4. Wyznaczenie charakterystycznych wartości zwarciowych

1. Zwarcie na szynach 6 [kV]

Przy zwarciu na szynach 6 [kV] pomijamy wpływ silników i transformatorów.

Poniżej przedstawione są obliczenia dla zwarcia 2 i 3 - fazowego. Ze względu na to, że linie średniego napięcia są liniami z punktem gwiazdowym izolowanym nie wyznacza się wartości prądów zwarcia 1 - fazowego i 2 - fazowego z ziemią. Wyniki przedstawione są w tabeli 1.

Dane znamionowe systemów zasilających zakład przemysłowy:

(moc zwarciową na szynach rozdzielni podaje założenie projektowe)

⇒ U_S = 6 [kV] ,

wyznaczenie impedancji zastępczej obu systemów:

c = 1,1 - dobrane z tabeli 3.1 wykładów doktora Nowaka.

czyli:

gdzie:

gdzie:

gdzie m, n - dobrane współczynniki;

dla
[s]: m = 0 ; n = 1

sekcja 1:

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

2Z_T, bo powinno być |Z_1T + Z_2T|, ale Z_1T = Z_2T

gdzie:

gdzie:
[s]

gdzie m, n - dobrane współczynniki;

dla
[s]: m = 0 ; n = 1

sekcja 1:

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

Tab. 4.1. Charakterystyczne wartości zwarciowe przy zwarciu po stronie 6kV

Z powyższego zestawienia wynika, że zwarcie trójfazowe jest niebezpieczniejsze ze względy na większe prądy zwarciowe.

2. Zwarcie na szynach 0,4 [kV]

Ze względu na duży wpływ silników asynchronicznych na prąd zwarcia należy je uwzględnić przy liczeniu tych prądów. Gdyż spełniona jest poniższa nierówność:

gdzie: P_n - suma mocy znamionowych silników w kW,

S_n - suma mocy znamionowych transformatorów zasilających silniki,

S_z - moc zwarciowa wyznaczona bez udziału silników.

Impedancja grupy silników liczona na podstawie poniższych wzorów, wyniki przedstawione są w tabeli 2. Do silników zaliczamy obrabiarki, wentylatory, suwnice oraz kompresory.

[kVA]

gdzie: P_m - jest to suma mocy silników w danym obiekcie

(zgodnie z zaleceniami z wykładu dr Nowaka)

Tab. 4.2. Moce i impedancje silników w poszczególnych sekcjach

Impedancje transformatorów zasilających:

Tab. 4.3. Dane transformatorów zasilających.

zatem:

a) zwarcie 3 - fazowe:

sekcja 1:

sekcja 2:

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie k = 1,3

gdzie

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

b) zwarcie 2 - fazowe bez udziału ziemi:

sekcja 1:

sekcja 2:

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie

zatem:

sekcja 1:

sekcja 2:

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

Silniki są izolowane od ziemi, zatem:

Opisywany system zasilający jest systemem średniego napięcia, zatem z izolowanym punktem zerowym czyli w przypadku zwarcia 2 - fazowego z ziemią żaden dodatkowy prąd zwarcia nie popłynie od tych systemów. Natomiast uzwojenia wtórne transformatorów są uziemione i tylko od impedancji zerowych tych transformatorów będzie zależeć wartość prądu zwarcia.

gdzie Z_T0 = 0,85*Z_T1

Wartość prądu udarowego
jest nie większa niż wartość prądu udarowego

gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

Jak przy zwarciu 2 - fazowym z ziemią silniki wraz z systemami nie odgrywają tu żadnej roli. Na wartość prądu zwarcia wpływa jedynie impedancja transformatora.

Wartość prądu udarowego zależy właściwie tylko od wartości prądu początkowego zwarcia czyli:

gdzie:

gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

Tab. 4.4. Wartości prądów zwarciowych.