3. SIECI ELEKTROENERGETYCZNE 228
3.9.3.I. Impedancje zwarciowe urządzeń elektrycznych
Sieć zasilająca. Jeżeli zwarcie (rys- 3.35) jest zasilane z sieci, dla której są znane: moc zwarciowa początkowa S£e lub prąd zwarciowy początkowy w miejscu przyłączenia zasilania Q, to należy określić zastępczą impedancję zwarciową sieci dla składowej symetrycznej kolejności zgodnej (ZQ,) odniesioną do dolnego napięcia transformatora, ze wzoru
Zr)- — ■
cUj*
Su
■ve
kQ
CUNQ
V/3
K2
(3.61)
gdzie: UNQ — napięcie sieci zasilającej w miejscu O; S'iQ — moc zwarciowa obliczeniowa sieci zasilającej w miejscu Q; I'iQ — prąd zwarciowy w miejscu Q; c — współczynnik napięciowy; K — znamionowa przekładnia transformatora.
Dla sieci zasilających o napięciach znamionowych wyższych od 35 kV, złożonych z linii napowietrznych, można impedancję zastąpić reaktancją, tzn.
Ze = 0+jXQ, (3.62)
W pozostałych przypadkach, jeżeli nie jest znana rezystancja Re, sieci zasilającej, można przyjąć
Rqi — 0,1 Jfę, ^Qt — 0,995Zq, (3.63)
Impedancję zwarciową sieci dla składowej symetrycznej kolejności zerowej zwykle pomija się.
Transformatory. Impedancje zwarciowe dla składowej symetrycznej kolejności zgodnej transformatorów dwuuzwojeniowych i trójuzwojeniowych oblicza się wg zasad podanych w p. 3.1.4. Rezystancja dużych transformatorów jest na tyle mała, że w obliczeniach amplitudy prądów zwarciowych impedancja może być zastąpiona reaktancją. Rezystancja powinna być uwzględniona przy obliczeniach prądu udarowego ip oraz składowej nieokresowej iDC-
Impedancja zwarciowa dla składowej symetrycznej kolejności zerowej ZTn0, = = ^Tr(o)+jZXt(0| transformatora o dwóch lub więcej uzwojeniach powinna być określona przez wytwórcę.
Linie napowietrzne i kablowe. Impedancje zwarciowe dla składowej symetrycznej kolejności zgodnej ZL = RL+jX, wyznacza się wg zasad podanych w p. 3.1.4.
Impedancje dla składowej symetrycznej kolejności zerowej zależą od budowy linii. W liniach napowietrznych zmieniają się w przedziale
R{0, = (2-4)R(„ Z(0) = (2,7-ł-3,6)AT(|, (3.64)
Istotny wpływ ma tu brak lub obecność przewodów odgromowych.
W liniach kablowych, w zależności od konstrukcji kabla i impedancji uziemienia powłoki metalowej, przyjmują wartości
R(0) = (1-3)R(1, X(o) = (3-H5)2f(|) (3.65)
Dławiki zwarciowe. Reaktancjc dławików wyznacza się na podstawie wzorów podanych w p. 3.1.4. Reaktancje zwarciowe dla składowych symetrycznych kolejności: zgodnej, przeciwnej i zerowej są równe, jeżeli istnieje symetria geometryczna.
Silniki indukcyjne. Impedancje ich uwzględnia się, jeśli suma prądów znamionowych jest większa niż jeden procent prądu zwarciowego początkowego obliczonego bez udziału silników.
Impedancję ZM = Rs<+ jXM silników indukcyjnych dla składowych symetrycznych kolejności zgodnej i przeciwnej można wyznaczyć ze wzoru (3.66)
1 |
VsM |
1 |
* k NM |
Ilr |
\/3 f.VM |
I LR |
Sy.\{ |
f.VM |
INM |
gdzie: l/„ M — napięcie znamionowe silnika; / vv( — prąd znamionowy silnika; SlVM — moc znamionowa pozorna silnika; lut/hsi — stosunek prądu przy nieruchomym wirniku do prądu znamionowego silnika.
Można przyjąć z zadowalającą dokładnością następujące wartości:
— dla silników SN o mocy znamionowej odniesionej do par biegunów PKM 2= 1 MW
Rsl:Xu = 0,10 oraz X ,4 = 0,955ZM - dla silników’ SN o mocy Pssi < 1 MW
R„/X„ = 0,15 oraz Xu = 0,989Z.M — dla grup silników nn połączonych kablami
R„/Xu = 0,42 oraz XM = 0,922Z.«
Generatory. Przy obliczaniu prądów zwarciowych początkowych w sieciach zasilanych z generatorów, wyznacza się impedancje generatorów’ dla składowej symetrycznej kolejności zgodnej wg wzoru
Z0k = K0Zg = Kc(Rg+j2Q (3.67)
Współczynnik korekcyjny określa wzór
Ka =
Us
0 KG
emax
1 +x'j sin<p,vo
(3.68)
gdzie: c^x — współczynnik napięciowy (tabl. 3.10); USG — napięcie znamionowe generatora; Us — napięcie znamionowe sieci; Z0K — skorygowana impedancja generatora; ZG — impedancja generatora (ZG—RG+ j3Q: x'j — reaktancja podprzejściowa generatora odniesiona do jego impedancji znamionowej (x'j - X'j/Z vc); tpyG — przesunięcie fazowe między /va oraz UlVG.
Można stosowrać z zadowalającą dokładnością następujące wartości R(i:
Rc = 0.05Xj dla generatorów o UNG > 1 kV oraz SlVC > 100 MV - A;
Rc = 0,07X'J dla generatorów o UNG > 1 kV oraz SN0 < 100 MV-A;
Rc = 0,15Xj dla generatorów o UNG < 1000 V.
Przyjmuje się impedancje zwarciowe dla składowych symetrycznych kolejności
przeciwnej i zerowej generatorów synchronicznych wg zależności
Zon, = ZGK = KcZa (3.69)
z wyjątkiem generatorów jednobiegunowych, których X'j różni się od X"", dla których przyjmuje się
(3.70)
oraz
(3.71)
W normie [3.10] wielkości znamionowe wyróżnia się indeksem r.