3tom091

3. SIECI ELEKTROENERGETYCZNE 184

Sieć powinna być elastyczna, tzn. dawać się łatwo przystosowywać do zasilania nowych odbiorców i wzrastających obciążeń istniejących. Powinna być możliwie prosta i przejrzysta. I wreszcie powinna zapewnić bezpieczeństwo obsłudze i użytkownikom.

3.1.3. Prądy i napięcia w sieciach

Najbardziej rozpowszechnione są sieci prądu przemiennego o częstotliwości 50 Hz, jednofazowe i trójfazowe [3.1; 3.6]. Do specjalnych zastosowań (piece indukcyjne, piece pojemnościowe itp.) konstruuje się sieci o częstotliwości większej niż 50 Hz.

Prąd stały stosuje się w trakcji elektrycznej, w niektórych zakładach przemysłowych (np. do zasilania elektrolizerów, urządzeń do galwanizacji) oraz do przesyłu dużych mocy na duże odległości (w Polsce nie stosuje się).

W Polsce eksploatuje się obecnie sieci prądu przemiennego o następujących napięciach znamionowych:

— 220 V, 380/220 V, 500 V, 660/380 V;

— 5 kV, 6 kV, 10 kV, 15 kV, 20 kV, 30 kV, 40 kV, 60 kV, 110 kV, 220 kV, 400 kV, 750 kV. Spośród wyżej wymienionych napięć w likwidacji są: 5 kV, 30 kV, 40 kV i 60 kV. Za

przyszłościowe uważa się: 400/230 V (zamiast 380/220 V), 660/380 V, 6 kV (lub 10 kV), 20 kV, 110 kV i400kV. Przy czym 660/380 V i6kV (lub 10kV)są napięciami stosowanymi w zakładach przemysłowych.

Napięcia dzieli się następująco:

— napięcia bezpieczne: do 50 V prądu przemiennego i do 100 V prądu stałego,

— napięcia niskie (nn): nic przekraczające 1 kV,

— napięcia średnie (SN): powyżej 1 kV do 110 kV,

— napięcia wysokie (WN): 110 kV,

— napięcia najwyższe (NN): 220 kV i 400 kV,

— napięcia uhrawysokie (UWN): 750 kV i wyższe.

3.1.4. Elementy sieci

Elementami sieci elektroenergetycznych najczęściej uwzględnianymi w obliczeniach są [3.6; 3.8]: linie elektroenergetyczne, transformatory dwuuzwojcniowe, trójuzwojeniowc i z uzwojeniami dzielonymi, dławiki i kondensatory.

Linie elektroenergetyczne na ogól odwzorowuje się w schematach zastępczych jako czwórnik typu n (rys. 3.1), przy czym w gałęziach poprzecznych uwzględnia się wyłącznie susceptancje pojemnościowe. Wielkościami charakterystycznymi linii są impedancje i admitancje jednostkowe, tj. odniesione do 1 km jej długości. Oznacza się jc przez R’. X', B' i oblicza albo odczytuje z odpowiednich tablic lub wykresów. Impedancje i admitancje całkowite otrzymuje się mnożąc wielkości jednostkowe przez długość linii /

R = R'l X = X'l B = B'l (3.1)

W niektórych obliczeniach (np. przy obliczaniu zwarć trójfazowych) oraz przy odwzorowywaniu sieci nn i SN napowietrznych lub nn kablowych posługujemy się dwójnikami R, X albo tylko X.

Transformatory dwuuzwojeniowe odwzorowuje się bądź za pomocą czwórnika typu T, bądź typu T (rys. 3.1).

Parametry schematu wyznacza się z następujących wzorów:

— rezystancje

R =

AfcuŁ/fy

10"³

(3.2)

— reaktancje

_ A

100 S._v

przy czym

(3.3)

(3.4)

W transformatorach o napięciu zwarcia większym niż 10% przyjmuje się, nie popełniając większego błędu, następujące wartości:

A U~ A £/z(%)

— konduktancje

(3-5)

(3.6)

— susccptancjc

We wzorach: S_N — moc znamionowa, MV-A; U_N — napięcie odniesienia, kV; AP_Cv

— straty mocy czynnej w uzwojeniach, kW; A U_Z(%) — napięcie zwarcia, %; A U

A — straty napięcia na rezystancji i reaktancji; A P_Fc — straty mocy czynnej w rdzeniu, kW; /_0(%) — prąd w stanic jałowym, %.

Transformatory trójuzwojeniowe o różnych napięciach znamionowych uzwojeń odwzorowuje się jako gwiazdę z gałęzią poprzeczną (rys. 3.1).

Rezystancje uzwojeń wyznacza się ze wzorów:

— rezystancje par uzwojeń

(3.8)

i podobnie dla pozostałych par uzwojeń; — rezystancje ramion gwiazdy

R\ [K(I.₂,+ K,1.3,-K(2.3)]

(3.9)

R} — — C^(l-3)+f?(2-3)— ^(1-2)]

Reaktancję uzwojeń określają wzory:

— reaktancje par uzwojeń

&U XQ-2){V.)Un

(3.10)

i podobnie dla pozostałych par uzwojeń;