Zagadnienia - SIECI I SYSTEMY ELEKTROENERGETYCZNE

1.Sposoby połączenia z ziemią punktu neutralnego sieci nN.

Sieć z uziemionym punktem neutralnym jest to sieć trójfazowa w której punkt neutralny jest połączony z ziemią, bezpośrednio albo przez rezystancję lub reaktancję o dostatecznie małej wartości która umożliwia w sieciach SN i WN zmniejszenie drgań elektrycznych w stanie przejściowym a w sieciach nN stworzenie odpowiednich warunków przeciwprzepięciowej ochrony w stanach zakłóceniowych.

Obwód elektryczny należy połączyć z ziemią jeżeli jest zasilany przez transformator o napięciu górnym >1kV .Wyróżnia się sposoby połączenia z ziemią:

1. Metaliczne połączenie uziemienia z obwodem

2. Połączenie obwodu przez bezpiecznik iskiernikowy Rr≤65V/Ik rezystancja ta nie powinna przekroczyć 5Ω. 65V jest to dopuszczalne napięcie między ziemią odniesienia a uziemionym końcem transformatora.Za prąd Ik przyjmuje się taki prąd jaki może popłynąć przez uziom roboczy w warunkach zwarciowych przy przebiciu izolacji między uzwojeniami transformatora. Prąd Ik powoduje szybkie zadziałanie zabezpieczeń po stronie SN.

2.Sposoby połączenia punktu neutralnego sieci SN z ziemią.

1. W sieci kablowej i kablowo napowietrznej dopuszcza się połączenia neutralnego z ziemią jeżeli prąd pojemnościowy zwarcia z ziemią nie przekracza 50A.

2. W sieci kablowej i kablowo napowietrznej punkt neutralny może być izolowany jeżeli pojemność prądu zwarcia nie przekracza wartości granicznej np. dla 3-6 kV prąd Ik=30A,

10 kV prąd 20A, 15-20 kV prąd 15A, 30-40 kV prąd 10A, 60 kV prąd 5A.

3. W sieciach których prąd przekracza wartość graniczną można stosować kompensację pojemnościowego prądu zwarcia w sieciach napowietrznych. Uziemia się punkt neutralny przez rezystancję lub reaktancje.

3.Wpływ sposobu połączenia z ziemią punktu neutralnego sieci SN na przepięcia ziemnozwarciowe.

Przepięcia ziemnozwarciowe są niekorzystne dla uziemień. W sieciach SN ograniczenie przepięć jest zapewnione jeżeli są spełnione warunki: (R₀ /X₀)≥2 , (X₀/X₁)<10 gdzie punkty widziane z miejsca zainstalowania rezystancji.

4.Zagrożenia izolacji sieci SN przez przepięcia.

5.Sposoby połączenia z ziemią punktu neutralnego sieci 110kV i wyższym.

W sieciach 110kV punkt neutralny powinien być uziemiony w sposób bezpośredni i w taki sposób aby we wszystkich układach ruchomych spełniał warunki: 1≤(X₀/X₁)≤3 , (R₀/X₁)≤1.

W sieciach 220 kV i 400 kV : 1≤(X₀/X₁)≤2 , (R₀/X₁)≤1. Uziemienie bezpośrednie daje:

1. Ograniczenie współczynnika zwarcia doziemnego do wartości 1,4 dla 110 kV i 1,3 dla

220 kV i 400 kV.

2. Gwarantuje ograniczenie prądu jednofazowego zwarciowego do wartości nie przekraczającej wartości prądu zwarcia 3-fazowego

3. Ograniczenie przepięć daje możliwość obniżenia wymagań które dotyczą wytrzymałość izolacji

4. Uziemiony punkt neutralny polepsza warunki i pewność działania zabezpieczeń ziemnozwarciowych.

6.Odchylenie napięcia.

Odchylenie napięcia jest to różnica między rzeczywistą wartością napięcia w danym punkcie sieci a wartością znamionowa może być wyrażona w % wartości znamionowej. Odchylenia napięcia poniżej wartości znamionowej są spowodowane :

1. Spadkami napięcia w liniach SN i nN oraz transformatorów zbyt niski poziom napięcia na szynach SN stacji 110/SN.

Odchylenia napięcia powyżej wartości znamionowej są spowodowane :

1. Podwyższeniem struktury napięcia spowodowane przepływem mocy biernej pojemnościowej

2. Ustawieniem zaczepów regulacyjnych transformatora SN/nN oraz zbyt wysokim napięciu na szynach SN

3. W punktach zasilających sieć w nienormalnych stanach pracy.

Odchylenie dopuszczalne u odbiorcy w czasie 15min. Od -10% do +5% w sieciach wyższych niż 110 kV oraz 110 kV, 220 kV, 400 kV ±10%. δU_%=((U-Un)/Un)*100%

7.Sposoby regulacji napięć w sieciach.

1. Przez zastosowanie napięć dodawczych (zmiana wzbudzenia generatora), zastosowanie autotransformatorów w sieciach 220 kV oraz stosowanie zmiany przekładni transformatorów.

Transformatory z regulacją pod obciążeniem 110/SN ±10% przy 13 zaczepach lub ±16% przy

25 zaczepach. Oprócz regulacji przekładni która nazywa się podłużną w nielicznych przypadkach stosuje się tak zwaną regulację poprzeczną, która powoduje zmianę fazy napięcia po stronie wtórnej umożliwia to regulację mocy czynnej w sieciach zamkniętych NN

2. Regulacja poprzez zmianę impedancji sieci, poprzez konfigurację sieci lub dołączenie do sieci impedancji. Wadą tej metody jest możliwość stosowania jej tylko w dużych węzłach z obsługą.

3. Regulacja przez zmianę rozpływu mocy biernej. Regulacja polega na włączeniu baterii kondensatorów szeregowo, równolegle oraz kompensatorów.

8.Wahania napięcia.

Wahania napięcia są to szybkie zmiany wartości skutecznej z prędkością nie mniejszą niż 1% wartości zmiennej na sekundę w odstępach nie dłuższych niż 10min. ΔU=((Umax-Umin)/Un)*100%

9.Ograniczanie wahań napięcia: sposoby naturalne i specjalne środki techniczne.

Amplitudę wahań napięcia zasilającego można ograniczyć poprzez zwiększenie mocy

zwarciowej w punkcie przyłączenia odbiornika niespokojnego. Osiąga się to poprzez podłączanie

odbiorników zakłócających do szyn o wyższym napięciu znamionowym, wydzielaniu

specjalnych linii bezpośrednio z sieci wysokiego napięcia lub zwiększaniu mocy

transformatorów (sposoby naturalne). Innym sposobem ograniczania wahań napięcia jest zmniejszenie zmian mocy biernej w sieci zasilającej poprzez zastosowanie kompensatorów, stabilizatorów statycznych ,dynamicznych lub układów z nasyconymi dławikami.

10.Źródła wyższych harmonicznych.

1. Prostowniki zainstalowane w podstacjach PKP oraz stacjach trakcji tramwajowej

2. Piece łukowe zainstalowane w przemyśle metalurgicznym

3. Urządzenia zbudowane na bazie tyrystorów.

4. Odbiorniki radiowe oraz telewizyjne (są to harmoniczne nieparzyste)

5. Baterie kondensatorów.

11.Skutki wyższych harmonicznych.

1. Większe straty mocy w silnikach synchronicznych i asynchronicznych przez co nagrzewają się i zmniejsza się ich sprawność.

2. W szczelinach powietrznych i izolacji maszyn wywołują wyładowania niezupełne powodujące wzrost współczynnika stratności i osłabienie izolacji

3. W sieciach powodują powstawanie warunków do powstania rezonansu równoległego oraz szeregowego gdy są baterie kondensatorów. Skutkami rezonansu są przepięcia i uszkodzenie izolacji kondensatorów.

4. Fałszywa zadziałanie zabezpieczeń automatyki.

5. Harmoniczne powodują zmniejszenie przepustowości sieci

6. Wyższe harmoniczne mają negatywny wpływ na urządzenia elektryczne , powodują zakłócenia w łączności

12.Wartość skuteczna przebiegu odkształconego prądów i napięć.

Wartość skuteczna napięcia oraz wartość skuteczna prądu odkształconego jest równa pierwiastkowi kwadratowemu z sumy kwadratów składowej stałej i wartości skutecznych poszczególnych harmonicznych. Wyższe harmoniczne mają zwykle wartość skuteczną dużo mniejszą od wartości skutecznej pierwszej harmonicznej. Zatem wpływ wyższych

harmonicznych na wartość skuteczną przebiegu odkształconego jest niewielki.

13.Metody ograniczania zawartości harmonicznych.

1. Wydzielenie uzwojeń SN transformatora SN/110 z uzwojeniami dzielącymi dla zasilania odbiorców z odbiornikami zakłócającymi oraz dla odbiorców związanych z siecią rozdzielczą transformatora SN

2. Dla urządzeń przekształtnikowych powyżej 1MW stosuje się 12-impulsowe przekształtniki.

3. Piece łukowe potrzebują filtrów dla 2,3,5 harmonicznej oraz filtr górnoprzepustowy dla wyższych harmonicznych.

Filtr składa się z połączenia szeregowego kondensatora z dławikiem ale równolegle jest przyłączony opornik tłumiący.

14.Podstawowe właściwości systemu elektroenergetycznego.

Zbiór parametrów określających właściwości systemu w dowolnej chwili lub przedziale czasu jest nazwanym stanem systemu.

15.Struktury systemu elektroenergetycznego.

1. Struktura geograficzna jest to rozmieszczenie odbiorców oraz lokalizacja elektrowni

2. Struktura schematowi, która określa powiązania zbioru elektrowni ze zbiorem odbiorców za pomocą zbiorów linii o różnych napięciach.

16.Stan ustalony w systemie elektroenergetycznym.

Stany ustalone wyróżniają się tym że:

1. Dostawa energii elektrycznej do odbiorców jest realizowana zgodnie z zapotrzebowaniem (bez ograniczenia) a parametry dostarczanej energii odpowiadają wymaganiom jakościowym

2. Są spełnione warunki bezpiecznej pracy systemu i ciągłej dostawy energii

Warunkom stanu ustalonego powinny odpowiadać układy pracy systemu realizowane w praktyce, a więc również układy w których szereg elementów jest wyłączonych do remontów planowych.

17.Rodzaje stanów nieustalonych systemu elektroenergetycznego.

1. Normalne stany nieustalone charakteryzujące się takimi zmianami parametrów systemu które nie naruszają zdolności systemu do wykonywania jego podstawowego zadania

2. Zakłóceniowe (awaryjne) stany nieustalone dla których są podawane charakterystyki techniczne niezbędne do likwidacji zakłóceń i określenia warunków dalszej pracy systemu

18.Stabilność systemu - określenie , rodzaje.

Warunkiem pracy systemu jest jego stabilność, dla układów regulacji stabilność określa się jako zdolność stanu ustalonego przy różnych zakłóceniach. Stabilność lokalna lub stabilność globalna odpowiednio małe lub durze wymuszenia typu: wyłączenia z ruchu elementów przesyłowych sieci, wyłączenia urządzeń wytwórczych, zwarcia w sieci.

19.Wpływ niesymetrii na pracę sieci i odbiorników.

ZALICZONE

20.Relacje pomiędzy podstawowymi wielkościami elektrycznymi w systemie el.

---