Analiza czynników determinujących rozpływ prądu zwarcia w stacji elektroenergetycznej

Format B5

Oprawa miękka

Liczba stron 188

Rok wydania 2024

 

Elektroenergetyka od początku swojej historii zmaga się z problemami i wyzwaniami technicznymi. Proces transformacji ekologicznej dostarcza nowych wyzwań technologicznych dotyczących prawidłowego funkcjonowania systemu elektroenergetycznego, jednak stale najważniejszym z nich jest zapewnienie bezpieczeństwa porażeniowego
zarówno podczas normalnej, jak i zakłóceniowej pracy systemu. Ze względu na bezpośrednie połączenie punktu neutralnego sieci wysokiego napięcia z ziemią prądy występujące podczas zwarć doziemnych mogą osiągać znaczne
wartości. Przyczynia się to do wystąpienia zagrożenia porażeniowego, które ma miejsce nie tylko na terenie stacji elektroenergetycznej, ale również w pobliżu wszystkich uziemionych elementów urządzeń. W monografii przedstawiono zaawansowane metody symulacyjne wyznaczania rozpływu prądów zwarć doziemnych w stacjach elektroenergetycznych, stanowiące podstawę kompleksowego określenia bezpieczeństwa porażeniowego zarówno na terenie stacji, jak i w otoczeniu przyłączonych do niej linii.

 

Streszczenie 7
Abstract 8
Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów 9
1. Wstęp 13
2. Problemy zagrożenia porażeniowego w stacjach elektroenergetycznych wysokich napięć 16
2.1. Oddziaływanie prądu elektrycznego na organizm człowieka 16
2.2. Ocena zagrożenia porażeniowego w stacjach elektroenergetycznych wysokich napięć 19
2.3. Czynniki determinujące rozpływ prądu zwarcia w stacjach elektroenergetycznych wysokich napięć 23
3. Model stacji elektroenergetycznej wysokiego napięcia do analizy rozpływu prądu zwarcia 28
4. Model elektromagnetyczny układu uziomowego stacji elektroenergetycznej wysokiego napięcia 31
4.1. Wprowadzenie 31
4.2. Metoda prądów symulowanych 32
4.3. Wyznaczanie rezystancji uziomu 36
4.4. Wyznaczanie potencjału w otoczeniu uziomu 41
5. Analiza modeli transformatorów do wyznaczania rozpływu prądu zwarcia w stacjach elektroenergetycznych 45
5.1. Wprowadzenie 45
5.2. Model transformatora trójuzwojeniowego 47
5.2.1. Impedancja transformatora dla prądów powrotnych do połączonych punktów neutralnych transformatora 53
5.2.2. Impedancja transformatora dla prądów powrotnych w przypadku odłączonego punktu neutralnego strony L 54
5.2.3. Impedancja transformatora dla prądów powrotnych w przypadku odłączonego punktu neutralnego strony H  55
5.3. Model transformatora dwuuzwojeniowego 57
5.4. Analiza porównawcza modeli transformatorów trójuzwojeniowych 59
5.5. Analiza porównawcza modeli transformatorów dwuuzwojeniowych 65
6. Analiza modeli powietrznych linii elektroenergetycznych do wyznaczania rozpływu prądu zwarcia w stacjach elektroenergetycznych 67
6.1. Wprowadzenie 67
6.2. Modele jednorodnych linii napowietrznych 68
6.2.1. Linie z dwoma przewodami odgromowymi 68
6.2.2. Linie z jednym przewodem odgromowym 73
6.2.3. Linie odłączone od rozdzielni 77
6.3. Wieloprzewodowe modele linii napowietrznych 79
6.3.1. Ogólne założenia modeli 79
6.3.2. Wyznaczanie macierzy jednostkowych 80
6.3.3. Algorytm tworzenia modelu niejednorodnej struktury napowietrznej linii elektroenergetycznej 84
6.3.4. Przykład analizy z użyciem modelu niejednorodnej struktury napowietrznej linii elektroenergetycznej 89
7. Analiza modeli kablowych linii elektroenergetycznych do wyznaczania rozpływu prądu zwarcia w stacjach elektroenergetycznych 96
7.1. Wprowadzenie 96
7.2. Wyidealizowane modele jednorodnych struktur linii kablowych 98
7.2.1. Linie kablowe wysokich napięć 98
7.2.2. Linie kablowe średnich napięć 107
7.3. Wieloprzewodowe modele linii kablowych 110
7.3.1. Ogólne założenia modeli 110
7.3.2. Wyznaczanie macierzy jednostkowych linii kablowych 111
7.3.3. Algorytm tworzenia modelu kablowej linii elektroenergetycznej wysokiego napięcia 114
7.3.4. Algorytm tworzenia modelu kablowej linii elektroenergetycznej średniego napięcia 120
7.3.5. Przykłady analiz z użyciem wieloprzewodowych modeli kablowych linii elektroenergetycznych 121
8. Badania i analiza skutków rozpływu prądu zwarcia w rzeczywistej stacji elektroenergetycznej WN/SN  127
8.1. Przedmiot badań 127
8.2. Analiza rozpływu prądów zwarć jednofazowych w stacji K 129
8.3. Analiza rozpływu prądów zwarciowych w liniach napowietrznych 110 kV 133
8.4. Analiza napięć dotykowych na terenie stacji K 136
8.5. Wynoszenie napięcia ze stacji K do sieci wysokiego i średniego napięcia 139
8.6. Analiza rozpływu prądu zwarcia w stacji K według metod przedstawionych w normie PN-EN 50522 142
9. Podsumowanie 151
Załącznik. Metoda obliczania parametrów transformatorów 153
Z.1. Obliczanie wymiarów geometrycznych transformatora trójuzwojeniowego 157
Z.2. Wyznaczenie parametrów modelu transformatora trójuzwojeniowego 166
Bibliografia 167