3tom112

3. SIECI ELEKTROENERGETYCZNE 226

oraz kablowych ze skompensowanym prądem ziemnozwarciowym. Znacznie groźniejsze zwarcie o łuku przerywanym powoduje przepięcia nieustalone w fazach zdrowych o amplitudzie osiągającej kilkakrotną wartość napięcia fazowego. Do przepięć nieustalonych nic dochodzi, jeśli zwarcie lukowe ma charakter zwarcia o luku trwałym lub zbliżonym do trwałego.

Zwarcia łukowe mogą powodować uszkodzenie izolacji urządzeń i tym samym stwarzać niebezpieczeństwo porażenia ludzi lub przejścia zwarcia jednofazowego w zwarcie wielofazowe. Przechodzenie zwarć jednofazowych w sieciach SN w zwarcia o charakterze łukowym ogranicza kompensacja. Włączenie dławika pomiędzy punkt neutralny sieci a ziemię lub — w przypadku braku dostępu do punktu neutralnego — zastosowanie transformatora gaszącego zmniejsza prąd zwarciowy oraz powoduje znacznie wolniejsze wzrastanie napięcia powrotnego na przerwie bezlukowej.

3.9.3. Metoda obliczania prądów zwarciowych według polskiej normy

Nowo opracowywana norma [3.10], będąca tłumaczeniem międzynarodowej normy IEC 909(1), dotyczy obliczania prądów zwarciowych:

—    w sieciach trójfazowych prądu przemiennego niskiego napięcia;

—    w sieciach trójfazowych prądu przemiennego wysokiego napięcia do 230 kV, pracujących przy częstotliwości znamionowej (50 lub 60 Hz).

Zgodnie z normą [3.10] oblicza się dwa prądy zwarciowe o różnej amplitudzie:

—    prąd zwarciowy maksymalny, określający wymagane parametry urządzeń elektrycznych;

—    prąd zwarciowy minimalny, stanowiący podstawę doboru bezpieczników, nastawiania zabezpieczeń i sprawdzania warunków rozruchu silników.

Poniżej podano definicje pojęć wg normy [3.10]:

Prąd zwarciowy okresowy — wartość skuteczna składowej okresowej prądu zwarciowego obliczeniowego przy pomijalnej wartości ewentualnej składowej nieokresowej.

Prąd zwarciowy początkowy /[' — wartość skuteczna składowej okresowej prądu zwarciowego obliczeniowego w chwili powstania zwarcia, jeśli impedancja zachowuje wartość początkową.

Moc zwarciowa obliczeniowa S[— wartość fikcyjna zdefiniowana jako iloczyn prądu zwarciowego początkowego I"_k, napięcia znamionowego sieci V_s i współczynnika _N/T, czyli

S’i = JJr_tU_N    (3.59)

Prąd zwarciowy nieokresowy — wartość średnia między obwiednią górną i dolną prądu zwarciowego, malejąca od wartości początkowej do zera.

Prąd zwarciowy udarowy i_p — maksymalna wartość chwilowa obliczeniowego prądu zwarciowego.

Prąd zwarciowy symetryczny I_b — wartość skuteczna jednego pełnego okresu składowej okresowej obliczeniowego prądu zwarciowego w chwili rozdzielenia styków pierwszego bieguna łącznika.

Prąd zwarciowy ustalony l_k — wartość skuteczna prądu zwarciowego, występującego po wygaśnięciu zjawisk przejściowych.

Zastępczy obwód elektryczny — model służący do opisu zachowania się obwodu za pomocą sieci złożonej z elementów idealnych.

Źródło napięciowe zastępcze cU_N/y/3 — napięcie źródła idealnego przyłożonego w miejscu zwarcia, w schemacie dla składowej symetrycznej zgodnej, pozwalającego obliczać prąd zwarciowy.

Współczynnik napięciowy c — stosunek napięcia źródła zastępczego do napięcia znamionowego sieci U_s podzielonego przez _v'3. Wartość współczynnika podano w tabl. 3.10.

Tablica 3.10. Współczynnik napięciowy c

Napięcie znamionowe v„	Współczynnik napięciowy c do obliczania prądu zwarciowego
	maksymalnego	minimalnego ^■mln
Niskie napięcia do 1000 V: a) 230/400 V	1.00	0,95
b) inne napięcia	1,05	1.00
Średnie napięcia od 1 kV do 35 kV	1,10	1,00
Średnic i wysokie napięcia od 35 kV do 230 kV	1.10	1.00

Prąd zwarciowy cieplny /,_h — ustalona wartość skuteczna prądu zastępczego, który wydzieli w torze prądowym, w czasie trwania zwarcia T_k, taką samą ilość ciepła jak prąd zwarciowy i(t), zgodnie z zależnością r,

IiT_k = f i(t)²dt    (3.60)

o

Schematy zastępcze obwodu zwarciowego. Wprowadza się źródło napięciowe zastępcze do schematu zastępczego (rys. 3.35). Źródło zastępcze jest jedynym źródłem aktywnym w sieci. Wszystkie źródła rzeczywiste (linie zasilające, maszyny synchroniczne i asynchroniczne) zastępuje się ich impedancjami wewnętrznymi. Pomija się wszystkie pojemności linii i admitancje włączone równolegle do obciążeń nie wirujących z wyjątkiem pojemności i admitancji w układzie zerowym.

Rys. 3.35. Przykład schematu zastępczego sieci do obliczeń prądów zwarciowych: a) schemat sieci; b) schemat zastępczy sieci

Dla zwarcia trójfazowego symetrycznego wyznacza się impedancję zwarciową dla składowej symetrycznej kolejności zgodnej Z(i) — Z_k widzianą z miejsca zwarcia.

Dla zwarcia dwufazowego izolowanego od ziemi wyznacza się impedancje zwarciowe dla składowych symetrycznych kolejności zgodnej Z_(l) i przeciwnej Z₍₂₎.

Wartości impedancji dla składowych symetrycznych kolejności zgodnej i przeciwnej są różne jedynie dla maszyn wirujących. Dla zwarć odległych od generatorów dopuszcza się przyjęcie Z(i, — Z₍₁₎. W przypadku zwarć z ziemią wyznacza się dodatkowo impedancję zwarciową dla składowej symetrycznej kolejności zerowej Z₍₀).

15*