Nap powrotne przy wył ukł EE - opozycja faz.

Opozycja faz może wystąpić w przypadku łączenia przez wyłącznik dwóch systemów elen połączonych linią sprzęgłową. W najgorszym przypadku może wystąpić sytuacja gdy napięcia obu systemów będą w przeciw fazie.

Schemat zastępczy do analizy układów które wypadły z synchronizmu będzie :

Porównując

1. I_W przy opozycji faz jest mniejszy niż przy wył zwarcia na zaciskach wyłącznika.

2. Przebieg nap przy wył zwarcia jest jednoczęstotliwościowy i wartość max. przepięcia jest mniejsza niż przy wył opozycji faz.

3. Przy wył układów które wypadły z synchronizmu może również wystąpić przesunięcie fazowe tych układów (mniejsze niż 180^o)wtedy warunki będą łagodniejsze niż przy pełnej opozycji faz.

Nap powrne w obwodach z liniami długimi.

Obwody z liniami długimi są obwodami wieloczęstotliwościowymi i powinny być przedstawiane w pos schem zastępczych o parametrach rozłożonych. Nap powr w tych obw wyznacza się metodą fal wędrownych lub fal stojących. Analiza wpływu linii długich na wartości i przebiegi nap powr może być przeprowadzana przy założeniu, że dwa układy EE są połączone (n+1) liniami i zwarcie wyst na jednej z tych linii.

Schemat zastępczy układu dla pierwszego wył bieguna przedstawimy zakładając, że z zaciskiem łącznika a jest połączony przewód fazy A natomiast z zaciskiem a' równolegle połączone fazy B i C. Rozpatrujemy zwarcie 3-f bez ziemi.

Schematy te obowiązujące dla czasu w którym do zacisków łącznika nie dotrą fale odbite t_p<2l/v

v - prędkość rozchodzenia się fali elmagnet

v= 1/√L_oC_o, v=300 m/μs dla linii napowietrznych, v=150 m/μs dla linii kablowych.

l - długość linii

Napięcie powrotne bieguna wyłącznika wyłączającego jako pierwszy zwarcie trójfazowe

kb - współczynnik biegunowy =1 dla zwarć 3f z udziałem ziemi i 1,5 dla zwarć 3f bez udziału ziemi.

Z - impedancja falowa linii z=√Lo/Co

W obl przyjmujemy z=400Ω dla linii napow

Lz - indukcyjność systemu A

L₁ - indukcyj całkowita linii napow L₁=lLo

Po czasie tp, do zacisków łącznika dotrą fale odbite od końca linii połączone z układem B. Do napięcia Ua-a' należy dodać składowe napięć pochodzących od fal odbitych. Składowe te oblicza się z uwzględnieniem faktu, że fale odbite po dojściu do zacisków wyłącznika załamują się przechodząc częściowo na impedancję układu A.

Kk - współczynnik odbicia

Kp - współczynnik przejścia

Za, Zb - impedancja systemów A i B

Składowe fal odbitych sumujących się z napięciem

- dla czasów tp<t<2tp ⇒ U₁=kp kk Ua-a'

- dla czasów 2tp<t<3tp ⇒ U₁=kp kk U₁'

- dla czasów ntp<t<(n+1)tp ⇒ U_n+1=kp kk Un

W obwodach z liniami długimi przebieg nap powr występujący między zaciskami wyłącznika wyłączającego zwarcie jest wykładniczy a nie cosinusoidalny, jak w obwodach o parametrach skupionych. Obwody z liniami długimi stwarzają trudniejsze warunki do łączenia niż obwody o parametrach skupionych.

Zwarcia pobliskie

Jest to zwarcie które występuje na linii w odległości kilku kilometrów od wyłącznika.

Schemat zastępczy do analizy zwarcia pobliskiego:

Napięcie na biegunach wyłącznika

Ua-a'= Ua-o - Ua'-o

Ua-o - napięcie od strony systemu, przebieg wynika z obwodu jednoczęstotliwościowego Lz, Cz

Ua-o = √2E(1 - cosβt)

W chwili wyłączenia wyłącznika od strony linii występuje napięcie równe spadkowi napięcia na linii

Ua'-o=√2I_W ωL_L

I_W - prąd wyłączalny przy zwarciu pobliskim

L_L - indukcyj całk odcinka linii do zwarcia L_L=Lo*l

Prąd wyłączany przy zwarciu pobliskim wynika z obwodu:

Iw.=E/(ωLz + ωL_L) Ua'-o=√2U1

T=4l/v=4l √LoCo

Ua-a'(t) = √2(E - U1) (1 - cosβt) - (√2U1/l√LoCo)t

Stromość początkowa napięcia powrotnego:

Sp=Ua'-o(t)/t=√2U/l√LoCo

Łączenie baterii kondensatorów

Załączaniu baterii kond towarzyszy stan przejściowy, spowodowany ładowaniem baterii. Mogą pojawić się przetężenia prądowe, które zależą od parametrów sieci oraz od załączonej baterii. w sieciach SN mogą wynosić 5÷20 a w sieciach nn 3÷5 krotności prądu I_n baterii.

Proces załączania zależy od tego, czy dołączony jest pojedynczy kondensator do czy też do sieci, w której pracuje już inny kondensator załączana jest kolejna bateria. Ten przypadek ma szczególne miejsce przy łączeniu baterii sekcjonowanych (do poprawy cos φ). W ogólności problem ten dotyczy załączania baterii kond w zakł przemysłowych do kompensacji mocy biernej oraz załączania linii na biegu jałowym. Kond do poprawy cos φ najczęściej łączone są w gwiazdę 3-f nie uziemioną. Wobec symetrii napięć każdej z faz i równości pojemności można układ rozpatrywać jako układ jednofazowy.

Załączanie pojedynczych baterii do sieci

Załączona bateria kondensatorów trójfazowa

jednofazowa

Zakładamy sinusoidalny przebieg napięcia zasilającego U = Um sin (ωt + ψ_u)

ψ_u - faza napięcia w chwili zał baterii

Prąd w obwodzie po załączeniu będzie posiadał dwie składowe: ustaloną i przejściową spowodowana ładowaniem pojemności i = i_u + i_p

Składowa ustalona i_u = Im sin (ωt + ψ_i)

ψ_i = ψ_u + φ

φ - przesunięcie fazowe między I i U

Składowa przejściowa i_p = Ipm cos (βt + H)

C - pojemność baterii kondensatorów Cz << C

H = arc tg (-β/ω ctg ψ_i)

Pomijając rezystancję obw ψ_i = ψ_u + π/2

Przetężenie prądowe zależy od chwili załączenia baterii, przy czym załączanie to mieści się między dwoma skrajnymi przypadkami, a mianowicie załączanie :

* Przy prz ejściu napięcia przez zero

* Przy przejściu nap zasilającego przez wart max.

Do poprawy cos φ stosuje się baterie kondensatorów najczęściej łączonych w gwiazdę z nie uziemionym punktem zerowym.

Przyjmuje się kondensatory na

U_n = 9,09kV, Q_cn = 100kW, C_n = 3,86μF, I_nc = 11A Moc baterii, która należy włożyć w jedną fazę, aby pokryć moc zapotrzebowaną:

Q_f = Q_zap = 3U_fI_f

U_n - napięcie znamionowe baterii kondensatorów

Q_cn - moc znamionowa pojedynczej baterii

X_cn - reaktancja znamionowa pojedynczej baterii

Wyznaczanie liczby kond n, którą trzeba włączyć w jedna fazę, by otrzymać moc zapotrzebowaną.

C_f = nC_n

Przed kompensacją

O_L = P · tg φ

Po kompensacji

Przetężenie prądowe przy łączeniu baterii kondensatorów

Współczynnik przetężenia dla kondensatorów

Załączanie gdy pracuje już inny kondensator

Zagadnienie to związane jest ze zmiana mocy biernej pobierana przez zakład i w związku z tym z koniecznością zmiany pojemności baterii kondensatorów.

Po załączeniu baterii C₂ w obwodzie powstaje stan nieustalony, spowodowany ładowaniem baterii kondensatorów C₂. powstaje zatem stan przejściowy, w którym płynie prąd ustalony i_u i prąd przejściowy i_p, składający się z dwóch składowych, z których jedna wynika z obwodu drgającego L_z, L₂, C₂ , źródło zasilające i druga wynika z obwodu drgającego L₁, L₂, C₂, C₁ gdzie źródłem napięcia jest naładowany kondensator C₁.

L₁, L₂ - indukcyjność przewodów łączących baterie kondensatorów, ponieważ przewody łączące baterie są krótkie stąd też indukcyjności te maja bardzo małe wartości.

X_L12 = ω(L₁+L₂)

Załączanie baterii kondensatorów sekcjonowanych

W układach elektroenergetycznych baterie kondensatorów do kompensacji mocy biernej są podzielone na sekcje.

C₁ = C₂ = C₃ = …= C_m = C_m+1 = C

L₁ = L₂ = L₃ = …= L_m = L_m+1 = L

Największe przetężenie występuje przy dołączeniu sekcji m+1

Wyłączanie kondensatorów

Przy wyłączaniu kondensatorów powstają przepięcie, które zależą od parametrów sieci, pojemności oraz od tego, czy wyłączanie odbywa się z powtórnymi zapłonami łuku czy bez.

---