Rodzaje zakłóceń występujących w systemach elektroenergetycznych.
Zakłócenia w sieciach elektroenergetycznych można podzielić na dwie zasadnicze grupy:
-zaburzenia, które uniemożliwiają pracę systemu lub jego elementów
-zagrożenia, przy których normalna praca sieci jest dopuszczalna przez pewien okres czasu, w ciągu którego powinna zostać usunięta przyczyna powodująca zagrożenie.
Do najpoważniejszych i najczęściej występujących zaburzeń należą:
-zwarcia wielkoprądowe
-zwarcia małoprądowe
Do zwarć wielkoprądowych zalicza się:
-zwarcia międzyfazowe i między fazowe doziemne
-zwarcia jednofazowe w sieciach o punkcie zerowym bezpośrednio uziemionym
-zwarcia podwójne doziemne w sieciach o izolowanym punkcie zerowym
Zwarcia małoprądowe ( o prądzie zwarcia z ziemią nie przekraczającym 500A ) występują w sieciach o izolowanym punkcie zerowym oraz uziemionym przez impedancję.
Do ochrony linii jednostronnie zasilanych w sieciach SN stosuje się następujące zabezpieczenia:
-nadprądowe zwłoczne
-nadprądowe bezzwłoczne
-od zwarć doziemnych
Zaburzeniem nazywamy takie zakłócenie, które nie może być utrzymywane przez dłuższy czas i powinno zostać wyeliminowane w odpowiednio krótkim czasie, np. zwarcie, praca niepełnofazowa, asynchroniczne kołysania mocy.
Zagrożeniem nazywamy takie zakłócenie, które może być tolerowane czasowo, ale powinno być sygnalizowane obsłudze w celu usunięcia przyczyny zagrożenia przed upływem dopuszczalnego czasu trwania zakłócenia.
Do typowych zagrożeń należą, np. przeciążenia, asymetria obciążeniowa, wahania poziomu napięcia, zmiany częstotliwości.
Rodzaje zaburzeń
Zwarciem nazywa się połączenie dwu lub więcej punktów systemu elektroenergetycznego nieprzewidziane w normalnym stanie pracy, przy czym za punkt systemu uważa się również
ziemię. Połączenie to może być przypadkowe bądź celowe, poprzez względnie małą impedancję (najczęściej rezystancję).
Praca niepełnofazowa charakteryzuje się charakteryzuje się tym, że układ trójfazowy pracujący w warunkach normalnych jako symetryczny, pracuje z przerwą w jednej lub dwóch fazach.
Praca niepełnofazowa spowodowana może być między innymi:
-zerwaniem przewodu roboczego;
-niezgodności w położeniu wszystkich biegunów wyłącznika;
-brakiem styku na połączeniu szczęki z nożem bieguna odłącznika;
-przerwą w uzwojeniu roboczym przekładnika prądowego, transformatora, generatora lub innego urządzenia;
- zerwaniem lub przepaleniem się bezpiecznika topikowego.
Kołysania mocy występują w sieciach wysokich napięć zasilanych wielostronnie, tworzących niezbyt mocne powiązania między współpracującymi źródłami mocy, a charakteryzuje się tym, że następuje okresowa zmiana kierunku przepływu mocy.
Kołysania mocy są wywołane w wyniku naruszenia równowagi statycznej lub dynamicznej systemu elektroenergetycznego w wyniku:
-udarów mocy (nagłe dociążenie lub odciążenie układu spowodowane załączeniem lub wyłączeniem dużych generatorów lub dużych odbiorów);
-zmiany konfiguracji układu;
-zakłóceń zwarciowych (zwarć wyłączanych z dużym opóźnieniem).
Rodzaje zagrożeń
Przeciążenie ruchowe to najczęściej występujące zagrożenie w pracy systemu elektroenergetycznego, charakteryzujące się wzrostem prądu przepływającego przez dane urządzenie ponad jego wartość znamionową.
Wystąpienie tego typu zagrożenia może być podyktowane następującymi sytuacjami:
• wzrostem zapotrzebowania odbiorców na energię elektryczną w ilości przekraczającej przepustowość urządzenia;
• zmianą konfiguracji układu powodującą przełączenie dodatkowego obciążenia na inne urządzenia pozostające w pracy;
• obniżeniem się napięcia na zaciskach silników elektrycznych;
• niewłaściwą pracę urządzeń regulacyjnych;
• niesprawnością urządzeń chłodzących.
Przeciążeniu prądowemu towarzyszy wydzielanie się nadmiernej ilości ciepła, co powoduje wzrost temperatury części wiodących prąd oraz ich izolacji.
Wzrost temperatury izolacji przyśpiesza proces jej starzenia się powodując tym samym zwiększenie jej podatności na uszkodzenia wskutek działań dynamicznych prądu oraz przepięć.
Przeciążenia ruchowe powodują: przegrzanie izolacji, zniszczenie powierzchni styków na złączach, przegrzanie przewodów w grożące ich pęknięciem, wyciek oleju lub syciwa z transformatorów, łączników muf, głowic, wydłużenie przewodów - wskutek czego może nastąpić nadmierne zbliżenie się do ziemi lub konstrukcji wsporczej.
Wahania napięcia są zagrożeniem związanym z nieprawidłową pracą wszelkiego typu urządzeń regulacyjnych, a także z przeciążeniem linii przesyłowych i transformatorów ponadto obniżenie napięcia może powodować deficyt mocy biernej w danym węźle sieciowym oraz zwarcia.
Z kolei wzrost napięcia może być spowodowany: nadmiarem mocy biernej w danym węźle sieciowym, zrzutem mocy (nagłym odciążeniem układu elektroenergetycznego).
Asymetria obciążenia charakteryzuje się naruszeniem równości prądów fazowych w trójfazowym symetrycznym układzie.
Powodem takiego stanu rzeczy może być praca niepełnofazowa lub niesymetryczne zwarcia, a także nierównomierne obciążenie robocze poszczególnych faz.
W wyniku asymetrii obciążenia może w prądzie obciążenia pojawić się składowa symetryczna przeciwna.
Częstotliwość, to jeden z podstawowych parametrów charakteryzujących jakość energii elektrycznej.
Częstotliwość można uważać za wskaźnik bieżącej równowagi mocy czynnej wytwarzanej i pobieranej.
Zmiana częstotliwości - wpływa na bilans mocy czynnej w systemie elektroenergetycznym.
Wzrost częstotliwości - suma mocy czynnej wytwarzanej jest wyższa od mocy czynnej
konsumowanej.
Spadek częstotliwości - suma mocy czynnej wytwarzanej jest mniejsza od mocy czynnej
Konsumowanej.