zadania sieci elek­troenergetycznych

Część 2, rozdział 1, podrozdział 2, sir. 1

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.1. Wprowadzenie

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.1.2. WYMAGANIA I PRZEPISY DOTYCZĄCE SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH

Podstawowym zadaniem sieci elektroenergetycz­nych jest niezawodne przesyłanie, przetwarzanie i rozdzielanie energii elektrycznej o odpowiednich parametrach ilościowych i jakościowych.

Aby sieci realizowały powyższe zadania, muszą spełniać szereg wymagań o charakterze technicz­nym i ekonomicznym.

Wymagania te są zależne od wielkości i rodzaju zasi­lanych odbiorników oraz rodzaju i wielkości sieci.

wymagania

Do podstawowych wymagań stawianych sieciom elektroenergetycznym należą:

• niezawodność zasilania odbiorców (pewność dostawy),

• odpowiednia jakość energii,

• elastyczność sieci,

• niskie koszty,

• minimalny wpływ na otoczenie,

• bezpieczeństwo pracy ludzi i urządzeń.

1 Część 2, rozdział 1, podrozdział 2, str. 2 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2 1 Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

kategorie Niezawodność zasilania odbiorców, czyli pewność

odbiorników dostawy energii, jest ściśle związana z kategorią

odbiorników, która uwzględnia skutki przerw w do­stawie energii elektrycznej. Rozróżnia się odbior­niki I, II i III kategorii, przy czym największe wyma­gania w zakresie niezawodności zasilania stawiają odbiorniki I kategorii, dla których przerwa w dosta­wie energii stwarza warunki do wystąpienia zagro- ( żenią utraty życia i duże straty materialne. Odbior­niki zaliczone do tej kategorii wymagają co najmniej 100% rezerwy zasilania. Odbiorniki II kategorii są to urządzenia, dla których przerwa w dostawie energii stwarza warunki do wystąpienia znacznych strat ekonomicznych, odbiorniki tej kategorii wymagają 50-70% rezerwy zasilania. Najmniejsze wymaga­nia w zakresie pewności mają odbiorniki III kate­gorii ze względu na niewielkie straty, jakie powo­duje brak ich zasilania.

N

A

Sieci elektroenergetyczne muszą być tak projekto­wane i budowane, aby zapewnić odpowiednią jakość energii dostarczanej odbiorcom, o której decyduje poziom napięcia, poziom częstotliwości, symetria trójfazowego układu napięć zasilających oraz odkształcenie sinusoidalnego przebiegu napięcia ( (zawartość wyższych harmonicznych). W ostatnich latach wobec rosnących wymagań odbiorców za­gadnienia związane z zapewnieniem odpowiedniej jakości energii nabierają szczególnego znaczenia.

Sieć elektroenergetyczna powinna być zaprojekto­wana w sposób elastyczny, a więc powinna stwa­rzać możliwości łatwego przystosowania do rozbu­dowy odbiorców i wzrostu obciążeń. Ważnym wyma­ganiem stawianym sieciom jest minimum kosztów

kwiecień 2006

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 1, podrozdział 2, str. 4 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA | Część 2, rozdział 1, podrozdział 2, str. 3

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.1. Wprowadzeni*

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

inwestycyjnych i eksploatacyjnych oraz minimali­zacja negatywnego wpływu na otoczenie, co ma istotne znaczenie zwłaszcza w odniesieniu do sieci wysokich i najwyższych napięć. Sieci elektroener­getyczne powinny być zaprojektowane, zabudo­wane i eksploatowane w sposób zapewniający bez­pieczeństwo pracy ludzi i mienia, a więc niestwa-rzający zagrożenia dla obsługi i osób postronnych oraz dla siebie i innych urządzeń.

Podstawowe wymagania formalne dotyczące sieci elektroenergetycznych określają Ustawy: Prawo Budowlane z dnia 7 lipca 1994 r. i Prawo Energe­tyczne z 10 kwietnia 1997 r. oraz wprowadzone z ich mocy rozporządzenia wykonawcze, w tym głównie Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 20 grudnia 2004 r. określające warunki przy­łączenia podmiotów do sieci elektroenergetycznych, ruchu sieciowego i eksploatacji sieci oraz standar­dów jakościowych obsługi odbiorców.

Istotne znaczenie odnośnie do sieci elektroenerge­tycznych mają również:

1. Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej,

2. Ustawa z dnia 3 kwietnia 1993 r. o badaniach i certyfikacji,

3. Ustawa z dnia 12 września 2002 r. o normalizacji.

Podstawowe wymagania odnośnie do budowy sieci elektroenergetycznych określają normy:

• PN-E-05100-1:1998 - Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami roboczymi gołymi.

2 1 Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

N

• PN-EN 50341-1:2005 - Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kV. Część I: Wymagania ogólne. Specyfikacje wspólne.

• N SEP-E-003:2003 - Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami pełnoizolowanymi oraz z przewodami niepełnoizolowanymi.

• N SEP-E-004:2003 - Elektroenergetyczne i syg­nalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i bu­dowa.

• PN-E 05115:2002 - Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV.

Ogólne zasady eksploatacji sieci elektroenergetycz­nych określa Ustawa - Prawo Energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997 r. Z kolei Rozporządzenie MGiP z dnia 20 grudnia 2004 r. zobowiązuje prowadzą­cych eksploatację do opracowania instrukcji eksploa­tacji i prowadzenia ruchu sieci zgodnie z tą instrukcją.

Wymagania kwalifikacyjne odnośnie do osób zaj­mujących się eksploatacją sieci elektroenergetycz­nych określa Rozporządzenie MGPiPS z dnia 28 marca 2003 r. zmienione częściowo Rozporzą­dzeniem MGiP z dnia 20 lipca 2005 r., natomiast zasady bezpieczeństwa i higieny pracy przy urzą­dzeniach sieci elektroenergetycznych - Rozporzą­dzenie MG z dnia 17 września 1999 r.

kwiecień 2006

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 1, podrozdział 3, str. 2 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA | Część 2, rozdział 1, podrozdział 3, sir. 1 |

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.1. Wprowadzenie

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.1. Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

W skład sieci przesyłowych w kraju wchodzą linie i stacje o górnych napięciach: 220 kV, 400 kV i 750 kV, a w skład sieci rozdzielczych wchodzą linie o napięciu do 110 kV oraz stacje 110/ŚN, ŚN/ŚN oraz ŚN/nn.

W zależności od miejsca występowania sieci elek­troenergetyczne dzieli się na sieci: rejonowe, miejs­kie, osiedlowe, przemysłowe i wiejskie.

2.1.3. KLASYFIKACJA SIECI

Ze względu na wysokość napięcia sieci elektroener­getyczne dzieli się na sieci:

• niskiego napięcia (nn), na napięcie do 1 kV,

• średniego napięcia (ŚN), powyżej 1 kV do 60 kV,

• wysokiego napięcia (WN), 110 i 220 kV,

• najwyższego napięcia (NN), 400 i 750 kV,

• ultrawysokiego napięcia (UWN), powyżej 750 kV.

Ze względu na funkcję w procesie dostawy energii elektrycznej sieci elektroenergetyczne dzieli się na przesyłowe i rozdzielcze.

Sieci przesyłowe najwyższych napięć służą do prze­syłu energii elektrycznej z elektrowni do dużych węzłów rozdzielczych. Stanowią one szkielet kra­jowego systemu elektroenergetycznego i pewność pracy tych sieci bezpośrednio wpływa na pewność dostawy energii elektrycznej do odbiorców. Sieci rozdzielcze pracujące głównie na średnim napięciu oraz na napięciu 110 kV pełnią podrzędną rolę w stosunku do sieci przesyłowych. Ich podstawowym zadaniem jest rozdział energii elektrycznej na danym, zwykle ograniczonym terytorialnie obszarze.

klasyfikacja sieci

ze względu na

wysokość napięcia

klasyfikacja sieci ze względu na funkcję

kwiecień 2006

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 1, podrozdział 4, sir. 2

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2.1. Wprowadzenie

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

Część 2, rozdział 1, podrozdział 4. str 1

2.1. Wprowadzenie

dla sieci 110 kV:

X₀

1 s —<3 X_x

X*

s 1 (2.1.4/2)

2.1.4. SPOSOBY PRACY PUNKTU NEUTRALNEGO SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

Stosuje się trzy podstawowe sposoby pracy punktu neutralnego sieci, związane ze sposobem połączenia punktu neutralnego (dawniej: zerowego lub gwiaz­dowego):

• sieci izolowane (z izolowanym punktem gwiaz­dowym),

• sieci kompensowane,

• sieci uziemione, w tym z trwale uziemionym punktem neutralnym przez rezystor.

Zastosowany sposób połączenia punktu neutral­nego z ziemią zależy od szeregu czynników, w tym głównie od wysokości napięcia znamionowego sieci, wymagań dotyczących ciągłości dostawy energii, poziomu przepięć i zastosowanych zabezpieczeń.

sieci wysokiego

i najwyższego

napięcia

Sieci wysokiego i najwyższego napięcia (110-750 kV) pracują ze skutecznie uziemionym punktem neu­tralnym, przy czym:

• dla sieci 220 kV i 400 kV obowiązują warunki:

przy czym:

Xq i Rq - reaktancja i rezystancja zerowa,

X\ - reaktancja zgodna.

Warunki te powinny być spełnione we wszystkich zmieniających się układach pracy sieci. W prak­tyce stosuje się bezpośrednie uziemienie punktów neutralnych wszystkich autotransformatorów 400/220 kV i 220/110 kV, uzwojeń 400 kV trans­formatorów blokowych, obu stron transformatorów 400/110 kV, uzwojeń 220 kV niektórych transfor­matorów blokowych i ok. 50% uzwojeń 110 kV transformatorów elektrownianych i sieciowych.

sieci średniego Elektroenergetyczne sieci rozdzielcze średnich

napięcia napięć mogą pracować jako sieci:

• z izolowanym punktem gwiazdowym,

• z kompensacją doziemnych prądów pojemnoś­ciowych,

• z kompensacją doziemnych prądów pojemnoś­ciowych i chwilowym uziemieniem przez rezys­tor, tzw. kompensacja z wymuszeniem,

• z kompensacją doziemnych prądów pojemnoś­ciowych i chwilowym odłączeniem urządzeń kompensacyjnych, tzw. dekompensacja,

• z punktem gwiazdowym trwale uziemionym przez rezystor.

Xq_

X,

0,5 (2.1.4/1)

kwiecień 2006

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 1, podrozdział 5, str J

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2.1. Wprowadzenie

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.1.5. UKŁADY SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH

Ze względu na konfigurację miejsc zasilania i odbioru rozróżnia się układy sieci otwarte i zamknięte.

sieci otwarte

Rozróżnia się sieci otwarte (rys. 2.1.5/1): promieniowe, promieniowo-szercgowe (magistralne) i rozgałę­zione (układ promieniowy typu drzewo).

a)

b)

O

[A

\.

X

J-

d)

0 A		2 ;	5 4
r_\
i	'		.

N 3

			4
0
A	i ;		3	5
		/
	6	—*

\ Część 2, rozdział 1, podrozdział 5, str. 2 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2.1. Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

Ogólnie sieci otwarte są układami niezapewniają-cymi zbyt dużej pewności zasilania, ponieważ do każ­dego węzła odbiorczego energia może dopływać tylko jedną drogą. W celu zwiększenia pewności zasilania w układzie sieci promieniowych zalecany jest układ promieniowy podwójny, pokazany na rys. 2.1.5/1 b.

sieci zamknięte W grupie sieci zamkniętych (rys. 2.1.5/2) rozróżnia

się sieci:

• dwustronnie zasilane,

• okrężne,

• pętlicowe (pierścieniowe),

• łańcuchowe (dwuliniowe),

• węzłowe (oczkowe),

• kratowe.

Sieci zamknięte zapewniają większą pewność zasi­lania dla odbiorów, gdyż do każdego z nich energia może dopływać co najmniej dwoma drogami. Naj­częściej w praktyce sieci te, po wprowadzeniu roz­cięć, pracują jako sieci otwarte.

Przy wyborze układu sieci elektroenergetycznej należy brać pod uwagę rozmieszczenie odbiorni­ków i ich moc, wymaganą pewność zasilania, prze­widywany rozwój oraz względy ekonomiczne.

Rys. 2.1.5/1. Układy sieci otwartych: a) uktad promieniowy, b) układ promie­niowy podwójny (dwupromieniowy), c) układ magistralny, d) układ rozgałęźny; O - punkt zasilający, 1*6 - punkty odbiorcze

kwiecień 2006

kwiecień 2006

1 Część 2, rozdziali, podrozdział 4, str. 4 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2 1 Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA I Część 2, rozdziali, podrozdział 4, sir. 3 |

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.1. Wprowadzenie

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

Wybór systemu pracy sieci musi uwzględniać sze­reg czynników natury technicznej i ekonomicznej, przy czym jednym z najważniejszych jest pewność pracy sieci.

W krajowych sieciach SN w elektroenergetyce zawo­dowej struktura stosowanych sposobów pracy punk­tów neutralnych jest następująca:

• ok. 21 % sieci posiada izolowany punkt neutralny,

• ok. 76% sieci posiada punkt neutralny uziemiony przez dławik kompensacyjny,

• ok. 3% sieci posiada punkt neutralny uziemiony przez rezystor.

W samej tylko sieci 15 kV kompensacja prądów doziemnych stosowana jest w ok. 91% przypadków, przy czym w ok. 65% w nich stosuje się chwilowe wymuszenie przepływu składowej czynnej doziem­nego prądu zwarciowego.

(

kwiecień 2006

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 1, podrozdział 6, str. 2 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2 1 Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

Część 2, rozdziat 1, podrozdział 6, Str. 1

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.1. Wprowadzenie

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.1.6. CHARAKTERYSTYKA ELEKTROENERGETYKI KRAJOWEJ

Podstawowe dane statystyczne charakteryzujące elektroenergetykę krajową podano w tabelach 2.1.6/1-4.

Z tabeli 2.1.6/1 wynika, że moc zainstalowana w elektrowniach krajowych w 2004 r. osiągnęła ponad 34,7 GW, przy czym zdecydowanie prze­ważają elektrownie na węgiel kamienny i brunatny.

Roczna produkcja energii elektrycznej osiągnęła poziom ponad 153 TWh, przy czym 52% zużycia dotyczy odbiorców zasilanych na SN i WN.

Tabela 2.1.6/1. Moc zainstalowana w elektrowniach krajowych i produkcja energii elektrycznej w 2004 r.

Lp.	Rodzaj elektrowni	Moc zainstalowana	Produkcja energii elektrycznej
				MW	GWh
1	Elektrownie zawodowe na węgiel kamienny	21138	89160
2	Elektrownie zawodowe na węgiel brunatny	8856	52136
3	Elektrownie zawodowe wodne	2168	3525
4	Elektrownie przemysłowe	2553	8541
Łącznie		34715	153362

Tabela 2.1.6/2. Struktura odbiorców w Polsce w 2004 r.

Lp.	Rodzaj odbiorców	Liczba odbiorców	Sprzedaż energii
				Szt.	GWh
1	Odbiorcy na WN	276	18435
2	Odbiorcy na ŚN	26914	32388
3	Odbiorcy na nn w tym: lokale mieszkalne	15634532 14122370	46937 27533
Ogółem		15661718	97760

kwiecień 2006

kwiecień 2006

| Część 2, rozdział 1, podrozdział 5, str. 4~| SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2 1 Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

Część 2, rozdział 1, podrozdziat 5. str. 3

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.1. Wprowadzenie

0'

o- ^bU «

° 1 I I

30-4

d)

-o:

H*

1^

^L

JL

x

ĄU

o

⁷ ~f

K

.^ ,^ /*

,4 .<* .<» ,/**

10 11

Rys. 2.1.5/2. Przykfady ukfadów sieci zamkniętych: a) ukfad dwustronnie zasi­lany, b) ukfad okrężny, c) uktad pętlicowy (pierścieniowy), d) uktad kratowy; O, O', O" - punkty zasilające, 1+11 - punkty odbiorcze (odbiorniki lub rozdzielnice)

kwiecień 2006

kwiecień 2006

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA | Część 2, rozdział 2, podrozdział 1, sir. 1 |

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.2. Zasady obliczeń sieciowych

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.2. ZASADY OBLICZEŃ SIECIOWYCH

2.2.1. WPROWADZENIE

Aby sieci elektroenergetyczne spełniały swoje zadanie, jakim jest niezawodny przesył energii elek­trycznej o odpowiednich parametrach ilościowych i jakościowych, muszą być odpowiednio obliczone. Przeprowadzone obliczenia stanowią podstawę doboru poszczególnych elementów sieci elektro­energetycznych.

Sieci elektroenergetyczne oblicza się pod względem: rodzaje obliczeń

• elektrycznym,

• termicznym (cieplnym),

• mechanicznym,

• ekonomicznym.

Najważniejsze znaczenie mają obliczenia elektryczne, które sprowadzają się do obliczeń rozpływu prądów, obliczeń spadków, odchyleń i wahań napięcia, obli­czeń strat mocy i energii oraz obliczeń niezawod­ności układów sieciowych.

Obliczenia cieplne elementów sieciowych i torów prądowych najczęściej sprowadzają się do wyzna-

Cześć 2, rozdział 2, podrozdział 1, str. 2 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2 2 Zasady obliczeń sieciowych SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

czenia przyrostów temperatury przy przepływie prądów roboczych i prądów zwarciowych. W tym drugim przypadku konieczne jest przeprowadzenie obliczeń zwarciowych w celu wyznaczenia charak­terystycznych wielkości zwarciowych, które stano­wią podstawę doboru lub sprawdzenia wytrzyma­łości zwarciowej cieplnej i dynamicznej urządzeń sieciowych.

Obliczenia mechaniczne sieci elektroenergetycz­nych sprowadzają się głównie do doboru przewodów linii napowietrznych według kryterium nieprzekro-czenia dopuszczalnych naprężeń oraz do doboru szyn i aparatury stacyjnej pod względem wytrzy­małości zwarciowej.

Na etapie projektowania obiektów elektroenerge­tycznych istotne znaczenie mają również obliczenia ekonomiczne, sprowadzające się do wyznaczenia kosztów porównywanych rozwiązań i pozwalające na wybór rozwiązania optymalnego.

kwiecień 2006

kwiecień 2006

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA [ Część 2, rozdziaM, podrozdział 6, str. 3 |

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.1. Wprowadzenie

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

Tabela 2.1.6/3. Dane charakteryzujące transformatory energetyki krajowej za 2004 r.

Lp.	Przekładnia transformatorów	Liczba transformatorów	Łączna moc znamionowa
				Szt.	MVA
1	NN/NN + WN	164	36962
2	WN/ŚN	2473	45636
3	ŚN/ŚN	239	1150
4	ŚN/nN	227520	38968
Ogółem		230396	122716

Część 2, rozdział 1, podrozdział 6. str. 4 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2 1 Wprowadzenie SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

W krajowej elektroenergetyce użytkowanych jest ponad 230 tys. transformatorów energetycznych, przy czym średnia ich moc wynosi ok. 533 kVA.

Najliczniejszą grupę stanowią transformatory ŚN/nN, które obejmują ponad 98% transformato­rów, dla których średnia moc znamionowa wynosi 172 kVA.

W zakresie przesyłu i rozdziału energii elektrycz­nej w energetyce krajowej podstawowe znaczenie odgrywają linie napowietrzne, których łączna dłu­gość (ok. 675 tys. km) znacznie przekracza łączną długość linii kablowych (ok. 192 tys. km). Z tabeli 2.1.6/4 wynika, że linie napowietrzne przewyższają długościami linie kablowe na wszystkich poziomach napięcia.

Tabela 2.1.6/4. Zestawienie danych dotyczących dtugosci linii napowietrznych i kablowych w elektroenergetyce krajowej w poszczególnych gru­pach napięciowych w 2003 r.

Lp.	Napięcie znamionowe linii	Długość w km w przeliczeniu na jeden tor dla linii
				napowietrznych	kablowych
1	Linie 750 kV	114	0
2	Linie 400 kV	4830	0
3	Linie 220 kV	8119	0
4	Linie 110 kV	32227	69
5	Linie ŚN	224242	57048
6	Linie nN	285665	114170
7	Przytacza nN	120339	21193
Łącznie		675536	192480

kwiecień 2006

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 2, podrozdział 2, str 1

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.2. Zasady obliczeń sieciowych

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.2.2. OBLICZANIE ELEMENTÓW SCHEMATÓW ZASTĘPCZYCH

Elementami sieci elektroenergetycznych najczęś­ciej uwzględnianymi w obliczeniach są linie elek­troenergetyczne napowietrzne i kablowe, transfor­matory oraz dławiki przeciwzwarciowe. Obliczenia elektryczne sieci elektroenergetycznych prowadzi się w oparciu o schematy zastępcze, zawierające w odpowiednim układzie połączeń immitancje (impedancje i admitancje) danego elementu sieci.

Linie elektroenergetyczne na ogól odwzorowuje się linie

jako czwórnik n, którego gałąź wzdłużną stanowi elektroenergetyczne impedancja (rezystancja i reaktancja), natomiast gałęzie poprzeczne zwykle susceptancja pojemnoś­ciowa. Wielkościami charakterystycznymi linii są immitancje jednostkowe, odniesione do 1 km dłu­gości linii, które oznacza się przez R₀, X₀, Bq i Gq i oblicza się lub odczytuje z odpowiednich tablic lub wykresów. Immitancje całkowite wyznacza się, mnożąc wielkości jednostkowe przez długości linii.

Rezystancję linii oblicza się ze wzoru: rezystencja linii

*L = -^-, (2-2.2/1)

y-S

| Część 2, rozdział 2, podrozdział 2, sir. 2~| SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2 2 Zasady obliczeń sieciowych SIECI, INSTALACJE I urządzenia

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

gdzie:

1 - długość linii w m,

y - konduktywność materiału przewodowego

m m

w (54 dla Cu, i 33 dla AL),

Q • mm" Q • mm"

S - przekrój przewodów w mm².

Reaktancję linii można wyznaczyć ze wzoru uproszczonego:

X_L = X₀-l, (2.2.2/2)

gdzie:

X_Q - reaktancja jednostkowa w Q/km,

1 - długość linii w km.

W obliczeniach przybliżonych można przyjmować:

Xq = 0,1 Q/km dla linii kablowych,

X₀ = 0,4 Q/km dla linii napowietrznych ŚN,

W dokładnych obliczeniach reaktancję jednostkową Xq wyznacza się ze wzoru:

X₀ = co • L_Q, (2.2.2/3)

gdzie:

co - pulsacja w l/s,

Lq - indukcyjność robocza linii w H/km.

Wzory do obliczenia indukcyjności roboczej poda­wane są w literaturze specjalistycznej.

W niektórych obliczeniach wystarczającą dokład­ność uzyskuje się przy uwzględnieniu R i X lub tylko X linii.

kwiecień 2006

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 2, podrozdział 2, str. 4

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2.2. Zasady obliczeń sieciowych

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

Część 2, rozdział 2, podrozdział 2, sir. 3

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.2. Zasady obliczeń sieciowych

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

Transformatory dwuuzwojeniowe odwzorowuje się transformatory

jako czwórniki typu T lub T. dwuuzwojeniowe

Parametry transformatora wyznacza się z następu­jących zależności:

rezystancję

transformatory trójzwojeniowe i z uzwojeniami dzielonymi

A£/z% - napięcie zwarcia, %;

Al7_x% - reaktancja rozproszenia, %;

AP_Fe - straty jałowe w rdzeniu, kW;

Io% - P^rąd biegu jałowego, %.

Transformatory trójuzwojeniowe oraz transforma­tory z uzwojeniami dzielonymi odwzorowuje się jako gwiazdę z gałęzią poprzeczną. Wzory do wyz­naczenia parametrów schematu zastępczego tych transformatorów podawane są w literaturze specja­listycznej.

reaktancję

*^{T =} ^oo^~^{[Q) (22}-^2/4)

Dławiki przeciwzwarciowe odwzorowuje się jako dwójniki o reaktancji:

A(/_x%(/_N

^{Ą =} -Too^^{[Q] (2}'²'^2/5)

przy czym:

At/x% -V^z% - APW, (2.2.2/6) konduktancję

Al/_X%£/_N
X_D = —= [Q], (2.2.2/9)

N

3 • 1007,

gdzie:

Al7_Xo/₀ - napięcie zwarcia dławika,%;

L/n - napięcie znamionowe dławika, kV;

/_N - prąd znamionowy dławika, kA.

AP_Fe
G_T = -_r--10-³[S] (2.2.2/7)

c/n

suceptancję

T

100£A

[S] (2.2.2/8)

W powyższych wzorach:

Sn - moc znamionowa, MVA;

l7_n - napięcie znamionowe, kV;

APcu% ^_ znamionowe straty obciążeniowe,%;

kwiecień 2006

kwiecień 2006

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA I C*?ść 2, rozdział 2, podrozdział 3, sir. 3

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.2. Zasady obliczeń sieciowych

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

W liniach kablowych średnich napięć przekroje kabli dobiera się więc głównie w oparciu o kryterium a) i b), natomiast przekroje przewodów przezna­czonych do pracy w liniach napowietrznych SN dobiera się głównie na podstawie kryterium a) i c). Te ostatnie dwa kryteria mają też znaczenie przy doborze przekroju przewodów dla linii napowietrz­nych WN.

Dobór przekroju według kryterium obciążalności prądowej polega na sprawdzeniu warunku:

/_dd > /_r, (2.2.3/4)

gdzie:

/dd - dopuszczalny prąd obciążenia długotrwałego

(obciążalność długotrwała), I_T - prąd roboczy linii.

Przy ustalaniu obciążalności długotrwałej należy wziąć pod uwagę współczynniki poprawkowe, uwzględniające odstępstwa występujących w prak­tyce warunków ułożenia przewodów od warunków obliczeniowych.

kwiecień 2006

Część 2, rozdział 2, podrozdział 3, str. 4

2.2. Zasady obliczeń sieciowych SIECI, INSTALACJE l URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

kwiecień 2006

V

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA r~C*?ść 2, rozdział 2, podrozdział 3, str. 1 j

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.2. Zasady obliczeń sieciowych

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.2.3. OBLICZANIE STRAT I SPADKÓW NAPIĘCIA ORAZ DOBÓR PRZEKROJU PRZEWODÓW I KABLI

Stratą napięcia nazywa się geometryczną różnicę strata napięcia

napięć na początku i na końcu rozpatrywanej gałęzi

sieci.

W przypadku linii lub transformatora stratę napię­cia można wyznaczyć ze wzoru:

M/=V3Z • Z = V3 (7_C -jh) ■ (R +JX) [V], (2.2.3/1)

gdzie:

J_c, Ą, - prąd czynny i bierny, w A,

R, X- rezystancja i reaktancja, w Q.

Spadkiem napięcia nazywa się algebraiczną różnicę spadek napięcia

na początku i na końcu gałęzi. Przybliżone war­tości spadku napięcia można dla elementu trójfa­zowego wyznaczyć ze wzoru:

ACZ-TH^c* -4*) [V] (2.2.3/2) lub

Część 2, rozdział 2, podrozdział 3. str. 2 ] SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2.2. Zasady obliczeń sieciowych SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

PR -QX
Al7~ — [V]. (2.2.3/3)

dobór przekroju Przy doborze przekroju przewodów i kabli w sieciach

przewodów i kabli elektroenergetycznych należy się kierować nastę­pującymi kryteriami:

1. obciążalnością prądową w warunkach nagrze­wania prądem roboczym,

2. wytrzymałością na nagrzewanie prądem zwar­ciowym,

3. nieprzekraczalnością dopuszczalnego spadku napięcia,

4. zapewnieniem wytrzymałości mechanicznej,

5. zapewnieniem skuteczności ochrony przeciwpo­rażeniowej,

6. zapewnieniem selektywności zabezpieczeń przetężeniowych.

Najbardziej uniwersalne znaczenie ma kryterium obciążalności prądowej długotrwałej, które często decyduje o doborze przekroju przewodów linii na­powietrznych i kabli zarówno w sieciach do 1 kV, jak i w sieciach wyższych napięć. Oprócz tego w sieciach ŚN o doborze przekroju w liniach kablowych może decydować wytrzymałość zwarciowa, a w liniach napowietrznych dodatkowo kryterium wytrzyma­łości mechanicznej. Podane wyżej w punkcie c) kry­terium dopuszczalnego spadku napięcia odgrywa podstawowe znaczenie w instalacjach i sieciach na napięcie do 1 kV, natomiast kryteria e) i f) bierze się pod uwagę przy doborze przekroju przewodów i kabli w instalacjach elektrycznych do 1 kV.

kwiecień 2006

kwiecień 2006

SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA I Część 2, rozdział 2, podrozdział 6.1, str. 1 |

SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA 2.2. Zasady obliczeń sieciowych

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

2.2.6. OBLICZENIA ZWARCIOWE

2.2.6.1. Rodzaje, przyczyny i skutki zwarć

Zwarcie jest to połączenie między sobą punktów obwodu elektrycznego należących do różnych faz albo połączenie jednego lub większej liczby takich punktów z ziemią - bezpośrednio, przez łuk elek­tryczny lub przez przedmiot o bardzo małej impe-dancji.

Zwarcia można podzielić na symetryczne i niesy- rodzaje zwarć

metryczne. Zwarciami symetrycznymi są zwarcia trójfazowe i trójfazowe z ziemią.

Do zwarć niesymetrycznych należą zwarcia dwufa­zowe, dwufazowe z ziemią i jednofazowe z ziemią.

zwarcia wielokrotne

W praktyce występują również zwarcia, będące kombinacjami podobnych przypadków zwarć, tzw. zwarcia wielokrotne, czyli występujące w kilku miejs­cach sieci.

przyczyny zwarć

Przyczyny zwarć można podzielić na elektryczne i nieelektryczne. Wśród przyczyn elektrycznych można wymienić: przepięcia atmosferyczne i łącze­niowe oraz uszkodzenia izolacji skutkiem przecią­żeń. Jako przyczyny nieelektryczne można wymienić:

kwiecień 2007

| Część 2, rozdział 2, podrozdział 6.1, str. 2 | SIECI WYSOKIEGO NAPIĘCIA

2.2. Zasady obliczeń sieciowych SIECI, INSTALACJE I URZĄDZENIA

ELEKTROENERGETYCZNE O NAPIĘCIU POWYŻEJ 1 kV

uszkodzenia mechaniczne, wady fabryczne, zanie­czyszczenia lub zawilgocenia itp.

Zwarcie w sieci związane jest z nagłą zmianą para­metrów obwodu, polegającą przede wszystkim na zmniejszeniu się impedancji obwodu zewnętrznego względem źródeł prądu. Wynikiem tego jest powsta­nie stanu nieustalonego w obwodzie zwarciowym. Na skutek zwarć przez sieć i wszystkie jej elementy płyną prądy znacznie przewyższające prądy robo­cze. Prądy te są przyczyną szkodliwych cieplnych i dynamicznych skutków w pracy sieci.

Niektóre zwarcia nie powodują powstania wielkich prądów, jednak stanowią ważny problem ze względu na niebezpieczeństwo powstania przepięć. Przykła­dem może być jednofazowe zwarcie z ziemią (tzw. doziemienie) w sieci z izolowanym punktem neu­tralnym.

kwiecień 2007

---