1. Kryteria doboru przewodów.

1. wytrzymałość cieplna (dopuszczalna obciążalność długotrwała

2. wytrzymałość cieplna zwarciowa

3. dopuszczalny spadek napięcia

4. kryteria ekonomiczne

5. wytrzymałość mechaniczna

Należy uwzględnić również: przewidywany wzrost obciążeń, aktualnie istniejące zalecenia P­N i PBUE, warunki środowiskowe, aktualny asortyment wyrobu.

a) obliczanie przekroju przewodu ze względu na

- transformator dwu uzwojeniowy

- trójuzwojeniowy

- dławik

Parametry zastępcze linii:

- rezystancja R_L= R₀ * l

- reaktancja X_L = X₀ * l

- konduktancja G = G₀ * l

- susceptancja B_L = B₀ * l

odniesienie do temp. 20 st. C

X₀ = ϖ l₀ zależy od strumienia magnetycznego

l₀ = [4,6 lg (b_śr / r²) + (0,5/n)] * 10^-4

r - promień pojedynczego przewodu

n - liczba przewodów we wiązce

B_L = B₀ * l = ϖ C₀ l

C₀ - pojemność jednostkowa

Dla symetrycznej linii napowietrznej pojemność oblicza się ogólnie:

C­₀ = [0,02415/log (b_śr / r)] [μF/km]

G_L = G₀ * l

G₀ = (ΔP₀/U²)

ΔP₀ =

G₀ = B₀ * tgδ δ - współczynnik straty zawarty w granicach 0,005 do 0,02.

5. Spadki i straty napięcia - pojęcia podstawowe.

Strata napięcia - geometryczna różnica wektorów napięć w dwóch punktach sieci.

Spadek napięcia - różnica modułów (wartości skutecznych napięć istniejących w dwóch punktach sieci. Dla prądu przemiennego straty napięcia dzielimy na:

- czynną (wywołaną spadkiem napięcia na rezystancji)

- bierną (spowodowaną spadkiem napięć na reaktancji)

Dla prądu stałego tylko strata czynna.

Linia jednostronnie zasilana prądu stałego:

6. Metody określania rozpływu prądu i mocy oraz strat i spadków napięć.

- metoda odcinkowa

Przy założeniu, że przewody są z tego samego materiału równanie przyjmuje postać

- metoda momentów wg punktu zasilania

Spadek napięcia można określić momenty prądowe odpowiadające iloczynowi prądu i rezystancji przewodu linii od punktu zasilania do miejsca jego odpływu, gdy γ i s = const.

7. Rozpływ prądów i mocy oraz straty i spadki napięcia w linii jednostronnie zasilanej prądu stałego i przemiennego I i II rodzaju oraz w linii obciążonej równomiernie.

Obliczanie rozpływu prądu w liniach I i II rodzaju posiadających m odbiorników.

Obliczanie spadków napięcia (metodą odcinkową lub momentów)

metoda momentów

W liniach I rodzaju

Gdy γ i s = const. Oraz linia trójfazowa jest symetryczna:

Spadek napięcia

- dla linii II rodzaju

- dla linii I rodzaju

8. Rozpływ prądu i mocy oraz straty i spadki napięcia linii dwustronnie zasilanej prądu przemiennego I i II rodzaju.

- rozpływ prądów:

Straty napięcia:

Prąd zasilający:

Prąd wyrównawczy

Jeżeli napięcia zasilające są równe, wówczas w linii płynie prąd wyrównawczy. Jeśli prądu odbioru są równe zeru, a napięcia zasilające nie są równe zeru to w linii płynie tylko prąd wyrównawczy. Rozpływ prądu w poszczególnych odcinkach uzyskuje się przez nałożenie prądów składowych i prądu wyrównawczego. O kierunku prądu odcinkowego decyduje jego część rzeczywista. W wyniku nałożenia może wystąpić w linii punkt o najniższym potencjale zwany punktem spływu prądów.

9. Sprowadzanie linii do wspólnego przekroju zastępczego.

Jako przekrój zastępczy przyjmuje się przekrój dominujący linii.

Długość zastępcza przewodu:

l_2(k-1)k= l_(k-1)k (S_1(k-1)k/S­_2(k-1)k)

l_(k-1)k - długość przewodu w przekroju pierwotnym

S_2(k-1)k - przekrój zastępczy przewodu

10. Spadki i straty napięcia w linii przesyłowej III rodzaju.

Spadek napięcia w liniach III rodzaju.

Moduły prądów wyznacza się z równań:

I_G2­=U_f2*G/2, I_C2=U_f2*B/2, I_G1=U_f1*G/2, I_C1=U_f1*B/2

Fazowy spadek napięcia (równy odc. AE otrzymany przez zatoczenie z punktu C łuku o pr. OB) określa wzór:

Δ U_f12 = U_f1 - U_f2

natomiast fazową stratę napięcia

ΔU_f12 = U_f1 - U_f2 = I * Z, która zawiera wydłużoną (AD) i poprzeczną DB stratę napięcia. W liniach III rodzaju poprzeczna strata napięcia ma istotny wpływ na ΔU.

11. Obciążeniowe i jałowe straty mocy oraz energii w sieci elektroenergetycznej (z uwzględnieniem transformatora - moc szczytowa, czas występowania maksymalnych, czasu użytkowania mocy szczytowej)

Straty mocy i energii dzielimy na:

- obciążeniowe (podłużne) - w podł. Impedancjach l. sieciowych są proporcjonalne do kwadratu prądu obciążeniowego.

- jałowe (poprzeczne) - w admitancjach poprz. proporcjonalne do kwadratu napięcia w miejscu ich powstania.

Straty mocy czynnej określa się ze wzoru: (straty obciążeniowe)

ΔP₀ = 3 J^{2 *} R = 3(S/(√3 * U))² * R = (S²/U²) * R = = ((P²+Q²)/U²) * R

Uwzg. się w liniach napowietrznych i kablowych oraz transformatorach pomija się w dławikach i kondensatorach.

Jałowe straty mocy czynnej ΔP_i w i-tej gałęzi poprzecznej oblicza się ze wzoru:

ΔP_i = U_i² * G_i

W liniach napowietrznych związane są z ulotem, w liniach kablowych - upływnością izolacji i polaryzacji dielektrykach, w transformatorach - prądami wirowymi, histerezą magnetyczną. W liniach straty jałowe są bardzo małe i pomija się natomiast uwzględnione są dla transformatorów.

Całkowite straty mocy czynnej transformatorów wyznacza się z zależności:

ΔP_i=ΔP_Fe+k²ΔP_Cu­=S_N/100 (ΔP_Fe%+k²ΔP_Cu%)

Straty mocy biernej, obciążeniowe, podłużne. Straty mocy biernej związane są z występowaniem reaktancji podłużnej wyznacza się ze wzoru:

ΔP₀ = 3 J² * X = 3(S/(√3 * U))² * X = (S²/U²) * X = = ((F²+Q²)/U²) * X

są zmienne w czasie (są funkcją obciążenia) i dla linii T_r oraz dławików szeregowych mają charakter indukcyjny.

Straty jałowe mocy biernej dla i-tej gałęzi poprzecznej oblicza się ze wzoru:

ΔQ_i = U_i² * B_i

wyznacza się dla gałęzi poprzecznej linii (char. pojemnościowy) i T_r (char. indukcyjny).

Całkowite straty mocy biernej:

ΔQ=(ΔU_x%/100)*(S_obc²/S_N)+((I_U%* S_N)/100)

Straty energii

Gdy straty mocy ΔP są stałe to straty energii wyznacza się z zależności:

ΔA = ΔP * t

zwykle obciążenie jest zmienne i zależy między innymi od char. odbiorców itp. energia pobrana z sieci w takich przypadkach:

Energię dobową pobraną z sieci na podstawie półgodzinnych pomiarów wartości mocy P_k określić możemy z zależności:

Na podstawie wykresów dobowych tworzy się roczny wykres obciążeń, uporządkowany od mocy największej w czasie roku do najmniejszej. Powierzchnia pomiędzy krzywą mocy a osią czasu zastępuje się równoważnym prostokątem o wysokości P_s i czasie T - zwanym rocznym czasem użytkowania mocy szczytowej, char. stopień wykorzystania urządzeń. Czas wyznaczamy:

T=A/P_s

12. Podział, rodzaje i skutki zwarć w sieciach elektroenergetycznych.

Przyczyny powstawania zwarć:

a) elektryczny

b) nieelektryczny

Skutki przepływu prądu zwarciowego:

a) dynamiczne

b) cieplne

c) możliwość wypadnięcia generatorów z synchronizmu

Podział zwarć:

a) symetryczne - wszystkie fazy obciążone są symetrycznie prądem zwarciowym

b) niesymetryczne - wszystkie fazy obciążone są niesymetrycznie prądem zwarciowym.

Najczęstsze zwarcia:

a) 1 - fazowe z ziemią

b) podwójne zwarcia z ziemią i zwarcia 2-fazowe

c) zwarcia 2-fazowe

d) zwarcia 3-fazowe

13. Prądy zwarciowe w sieciach z izolowanym punktem zwarciowym oraz metody ich ograniczania.

Prądy 1-fazowe zwarcia ogranicza się do wartość, przy której zachodzi samo gaszenie łuku elektrycznego. Dopuszczalna wartość prądu zwarcia 1-fazowego z ziemią:

a) dla linii napowietrznych i napowietrzno-kablowych - 5 do 30 A

b

.

---