å‚
ZQa = = ZQ1 LV ÷Å‚ìÅ‚ 2 LV ÷łśł
ïÅ‚ìÅ‚ ÷Å‚ìÅ‚UrT ÷łśł
2
(Ń1Ń2 )
ïÅ‚ìÅ‚UrT1HV 2 HV
íÅ‚ Å‚Å‚íÅ‚ Å‚Å‚
ðÅ‚ ûÅ‚
15
7
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
Punkt gwiazdowy bezpo rednio uziemiony
Punkt gwiazdowy bezpośrednio uziemiony
Punkt gwiazdowy bezpo rednio uziemiony
Punkt gwiazdowy bezpośrednio uziemiony
E
Z
L1
E
I1 Z1
I1 = I2 = I0
= =
= =
= =
U1
Z2 I2
E
Ä…2E
Ä…
Ä…
Ä…
Z
I0 =
=
=
=
+ +
U2 Z1 + Z2 + Z0
+ +
+ +
L2
Z0 I0
c Un
E =
=
=
=
U0
3
Ä…E
Ä…
Ä…
Ä…
Z
L3
c Un
I0 =
=
=
=
3 Z1 + Z2 + Z0
+ +
+ +
+ +
I" = 3 I0
=
=
=
k1
c Un
I"1 = 3
=
=
=
k
Z1 + Z2 + Z0
+ +
+ +
+ +
16
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
Punkt gwiazdowy izolowany (1)
Punkt gwiazdowy izolowany (1)
Punkt gwiazdowy izolowany (1)
Punkt gwiazdowy izolowany (1)
E
Z
L1
Z1 E" Z2 << Z0
E" <<
E" <<
E" <<
Ä…2E
Ä…
Ä…
Ä…
Z
N L2
( )
( )
( )
( )
Z0 = jX0 = jXc G E" 0
= = E"
= = E"
= = E"
Ä…E
Ä…
Ä…
Ä…
Z
1
L3 X0 =
=
=
=
É C0
É
É
É
C0
c Un
I"1 = 3 = 3 c Un É C0
= = É
= = É
= = É
k
X0
C' >> C'
>>
>>
>>
0(kabl) 0(napow)
I"1(kabl) >> I"
>>
>>
>>
k k1(napow)
I"1 = (0,22 lk + 0,003 ln)Un (w A)
= ( + ) ( )
= ( + ) ( )
= ( + ) ( )
k
17
8
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
Punkt gwiazdowy izolowany (2)
Punkt gwiazdowy izolowany (2)
Punkt gwiazdowy izolowany (2)
Punkt gwiazdowy izolowany (2)
IL2
IL2 + IL3
Ik1 = IL1
U0 IL3
UL2
UL3
U0
U0
3U0
18
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (1)
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (1)
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (1)
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (1)
E
Ik1 (L) Ik1 (C) Z
L1
I"1 = I"1(C) + I"1(L)
= +
= +
= +
Ä…2E k
Ä…
Ä… k k
Ä…
Z
N
L2
1
Ä…E Kompensacja dokÅ‚adna: ÉL =
Ä… É =
Ä… É =
Ä… É =
Z
3ÉC0
É
É
É
L3
UL
C0
Przy pełnej kompensacji:
I"1 = Ir = I"1(C) + I"1(L) `" 0
= = + `"
= = + `"
= = + `"
k
k k
(wpływ Gsieci i Rdławika)
19
9
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (2)
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (2)
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (2)
Punkt gwiazdowy uziemiony przez dławik kompensacyjny (2)
UL = -3U0
Ik1 (C) Ik1 (L)
Ir = Ik1
U0
UL2
UL3
U0
U0
20
3U0
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
Sieć z wymuszeniem składowej czynnej prądu ziemnozwarciowego
Sie z wymuszeniem składowej czynnej pr du ziemnozwarciowego
Sie z wymuszeniem składowej czynnej pr du ziemnozwarciowego
Sie z wymuszeniem składowej czynnej pr du ziemnozwarciowego
E
Ik1 (L) Ik1 (C) Z
L1
U0
Ä…2E
Ä…
Ä…
Ä…
Z
N
L2
I"1(R) > Ir
>
>
>
k
Ä…E
Ä…
Ä…
Ä…
Z
L3 I"1(R) = I"1(C) + I"1(L-R)
= +
= +
= +
k
k k -
-
-
LD
R
C0
Zalety:
Zalety:
łatwe wykrywanie zwarć 1-fazowych (prąd ziemnozwarciowy mo\e mieć praktycznie
dowolną wartość zale\ną od rezystora wymuszającego i sposobu identyfikacji miejsca zwarcia
układ pozwala na ograniczenie przepięć ziemnozwarciowych
21
10
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI
Punkt gwiazdowy uziemiony przez rezystor
Punkt gwiazdowy uziemiony przez rezystor
Punkt gwiazdowy uziemiony przez rezystor
Punkt gwiazdowy uziemiony przez rezystor
E
Z
L1
I k1 d" 150 A sieci napowietrzne SN
Ä…2E
Ä…
Ä…
Ä…
Z
I k1 d" 500 A sieci kablowe SN
L2
Ä…E
Ä…
Ä…
Ä…
3 c Un c Un
Z
I"1 = =
= =
= =
=
k
L3 3 RN = 3 RN
RN
Pomijamy Z oraz Y (Co), bo
1
RN >> Z , << Y
>> <<
>> <<
>> <<
RN
Właściwości:
Właściwości:
sieć zachowuje zalety sieci kompensowanej; ogranicza przepięcia;
zapewnia stabilność łuku elektrycznego
ograniczenie prądu ziemnozwarciowego w stosunku do sieci z bezpośrednio
uziemionym punktem gwiazdowym
22
łatwy sposób wykrywania doziemień
METODY OGRANICZANIA PRDÓW ZWARCIOWYCH
METODY OGRANICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODY OGRANICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
METODY OGRANICZANIA PR DÓW ZWARCIOWYCH
Zmiana układu sieciowego
Zmiana układu sieciowego
SEE SEE
Ò!
Ò!
Ò!
Ò!
ZT ZT ZT
ZT
Sztuczne zwiększanie
Sztuczne zwiększanie
reaktancji sieci
reaktancji sieci
dławiki liniowe dławiki szynowe
1
Z = ZQ + ZT
= +
= +
= +
Z = ZQ + ZT
= +
= +
= +
2
ZQ XD
SEE
ZQ
SEE
I" > I"
>
>
>
k k
RG
XD
~ ~
Elektrownie
ZL Odbiory
lokalne
R1
XD% = (10 ÷ 16) %
XD% = (3 ÷ 6) %
23
11
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ) Wiadomości ogólne
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ) Wiadomo ci ogólne
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ) Wiadomo ci ogólne
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ) Wiadomo ci ogólne
Podstawowe zadania EAZ:
zabezpieczanie urządzeń elektroenergetycznych w przypadku
wystąpienia uszkodzeń, przez odłączenie zródła energii,
ochronę ludzi i urządzeń znajdujących się w pobli\u uszkodzonych
urządzeń elektroenergetycznych,
oddzielenie uszkodzonej części systemu elektroenergetycznego od
części nieuszkodzonej, celem niedopuszczenia do rozszerzenia awarii.
Podstawowe wymagania stawiane EAZ:
" szybkość,
" czułość,
" selektywność (wybiórczość),
" dyspozycyjność,
" pewność i niezawodność.
24
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ)
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ)
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ)
ZABEZPIECZENIOWA (EAZ)
Podstawowe wymagania
Podstawowe wymagania
Podstawowe wymagania
Podstawowe wymagania
Szybkość działania zabezpieczenia określa czas między powstaniem
uszkodzenia a podjęciem przez zabezpieczenie decyzji o wyłączeniu.
Czułość zabezpieczenia mo\e być określona jako jego zdolność do
reagowania na mo\liwie niewielkie zmiany parametrów charakteryzujących
pojawienie się stanu zakłóceniowego.
Selektywność zabezpieczenia określa jego zdolność do stwierdzenia, czy
uszkodzenie powstało w strefie działania tego zabezpieczenia, czy poza tą
strefą. Zabezpieczenia powinny powodować wyłączenie jedynie
uszkodzonego elementu systemu, natomiast nie powinny wyłączać
elementów zdrowych.
Dyspozycyjność zabezpieczenia oznacza jego gotowość do poprawnego
działania w ka\dej chwili, w której mo\e nastąpić uszkodzenie.
Pewność i niezawodność zabezpieczenia oznaczają jego zdolność do
poprawnego działania.
25
12
PODZIAA UKAADÓW ELEKTROENERGETYCZNEJ
PODZIAA UKAADÓW ELEKTROENERGETYCZNEJ
PODZIAA UKAADÓW ELEKTROENERGETYCZNEJ
PODZIAA UKAADÓW ELEKTROENERGETYCZNEJ
AUTOMATYKI ZABEZPIECZENIOWEJ
AUTOMATYKI ZABEZPIECZENIOWEJ
AUTOMATYKI ZABEZPIECZENIOWEJ
AUTOMATYKI ZABEZPIECZENIOWEJ
Układy EAZ dzielą się na:
automatykÄ™ prewencyjnÄ… ma ona na celu zapobieganie
zakłóceniom, jakie mogą wystąpić w pracy systemu
elektroenergetycznego, przez wykrywanie, sygnalizacjÄ™ i likwidacjÄ™
nienormalnych stanów pracy, (przecią\enie, nadmierne wahania
i odchylenia napięcia i częstotliwości) systemu lub jego elementów,
automatykÄ™ eliminujÄ…cÄ… jest ona przeznaczona do eliminowania
z pracy tych elementów systemu, w których wystąpiło uszkodzenie
uniemo\liwiające prawidłową pracę tych lub innych elementów,
automatykÄ™ restytucyjnÄ… jej celem jest samoczynna zmiana
konfiguracji tych części systemu, w których wystąpiło zakłócenie
skutkujące działaniem automatyki prewencyjnej lub eliminującej, jak
równie\ przywrócenie normalnego lub optymalnego, w danych
warunkach, stanu pracy systemu; do automatyki restytucyjnej zalicza siÄ™
układy SPZ, SZR, SCO.
26
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCEC W SEE (1)
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCE W SEE (1)
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCE W SEE (1)
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCE W SEE (1)
Zakłócenie w systemie elektroenergetycznym to powstanie warunków
uniemo\liwiajÄ…cych lub utrudniajÄ…cych normalnÄ… pracÄ™ systemu.
Zakłócenia mo\na podzielić na:
" zaburzenia uniemo\liwiające pracę SEE lub jego elementów,
" zagro\enia, w czasie których praca SEE lub jego elementów jest
dopuszczalna przez pewien czas (do usunięcia przyczyny).
Rodzaj zaburzenia Skutki
Nieszczęśliwe wypadki z ludzmi (pora\enia, poparzenia);
uszkodzenia urządzeń; przerwy w dostawie energii
Zwarcie
elektrycznej; utrata równowagi systemu
elektroenergetycznego; przegrzanie izolacji
Pojawienie siÄ™ asymetrii prÄ…dowej obciÄ…\enia; zagro\enie
uszkodzeniami wirników maszyn elektrycznych; obni\enie się
Praca niepełnofazowa
napięcia; przecią\enie prądowe przewodów faz
nieuszkodzonych
Utrata synchronizmu; wypadnięcie prądnic synchronicznych
Kołysania mocy
z pracy równoległej; mo\liwość nieprawidłowej pracy
(asynchroniczne)
zabezpieczeń
Zanik napięcia Przerwy w dostawie energii elektrycznej
27
13
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCEC W SEE (2)
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCE W SEE (2)
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCE W SEE (2)
TYPOWE RODZAJE ZAKAÓCE W SEE (2)
Rodzaj zagro\enia Skutki
Skrócenie trwałości izolacji maszyn i urządzeń; przegrzanie
Przecią\enie izolacji, prowadzące do jej zniszczenia; zwiększenie zwisów
w liniach napowietrznych
Asymetria obcią\enia Zagro\enie uszkodzeniem wirników maszyn elektrycznych
Kołysanie mocy Mo\liwość powstawania kołysań asynchronicznych i ich
(synchroniczne) skutków
Przecią\enie prądowe silników; zagro\enie wypadaniem
Obni\enie napięcia
z pracy silników i wa\nych odbiorów przemysłowych
Przegrzanie obwodów magnetycznych wskutek
Wzrost napięcia
przemagnesowania rdzeni magnetycznych; niszczenie izolacji
Zagro\enia w pracy silników potrzeb własnych elektrowni,
grozba wypadnięcia z pracy elektrowni i rozpadnięcia się
Zmniejszenie siÄ™
układu elektromagnetycznego; przegrzanie obwodów
częstotliwości
magnetycznych wskutek przemagnesowania rdzeni
magnetycznych
Zagro\enie uszkodzenia maszyn napędzanych przez silniki
Wzrost częstotliwości
elektryczne
28
KRYTERIA WYKRYWANIA TYPOWYCH
KRYTERIA WYKRYWANIA TYPOWYCH
KRYTERIA WYKRYWANIA TYPOWYCH
KRYTERIA WYKRYWANIA TYPOWYCH
RODZAJÓW ZAKAÓCEC W SEE
RODZAJÓW ZAKAÓCE W SEE
RODZAJÓW ZAKAÓCE W SEE
RODZAJÓW ZAKAÓCE W SEE
Rodzaj zakłócenia Kryteria wykrywania
Wzrost prÄ…du
Zwarcie Obni\enie się lub zanik napięcia
Zmniejszenie siÄ™ impedancji
Zwarcie niesymetryczne Pojawienie się prądu, napięcia lub mocy kolejności przeciwnej
Zwarcie doziemne Pojawienie się napięcia, prądu lub mocy kolejności zerowej
Wzrost prÄ…du
PrzeciÄ…\enie cieplne
Wzrost temperatury
Asymetria prądowa Pojawienie się prądu kolejności przeciwnej
Przerwa w jednej z faz Pojawienie się prądu kolejności przeciwnej
Deficyt mocy czynnej Obni\enie się częstotliwości
Nadwy\ka mocy czynnej Wzrost częstotliwości
Kołysanie mocy Szybkość zmiany impedancji ruchowej
29
14
ZABEZPIECZENIA NADPRDOWE BEZZWAOCZNE (1)
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE BEZZWAOCZNE (1)
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE BEZZWAOCZNE (1)
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE BEZZWAOCZNE (1)
Ogólny warunek stosowania kryterium nadprądowego:
I kmin>Irp>Irob max
Irp prÄ…d rozruchowy
Irob max największa dopuszczalna wartość obcią\enia długotrwałego
I kmin najmniejsza wartość prądu zwarciowego
Zastosowanie zabezpieczenia
nadprądowego bezzwłocznego
linii elektroenergetycznej (a)
i zasada doboru prÄ…du
rozruchowego (b)
30
ZABEZPIECZENIA NADPRDOWE BEZZWAOCZNE (2)
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE BEZZWAOCZNE (2)
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE BEZZWAOCZNE (2)
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE BEZZWAOCZNE (2)
Uproszczony schemat blokowy zabezpieczenia
nadprądowego bezzwłocznego:
RIb zabezpieczenie,
PP przekładniki prądowe,
CW cewka napędu wyłącznika,
ZW zamek wyłącznika
31
15
ZABEZPIECZENIA NADPRDOWE ZWAOCZNE
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE ZWAOCZNE
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE ZWAOCZNE
ZABEZPIECZENIA NADPR DOWE ZWAOCZNE
Sieć promieniowa wyposa\ona
w zabezpieczenia nadprÄ…dowe
zwłoczne (a)
oraz zasada doboru opóznień
za pomocą przekazników
o charakterystykach:
niezale\nej (b)
i częściowo zale\nej (c)
32
ZABEZPIECZENIA NADNAPICIOWE
ZABEZPIECZENIA NADNAPI CIOWE
ZABEZPIECZENIA NADNAPI CIOWE
ZABEZPIECZENIA NADNAPI CIOWE
Zwarcie doziemne w sieci z izolowanym punktem neutralnym
Przykład zabezpieczenia zerowonapięciowego zwłocznego
zasilanego z filtru składowej zerowej
33
16
ZABEZPIECZENIA PODNAPICIOWE
ZABEZPIECZENIA PODNAPI CIOWE
ZABEZPIECZENIA PODNAPI CIOWE
ZABEZPIECZENIA PODNAPI CIOWE
Ogólny warunek dla kryterium podnapięciowego:
UGmin>Urp>Ugmax
0,8U NGe"Urpe"1,3U Gmax
U NG napięcie znamionowe generatora, U Gmax największa spodziewana wartość napięcia na
zaciskach generatora przy zwarciu poza strefÄ…
rob
Wykorzystanie kryterium
podnapięciowego w zabezpieczeniu
nadprądowym zwłocznym
min
z blokada napięciową
34
ZABEZPIECZENIA RÓśNICOWOPR DOWE
ZABEZPIECZENIA RÓ NICOWOPR DOWE
ZABEZPIECZENIA RÓ NICOWOPRDOWE
ZABEZPIECZENIA RÓ NICOWOPR DOWE
Ogólny warunek dla kryterium ró\nicowopradowego:
I kA min>Irp>0
I kA min najmniejsza spodziewana wartość prądu zwarciowego początkowego na końcu strefy
Irp prÄ…d rozruchowy
Schemat ideowy zabezpieczenia ró\nicowo prądowego
35
17
ZABEZPIECZENIA ODLEGAOÅšCIOWE
ZABEZPIECZENIA ODLEGAO CIOWE
ZABEZPIECZENIA ODLEGAO CIOWE
ZABEZPIECZENIA ODLEGAO CIOWE
(podimpedancyjne)
(podimpedancyjne)
(podimpedancyjne)
(podimpedancyjne)
Wektory impedancji
mierzonej w punkcie
zabezpieczeniowym
Ogólna zasada pomiaru impedancji na przykładzie linii
elektroenergetycznej
36
RODZAJE ZABEZPIECZEC TRANSFORMATORÓW
RODZAJE ZABEZPIECZE TRANSFORMATORÓW
RODZAJE ZABEZPIECZE TRANSFORMATORÓW
RODZAJE ZABEZPIECZE TRANSFORMATORÓW
ELEKTROENERGETYCZNYCH
ELEKTROENERGETYCZNYCH
ELEKTROENERGETYCZNYCH
ELEKTROENERGETYCZNYCH
37
18
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
część 5 Zaoczneczęść 1 Zaoczneczęść 2 Zaoczneczęść 3 Zaoczneczęść 4 Zaoczneczęść 6 Zaoczneczesc rozdzialWyklad 2 PNOP 08 9 zaoczneczesc 1Thaumasyt – Część 1 Droga do powszechnie przyjętego zrozumieniaBudownictwo Ogolne II zaoczne wyklad 13 ppozczesc rozdzialwięcej podobnych podstron