Obliczanie prądów zwarciowych w systemie elektroe-nergetycznym

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.

Pełny tekst (pdf)

[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.