3tom113

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 (Z_Q,) odniesioną do dolnego napięcia transformatora, ze wzoru

Zr)- — ■

cUj*

■ve

CU_NQ

V^/3

K²

(3.61)

gdzie: U_NQ — napięcie sieci zasilającej w miejscu O; S'i_Q — moc zwarciowa obliczeniowa sieci zasilającej w miejscu Q; I'i_Q — 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.

Z_e = 0+jX_Q, (3.62)

W pozostałych przypadkach, jeżeli nie jest znana rezystancja R_e, 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 i_poraz składowej nieokresowej i_DC-

Impedancja zwarciowa dla składowej symetrycznej kolejności zerowej Z_Tn0, = = ^Tr(o)+jZ_Xt(0| transformatora o dwóch lub więcej uzwojeniach powinna być określona przez wytwórcę.

Linie napowietrzne i kablowe. Impedancje zwarciowe dla składowej symetrycznej kolejności zgodnej Z_L = R_L+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 Z_M = R_s<+ jX_M silników indukcyjnych dla składowych symetrycznych kolejności zgodnej i przeciwnej można wyznaczyć ze wzoru (3.66)

VsM

k NM

Ilr

\/3 f.VM

I LR

Sy.\{

f.VM

INM

gdzie: l/„ _M — napięcie znamionowe silnika; / _vv( — prąd znamionowy silnika; S_lVM — 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 P_KM 2= 1 MW

R_sl:X_u = 0,10 oraz X ,₄ = 0,955Z_M- dla silników’ SN o mocy P_ssi < 1 MW

R„/X„ = 0,15 oraz X_u = 0,989Z._M— dla grup silników nn połączonych kablami

R„/X_u = 0,42 oraz X_M = 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 = K₀Z_g = K_c(R_g+j2Q (3.67)

Współczynnik korekcyjny określa wzór

K_a =

0 KG

emax

1 +x'j sin<p,vo

(3.68)

gdzie: c^_x — współczynnik napięciowy (tabl. 3.10); U_SG — napięcie znamionowe generatora; U_s — napięcie znamionowe sieci; Z_0K — skorygowana impedancja generatora; Z_G — impedancja generatora (Z_G—R_G+ j3Q: x'j — reaktancja podprzejściowa generatora odniesiona do jego impedancji znamionowej (x'j - X'j/Z _vc); tp_yG — przesunięcie fazowe między /_va oraz U_lVG.

Można stosow^rać z zadowalającą dokładnością następujące wartości R_(i:

R_c = 0.05Xj dla generatorów o U_NG > 1 kV oraz S_lVC > 100 MV - A;

R_c = 0,07X'J dla generatorów o U_NG > 1 kV oraz S_N0 < 100 MV-A;

R_c = 0,15Xj dla generatorów o U_NG < 1000 V.

Przyjmuje się impedancje zwarciowe dla składowych symetrycznych kolejności

przeciwnej i zerowej generatorów synchronicznych wg zależności

Zon, = Z_GK = K_cZ_a (3.69)

z wyjątkiem generatorów jednobiegunowych, których X'j różni się od X"", dla których przyjmuje się

(3.70)

oraz

(3.71)

Z_Giot — K₀(R_ao^ jXf₀lcn)

W normie [3.10] wielkości znamionowe wyróżnia się indeksem r.

3tom113

3tom113

ZGiot — K0(Rao^ jXf0lcn)

Z_Giot — K₀(R_ao^ jXf₀lcn)