3tom119

3. SIECI ELEKTROENERGETYCZNE 240

nej transformatory 110 kV/SN mają grupę połączeń Yd. W związku z tym dławiki są dołączone do sieci SN za pośrednictwem transformatorów uziemiających o grupie połączeń Zy (rys. 3.48). Transformatory te służą jednocześnie do zasilania urządzeń potrzeb własnych w stacjach 110 kV/SN. W związku z tym, w impedancji uziemienia punktu neutralnego Z^ należy uwzględnić impedanqę transformatora uziemiającego dla składowej symetrycznej kolejności zerowej Z_IO)Tr„ oraz impedancję dławika jioL^

Zpu — Z₍o)Tr„ +J^co-Łj» (3.100)

Prąd zwarciowy określa wzór

h = 3/,

(0) •

^: cU_NcoC_i0)—

cU_N

= Wz

(3.101)

J ^Tru(O) + jcjTp,

Rys. 3.48. Typowy, dla warunków krajowych, układ sieci z uziemionym przez rezystor R lub dławik kompensacyjny D punktem neutralnym sieci SN

7rl — transformator uziemiający (potrzeb własnych). Tr — transformator 110 kV/SN, Tri — transformator SN/nn, R — rezystor uziemiający. Dl — dławik

Sieci z uziemionym przez rezystor punktem neutralnym

W przypadku uziemienia punktu neutralnego przez rezystor o rezystancji R, impedancję uziemienia tego punktu wyznacza się ze wzoru

= — Z_Tr„₍₀) + R (3.102)

Prąd zwarciowy określa wzór

_s/Icf/.y

h — 3/(0) —

Z_X(1) + Z_X(2) +

*(2)"

(■Z*(0)+3Z_rJZ_g)0) ^ 1 Z*<0)+3 Z^+Z,

r<0)

⁺ 3^Z'

(3.103)

gdzie: Z_X(I), Z_x(2j, Z_x(0) — impedancje wzdłużne układu dla składowych symetrycznych kolejności: zgodnej, przeciwnej i zerowej; Z,._l0) — impedancja doziemna linii dla składowej kolejności zerowej; Z_p — impedancja przejścia w miejscu zwarcia.

W obliczeniach prądów zwarć jednofazowych w sieciach z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor nie można na ogół pomijać impedancji: Z_x(l), Z_x(2„ Z_J(0), Z_rf0|i Zp-

3.9.5. Metody ograniczania skutków działania prądów zwarciowych

Stosowane w sieciach metody ograniczania skutków działania prądów zwarciowych można podzielić na trzy grupy:

1. Odpowiednie kształtowanie konfiguracji sieci

Podział sieci na wycinki zasilane z różnych źródeł jest podstawową metodą ograniczającą poziom mocy zwarciowych. Stosuje się rozcinanie połączeń równoległych i sekc-jonowanie szyn. Przyjmuje się na ogół zasadę pracy każdego źródła prądu zwarciowego (seneratora. transformatora, linii zasilającej) na oddzielną sekcję szyn. Stosuje się także rozcinanie sieci dwu- i wielostronnie zasilanych, np. przez odłączenie jednej lub kilku linii zasilających.

2. Wprowadzenie dodatkowych impedancji w obwód prądu zwarciowego

Istotny wpływ na wielkość prądów zwarciowych mają impedancje transformatorów. Podwyższając napięcie zwarcia, a tym samym reaktancję, można ograniczyć prądy zwarciowe po wtórnej stronie transformatora. W Polsce stosuje się transformatory 110 kV/SN o napięciu zwarcia podniesionym do 18%, dwu- lub trójuzwojeniowe.

Prądy zwarciowe można ograniczyć stosując dławiki zwarciowe. Ze względu na miejsce instalowania rozróżnia się: dławiki liniowe — instalowane w' polach liniowych oraz dławiki szynowe — instalowane między sekcjami szyn zbiorczych. Ciekawym rozwiązaniem jest dławik z podmagnesowanym rdzeniem ferromagnetycznym. W normalnych warunkach jego reaktancja jest niewielka. Po przekroczeniu pewnej granicznej wartości prądu magnesującego reaktancja gwałtownie wzrasta. Obecnie jednak nie zaleca się stosowania dławików. Ich rolę przejmują transformatory z podw^ryższonym napięciem zwarcia.

Jednym z nowych rozwiązań służących do ograniczania prądów zwarciowych jest sprzęgło rezonansowe. Łączy ono dwa punkty sieci o jednakowym napięciu i umożliwia bezzwłoczne ograniczenie prądu zwarciowego w chwili zwarcia. Dzięki rezonansowi zachodzącemu w normalnych warunkach pracy jego impedancja jest bliska zeru. Natomiast przy przepływie prądu zwarciowego rezonans zostaje rozstrojony, a duża całkowita impedancja sprzęgła powoduje ograniczanie przenoszonego prądu zwarciowego.

3. Stosowanie bardzo szybkich urządzeń do odłączania obwodów zwartych

Należą tu szybkie bezpieczniki i ograniczniki mocy zwarciowej. Przerywają prąd zwarciowy w czasie krótszym niż 1/4 okresu, nie dopuszczając do przepływu maksymalnego prądu zwarciowego.

W Polsce w sieciach średnich i niskich napięć do przerywania niedużych prądów zwarciowych stosuje się bezpieczniki. Do przerywania dużych prądów zwarciowych (do 40 kA) w sieciach średnich napięć stosuje się ograniczniki, w których najczęściej przerw anie głównego toru prądow ego następuje dzięki wybuchowi ładunku pobudzonego przez układ elektroniczny mierzący szybkość narastania prądu.

3.10. Regulacja napięcia i mocy biernej

3.10.1. Poziomy napięć w sieciach

Regulacja napięcia ma na celu uzyskanie właściwego poziomu napięcia, określonego dopuszczalnymi wartościami odchyleń napięcia.

Odchylenie napięcia jest to różnica między rzeczywistą wartością napięcia w danym punkcie sieci a wartością znamionową. Może być ono wyrażone w procentach wartości

16 Poradnik inżyniera elektryka tom 3