str. 1

Temat: Obliczanie wielkości charakterystycznych dla zwarcia.
Obliczenia charakterystycznych wielkości zwarciowych w sieciach niskiego napięcia są
wykonywane tak samo jak w urządzeniach wysokiego napięcia. W schematach zastępczych
impedancji obwodów zwarciowych niskiego napięcia powinno się uwzględniać impedancję
wielu elementów, które są pomijane w schematach obwodów zwarciowych wysokiego
napięcia, takich jak przekładniki prądowe, szyny zbiorcze, krótkie odcinki linii, cewki
nadprądowe wyzwalaczy wyłączników, zestyki stałe i rozłączne itp. Ponadto w sieciach
niskiego napięcia rezystancje wielu urządzeń są tego samego rzędu co reaktancje, a często
nawet większe. W pewnych przypadkach np. w obwodach odbiorczych instalacji
elektrycznej, uzasadnia to możliwość i celowość pominięcia w obliczeniach reaktancji
obwodu zwarciowego i uwzględnienia jedynie rezystancji.
Sieci niskiego napięcia są zasilane najczęściej z układu elektroenergetycznego poprzez kilka
stopni transformacji. Tworzenie dokładnego schematu zwarciowego układu zasilania jest
wtedy trudne i niecelowe. Układ zasilania zastępuje się wypadkową impedancją wyznaczoną
z wartości mocy zwarciowej.
Warunki zwarciowe w sieci niskiego napięcia zależą w decydującym stopniu o mocy
znamionowej transformatora zasilającego sieć niskiego napięcia. Gdy nie jest znana wartość
mocy zwarciowej po stronie wysokiego napięcia, przyjmuje się ją często w obliczeniach
praktycznych jako równą nieskończoności. Błąd obliczeń przy takim założeniu jest tym
mniejszy, im mniejsza jest moc transformatora. Błąd obliczeń przy takim założeniu jest tym
mniejszy, im mniejsza jest moc transformatora. Prąd początkowy I”k przy zwarciu
trójfazowym oblicza się według wzoru:
"
√3
√3
W obliczeniach dokonywanych w celu doboru aparatów i przewodów niskiego napięcia na
warunki zwarciowe przyjmuje się zazwyczaj, że prąd ustalony Ik, zastępczy prąd krótkotrwały
Ith oraz prąd wyłączeniowy symetryczny Ib są równe prądowi początkowemu I”k. Założenie to
jest prawdziwe, jeżeli zasadne było pominięcie wpływu silników na wartość prądu
początkowego I”k.
Prąd jednofazowy zwarcia z ziemią (z przewodem ochronnym PE lub ochronno-neutralnym
PEN) w sieciach i instalacjach niskiego napięcia oblicza się zwykle w celu sprawdzenia
skuteczności działania ochrony przeciwporażeniowej przed dotykiem pośrednim
(dodatkowej). W obliczeniach powinno się korzystać z zależności podanej w tabl 2.2.
Obliczenia wykonywane w podanym celu nie wymagają zazwyczaj dużej dokładności,
dlatego często korzysta się z metody uproszczonej. Prąd początkowy przy zwarciu
jednofazowym oblicza się wtedy ze wzoru:
"
0,95
w którym: UNf – napięcie znamionowe, Zkz1 – impedancja przewodu ochronnego lub/i
przewodu ochronno-neutralnego PEN (rezystancje tych przewodów powinny być
wyznaczone w temperaturze k, jaka występuje w czasie zwarcia).
str. 1 Jeżeli przekroje fazowe oraz ochronne (PE, PEN) mają takie same przekroje, to ZL = ZPE
oraz
ZL,,PE = 2ZL
Zad.
Obliczyć charakterystyczne wielkości prądu zwarciowego w przypadkach zwarć jednoi trójfazowych w różnych punktach sieci rozdzielczej i instalacji odbiorczej niskiego napięcia
przedstawionej na rys. 2.35.
Zwarcie trójfazowe na szynach 0,4 kV rozdzielni w punkcie F1 (rys. 2.35).
str. 2 str. 3 str. 4 str. 5 str. 6