Obliczanie prądów zwarciowych w systemie elektroenergetycznym

• Autorzy: Baran K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/re.2015.36

Warianty tytułu

EN

Calculating short circuit currents in electrical power systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono rodzaje zwarć. W obliczeniach wielkości zwarciowych posługujemy się normami, które zostały wymienione w artykule. Opisane są wielkości charakterystyczne prądu zwarciowego: prąd zwarciowy początkowy Iκ”, prąd zwarciowy udarowy ip, prąd wyłączeniowy symetryczny Ib , prąd zwarciowy ustalony Iκ, zastępczy cieplny prąd zwarciowy Ith. Źródłem prądu zwarciowego oprócz generatorów są silniki synchroniczne, asynchroniczne i kompensatory synchroniczne. W przykładzie obliczeniowym pokazano, kiedy należy uwzględniać wpływ silników przyłączonych do sieci. Obliczając prądy zwarciowe należy przeliczać impedancje z jednego poziomu na inny, najczęściej na poziom napięcia w miejscu zwarcia. W artykule przedstawiono cel obliczeń zwarciowych. Zwarciu zwykle towarzyszy przepływ prądu o wartości znacznie większej niż w warunkach znamionowych. Prądy zwarciowe mogą wywierać działania cieplne i dynamiczne. Cieplne działanie prądów zwarciowych objawia się zniszczeniem lub stopieniem przewodów, izolacji, urządzeń elektrycznych. Duża wartość prądów zwarciowych przyczynia się do powstania sił dynamicznych, które są groźne dla konstrukcji urządzeń elektrycznych oraz izolatorów. W sieciach z punktem neutralnym izolowanym prądy zwarcia doziemnego nie osiągają dużych wartości, ale ich działanie stwarza niebezpieczeństwo przepięć oraz możliwość porażenia w miejscu zwarcia. W obliczeniach zwarciowych pomija się wszystkie nieliniowości w obwodach zastępczych, parametry poprzeczne elementów obwodu, prądy obciążeniowe, a napięcie w punkcie sieci elektroenergetycznej jest równe napięciu znamionowemu, pomija się regulację przekładni transformatorów. W tworzeniu modeli matematycznych systemu elektroenergetycznego uproszczenia powinny dawać wartości prądów zwarciowych większe od tych, które można zarejestrować i zmierzyć. W celu ograniczenia skutków zwarć należy dobierać urządzenia do wartości prądów zwarciowych, stosować szybkie i skuteczne zabezpieczenia, stosować dławiki oraz zmianę konfiguracji sieci.

EN

The article treats of types of short circuits. The norms used in the calculation of short circuits values are all mentioned in this article. The paper also describes parameters characteristic of short circuit current: Iκ” - initial symmetrical short-circuit current , ip - maximum current, Ib - short-circuit breaking current, Iκ - steady-state short-circuit current, Ith - thermal short-circuit current. The source of short circuit current lies not only in generators but also in synchronous and asynchronous machines, and synchronous compensators. The sample calculation given in the article shows when the influence of machines connected to the network should be taken into account. When calculating short circuit current the impedance from one level to another must be counted. Most frequently, it is the level of the current at the short circuit point that should be allowed for. The present article discusses the aim of the short circuit calculations. The short circuit itself is usually accompanied by current flows the value of which is much bigger than in the nominal conditions. Short circuit currents may exert thermal and dynamic effects. Thermal effects lead to damaging or melting of wires, and insulation of electric devices. The high value of short circuit currents contributes to the occurrence of dynamic forces which pose a threat to the construction of electric devices and insulators. In the networks with the insulated neutral point the ground short circuit currents do not reach very high values, but their occurrence constitute a danger of over-voltage and electric shock. In the short circuit calculations all the non-linear elements in the replacement circuits, as well as the cross parameters of the circuit and load currents, are neglected. The current at the point of electrical power grid equals the nominal currant. The actual position of the transformer regulator does not have to be taken into account. In creating mathematical models of the electrical power system the calculated values of the short circuit current should be higher than those which can be measured. In order to reduce the adverse effects of short circuits all the electric devices should be chosen according to the value of the short circuit current. What is more, choke coils, network configuration, and effective protection ought to be applied.

Słowa kluczowe

PL

obliczenia zwarciowe; prąd zwarciowy; zwarcia; silnik asynchroniczny; parametry zwarciowe

EN

short-circuit calculations; short circuit current; short circuits; asynchronous machine; short circuits parameters

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 34 [292], nr 4
• Strony: 29--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Baran K.

• Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu, Wydział Politechniczny, Katedra Elektrotechniki

Bibliografia

• [1] Kacejko P., Machowski J. : Zwarcia w sieciach elektroenergetycznych, WNT Warszawa 2006
• [2] Kahl T.: Sieci elektroenergetyczne, WNT, Warszawa 1984
• [3] Kotlarski W.: Sieci elektroenergetyczne, WSiP, Warszawa 1997
• [4] Kremens Z., Sobierajski M.: Analiza systemów elektroenergetycznych, WNT Warszawa 1996
• [5] Schlabbach J.: Short-circuit Currents, The Institution of Engineering and Technology, London 2008
• [6] Baran K., Kutzner J.: Zbiór zadań z podstaw elektroenergetyki, Wydawnictwo PWSZ w Kaliszu, Kalisz 2006.
• [7] PN-EN 60909 – 0:2002(U). Prądy zwarciowe w sieciach trójfazowych prądu przemiennego. Obliczanie prądów.
• [8] PN-EN 60909 – 3:2002(U). Prądy zwarciowe w sieciach trójfazowych prądu przemiennego. Prądy podwójnych, jednoczesnych i niezależnych zwarć doziemnych i częściowe prądy zwarciowe płynące w ziemi.
• [9] PN-EN 60865 – 1:2002(U). Obliczanie skutków prądów zwarciowych.