Zwarcia w systemach elektroenergetycznych

Piotr Kacejko, Jan Machowski, Paweł Pijarski, Adam Smolarczyk

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-22179-9

DOI:

https://doi.org/10.53271/2021.039

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2022

Liczba stron:

778

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Kacejko, Piotr; Machowski, Jan; Pijarski, Paweł; Smolarczyk, Adam. Zwarcia w systemach elektroenergetycznych. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2022, 778 s. ISBN 978-83-01-22179-9, doi: https://doi.org/10.53271/2021.039

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Kacejko, P.

A1 Machowski, J.

A1 Pijarski, P.

A1 Smolarczyk, A.

T1 Zwarcia w systemach elektroenergetycznych

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2022

SN 978-83-01-22179-9

DOI https://doi.org/10.53271/2021.039

Bibliografia BibTex:

@Book{ 264473, author = "Kacejko, Piotr and Machowski, Jan and Pijarski, Paweł and Smolarczyk, Adam", editor = "", title = "Zwarcia w systemach elektroenergetycznych", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2022", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-22179-9", doi = "https://doi.org/10.53271/2021.039" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Kacejko, Piotr

AU - Machowski, Jan

AU - Pijarski, Paweł

AU - Smolarczyk, Adam

ED -

TI - Zwarcia w systemach elektroenergetycznych

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2022

SN - 978-83-01-22179-9

ER -

DOI - https://doi.org/10.53271/2021.039

Netografia (standard APA):

Kacejko, Piotr; Machowski, Jan; Pijarski, Paweł; Smolarczyk, Adam. Zwarcia w systemach elektroenergetycznych [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2022 [dostęp: 23 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/zwarcia-w-systemach-elektroenergetycznych-piotr-kacejko-jan-machowski-264473. doi: https://doi.org/10.53271/2021.039

system elektroenergetyczny, zwarcia w sieciach, ograniczanie prądów zwarcia, norma zwarciowa, przykłady obliczeń, symulacje przebiegów zwarciowych

Wydawnictwo PWN ma zaszczyt przedstawić najnowsze, czwarte uaktualnione i rozszerzone wydanie uznanej książki z dziedziny elektrotechniki: ZWARCIA W SYSTEMACH ELEKTROENERGETYCZNYCH.

Książka ta traktuje o zagrożeniach i przeciwdziałaniach za...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-22179-9

DOI:

https://doi.org/10.53271/2021.039

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2022

Liczba stron:

778

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Oznaczenia13
1. Wiadomości ogólne 19
1.1. Wprowadzenie19
1.2. Przyczyny i skutki zwarć19
1.3. Cele obliczeń zwarciowych24
1.4. Zagadnienia zwarciowe w statystyce26
1.5. Zwarcia a ekonomika32
1.6. Jednostki względne33
2. Przebiegi zwarciowe i charakteryzujące je wielkości 38
2.1. Wprowadzenie38
2.2. Zwarcie trójfazowe generatora synchronicznego39
2.2.1. Wybrane prawa elektrotechniki39
2.2.2. Prądy zwarciowe przy pominięciu rezystancji uzwojeń43
2.2.3. Prądy zwarciowe przy uwzględnieniu rezystancji uzwojeń47
2.2.4. Obrazy strumieni i reaktancje zastępcze49
2.2.5. Wzory na prądy zwarciowe51
2.2.6. Wpływ asymetrii magnetycznej wirnika54
2.2.7. Wpływ regulacji napięcia57
2.2.8. Wpływ obciążenia wstępnego59
2.3. Wielkości charakteryzujące prądy zwarciowe60
2.4. Zwarcia dwufazowe62
2.4.1. Prądy zwarciowe62
2.4.2. Wpływ asymetrii magnetycznej wirnika67
2.5. Wpływ lokalizacji zwarcia69
2.6. Zwarcie zacisków silnika indukcyjnego72
2.7. Specyfika zwarć doziemnych75
2.7.1. Zwarcie i wyłączenie zwarcia w obwodzie z pojemnościami76
2.7.2. Zwarcie w sieci z izolowanym punktem neutralnym79
2.7.3. Zwarcie w sieci z punktem neutralnym uziemionym za pomocą dławika88
2.7.4. Zwarcie w sieci z punktem neutralnym uziemionym za pomocą rezystora93
2.7.5. Zwarcie w sieci z punktem neutralnym uziemionym bezpośrednio95
2.8. Rezystancja w miejscu zwarcia (rezystancja przejścia)96
2.9. Połączenia prądu stałego99
2.9.1. Układy połączeń prądu stałego i ich regulatory100
2.9.2. Zwarcie po stronie prądu stałego103
2.9.3. Zwarcie w systemie prądu przemiennego po stronie prostownika105
2.9.4. Zwarcie w systemie prądu przemiennego po stronie falownika106
2.10. Wpływ farm wiatrowych na zwarcia w sieci108
2.10.1. Zwarcia bliskie108
2.10.2. Zwarcia odległe119
3. Metoda składowych symetrycznych121
3.1. Wprowadzenie121
3.2. Trójfazowy element sieciowy122
3.3. Wartości i wektory własne macierzy124
3.4. Przekształcenie 0, 1, 2126
3.5. Interpretacja elektryczna składowych symetrycznych129
3.6. Impedancje sieci składowych symetrycznych136
3.7. Moc pozorna w składowych fazowych i symetrycznych139
3.8. Inne przekształcenia139
4. Modele elementów systemu elektroenergetycznego 141
4.1. Wprowadzenie141
4.2. Generatory synchroniczne141
4.2.1. Schematy zastępcze we współrzędnych d, q142
4.2.2. Schematy zastępcze dla składowych symetrycznych146
4.2.3. Schematy zastępcze przy pominięciu asymetrii wirnika149
4.3. Napowietrzne linie elektroenergetyczne150
4.3.1. Modele dla stanów ustalonych i nieustalonych wolnozmiennych150
4.3.2. Pojęcie obwodu ziemnopowrotnego155
4.3.4. Modelowanie wpływu przewodów odgromowych i wiązkowych165
4.3.5. Modelowanie linii dwutorowych i wielotorowych172
4.3.6. Specyfika linii niskiego napięcia179
4.3.7. Linie napowietrzne SN wykonane przewodami izolowanymi181
4.3.8. Wyznaczanie pojemności linii napowietrznych181
4.3.10. Parametry typowych linii napowietrznych WN i NN spotykanych w elektroenergetyce krajowej185
4.3.9. Fizyczny, trójfazowy model linii napowietrznej185
4.4. Linie kablowe189
4.4.1. Parametry podłużne linii kablowych191
4.4.2. Parametry poprzeczne linii kablowych202
4.5. Transformatory energetyczne205
4.5.1. Dwa uzwojenia sprzęgnięte magnetycznie205
4.5.2. Przykładowe parametry transformatorów210
4.5.3. Modele transformatorów dwu- i trójuzwojeniowych dla składowej zgodnej213
4.5.4. Modele transformatorów dwu- i trójuzwojeniowych dla składowej zerowej223
4.5.5. Modele transformatorów wielouzwojeniowych235
4.5.6. Modele przesuwników fazowych247
4.5.7. Transformacja prądów zwarciowych274
4.6. Odbiory285
4.6.1. Odbiory kompleksowe285
4.6.2. Silniki indukcyjne285
4.6.3. Silniki synchroniczne286
4.7. Modele OZE do analiz zwarciowych287
4.7.1. Modelowanie farm wiatrowych287
4.8. Podsystemy zewnętrzne289
4.7.2. Modelowanie farm fotowoltaicznych289
4.9. Rezystancja łuku zwarciowego294
5. Zwarcia w sieciach z bezpośrednio uziemionym punktem neutralnym 301
5.1. Wprowadzenie301
5.2. Zwarcia pojedyncze301
5.2.1. Zwarcie trójfazowe302
5.2.2. Zwarcie jednofazowe306
5.2.3. Zwarcie dwufazowe314
5.2.4. Zwarcie dwufazowe z ziemią317
5.2.5. Zestawienie wzorów324
5.2.6. Zwarcia w innych fazach324
5.2.7. Przykłady obliczeń327
5.3. Przerwy w fazach339
5.3.1. Przerwa w trzech fazach340
5.3.2. Przerwa w dwóch fazach341
5.3.3. Przerwa w jednej fazie343
5.4. Zakłócenia wielokrotne345
5.4.1. Zwarcia podwójne dwumiejscowe346
5.4.2. Podwójne zwarcie jednofazowe348
5.4.3. Inne zakłócenia wielokrotne353
6. Zwarcia doziemne w sieciach SN 355
6.1. Wprowadzenie355
6.2. Sieci z izolowanym punktem neutralnym362
6.3. Sieci z punktem neutralnym uziemionym przez dławik370
6.4. Sieci z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor376
7. Zalecenia normatywne 383
7.1. Wprowadzenie383
7.2. Standaryzacja obliczeń zwarciowych384
7.3. Obliczenia według normy PN-74/E-05002385
7.4. Ogólna charakterystyka normy PN-EN 60909-0386
7.4.1. Podstawowe definicje, symbole i założenia386
7.4.2. Modelowanie elementów sieci389
7.4.3. Specyfika obliczeń zwarć w pobliżu generatorów393
7.4.4. Uwzględnianie wpływu silników indukcyjnych na prąd zwarcia393
7.5. Obliczanie wielkości zwarciowych według zaleceń normy PN-EN 60909-0394
7.5.1. Początkowy symetryczny prąd zwarcia394
7.5.2. Zwarcia dwufazowe399
7.5.3. Zwarcia dwufazowe z ziemią400
7.5.4. Zwarcie jednofazowe z ziemią401
7.5.5. Udarowy prąd zwarcia401
7.5.6. Prąd wyłączeniowy405
7.5.7. Ustalony prąd zwarcia409
7.6. Obliczanie cieplnego efektu prądu zwarcia411
7.7. Podstawy teoretyczne metody korygowania wartości impedancji elementów414
8. Metody ograniczania prądów zwarcia 416
8.1. Wprowadzenie416
8.2. Metody związane z powiększaniem impedancji zwarciowej419
8.2.1. Dławiki zwarciowe419
8.2.2. Transformatory z uzwojeniami dzielonymi421
8.2.3. Kształtowanie struktury sieci423
8.3. Urządzenia ograniczające wartość prądu zwarcia425
8.3.1. Bezpieczniki i ograniczniki425
8.3.2. Sprzęgła rezonansowe426
8.3.3. Szybkie łączniki tyrystorowe426
8.3.4. Elementy nieliniowe wyzwalane temperaturowo427
9. Przykłady obliczeń zwarciowych 435
9.1. Wprowadzenie435
9.2. Analiza zwarć trójfazowych w prostych układach sieciowych436
9.3. Wyznaczanie wielkości zwarciowych w prostych układach sieciowych438
9.4. Wyznaczanie wielkości zwarciowych dla zwarć niesymetrycznych444
9.5. Wymiana transformatora 110/SN na jednostkę o większej mocy – konsekwencje zwarciowe459
9.6. Analiza zwarć między generatorem a transformatorem blokowym462
9.7. Analiza zwarciowa z udziałem źródeł OZE464
9.8. Analiza zwarciowa w złożonych układach sieciowych475
10. Obliczenia komputerowe497
10.1. Wprowadzenie497
10.2. Macierzowe równia sieci498
10.2.1. Równania węzłowe498
10.2.2. Łączenie sieci501
10.2.3. Przekształcanie sieci przez eliminację węzłów503
10.2.4. Związki między macierzą admitancyjną i impedancyjną507
10.3. Modelowanie i analiza zwarć w sieci wielowęzłowej511
10.3.1. Zależności podstawowe511
10.3.2. Wyznaczanie prądów w miejscu zwarcia514
10.3.3. Rozpływ prądów zwarciowych517
10.3.4. Impedancja Thevenina widziana z dwóch węzłów sieci522
10.4. Wyznaczanie macierzy impedancyjnej metodą przyłączania gałęzi525
10.4.1. Metoda El-Abiada525
10.4.2. Dodanie nowego węzła w istniejącej gałęzi531
10.5. Zastosowanie faktoryzacji macierzy admitancyjnej węzłowej533
10.5.1. Podstawy metody faktoryzacji534
10.5.2. Uwagi o realizacji numerycznej algorytmu faktoryzacji539
10.5.3. Technika macierzy rzadkich543
10.6. Obliczanie parametrów ekwiwalentów zwarciowych548
10.6.1. Zależności matematyczne548
10.6.2. Zastosowanie metody przyłączania gałęzi549
10.6.3. Zastosowanie metody faktoryzacji549
10.6.4. Problemy wymiany ekwiwalentów549
10.7. Przykład programu zwarciowego551
10.7.1. Program SCC – uwagi wstępne553
10.7.2. Program SCC – dane wejściowe554
10.7.3. Program SCC – obsługa567
10.7.4. Program SCC – obliczenia zwarciowe573
11. Symulacyjne wyznaczanie przebiegów zwarciowych581
11.1. Wprowadzenie581
11.2. Generatory synchroniczne i wzbudnice585
11.2.1. Generatory synchroniczne585
11.2.2. Wzbudnice i regulatory napięcia generatorów synchronicznych597
11.3. Silniki602
11.4. Linie elektroenergetyczne609
11.4.1. Modele trójfazowe wykorzystujące elementy skupione609
11.4.2. Modele składowych symetrycznych wykorzystujące elementy skupione610
11.4.3. Modele łańcuchowe611
11.4.4. Modele falowe613
11.5. Transformatory617
11.5.1. Modele składowych symetrycznych wykorzystujące elementy skupione617
11.5.2. Modele trójfazowe wykorzystujące elementy skupione621
11.6. Łuk elektryczny623
11.6.1. Dynamiczny model łuku pierwotnego623
11.6.2. Statyczny model łuku pierwotnego628
11.6.3. Dynamiczny model łuku wtórnego630
11.7. Farmy wiatrowe634
11.7.1. Turbiny wiatrowe635
11.7.2. Elektrownia wiatrowa z prądnicą indukcyjną dwustronnie zasilaną636
11.7.3. Elektrownia wiatrowa z prądnicą synchroniczną648
11.8. Elektrownie fotowoltaiczne653
11.9. Numeryczne aplikacje modeli658
11.9.1. Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych658
11.9.2. Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowo-algebraicznych662
11.9.3. Różnicowe modele elementów sieci663
11.9.4. Różnicowe równania sieci669
11.10. Programy symulacyjne671
11.11. Przykłady symulacji692
11.11.1. Zwarcia w linii jednotorowej WN693
11.11.2. Zwarcia w linii dwutorowej WN702
11.11.3. Zwarcia doziemne w sieci SN705
11.11.4. Zwarcie w sieci z przesyłem prądem stałym (HVDC)710
11.11.5. Zwarcie wewnętrzne w transformatorze714
11.11.6. Zwarcie w układzie z generatorem synchronicznym715
11.11.7. Zwarcie w układzie z elektrownią wiatrową717
11.11.8. Zwarcie w układzie z farmą fotowoltaiczną721
11.12. Symulatory działające w czasie rzeczywistym727
Literatura 743
D. Systemy testowe757
D.1. System testowy 3G757
D.2. System testowy 7G759
D.3. System testowy New England762
D.4. System testowy KZ769
D.5. System testowy EC770
O autorach775

2.Przebiegizwarcioweicharakteryzującejewielkości

setnychczęścisekundy.Indeks„bis”przystałej

″wskazujenajejpodobieństwo

dostałychczasowych

″,

″generatorasynchronicznego.Powstałąwwynikunagłej

zmianystanupracysilnikaskładowąokresowąprądustojanatraktujesięzatempo-

dobniejakprądpodprzejściowymaszynysynchronicznej.

Wschemaciezastępczym,wchwilinagłejzmianystanupracy,silnikindukcyjny

zastępujesięreaktancjąpodprzejściowąX″orazzastępcząsiłąelektromotorycz-

nąE″zatąreaktancją.Zewzględunacylindrycznykształtwirnikaoporymagne-

tycznewosiwzdłużnejipoprzecznejsilnikasąjednakowe,azatemireaktancje

wtychosiachsąjednakowe.ReaktancjapodprzejściowaX″silnikaindukcyjnego

jestrównareaktancjisilnikaprzyzahamowanymwirniku.Reaktancjętę,wyrażoną

wjednostkachwzględnych,określasięjakoodwrotnośćkrotnościprądurozrucho-

wegowstosunkudoprąduznamionowego.Wzależnościodtypuimocysilnika

wartośćreaktancjiX″wahasięwzakresie0,2÷0,35.Podobniejakwprzypadku

maszynysynchronicznejzastępczasiłaelektromotorycznaE″charakteryzujesię

niezmiennąwartościąprzeditużpowystąpieniuzwarciaE″(0

-)=E″(0+).

Wartoteżzauważyćistotnąróżnicęmiędzysilnikiemindukcyjnymagenerato-

remsynchronicznym.Silnikniema(jakgeneratorsynchroniczny)turbinynapędza-

jącejiutrzymującejstałąprędkośćobrotową.Wręczprzeciwnie,silniksamnapę-

dzajakieśurządzenie.Wchwilitużprzedzwarciemwirniksilnikainapędzanego

urządzeniamająpewnąenergiękinetyczną.Pozwarciuzasilaniasilnikaenergiata

wyzwalasię,podtrzymującprędkośćobrotową,którajednakwwynikumomentu

hamującegonapędzanegourządzeniazmniejszająsięzczasemdozera.Oznaczato,

żewyżejopisaneskładoweokresowei

L1ac,i

L2ac,i

L3ac,i

Dacniemająstałegookresu

(jakwprzypadkugeneratorasynchronicznego),leczwmiaręmaleniaprędkości

obrotowejichokressięwydłuża.

Wskutekszybkiegozanikaniawszystkichskładowychprądóworazzwiększania

okresuskładowychokresowych,wrzeczywistychprzebiegachprądówzauważasię

częstojedyniejednąfalęprąduizanikaniedozera.Fakttenilustrujerys.2.25,na

którympokazanoprzebiegizarejestrowaneprzyzwarciuzaciskównieobciążonego

silnikaindukcyjnegotypuSf80-4AomocyznamionowejP

r=0,55kW.

Powyższyopisdotyczyprzebieguprądówzwarciowychwsilnikuprzywystą-

pieniuzwarcianajegozaciskach.Wprzypadkuzwarciawsieci(zwłaszczasieci

SN)silnikiindukcyjneoddziałująwtensposób,żeichdużeprądy,pojawiającesię

wtrakciezakłócenia,mogązwiększaćprądyzwarciowewsieci.Uwidaczniasięto

szczególniewewzrościemaksymalnychwartościprąduzwarciowego(prąduuda-

rowego).Wniektórychprzypadkachjestonbardzoznaczący–rzędu50%,naprzy-

kładwukładachoznacznejkoncentracjidużychjednosteknapędowych(np.wroz-

dzielniachpotrzebwłasnychelektrownicieplnych).

Przyzwarciachdwufazowychsilnikjestzasilanyjednofazowoidomagnesowy-

wanyodstronysieci.Pozanikuprocesuprzejściowegonastępujeniesymetryczny

Brak wyników

Zwarcia w systemach elektroenergetycznych

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra