LABORATORIUM
ELEKTROENERGETYKI
Zajęcia 1
dr inż. Robert Kowalak
1
L-01
PROWADZ
CY
ZAJ
CIA 1-4
dr inż. Robert Kowalak
pok. E500, tel. [phone]
ZAJ
CIA 5-7
dr inż. Jacek Klucznik
pok. E314, tel. [phone]
Zajęcia odbywają się przez 8 kolejnych tygodni semestru
Ostatnie zajęcia przeznaczone są na kolokwium zaliczające
2
L-01
TEMATYKA ZAJ
Ć
1. Schematy zastępcze i parametry elementów systemu
elektroenergetycznego
2. Znak mocy biernej
3. Obliczanie torów zasilanych jednostronnie
4. Obliczanie torów zasilanych dwustronnie
5. Obliczenia zwarciowe
3
L-01
ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU
1. Ocena z laboratorium jest ocenÄ… uzyskanÄ… z
kolokwium zaliczeniowego odbywajÄ…cego siÄ™ na
ostatnim spotkaniu
2. OcenÄ™ pozytywnÄ… z tego kolokwium otrzymuje ten
student, który uzyskał co najmniej 60% punktów
przewidzianych do zdobycia
3. W czasie sesji poprawkowej przewidziany jest jeden
termin poprawkowy dla wszystkich studentów
4. W czasie sesji podstawowej, na wniosek studentów,
może zostać przeprowadzony dodatkowy termin
poprawkowy, ale tylko dla tych osób, które w terminie
podstawowym uzyskały nie mniej niż 30% punktów
możliwych do zdobycia
4
L-01
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
Schemat zastępczy linii IV rodzaju:
XL
RL
BL BL
GL GL
2 2
2 2
- linie NN o długości do 400 km
Dla linii o długościach większych musimy stosować jako
schemat zastępczy schemat linii długiej!
5
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
Schemat zastępczy linii III rodzaju:
XL
RL
BL BL
2 2
- linie napowietrzne SN o napięciu znamionowym powyżej 30 kV,
- linie kablowe o napięciu znamionowym 30 kV i wyższym,
- linie WN,
6
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
Schemat zastępczy linii II rodzaju:
XL
RL
- linie napowietrzne SN o napięciu znamionowym 30 kV i
niższym,
- linie kablowe o napięciu znamionowym do 30 kV (bez linii 30
kV),
- linie napowietrzne nn z cosĆśr<0,8
7
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
Schemat zastępczy linii I rodzaju:
RL
- linie kablowe nn i SN o napięciu znamionowym do 6 kV,
- linie napowietrzne nn z cosĆśre"0,8
- instalacje nn 3-fazowe
Dla linii napięcia stałego stosujemy schemat zastępczy linii I
rodzaju.
8
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
Parametry schematów zastępczych linii liczymy w oparciu o
wartości parametrów jednostkowych, a więc:
1. Rezystancja linii:
[©]
RL R' l
Gdzie:
R  rezystancja jednostkowa linii [©/km]
l  długość linii [km]
9
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
2. Reaktancja linii:
XL X ' l [©]
Gdzie:
X  reaktancja jednostkowa linii [©/km]
l  długość linii [km]
10
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
3. Susceptancja linii:
BL B' l [S]
Gdzie:
B  susceptancja jednostkowa linii [S/km]
l  długość linii [km]
11
SCHEMATY ZAST
PCZE LINII
ELEKTROENERGETYCZNYCH I ICH PARAMETRY
4. Konduktancja linii:
GL G' l [S]
Gdzie:
G  konduktancja jednostkowa linii [S/km]
l  długość linii [km]
12
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
Powszechnie do obliczeń stosowany jest schemat zastępczy
transformatora typu gamma.
XT
RT
BT
GT
Parametry schematu zastępczego transformatora odnosimy do
napięcia pierwotnego lub wtórnego
13
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
1. Rezystancja transformatora:
2
PCu UnT
RT
[©]
2
SnT
Gdzie:
PCu  straty obciążeniowe transformatora [MW]
UnT  napięcie znamionowe transformatora [kV]
Jako napięcie znamionowe przyjmujemy napięcie znamionowe
uzwojenia tej strony transformatora, do której odnosimy parametry
schematu
SnT  moc znamionowa transformatora [MVA]
14
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
2. Reaktancja transformatora:
2
uz% UnT
2 2
ZT
[©]
[©]
XT (ZT RT )
100 SnT
Gdzie:
uz%  napięcie zwarcia transformatora [%]
UnT  napięcie znamionowe transformatora [kV]
SnT  moc znamionowa transformatora [MVA]
15
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
3. Konduktancja transformatora:
PFe
GT
[S]
2
UnT
Gdzie:
PFe  straty biegu jałowego transformatora [MW]
UnT  napięcie znamionowe transformatora [kV]
16
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
4. Susceptancja transformatora:
i0% SnT
2
YT
[S] [S]
BT (YT2 GT )
2
100 UnT
Gdzie:
i0%  prąd biegu jałowego transformatora [%]
UnT  napięcie znamionowe transformatora [kV]
SnT  moc znamionowa transformatora [MVA]
17
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
Zadanie 1.1
Obliczyć parametry schematu zastępczego 3-fazowego
transformatora 2-uzwojeniowego o danych: SnT=250MVA,
Å=420kV/123kV, uz%=15,5%, PFe=237kW, PCu=950kW,
I0%=0,9%. Parametry odnieść do górnego uzwojenia
transformatora.
2
PCu UnT 0,95 4202
[©]
RT 2,68
2
SnT 2502
2
uz% UnT 15,5 4202
[©]
ZT 109,37
100 SnT 100 250
18
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
Zadanie 1.1  c.d.
2 2
XT (ZT RT ) (109,372 2,682) 109,34
[©]
PFe 0,237
6
GT 1,34 10 [S]
2 2
UnT 420
i0% SnT 0,9 250
6
[S]
YT 12,76 10
2 2
100 UnT 100 *420
2 6 6
[ S]
BT (YT2 GT ) (12,762 1,342) 10 12,68 10
19
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
Zadanie 1.1  c.d.
Odpowiedz
:
ZT RT jX (2,68 j109,34)
[©]
T
6
Y GT jBT (1,34 j12,68) 10 [S]
T
20
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
Zadanie 1.2
Obliczyć parametry schematu zastępczego trzech transformatorów
1-fazowych pracujących w układzie 3-fazowym. Dane jednego
transformatora: SnT1=25MVA, Å1=110kV/15,75kV, PFe1=28kW,
PCu1=130kW. Dla zespołu określono: uz%=11%, I0%=0,7%.
Parametry schematu zastępczego odnieść do górnego uzwojenia
transformatora.
2
3 PCu1 UnT 3 0,13 1102
[©]
RT 0,84
(3 SnT1)2 (3 25)2
2
uz% UnT 11 1102
[©]
ZT 17,75
100 3 SnT1 100 3 25
21
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
Zadanie 1.2  c.d.
2 2
[©]
XT (ZT RT ) (17,752 0,842) 17,73
3 PFe1 3 0,028
6
GT 6,94 10 [S]
2 2
UnT 110
i0% 3 SnT1 0,7 3 25
6
[S]
YT 43,39 10
2 2
100 UnT 100 110
2 6 6
[ S]
BT (YT2 GT ) (43,392 6,942) 10 42,83 10
22
SCHEMAT ZAST
PCZY TRANSFORMATORA
ELEKTROENERGETYCZNEGO I JEGO PARAMETRY
Zadanie 1.2  c.d.
Odpowiedz
:
ZT RT jX (0,84 j17,73)
[©]
T
6
Y GT jBT (6,94 j42,83) 10 [S]
T
23
ZNAK MOCY BIERNEJ
Zagadnienie znaku mocy biernej zostanie rozpatrzone w
oparciu o dwa modele odbiornika o charakterze indukcyjnym
24
ZNAK MOCY BIERNEJ
Im
1. Model szeregowy
U
Dla modelu
UX
I
szeregowego:
*
UR R
S U I
U
Ć
Re
I UR
UX
X
Z wykresu odczytujemy:
oð
j
oraz
U U e
I I ej0
Podstawiamy:
*
j j j
S U I U e I U I e S e S cos jS sin P jQ
Q S sin
Kąt Ć zmienia się w przedziale:
0
2
StÄ…d:
sin 0 Q S sin 0
Qind 0
25
ZNAK MOCY BIERNEJ
2. Model równoległy
Im
Dla modelu
Re
I
U
równoległego:
Ć IG
*
IG IB
S U I
I
IB
U
G
B
Z wykresu odczytujemy:
oð
j
I I e
U U ej0 oraz
Podstawiamy:
*
j j j
S U I U I e U I e S e S cos jS sin P jQ
Q S sin
Kąt Ć zmienia się w przedziale:
0
2
StÄ…d:
sin 0 Q S sin 0
Qind 0
26
C.D.N.
27