14.11.2012r.

Politechnika Śląska Wydział Elektryczny

Laboratorium z Elektroenergetyki

„Praca punktu gwiazdowego sieci”

Grupa dziekańska 1

Sekcja 4:

Anna Gorczyca-Goraj

Marek Kaleta

Bartłomiej Klama

Piotr Raczek

Mateusz Słota

1. Sposoby pracy punktu gwiazdowego sieci

Można podzielić z względu na prąd zwarcia doziemnego na dwie grypy :

1. sieci z małą wartością prąd zwarcia doziemnego.

2. sieci z dużą wartością prąd zwarcia doziemnego.

Do grupy a należą sieci pracujące z izolowanym lub pośrednio uziemionym

punktem gwiazdowym sieci . Natomiast do grupy b należą sieci pracujące uziemionym punktem gwiazdowym sieci.

Sieć może pracować z izolowanym punktem gwiazdowym wówczas, gdy pojemnościowy prąd zwarciowy nie przekracza 50 A. Powyżej 50 A stosowana jest sieć kompensowana przez zastosowany dławik w celu skompensowania pojemnościowego prądu zwarciowego.

Uziemienie punktu neutralnego przez rezystor pozwala na uzyskanie wystarczającej wartości prądów ziemnozwarciowych pozwalających na realizacje względnie prostych, tanich i szybko działających zabezpieczeń ziemnozwarciowych.

2. Rozpływ prądu przy zwarciu, napięcia w sieci

Rozpływ prądów przy zwarciu fazy L1 z ziemią

Napięcia w sieci(10 napięć)

3. Wykresy wskazowe w stanie normalnej pracy i w stanie zakłóceniowym

Stan normalnej pracy Stan zakłóceniowy (zwarcie fazy L1 z ziemią)

4. Przebieg ćwiczenia

Ćwiczenie przeprowadzamy przy pomocy programu (Symulacja zwarć małoprądowych)

Parametry sieci :

Ea[kV]	Eb[kV]	Ec[kV]
Re	Im	Re
0	11,5	9,96
Zx1[Ω]	Zx0[Ω]	Zy0[Ω]
Re	Im	Re
8	30	30

4.1 Zwarcie fazy L1 z ziemią przez rezystancję R, punkt neutralny izolowany

R	Ua[kV]	Ub[kV]	Uc[kV]	U0n[kV]
Ω	Re	Im	Re	Im
0	0	0	9,62	-18,38
80	-2,8	0,82	6,58	-17,4
140	-4,28	2,1	4,98	-15,95
280	-5,57	5,31	3,66	-12,39
520	-4,88	8,51	4,51	-8,89
1000	-3,14	10,46	6,48	-6,8

R	Ia[A]
Ω	Re
0	-37,91
80	-34,95
140	-30,59
280	-19,9
520	-9,39
1000	-3,14

4.2 Zwarcie fazy L1 z ziemią przez rezystancję R, punkt neutralny uziemiony

R	Ua [kV]	Ub[kV]	Uc[kV]
Ω	Re	Im	Re
0	0	0	9,78
20	3,03	2,07	11,09
40	4,15	4,44	11,6
60	4,27	6,63	11,69
80	4,04	7,16	11,61
100	3,72	8,31	11,49
160	2,85	9,66	11,14
1620	0,36	11,38	10,11

R	Ia[A]	I0n[A]
Ω	Re	Im
1	196,9	64,78
21,98	138,5	112,1
42,96	85,8	121,5
63,94	49,5	114,9
115,9	4,82	89,02

4.3 Zwarcie fazy L1 z ziemią, punkt neutralny uziemiony przez rezystancję R

R	Ub[kV]	Uc[kV]	U0n[kV]
Ω	Re	Im	Re
1	9,6	-10,83	-10,32
21,98	7,7	-12,2	-12,21
42,96	7	-13,7	-12,92
63,94	6,91	-14,84	-13,01
115,9	7,33	-16,39	-12,59

R	Ia[A]	I0n[A]
Ω	Re	Im
1	196,9	64,78
21,98	138,5	112,1
42,96	85,8	121,5
63,94	49,5	114,9
115,9	4,82	89,02

4.4 Zwarcie fazy L1 z ziemią, punkt neutralny izolowany przez cewkę (sieć kompensowana)

K	Ub[kV]	Uc[kV]	U0n[kV]
	Re	Im	Re
0,33	9,75	-17,98	-10,17
0,95	9,91	-17,34	-10,01
1,56	10,01	-16,8	-9,89
2,83	10,16	-15,92	-9,76
4	10,24	-14,07	-9,68

K	Ia[A]	I0n[A]
	Re	Im
0,33	-24,55	0,6
0,95	-3,26	0,74
1,56	14,45	1,68
2,83	43,15	4,84
4	101,4	17,63

5. Wnioski

W przypadku, gdy zwarcie doziemne jednej fazy wystąpi, gdy punkt neutralny jest pośrednio uziemiony przez rezystancję R prąd doziemny zmniejsza swoją wartość. Zwiększanie rezystancji R powoduje zmniejszanie wartości zwarciowego prądu doziemnego. Wadą tej metody ograniczania prądu doziemnego jest wzrost wartości napięcia w fazach nie dotkniętych zwarciem. Ta metoda może być tylko stosowana dla wartości napięć mniejszych niż 60 kV.

W innym rodzaju zabezpieczeń, gdy zwarcie doziemne jednej fazy wystąpi, gdy punkt neutralny jest pośrednio uziemiony przez reaktancję indukcyjną Z można zauważyć, że składowa pojemnościowa prądu zwarcia doziemnego jest kompensowana przez reaktancję, co powoduje ograniczenie wartości tego prądu. Wpływ na wartość prądu rezystancji R jest nieznaczny. Jednocześnie zauważono niewielki wpływ zmian R na wartość napięcia w fazach bez zwarcia, natomiast wzrost napięcia w fazie zwarciowej. Jest to grupa pośredniego uziemienia i dlatego stosuje się ją do napięcia poniżej 60 kV.

Jeżeli punkt neutralny nie jest uziemiony to prąd zwarciowy maleje wraz ze wzrostem rezystancji R, co można interpretować jako wzrost pojemności doziemnej sieci wraz ze wzrostem odległości od punktu neutralnego. Przy układach zabezpieczających trzeba zwrócić uwagę na niewielkie nawet nie symetrie składowej zerowej napięcia i prądu, gdyż zwarcie może występować w dużej odległości od punktu neutralnego.

W przypadku, gdy punkt neutralny jest bezpośrednio uziemiony wzrost napięcia w sieci jest stosunkowo niewielki, nie ma tak szkodliwego wpływu przy wysokich napięciach, dlatego jest zalecane stosowanie tego rodzaju uziemienia punktu neutralnego dla napięć powyżej 60 kV. Tak jak w poprzednim przypadku rezystancja Rk może przedstawiać w naszym schemacie pojemność doziemną, dlatego trzeba zwrócić uwagę na odpowiednie zabezpieczenia przeciw zwarciom doziemnym.

Korzystając z powyższej symulacji komputerowej zwarć doziemnych, w zależności od wyboru sposobu uziemienia punktu neutralnego należy liczyć się z różnymi zachowaniami prądów, oraz napięć.