Opis
W elektrotechnice znana jest dobrze jedna z najważniejszych zasad: „Bezpieczeństwo ludzi jest najważniejsze w każdej instalacji elektrycznej”. Układy automatyki zabezpieczeniowej w sieciach elektrycznych to skomplikowane urządzenia techniczne, obecnie wykonywane prawie wyłącznie z wykorzystaniem techniki mikroprocesorowej, które umożliwiają maksymalną ochronę przed skutkami zakłóceń. Chociaż zabezpieczenia nie są środkiem ochrony od porażeń i innych oddziaływań na ludzi, to ich prawidłowa konstrukcja i nastawienia przyczyniają się do technicznego bezpieczeństwa urządzeń, a przez to do bezpieczeństwa ludzi. Książka dr. inż. Witolda Hoppela traktuje właśnie o tym istotnym zagadnieniu. Jest też zwieńczeniem jego wieloletniej pracy zawodowej – jako wybitnego nauczyciela akademickiego – całe życie związanego z Politechniką Poznańską, ale również praktyka. Był jednym z głównych twórców systemu zabezpieczeń CZIP powszechnie stosowanego w polskich sieciach SN. Autor jest także wieloletnim szkoleniowcem koncernów energetycznych. Autor w książce zebrał swój cały dorobek naukowy oraz praktyczny i opisał problematykę sieci średnich napięć na 3 płaszczyznach: 1) sposoby pracy punktu neutralnego sieci SN, 2) ochrona od porażeń przy dotyku pośrednim, 3) dobór nastaw zabezpieczeń. Prezentowana książka znajdzie z pewnością uznanie i wielu Czytelników pośród projektantów i użytkowników sieci elektroenergetycznych, inżynierów elektryków, dystrybutorów energii elektrycznej, ale także wśród studentów kierunków elektrotechnika czy energetyka. Spis treściWykaz ważniejszych oznaczeń XIII Spis tablic XVII 1. Wstęp 1 2. Definicje 3 2.1. Wyjaśnienia 3 2.2. Pojęcia ogólne i związane z sieciami elektroenergetycznymi 4 2.3. Pojęcia związane z ochroną przed porażeniami, punktem neutralnym i sposobem jego pracy 6 2.4. Definicje z zakresu elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej 15 2.4.1. Klasyfikacja przekaźników 15 2.4.2. Stany przekaźników 18 2.4.3. Wielkości charakteryzujące przekaźniki 19 2.4.4. Definicje związane z zabezpieczeniami 23 3. Zwarcia doziemne jako zjawisko fizyczne 25 3.1. Pojęcia związane z rozdziałem 25 3.2. Podstawy 25 3.3. Przyczyny zwarć 26 3.4. Zwarcia doziemne 27 4. Obliczanie wielkości ziemnozwarciowych metodą składowych symetrycznych 29 4.1. Elementy sieci 29 4.2. Schemat zastępczy 31 4.3. Zastosowanie metody składowych symetrycznych 37 4.4. Ocena wielkości ziemnozwarciowych 39 4.4.1. Sieć wybrana do analizy 39 4.4.2. Wpływ rezystancji przejścia 40 4.4.3. Wpływ odległości miejsca zwarcia od początku linii 47 4.4.4. Wpływ impedancji transformatora uziemiającego 49 4.5. Wpływ rezystancji uziemiającej w punkcie neutralnym na ustalone przepięcia ziemnozwarciowe 51 4.6. Praktyczna metoda składowych symetrycznych 52 5. Uproszczone metody obliczania wielkości ziemnozwarciowych 54 5.1. Wstęp 54 5.2. Schemat bez uwzględniania impedancji wzdłużnej linii 54 5.3. Schemat z uwzględnieniem impedancji wzdłużnej linii doziemionej 62 5.4. Wybrane wykresy i porównanie metod uproszczonych 63 6. Podstawy ochrony przed porażeniami 70 6.1. Uwagi wstępne 70 6.2. Powstawanie niebezpiecznych napięć rażeniowych 71 6.3. Określone uznane środki M 79 6.4. Zespolona instalacja uziemiająca 82 6.5. Czas trwania zwarcia doziemnego 84 7. Wymagania dla sieci i instalacji nn 87 7.1. Wprowadzenie 87 7.2. Wymagania ogólne 87 7.2.1. Sieć TN 87 7.2.2. Sieć TT 93 8. Ochrona przed porażeniami przy dotyku pośrednim w stacjach SN/nn 94 8.1. Stacja SN/nn jako obiekt szczególny 94 8.2. Skutki zwarcia po stronie SN 95 8.3. Prąd uziomowy a prąd ziemnozwarciowy 104 8.4. Znormalizowany algorytm projektowania instalacji uziemiającej ze względu na napięcie dotykowe rażeniowe 116 8.5. Stacja SN/nn bez rozdzielonych uziemień zasilająca sieć w systemie TN 118 8.6. Stacja SN/nn z rozdzielonymi uziemieniami zasilająca sieć w systemie TN 121 8.7. Stacja SN/nn zasilająca sieć w systemie TT 126 9. Ochrona przed porażeniami przy dotyku pośrednim w liniach SN 127 9.1. Uwagi wstępne 127 9.2. Algorytm oceny zagrożenia przy słupach bez aparatury łączeniowej 127 9.3. Wyjątki od algorytmu 139 9.4. Zmodyfikowane algorytmy oceny układu uziomowego słupów 144 9.4.1. Sieć o punkcie neutralnym uziemionym przez rezystor lub układem równoległym 144 9.4.2. Sieć z izolowanym punktem neutralnym, skompensowana lub z dekompensacją 147 9.5. Określenie rezystywności gruntu 149 9.6. Słup z aparaturą łączeniową 153 9.7. Słup z głowicą kablową 154 9.8. Wykonanie uziemień przy słupach betonowych 155 10. Asymetria sieci i określenie pojemnościowego prądu zwarcia doziemnego 158 10.1. Uwagi wstępne 158 10.2. Asymetria w sieci 158 10.3. Metody określania pojemnościowego prądu zwarcia 161 10.3.1. Przydatność 161 10.3.2. Obliczanie 161 10.3.3. Zwarcie pomiarowe 163 10.3.4. Miernik MPZ 163 10.3.5. Badanie krzywej rezonansowej w sieci z dławikiem zaczepowym 165 10.3.6. Regulator dławika 167 10.3.7. Metody bazujące na rzeczywistych zwarciach 167 11. Ogólne wiadomości o sposobach pracy punktu neutr