Zwarcia w systemach elektroenergetycznych
Piotr Kacejko, Jan Machowski
rok wydania: 2013 (wyd.3, zmienione)
format: B5
oprawa: miękka
stron: 482
wydawnictwo: WNT
W książce opisano zjawiska fizyczne zachodzące w systemach elektroenergetycznych w czasie zwarć. Przedstawiono metody ich analiz dokładnych przy wykorzystaniu obliczeń komputerowych, jak również analiz uproszczonych opartych na prostych obliczeniach rachunkowych. Duży nacisk położono na interpretację fizyczną ułatwiającą zrozumienie analizowanych zjawisk, a także na właściwe modelowanie matematyczne elementów systemu, niezbędne do wykonywania analiz dokładnych i uproszczonych. Omówiono zalecenia norm międzynarodowych odnośnie do wyznaczania wielkości zwarciowych oraz określania skutków zwarć. Podano wiele przykładów obliczeniowych związanych z praktycznymi problemami dotyczącymi doboru aparatury łączeniowej oraz nastawień zabezpieczeń elektroenergetycznych. Przedstawiono algorytmy i metody numeryczne stosowane w programach komputerowych oraz przykłady programów komputerowych używanych do wykonywania obliczeń zwarciowych. Podano także metody ograniczania prądów zwarciowych oraz omówiono metody i urządzenia do ich pomiaru i rejestracji.
Podręcznik jest przeznaczony dla studentów wydziałów elektrycznych wyższych szkół technicznych, a także dla inżynierów zajmujących się analizą zwarć w projektowaniu i eksploatacji systemów elektroenergetycznych.
SPIS TREŚCI:
Oznaczenia
1. Wiadomości ogólne
1.1. Wprowadzenie
1.2. Przyczyny i skutki zwarć
1.3. Cele obliczeń zwarciowych
1.4. Zagadnienia zwarciowe w statystyce
1.5. Zwarcia a ekonomika
1.6. Jednostki względne
2. Przebiegi zwarciowe i charakteryzujące je wielkości
2.1. Wiadomości wstępne
2.2. Zwarcie trójfazowe generatora synchronicznego
2.2.1. Wybrane prawa elektrotechniki
2.2.2. Prądy zwarciowe przy pominięciu rezystancji uzwojeń
2.2.3. Prądy zwarciowe przy uwzględnieniu rezystancji uzwojeń
2.2.4. Obrazy strumieni i reaktancje zastępcze
2.2.5. Wzory na prądy zwarciowe
2.2.6. Wpływ asymetrii magnetycznej wirnika
2.2.7. Wpływ regulacji napięcia
2.2.8. Wpływ obciążenia wstępnego
2.3. Wielkości charakteryzujące prądy zwarciowe
2.4. Zwarcie dwufazowe
2.4.1. Prądy zwarciowe
2.4.2. Wpływ asymetrii magnetycznej wirnika
2.5. Wpływ lokalizacji miejsca zwarcia
2.6. Zwarcie na zaciskach silnika indukcyjnego
2.7. Specyfika zwarć doziemnych
2.7.1. Zwarcie i wyłączenie zwarcia w obwodzie z pojemnościami
2.7.2. Zwarcie w sieci z izolowanym punktem neutralnym
2.7.3. Zwarcie w sieci z punktem neutralnym uziemionym za pomocą dławika
2.7.4. Zwarcie w sieci z punktem neutralnym uziemionym za pomocą rezystora
2.7.5. Zwarcie w sieci z punktem neutralnym uziemionym bezpośrednio
2.8. Połączenia prądu stałego
2.8.1. Układy połączeń prądu stałego i ich regulatory
2.8.2. Zwarcie po stronie prądu stałego
2.8.3. Zwarcie w systemie prądu przemiennego po stronie prostownika
2.8.4. Zwarcie w systemie prądu przemiennego po stronie falownika
3. Metoda składowych symetrycznych
3.1. Wprowadzenie
3.2. Trójfazowy element sieciowy
3.3. Wartości i wektory własne macierzy
3.4. Przekształcenie 0, l, 2
3.5. Interpretacja elektryczna składowych symetrycznych
3.6. Impedancje sieci składowych symetrycznych
3.7. Moc pozorna w składowych fazowych i symetrycznych
3.8. Inne przekształcenia
4. Zwarcia w sieciach z bezpośrednio uziemionym punktem neutralnym
4.1. Wiadomości wstępne
4.2. Zwarcia pojedyncze
4.2.1. Zwarcie trójfazowe
4.2.2. Zwarcie jednofazowe
4.2.3. Zwarcie dwufazowe
4.2.4. Zwarcie dwufazowe z ziemią
4.2.5. Zestawienie wzorów
4.2.6. Zwarcia w innych fazach
4.3. Przerwy w fazach
4.3.1. Przerwa w trzech fazach
4.3.2. Przerwa w dwóch fazach
4.3.3. Przerwa w jednej fazie
4.4. Zakłócenia wielokrotne
4.4.1. Zwarcia podwójne dwumiejscowe
4.4.2. Podwójne zwarcie jednofazowe
4.4.3. Inne zakłócenia wielokrotne
5. Zwarcia w sieciach z bezpośrednio nieuziemionym punktem neutralnym
5.1. Wprowadzenie
5.2. Zwarcia w sieci z punktem neutralnym uziemionym za pomocą impedancji
5.3. Zwarcia w sieci z izolowanym punktem neutralnym
5.4. Zwarcia w sieci z punktem neutralnym uziemionym za pomocą dławika kompensacyjnego
5.5. Zwarcia w sieci z punktem neutralnym uziemionym za pomocą rezystora
6. Modele elementów systemu elektroenergetycznego
6.1. Wprowadzenie
6.2. Generatory synchroniczne
6.2.1. Schematy zastępcze we współrzędnych d, q
6.2.2. Schematy zastępcze dla składowych symetrycznych
6.2.3. Schematy zastępcze przy pominięciu asymetrii wirnika
6.3. Napowietrzne linie elektroenergetyczne
6.3.1. Modele dla stanów ustalonych i nieustalonych wolnozmiennych
6.3.2. Parametry typowych linii spotykanych w elektroenergetyce krajowej
6.3.3. Pojęcie obwodu ziemno powrotnego
6.3.4. Modelowanie wpływu przewodów odgromowych i wiązkowych
6.3.5. Wykorzystanie współczynników Maxwella do wyznaczania pojemności linii
6.3.6. Specyfika czteroprzewodowych linii niskiego napięcia
6.4. Linie kablowe
6.4.1. Parametry podłużne linii kablowych
6.4.2. Parametry poprzeczne linii kablowych
6.5. Transformatory energetyczne
6.5.1. Modele transformatorów dwuuzwojeniowych dla składowej zgodnej
6.5.2. Modele transformatorów trójuzwojeniowych i zespołów transformatorowych dla składowej zgodnej
6.5.3. Modele transformatorów dla składowej zerowej
6.5.4. Transformacja prądów zwarciowych
6.6.5. Modelowanie transformatorów we współrzędnych fazowych
6.6. Odbiory
6.6.1. Odbiory kompleksowe
6.6.2. Silniki indukcyjne
6.6.3. Silniki synchroniczne
6.7. Podsystemy zewnętrzne
7. Zalecenia normatywne
7.1. Wiadomości wstępne
7.2. |Standaryzacja obliczeń zwarciowych
7.3. Obliczenia według normy PN-74/E-05002
7.4. Ogólna charakterystyka normy IEC 60909
7.4.1. Podstawowe definicje, symbole i założenia
7.4.2. Specyfika modelowania elementów sieci
7.4.3. Specyfika obliczeń zwarć w pobliżu generatorów
7.4.4. Uwzględnianie wpływu silników indukcyjnych na prąd zwarcia
7.5. Obliczanie wielkości zwarciowych według zaleceń normy IEC 60909
7.5.1. Początkowy symetryczny prąd zwarcia
7.5.2. Udarowy prąd zwarcia
7.5.3. Symetryczny prąd wyłączeniowy
7.5.4. Ustalony prąd zwarcia
7.5.5. Składowa nieokresowa prądu zwarcia
7.5.6. Zwarcia niesymetryczne
7.6. Obliczanie cieplnego efektu zwarcia
7.7. Podstawy teoretyczne metody korygowania wartości impedancji elementów
7.8. Inne aspekty normalizacji obliczania wielkości zwarciowych
8. Metody ograniczania prądów zwarcia
8.1. Wprowadzenie
8.2. Metody związane z powiększaniem impedancji zwarciowej
8.2.1. Dławiki zwarciowe
8.2.2. Transformatory z uzwojeniami dzielonymi
8.2.3. Kształtowanie struktury sieci
8.2.4. Automatyka rozcinająca
8.3. Urządzenia ograniczające wartość prądu zwarcia
8.3.1. Bezpieczniki i ograniczniki
8.3.2. Sprzęgła rezonansowe
8.3.3. Szybkie łączniki tyrystorowe
8.3.4. Elementy nieliniowe wyzwalane temperaturowo
9. Przykłady obliczeń zwarciowych
9.1. Wiadomości wstępne
9.2. Analiza zwarć trójfazowych w prostych układach sieciowych
9.3. Wyznaczanie wielkości zwarciowych w prostych układach sieciowych
9.4. Wyznaczanie wielkości zwarciowych dla zwarć niesymetrycznych
9.5. Analiza zwarciowa w złożonych układach sieciowych
9.6. Analiza zwarć między generatorem a transformatorem blokowym
10. Obliczenia komputerowe
10.1. Wprowadzenie
10.2. Macierzowe równania sieci
10.2.1. Równania węzłowe
10.2.2. Łączenie sieci
10.2.3. Przekształcanie sieci przez eliminację węzłów
10.2.4. Związki między macierzą admitancyjną i impedancyjną
10.3. Modelowanie i analiza zwarć w sieci wielowęzłowej
10.3.1. Zależności podstawowe
10.3.2. Wyznaczanie prądów w miejscu zwarcia
10.3.3. Rozpływ prądów zwarciowych
10.4. Wyznaczanie macierzy impedancyjnej metodą przyłączania gałęzi
10.5. Zastosowanie faktoryzacji macierzy admitancyjnej węzłowej
10.5.1. Podstawy metody faktoryzacji
10.5.2. Uwagi o realizacji numerycznej algorytmu faktoryzacji
10.5.3. Technika macierzy rzadkich
10.6. Obliczanie parametrów ekwiwalentów zwarciowych
10.6.1. Zależności matematyczne
10.6.2. Zastosowanie metody przyłączania gałęzi
10.6.3. Zastosowanie metody faktoryzacji
10.6.4. Problemy wymiany ekwiwalentów
10.7. Przykład programu zwarciowego
10.7.1. Program SHORTS - uwagi wstępne
10.7.2. Program SHORTS - dane wejściowe
10.7.3. Program SHORTS - obsługa
10.7.4. Program SHORTS - obliczenia zwarciowe
11. Symulacyjne wyznaczanie przebiegów zwarciowych
11.1. Wprowadzenie
11.2. Dynamiczne modele elementów systemu elektroenergetycznego
11.2.1. Generatory synchroniczne
11.2.2. Wzbudnice i regulatory napięcia generatorów synchronicznych
11.2.3. Silniki
11.2.4. Linie elektroenergetyczne
11.2.5. Transformatory
11.3. Programy symulacyjne
11.3.1. Metody rozwiązywania równań różniczkowo-algebraicznych
11.3.2. Modele elementów sieci
11.3.3. Równania sieci
11.4. Symulatory działające w czasie rzeczywistym
12. Rejestracja wielkości zwarciowych
12.1. Wprowadzenie
12.2. Rejestratory mikroprocesorowe
12.2.1. Wejścia analogowe i dwustanowe
12.2.2. Jednostka centralna
12.2.3. Format zapisu danych
12.3. Systemy rejestracji
12.4. Analiza rejestracji
Literatura
Skorowidz
