EN

Program OeS

OeS Obliczenia Sieciowe
Warianty wyposażenia programu

Oprogramowanie OeS 6 jest przeznaczone do modelowania i obliczeń sieci elektroenergetycznych promieniowych i wielokrotnie zamkniętych, w warunkach roboczych i zwarciowych. Możliwości obliczeniowe programu pozwalają na analizę pracy sieci WN, SN i nn w ramach jednego modelu. Program został również wyposażony w moduły wspomagające dobór nastaw zabezpieczeń oraz określanie obciążalności kabli w zależności od warunków ułożenia. OeS od zawsze tworzony był jako narzędzie inżynierskie – cechuje go przejrzystość i prostota obsługi, przy zachowaniu pełnej palety funkcjonalności obliczeniowych na potrzeby realizacji zadań analitycznych i projektowych.

Poszczególne moduły oprogramowania OeS pozwalają na wykonywanie obliczeń rozpływu mocy oraz obliczeń zwarciowych, będących nieodzownym elementem każdego projektu czy ekspertyzy przyłączeniowej. Dostępne funkcjonalności umożliwiają m.in. właściwy dobór urządzeń ze względu na pracę w warunkach roboczych i zwarciowych, rozwiązywanie problemów związanych z kompensacją mocy biernej czy oceną pracy punktu neutralnego. Wspierają również planowanie rozbudowy istniejącej sieci, pomagają w podejmowaniu decyzji łączeniowych. W oprogramowaniu OeS można błyskawicznie wykonać obliczenia dla dowolnej konfiguracji sieci co otwiera przed użytkownikami bardzo duże możliwości tworzenia wielowariantowych analiz.

Od wielu lat rozwijane są także funkcjonalności związane z modelowaniem i analizą pracy zabezpieczeń sieciowych. Użytkownik może analizować czułość i selektywność zabezpieczeń, określić ich czasy reakcji, ocenić zagrożenie porażeniowe. Dodatkowo, OeS może zostać wyposażony w moduł PROKAB, pozwalający na tworzenie i obliczenia dla profilu podłużnego i poprzecznego kabla oraz wyznaczanie parametrów zastępczych linii napowietrznych. Kolejnym elementem dodatkowym jest moduł GRAFIK pozwalający na modelowanie odbiorców z uwzględnieniem zmienności obciążenia w czasie (taryfa operatora lub dane z pomiarów) oraz modelowanie prosumentów 
z uwzględnieniem zmienności ich generacji. Zaimplementowano tutaj możliwość skorzystania z bazy danych ENTSO-E (lata klimatyczne) z uwzględnieniem w obliczeniach prognozy pogody lub wprowadzania danych z pomiarów. Funkcjonalności obliczeniowe pozwalają na analizę przebiegów czasowych mocy i prądów gałęziowych, napięć w węzłach sieci, strat i innych parametrów sieciowych.

Rozpływy
Zwarcia
Rozruchy
Harmoniczne
Zabezpieczenia
Profil podłużny i obciążalność
Obliczenia grafikowe

Zwarcia

Do obliczeń w stanach zakłóceniowych należą:

  • obliczenia parametrów prądu zwarciowego symetrycznego,
  • obliczenia parametrów minimalnego prądu zwarciowego symetrycznego,
  • obliczenia rozpływu prądu zwarciowego symetrycznego,
  • obliczenia parametrów prądu zwarciowego niesymetrycznego,
  • obliczenia rozpływowe prądu zwarciowego niesymetrycznego.

Metodykę obliczania prądów zwarciowych oparto o normę PN-EN 60909-0 – dla zwarć symetrycznych i PN-EN 60909-3 – dla zwarć niesymetrycznych.

Obliczenia prądów zwarciowych wykonuje się w oparciu o odpowiednio skonstruowany schemat zastępczy sieci. W schemacie tym występuje zastępcze źródło napięciowe w miejscu zwarcia oraz elementy sieci przedstawiane w postaci dwójników impedancyjnych. Zastępcze źródło napięciowe jest jedynym źródłem aktywnym w schemacie i zastępuje wszystkie źródła rzeczywiste. Jako źródła prądu zwarciowego traktuje się: sieć zasilającą, generatory, silniki synchroniczne i asynchroniczne oraz ekwiwalenty sieci zastępczych.

Obliczenia parametrów prądu zwarciowego symetrycznego

W obliczeniach parametrów prądu zwarciowego symetrycznego zakłada się zwarcie kolejno w każdym analizowanym węźle i wyznacza się charakterystyczne parametry płynącego do tego węzła prądu zwarciowego.

Analiza przekroczeń polega na sprawdzeniu elementów ze względu na zadaną wytrzymałość:

  • udarową – dotyczy szyn zbiorczych i łączników, sprawdzane jest przekroczenie parametrów granicznych tj.: prądu szczytowego iplub prądu udarowego ip
  • łączeniową – dotyczy łączników, sprawdzane jest przekroczenie maksymalnego prądu wyłączalnego Icuprzez obliczony dla danego elementu prąd zwarciowy wyłączeniowy symetryczny 20 ms,
  • cieplną – dotyczy linii elektroenergetycznych, szyn zbiorczych i łączników, sprawdzane jest przekroczenie prądu zwarciowego cieplnego Ithr.

Dodatkowo, podczas analizy przekroczeń dla linii elektroenergetycznych, wyznaczany jest również przyrost temperatury toru prądowego przy zwarciu.

Wszystkie obliczane parametry zostały w oknie wynikowym pogrupowane i są widoczne w zakładkach, jak przedstawiono poniżej:

  • zakładka Parametry prądu zwarciowego:
    • napięcie nominalne Un(kV) – napięcie nominalne (poziom napięciowy) sieci, w której znajduje się dany węzeł,
    • prąd zwarciowy początkowy Ik” (kA) – moduł wypadkowej wartości zespolonej prądu zwarciowego, obliczonego dla wszystkich źródeł, Ik” = | ΣIk”i|
    • sumaryczny prąd zwarciowy początkowy według udziału źródeł ΣIk” (kA) – suma modułów wartości zespolonych poszczególnych prądów zwarciowych, dopływających do miejsca zwarcia od każdego ze źródeł, ΣIk” = Σ|Ik”i|,
    • moc zwarciowa Sk” (MVA),
    • prąd zwarciowy udarowy ipA(kA) – przyjmuje się współczynnik κ wyznaczony dla stosunku R/X wypadkowej impedancji sieci objętej zwarciem, metoda zgodna z normą,
    • prąd zwarciowy udarowy ipB(kA) – przyjmuje się wartość współczynnika κ zwiększoną o 15% względem wyliczonej w metodzie A, metoda zalecana wg norm dla sieci zamkniętych; w których duża niejednorodność powoduje, że relacje R/X w poszczególnych gałęziach schematu zastępczego są zróżnicowane,
    • prąd zwarciowy udarowy ipC(kA) – jest sumą składowych, wyliczonych dla każdego źródła prądu zwarciowego osobno, na podstawie innego współczynnika κ – zależnego od stosunku R/X poszczególnej gałęzi schematu zastępczego; metoda najdokładniejsza, jednak nienormatywna,
    • prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 20 ms Ib20(kA) – symetryczny,
    • prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 50 ms Ib50(kA) – symetryczny,
    • prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 100 ms Ib100(kA) – symetryczny,
    • prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 250 ms Ib250(kA) – symetryczny,
    • składowa aperiodyczna prądu zwarciowego dla czasu 20 ms iDC20(kA) – prąd składowy nieokresowy,
    • składowa aperiodyczna prądu zwarciowego dla czasu 50 ms iDC50(kA) ) – prąd składowy nieokresowy,
    • składowa aperiodyczna prądu zwarciowego dla czasu 100 ms iDC100(kA) ) – prąd składowy nieokresowy,
    • składowa aperiodyczna prądu zwarciowego dla czasu 250 ms iDC250(kA) ) – prąd składowy nieokresowy,
    • niesymetryczny prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 20 ms Ibasym20(kA) – Ib uzupełniony o iDC,
    • niesymetryczny prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 50 ms Ibasym50(kA) – Ib uzupełniony o iDC,
    • niesymetryczny prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 100 ms Ibasym100(kA) – Ib uzupełniony o iDC,
    • niesymetryczny prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu 250 ms Ibasym250(kA) – Ib uzupełniony o iDC,
    • prąd zwarciowy ustalony Ik(kA),
    • prąd zastępczy cieplny dla zadanego czasu zwarcia – wartość wyznaczona na podstawie współczynników m i n Ith (t s)(kA),
    • prąd zastępczy cieplny dla zadanego czasu zwarcia przeliczony na czas 1 s Ithr(1s)(kA),
    • prąd zastępczy cieplny dla zadanego czasu zwarcia przeliczony na czas 3 s Ithr(3s)(kA),
  • zakładka Potencjalne przekroczenia:
    • prąd udarowy szyny zbiorczej lub prąd szczytowy łącznika ipr(kA) – podstawa do określenia przekroczenia wytrzymałości udarowej,
    • stopień obciążenia udarowego ip/i pr(%),
    • przekroczenie (wytrzymałości udarowej) – sygnalizuje przekroczenie w przypadku gdy (ip/ipr)> > 100%,
    • maksymalny prąd wyłączalny łącznika Icu(kA) – podstawa do określenia wytrzymałości łączeniowej,
    • stopień obciążenia łącznika Ib/Icu(%),
    • przekroczenie (wytrzymałości łączeniowej) – sygnalizuje przekroczenie w przypadku gdy (Ib/Icu)> > 100%,
    • prąd zwarciowy cieplny 1 s Ithr(kA) dla łącznika i szyny zbiorczej oraz dla linii elektroenergetycznej, dla której parametr ten wyznaczany jest na podstawie dopuszczalnej gęstości prądu zwarciowego jednosekundowego Ithr (kA),
    • stopień obciążenia cieplnego Ithr(t)/Ithr(%),
    • przekroczenie (wytrzymałości cieplnej) – sygnalizuje przekroczenie w przypadku gdy (Ithr(t)/Ithr)> > 100%,
    • przyrost temperatury podczas zwarcia ΔT (K) – tylko dla linii elektroenergetycznych.
  • zakładka Przekroczenia – na podstawie obliczeń rozpływowych prądu zwarciowego

Obliczenia minimalnych parametrów prądu zwarciowego symetrycznego

Wyznaczanie minimalnych parametrów prądu zwarciowego symetrycznego wykonywane jest analogicznie jak obliczenia parametrów prądu zwarciowego symetrycznego. Istotne różnice polegają na:

  • przyjęciu minimalnych wartości współczynnika napięciowego „c” – odpowiednio dla napięcia nominalnego sieci,
  • pominięciu wpływu współczynników korekcyjnych impedancji transformatorów i generatorów synchronicznych
  • pominięciu wpływu źródeł prosumenckich (farm wiatrowych, fotowoltaiki i in.), silników synchronicznych i asynchronicznych na wartość prądu zwarciowego,
  • uwzględnieniu wzrostu rezystancji torów prądowych, wynikającego z nagrzewania przewodów

Wszystkie obliczane parametry, prezentowane w oknie wynikowym przedstawiono poniżej:

  • napięcie nominalne Un(kV) – napięcie nominalne (poziom napięciowy) sieci, w której znajduje się dany węzeł,
  • minimalny prąd zwarciowy początkowy Ik”3fmin(kA) – moduł wypadkowej wartości zespolonej prądu zwarciowego, obliczonego dla wszystkich źródeł, Ik” = |ΣIk” i|,
  • sumaryczny min. prąd zwarciowy początkowy wg udziałów źródeł ΣIk” min(kA) – suma modułów wartości zespolonych poszczególnych prądów zwarciowych, dopływających do miejsca zwarcia od każdego ze źródeł, ΣIk” = Σ|Ik”i|,
  • minimalny dwufazowy prąd zwarciowy początkowy Ik”2fmin(kA),
  • minimalna moc zwarciowa Sk”min(MVA),
  • minimalny prąd zwarciowy ustalony Ikmin(kA),
  • minimalny dwufazowy prąd zwarciowy początkowy Ik”2f min G(kA) – obliczany wg normy górniczej PN-G-42042 Ik”2f min G (kA).

Obliczenia rozpływu prądu zwarciowego symetrycznego

Obliczenia rozpływu prąd zwarciowego symetrycznego pozwalają na analizę składowych gałęziowych prądu zwarciowego oraz napięć węzłowych przy założeniu zwarcia w wybranym węźle sieci.

Wszystkie obliczane parametry zostały w oknie wynikowym pogrupowane i są widoczne w zakładkach, jak przedstawiono poniżej:

  • zakładka Wyniki węzłowe:
    • napięcie nominalne sieci Un(kV),
    • część rzeczywista napięcia w danym węźle sieci w czasie trwania zwarcia Re{U} (kV),
    • część urojona napięcia w danym węźle sieci w czasie trwania zwarcia Im{U} (kV),
    • moduł napięcia w danym węźle sieci w czasie trwania zwarcia U (kV),
  • zakładka Wyniki gałęziowe:
    • napięcie nominalne gałęzi Un(kV),
    • część rzeczywista prądu zwarciowego, płynącego w danej gałęzi sieci w czasie trwania zwarcia Re{Ik”} (kA),
    • część urojona prądu zwarciowego, płynącego w danej gałęzi sieci w czasie trwania zwarcia Im{Ik”} (kA),
    • moduł prądu zwarciowego, płynącego w danej gałęzi w czasie trwania zwarcia Ik” (kA).

Obliczenia parametrów prądu zwarciowego niesymetrycznego

W obliczeniach prądu zwarciowego niesymetrycznego modeluje się transformator zależnie od układu połączeń jego uzwojeń. Do modelowanych układów połączeń zalicza się:

  • dla transformatorów dwuuzwojeniowych:
    • gwiazda uziemiona – trójkąt, YnD,
    • gwiazda uziemiona – gwiazda, YnY,
    • gwiazda uziemiona – gwiazda uziemiona, YnYn,
    • gwiazda – gwiazda, YY,
    • gwiazda – trójkąt, YD,
    • zygzak uziemiony – gwiazda uziemiona, ZnYn,
    • autotransformator: gwiazda uziemiona – trójkąt, YnD.
  • dla transformatorów trójuzwojeniowych:
    • gwiazda uziemiona – gwiazda uziemiona – trójkąt, YnYnD,
    • gwiazda uziemiona – gwiazda – trójkąt, YnYD,
    • gwiazda uziemiona – trójkąt – trójkąt, YnDD.

Nieopisane powyżej układy połączeń, stanowią w obliczeniach niesymetrycznych przerwę dla składowej zerowej. W obliczeniach prądu zwarciowego niesymetrycznego silniki synchroniczne i asynchroniczne nie są traktowane jako źródła prądu zwarciowego.

Obliczenia parametrów prądu zwarciowego niesymetrycznego obejmują wiele wariantów analizowanego zakłócenia, należą do nich:

  • zwarcie jednofazowe,
  • zwarcie jednofazowe z przewodem neutralnym (tylko dla sieci niskiego napięcia),
  • zwarcie dwufazowe,
  • zwarcie dwufazowe z ziemią,
  • zwarcie trójfazowe

Wszystkie obliczane parametry zostały w oknie wynikowym pogrupowane i są widoczne w zakładkach – odpowiednio dla rodzaju analizowanego zakłócenia. Do parametrów tych należą:

  • napięcie nominalne Un(kV) – napięcie nominalne sieci, w której znajduje się dany węzeł,
  • prąd zwarciowy składowej zerowej I0(kA),
  • prąd zwarciowy składowej zgodnej I1(kA),
  • prąd zwarciowy składowej przeciwnej I2(kA),
  • prąd zwarciowy fazy L1 IL1(kA),
  • prąd zwarciowy fazy L2 IL2(kA),
  • prąd zwarciowy fazy L3 IL3(kA),
  • część rzeczywista impedancji pętli zwarcia Re{Z} (Ω),
  • część urojona impedancji pętli zwarcia Im{Z} (Ω),
  • moduł impedancji pętli zwarcia Z (Ω).

Parametry dla zwarcia jednofazowego z przewodem neutralnym są wyznaczane tylko dla sieci niskiego napięcia. Dla zwarcia dwufazowego z ziemią nie jest natomiast wyznaczana impedancja pętli zwarcia.

Obliczenia rozpływu prądu zwarciowego niesymetrycznego

Obliczenia rozpływu prądu zwarciowego niesymetrycznego wykonywane są analogicznie jak obliczenia rozpływu prądu zwarciowego symetrycznego.

Pełne wyniki obliczeń dostępne są w oknie wynikowym. Wszystkie obliczane parametry zostały w nim pogrupowane (ze względu na rodzaj wyniku i analizowanego zwarcia) i są widoczne w zakładkach, jak przedstawiono poniżej:

  • wyniki węzłowe:
    • napięcie nominalne sieci Un(kV),
    • napięcie składowej zerowej U0(kV),
    • napięcie składowej zgodnej U1(kV),
    • napięcie składowej przeciwnej U2(kV),
    • napięcie fazy L1 UL1(kV),
    • napięcie fazy L2 UL2(kV),
    • napięcie fazy L3 UL3(kV),
  • wyniki gałęziowe:
    • napięcie nominalne gałęzi Un(kV),
    • prąd zwarciowy składowej zerowej I0(kA),
    • prąd zwarciowy składowej zgodnej I1(kA),
    • prąd zwarciowy składowej przeciwnej I2(kA),
    • prąd zwarciowy fazy L1 IL1(kA),
    • prąd zwarciowy fazy L2 IL2(kA),
    • prąd zwarciowy fazy L3 IL3(kA),

Analiza przekroczeń

Program OeS 6 umożliwia wariantową analizę pracy modelowanej sieci pod kątem wystąpienia przekroczeń wartości parametrów granicznych oraz określenia minimalnych i maksymalnych wartości parametrów charakteryzujących sieć. W tym celu powinny uprzednio zostać zdefiniowane warianty pracy sieci, przewidziane do takiej analizy.

Pełne wyniki analizy dostępne są w oknie wynikowym. Prezentuje ono minimalne i maksymalne wartości parametrów charakterystycznych oraz przekroczenia wartości parametrów granicznych wraz z wariantem konfiguracyjnym, dla którego wystąpiły. Wszystkie obliczane parametry zostały w oknie wynikowym pogrupowane (w zależności od rodzaju wyniku i wybranego typu obliczeń) i są widoczne w zakładkach, jak przedstawiono poniżej:

  • zakładka Obliczenia rozpływowe:
    • zakładka Wyniki węzłowe:
      • minimalne napięcie |U|min(kV),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono minimalne napięcie w węźle,
      • maksymalne napięcie |U|max(kV),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono maksymalne napięcie w węźle,
    • zakładka Wyniki gałęziowe:
      • minimalny prąd |I|min(A),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono minimalny prąd w gałęzi,
      • maksymalny prąd |I|max(A),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono maksymalny prąd w gałęzi,
      • minimalny obliczony stopień obciążenia Id%min(%) – tylko dla transformatorów i linii elektroenergetycznych, którym zdefiniowano prąd dopuszczalny długotrwale,
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono minimalny obliczony stopień obciążenia,
      • przekroczenie – sygnalizuje przekroczenie gdy Id%min> 100%,
      • maksymalny obliczony stopień obciążenia Id%max(%) – tylko dla transformatorów i linii elektroenergetycznych, którym zdefiniowano prąd dopuszczalny długotrwale,
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono maksymalny obliczony stopień obciążenia,
      • przekroczenie – sygnalizuje przekroczenie gdy Id%max> 100%,
  • zakładka Parametry prądu zwarciowego:
    • zakładka Prąd zwarciowy początkowy:
      • napięcie nominalne Un(kV),
      • minimalny prąd zwarciowy początkowy |I k”|min(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono którego uzyskano minimalną wartość prądu zwarciowego początkowego,
      • maksymalny prąd zwarciowy początkowy |I k”|max(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którymego uzyskano znaleziono maksymalną wartość prądu zwarciowego początkowego,
    • zakładka Moc zwarciowa:
      • napięcie nominalne Un(kV),
      • minimalna moc zwarciowa |Sk”|min(MVA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono minimalną wartość prądu lub mocy zwarciowej,
      • maksymalna moc zwarciowa |Sk”|max(MVA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono maksymalną wartość prądu lub mocy zwarciowej,
    • zakładka Prąd udarowy:
      • napięcie nominalne Un(kV),
      • minimalny prąd udarowy |ipC|min(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono minimalną wartość prądu udarowego,
      • maksymalny prąd udarowy |ipC|max(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono maksymalną wartość prądu udarowego,
    • zakładka Prąd zwarciowy cieplny dla czasu trwania zwarcia równego 0,1 s:
      • napięcie nominalne Un(kV),
      • minimalny prąd zwarciowy cieplny dla czasu zwarcia 0,1 s Ith(t)min(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono minimalną wartość prądu zwarciowego cieplnego dla czasu trwania zwarcia 0,1 s ,
      • maksymalny prąd zwarciowy cieplny dla czasu zwarcia 0,1 s Ith(t)max(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono maksymalną wartość prądu zwarciowego cieplnego dla czasu zwarcia 0,1 s ,
    • zakładka Prąd zwarciowy wyłączeniowy dla czasu trwania zwarcia równego 250 ms:
      • napięcie nominalne Un(kV),
      • minimalny prąd wyłączeniowy symetryczny dla czasu zwarcia 250 ms Ib250min(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono minimalną wartość prądu wyłączeniowego symetrycznego dla czasu zwarcia 250 ms,
      • maksymalny prąd wyłączeniowy symetryczny dla czasu zwarcia 250 ms Ib250max(kA),
      • wariant – nazwa wariantu, w którym znaleziono maksymalną wartość prądu wyłączeniowego symetrycznego dla czasu zwarcia 250 ms.
Ta strona korzysta z ciasteczek aby świadczyć usługi na najwyższym poziomie. Dalsze korzystanie ze strony oznacza, że zgadzasz się na ich użycie.