1. Vznik zkratů. Základní pojmy.

Transkript

1 . znik zkrtů. ákldní pojmy. E k elektrizční soustv, zkrtový proud. krt: ptří do ktegorie příčných poruch, je prudká hvrijní změn v E, je nejrozšířenější poruchou v E, při zkrtu vznikjí přechodné jevy v E. znik zkrtu: vznikne poruchovým spojením fází nvzájem, nebo poruchovým spojením fáze (fází) se zemí v soustvě s uzemněným uzlem. Hlvní příčiny zkrtu: poruchou izolce způsobené přepětím, přímým úderem blesku, zestárnutím izolčních mteriálů, přímým poškozením venkovních vedení kbelů. Následky zkrtu: celková zkrtem postižené části sítě se zmenšuje, zvětšují se proudy > tzv. zkrtové proudy, snížení npětí v místech blízkých zkrtu, účinky k způsobují oteplení zřízení, silové nmáhání, problémy s vypínáním k, elektrický oblouk, přepětí vzniklá při zkrtu, porušení synchronismu prlelně spoluprcujících E, rušení sdělovcích vedení > indukovná npětí. Pozn.: místech zkrtu vznikjí přechodné odpory. - přechodný odpor je dán součtem odporu vzniklého oblouku odporu osttních částí cesty k, - přesné určení uvedených odporů je obtížné, - proud délk oblouku se v průběhu zkrtu mění > mění se i odpor oblouku, - při výpočtu k (pro účely dimenzování elektrických zřízení) přechodné odpory znedbáváme > DOKONLÉ KRTY!!!

2 . Druhy zkrtů. ákldní rozdělení zkrtů: ) souměrné zkrty, b) nesouměrné zkrty. d ) ouměrné zkrty: trojfázový zkrt > zkrtem jsou postiženy všechny tři fáze. u venkovních vedení se vyskytuje poměrně málo, u kbelových vedení je jich nejvíce > vlivem působení oblouku přecházejí osttní druhy poruch v trojfázový zkrt. d ) Nesouměrné zkrty: dvoufázový zkrt, dvoufázový zemní zkrt, jednofázový zkrt: v sítích N se tto poruch kvlittivně liší od zkrtu > tzv. zemní spojení, v přípdě vzniku zemního spojení n N (izolovný uzel nebo nepřímo uzemněný) > žádná změn n NN (uzemněný uzel).

3 . Čsový průběh k význčné hodnoty k. znik zkrtového proudu znmená: změnu normálního stvu, změnu npětí proudů, porušení rovnováhy energií, W Li, W L C Cu kždá změn je spojen se změnou energie v mg. poli, kždá změn je spojen se změnou energie v el. poli. rychlost změny energií odpovídá určitému výkonu, výkony mjí konečné hodnoty > ke změně je potřeb určitého čsu. () Čsový průběh: předpokld : před zkrtem byl soustv v chodu nprázdno, činné odpory jsou v obvodu znedbtelné, omezujícími prmetry jsou jen rektnce > k má indukční chrkter (je přibližně zpožděn o π/ z npětím). liv činných odporů n vlstnosti k : konečné hodnoty činných odporů snižují účinky zkrtových proudů, znedbání činných odporů vede k prodloužení čsových konstnt τl/r.

4 ymetrický zkrtový proud: ke zkrtu dojde v okmžiku, kdy sin npětí prochází svým mximem, k zčíná ze své minimální hodnoty. ložky k : počáteční složk rázová složk, přechodná složk, ustálená složk. Názvosloví význčné hodnoty: souměrný zkrtový proud ks, // / ks f k, k, ku () ( ) rázový zkrtový proud k //, počáteční rázový zkrtový proud k //, přechodný zkrtový proud k /, počáteční přechodný zkrtový proud k /, ustálený zkrtový proud ku.

5 Nesymetrický zkrtový proud: ke zkrtu dojde v okmžiku, kdy sin npětí prochází nulou, k zčíná ze své mximální hodnoty > vytvoří se dlší složky k : stejnosměrná složk k, počáteční stejnosměrná složk k, nesouměrný zkrtový proud kns, kns ks k nárzový proud km > vrcholová hodnot první půlperiody k při největší možné stejnosměrné složce. ()

6 4. Účiník zkrtového proudu impednční úhel k je dán vzthem: ϕ k X rctg R celk. celk. (4) X celk. je rektnce celého obvodu do míst zkrtu, R celk. je činný odpor celého obvodu do míst zkrtu. pro různé npěťové hldiny typy vedení je účiník zkrtového proudu tbulkově zprcován.

7 5. krty v jednoduché f soustvě při chodu nprázdno. uvžujeme jednoduchou symetrickou f soustvu, generátor je zdrojem npětí sousledné složkové soustvy, obvod zhrnuje impednci složenou z impednce generátoru impednce vnější části obvodu. Fázory npětí proudů v soustvě souměrných složek: sousledná, zpětná, netočivá (konfázní), složkové veličiny :,,,,,, fázové veličiny :,, C,,, C., C C (5), (6), π π j j (7) (8) zdrojem npětí sousledné složkové soustvy je generátor tzn., že můžeme psát: i f (9) původcem proudu zpětné netočivé soustvy je npěťová nesymetrie v místě poruchy.

8 f zkrt zemní f zkrt: C () (),, i ()

9 f zkrt:, C () i ( ),, (4) (5) (6)

10 f zkrt: C C,, (7), i (9), i, j j (8) ()

11 f zkrt zemní:, C () (),, i ()

12 6. Přehledové shrnutí. Přehled složkových impedncí ve vzthu k typu zkrtu: Typ zkrtu ouměrné složk y impedncí f f, f,, f zemní,, Doplňková impednce k sousledné: znčení doplňkové impednce:, umísťuje se pouze v místě zkrtu, určuje typ zkrtu: f f : f : f : zemní: (4) (5) (6) (7) výpočet proudu pomocí doplňkové impednce: i (8)

13 7. Přehled složkových resp. X. Prvek E Turbolternátor Hydrolternátor Trnsformátor ( vinutí) Trnsformátor ( vinutí) enkovní vedení Kbel f (jednoplášťové) Kbel f (trojplášťové) sousledná Prmetry rázový k x x d // přechodný k x x d / ustálený k zpětná x x d // netočivá x (,6 ž )x d // sousledná x x d x jko u turbolternátorů zpětná x (x d // x q // )/ netočivá sousledná x závisí n vinutí stroje x u k, (velké Tr: x u x ) zpětná x u k, (velké Tr: x u x ) netočivá x závisí n spojení vinutí uspořádání kostry určíme výpočtem z hodnot měření nkrátko sousledná x ωl zpětná netočivá sousledná x x x závisí n typu vedení, provedení, mteriálu, γ země x podle údjů výrobce zpětná x x netočivá sousledná x x (závisí n rozdělení proudu mezi plášť zem) x jko u jednoplášťových, le vynásobené číslem,8 zpětná x x netočivá x x (závisí n rozdělení proudu mezi plášť zem)

14 8. ýpočet zkrtů metodou postupného zjednodušování. výpočet se většinou provádí jko zběžný tzn., že uvžujeme pouze rektnce > dává větší hodnoty, podrobný výpočet se provádí při kontrole hospodárnosti výpočtu čsových průběhů zkrtů, použití poměrných hodnot, tj. hodnot vztžených n předem dohodnutý zákld. ztžné veličiny: vztžný výkon f (M) (9) vztžné npětí (sd ružené) (k) > předepsáno ČN vztžný proud (k) vztžná impednce (Ω) f X vztžná rektnc e (Ω) () Poměrné veličiny: z poměrná impednce (-) x poměrná rektnc e (-) skutečná velikost impednce ( Ω) X skutečná velikost rektnce (Ω) z x X, () P očáteční hodnoty jednotlivých zkrtů: f zkrt: k k // // k nebo k k x z k // // k k Pozn.: k z z () () k koeficient, který respektuje ztížení generátoru Místo z může být i x.

15 f zkrt f zkrt: // () // ( ) k k, k k z z z z z (4) Nárzový zkrtový proud: v okmžiku první půlperiody tzn., t,s při f5hz: km // k ve skutečnosti se upltňuje útlum tzn., že vzth (5) přejde n tvr: (5) // km K k (6) kde K (K ž ) respektuje uvedený útlum Přepočet rektncí n vztžný výkon: Generátor: Chrkteristické prmetry: G jmenovitý výkon (M), G jmenovité npětí (k), X d // rázová rektnce (-). x G x // d G (7) Trnsformátor: Chrkteristické prmetry: T jmenovitý výkon (M), p T převod (-), u k npětí nkrátko (-). x T u k T (8) edení: Chrkteristické prmetry: X rektnce (Ω/km), l délk (km), ved. npětí (k). x X l ved. (9)

16 Kbel: Chrkteristické prmetry: X rektnce (Ω/km), R činný odpor (Ω/km), l délk (Ω/km),... npětí (k). kb. výsledné veličiny počítá m z celkové impednce, z celk. r k celkovou rektnci určíme: x celk. x xk, xcelk., rk Rl (4) kb. x k X l kb. (4) Elektrizční soustv: Chrkteristické prmetry: K zkrtový výkon (M), E npětí (k). x K (4) Pozn.: přípdě, že prcujeme s nenávznými npěťovými hldinmi musíme při přepoč tu respektovt: rozdílné npěťové hldiny, převody trnsformátorů iz. následující vzorec: x i x p i Ti kde i jmenovi té npětí určitého prvku E (k), vztžn é npětí (k), p Ti převod i-tého trnsformátoru (-). převody trnsformují činné odpory rektnce jednotlivých prvků E ž do míst zkrtu!!! (4)

17 9. ýpočet zkrtů metodou uzlových npětí. Náhrdní schém: zkrt nhrdíme dvěm zdroji s npětím [k], které mjí opčnou orientci, velikost npětí [k] je rovn hodnotě npětí v uzl u K těsně před poruchou, využijeme principu superpozice. E ktivní E > obshuje zdroje: ustále ný chod E těsně před zkrtem, zdro je modelujeme ideálním zdrojem npětí rektncí generátoru!!! PE psivní E > bez zdrojů: poruchový stv, generátory nhrzujeme pouze rázovou rektncí proti zemi!!! Obecný výpočet poruchového proudu: Poruchový P E PE (44) E je proud těsně před poruchou, PE je proud při poruše.

18 lgoritmus výpočtu: ) bezporuchový stv > P : [] [Y] [ ] [ Y] [ ] (45) vektor proudů z/do systému, dmitnční mtice: digonální prvky záporně vztý součet dmitncí vycházejících s uzle, mimo digonální prvky přímo vzté dmitnce mezi uzly, [] vektor npětích uzlů proti zemi. b) poruch: [ Y] [] [] k k n [ ] [ k] [ k] n (46) (47) neznáme:,,, n, k k kk k (48) kk k známe: [k] [] digonální prvek mtice, zkrtový proud určený z PE,