Zkraty v ES Zkrat: příčná porucha, prudká havarijní změna v ES nejrozšířenější porucha v ES při zkratu vznikají přechodné jevy Vznik zkratu:

Transkript

1 Zkraty ES Zkrat: příčná porucha, prudká haarijní změna ES nejrozšířenější porucha ES při zkratu znikají přechodné jey Vznik zkratu: poruchoé spojení fází nazájem nebo fáze (fází) se zemí soustaě s uzemněným uzlem Hlaní příčiny zkratu: porucha izolace způsobená přepětím přímý úder blesku zestárnutí izolačních materiálů přímé poškození enkoních edení a kabelů

2 Následky zkratu: celkoá Z zkratem postižené části sítě se zmenšuje zětšují se proudy => tz. zkratoé proudy k snížení napětí místech blízkých zkratu účinky k způsobují oteplení zařízení a siloé namáhání problémy s ypínáním k, elektrický oblouk, přepětí zniklá při zkratu porušení synchronismu paralelně spolupracujících ES rušení sděloacích edení => indukoaná napětí Pozn.: V místech zkratu znikají přechodné odpory. přechodný odpor je dán součtem odporu zniklého oblouku a odporu ostatních částí cesty k (přesné určení odporů obtížné) proud a délka oblouku se průběhu zkratu mění => mění se i odpor oblouku při ýpočtu k (pro účely dimenzoání elektrických zařízení) přechodné odpory zanedbááme dokonalé zkraty

3 Druhy zkratů Souměrné zkraty: trojfázoý zkrat => zkratem jsou postiženy šechny tři fáze u enkoních edení se yskytuje poměrně málo u kabeloých edení je jich nejíce => liem působení oblouku přecházejí ostatní druhy poruch trojfázoý zkrat Nesouměrné zkraty: doufázoý zkrat doufázoý zemní zkrat jednofázoý zkrat: sítích VN se tato porucha kalitatině liší od zkratu => tz. zemní spojení případě zniku zemního spojení na VN (izoloaný nebo nepřímo uzemněný uzel) => žádná změna na NN (uzemněný uzel)

4 Druh zkratu Schéma Praděpodobnost ýskytu (%) VN kv kv 3f 5,6,9 f 4,8,6 f zemní 3,8 5,4 f * 9 93,

5 WL dw P dt Li L Časoý průběh zkratoého proudu přechodný děj Průběh: soustaa naprázdno, odpory zanedbány reaktance, induktiní charakter proudu, ětší hodnoty k Vli R na lastnosti k : konečné hodnoty R snižují účinky zkratoých proudů zanedbání R ede k prodloužení časoých konstant = L/R

6 = max okamžiku zkratu k začíná z nuly (min. hodnoty) Složky zkratoého proudu (f = 5 Hz): rázoá - exponenciální obálka, T k přechodná - exponenciální obálka, T k ustálená - konstantní amplituda Způsobeno proměnliým choáním synchronního stroje při zkratu ýraznější při zkratech blízko zdrojů.

7 Hodnoty souměrný zkratoý proud ks - ef. hodnota součtu ustálené, přechodné a rázoé složky rázoý zkratoý proud k - ef. hodnota ks období trání rázoé složky t 3T k počáteční rázoý zkratoý proud k - hodnota k okamžiku zniku zkratu t = přechodný zkratoý proud k - ef. hodnota ks období od zániku rázoé složky do zániku přechodné složky t 3T k 3T k počáteční přechodný zkratoý proud k - ef. hodnota součtu ustálené a přechodné složky pro t = ustálený zkratoý proud ku - ks po zániku přechodných složek t 3T k

8 = okamžiku zkratu k začíná z max. hodnoty

9 Hodnoty stejnosměrná složka ka - exponenciálně zaniká, T ka počáteční stejnosměrná složka ka - ka čase t =, ynucená spojitým průběhem proudu nesouměrný zkratoý proud kns - ef. hodnota součtu ustálené, přechodné, rázoé a stejnosměrné složky nárazoý zkratoý proud km - amplituda prní půperiody při maximální ss složce Účiník zkratoého proudu k arctg X R tot tot

10 edení enkoní kabeloá (kv) X : R / / 5/ / 5/ 7/ /4 / /,7 Z : X,4,,,,5, 4,,4, k ( ) ,7 85, 86, 87,

11 Zkraty 3f soustaě Přeod souměrných složek a fázoých hodnot C B BC T BC C B T 3 mpedanční matice souměrných složkách (pro sym. podélný článek) Z

12 3f soustaa při zkratu nitřní napětí generátoru E (někdy i ) E Z BC BC BC BC Symetrická soustaa (nezáislé soustay,,) E Z

13 Symetrické napětí generátoru jen sousledná složka Pro referenční fázi : 3 E T E BC Zpětná a netočiá složka je yolána napěťoou nesymetrií místě poruchy.

14 V místě poruchy 6 eličin (, ) 3 ronice třeba doplnit dalšími 3 podle typu zkratu. Jedná se podstatě o popis místní nesymetrie.

15 Trojfázoý (zemní) zkrat 3 char. ronice C B Odtud 6 ronic pro 6 neznámých

16 Složky 3 T BC ; ; Fáze BC T C B ; ; platní se jen sousledná složka.

17 Jednofázoý zkrat 3 char. ronice ; C B Soustaa ronic

18 Složky BC 3 3 T Všechny 3 složky do série.

19 Fáze 3 T BC ; ; 3 C B BC T

20 Fázoroý diagram proudů

21 Fázoroý diagram napětí

22 Doufázoý zkrat 3 char. ronice ; ; C B C B Soustaa ronic

23 Složky 3 j 3 j 3 3 B B B B ; ; Sousledná a zpětná složka paralelně.

24 Fáze BC 3 j 3 j T C B 3 j ; 3 j ; BC T

25 Fázoroý diagram proudů

26 Fázoroý diagram napětí

27 Doufázoý zemní zkrat 3 char. ronice ; C B Soustaa ronic

28 Složky 3 3 ;

29 Všechny tři složky paralelně. Fáze BC T B ) ( ) ( C ) ( ) ( 3 T BC

30 Fázoroé diagramy

31 Složky při zkratech: 3f sousledná f sousledná, zpětná f zemní sousledná, zpětná, netočiá f sousledná, zpětná, netočiá

32 Výpočet zkratů pomocí poměrných hodnot Poměrné hodnoty ztažené na dohodnutý základ. ztažný ýkon (3f) S (V) ztažné napětí (sdružené) (V) ztažný proud () ztažná impedance Z (Ω) S Z 3 f Poměrná impedance Z Z z Z f Z f 3 3 f f Z S 3 f Z S

33 Počáteční rázoý zkratoý proud (3f zkrat) f k S Z z k z 3 S z S z 3 Počáteční rázoý zkratoý ýkon k k S z z 3 3 S

34 Obdobně pro f zkrat () k f zkrat () k z z 3 z 3 z z Pozn.: Někdy je respektoáno zatížení generátoru, resp. yšší nitřní napětí generátoru než jmenoité. k k z k >