1

PRISTUP UZEMLJENJU ZVJEZDIŠTA SREDNJENAPONSKIH MREŽA

SAŽETAK

U svjetskoj praksi koristi se nekoliko na ina uzemljenja zvjezdišta srednjenaponskih mreža. Svakina in ima odre ene prednosti, ali i nedostatke. Stoga se odluka o na inu uzemljenja provodi posebno zasvaku trafostanicu, obzirom na specifi nost mreže priklju ene na trafostanicu.

Tretman zvjezdišta utje e i na pouzdanost opskrbe kupaca, što u uvjetima otvorenog tržišta selektri nom energijom dobiva sve ve u važnost. Osim tehni kog važan je i ekonomski pristup obzirom dase pojedina rješenja mogu zna ajno razlikovati.

U radu su opisana rješenja koja se koriste u Elektroprimorju Rijeka. Tako er su predstavljeniusvojeni kriteriji za odabir na ina uzemljenja, koji se koriste pri planiranju izgradnje novih trafostanica kaoi pri rekonstrukciji postoje ih trafostanica.

Klju ne rije i: uzemljenje zvjezdišta, Petersenova prigušnica, zaštita, kratki spoj, pouzdanostopskrbe, SN mreža

NEUTRAL POINT TREATMENT IN DISTRIBUTION NETWORKS

SUMMARY

There are several different approaches to earthing a neutral point in MV networks. Every one hascertain advantages and disadvantages. Therefore, the approach varies from one substation to anotherand is dependent on parameters of a network connected to specified substation.

Neutral point treatment affects the reliability of power supplied to a customer, which is of greatimportance in conditions of open electricity market. Apart from technical, economical aspects must alsobe taken into consideration, as the final solution might be greatly dependent on them.

This paper describes different solutions as used by Elektroprimorje Rijeka. In addition, the paperprovides the accepted criteria for choosing the way of earthing, which are used in planning the newsubstations or in altering the existing ones.

Key words: neutral point earthing, Petersen coil, protection, short circuit, reliability of supply,MV network

dr. sc. Vitomir Komen, dipl. ing. el.HEP-ODS d.o.o., Elektroprimorje Rijekavitomir.komen@hep.hr

Vojko Sirotnjak, dipl. ing. el.HEP-ODS d.o.o., Elektroprimorje Rijekavojko.sirotnjak@hep.hr

Renato , dipl. ing. el.HEP-ODS d.o.o., Elektroprimorje Rijekarenato.cucic@hep.hr

HRVATSKI OGRANAK ME UNARODNEELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE – HO CIRED1. savjetovanjeŠibenik, 18. - 21. svibnja 2008.

SO1 – 18

2

1. UVOD

Na in uzemljenja zvjezdišta ima velik zna aj za pogon mreže. Obzirom na razli ite vrsteuzemljenja u mreži se prilikom jednopolnih dozemnih kvarova mogu pojaviti razli ite vrijednosti i obliciprenapona i struja kvara. Statisti ki podaci pokazuju da se u miješanim distributivnim mrežama naj eš epojavljuju upravo ti kvarovi. Ovisno o tretmanu zvjezdišta dozemni kvar predstavlja zemljospoj ilijednopolni kratki spoj.

U po etnoj fazi razvoja, razdjelne srednjenaponske mreže u Hrvatskoj radile su u pogonu sizoliranim zvjezdištem. Pri takvom pogonu ustanovljen je velik broj kvarova uzrokovanih unutrašnjimprenaponima kod zemljospojeva. Stoga se je sedamdesetih i osamdesetih godina prošlog stolje a, pouzoru na rješenja iz francuskih razdjelnih mreža, najprije pristupilo uzemljenju 35 kV mreža prekodjelatnog otpora male vrijednosti, uz ograni enje struje jednopolnog kvara na 300 A ili 1000 A (ovisno okarakteristikama mreža). Obzirom da se naponi dodira unutar i u okolini TS 110/35 kV i TS 35/10 kVmogu relativno jednostavno održati u propisanim granicama, u razdjelnim 35 kV mrežama uglavnomnema ve ih problema s uzemljenjem zvjezdišta.

Uslijed dobrih pogonskih iskustava s uzemljenjima 35 kV mreža, osamdesetih godina na sli anna in prelazi se i na intenzivnije uzemljenje 10(20) kV mreža. Me utim problem uzemljenja zvjezdišta10(20) kV mreža znatno je složeniji zbog mnogo strožih propisa o opasnim naponima dodira u TS10(20)/0,4 kV i pripadnim niskonaponskim mrežama. Tehni ki propisi odre uju apsolutne iznosepotencijala koji se ovisno o vremenu isklapanja kvara, smiju pojaviti na uzemljiva ima TS 10(20)/0,4 kV.Usvojena je praksa, da se kod provedbe uzemljenja 10(20) kV mreža preko djelatnog otpora malevrijednosti, koriste otpornici nazivnih struja 150 A i 300 A.

Prijelazom 10 kV razdjelnih mreža na 20 kV naponsku razinu, te prijelazom na direktnutransformaciju 110/20 kV (ve i obim mreže) i širenjem mreža uglavnom kabliranjem, kapacitivnakomponenta struje jednopolnog kratkog spoja zna ajno se pove ala u posljednjih dvadesetak godina [1].Stoga u nekim 20 kV mrežama nije više zadovoljen uvjet radnog karaktera struje jednopolnog kvara (uvjetza prihvatljivu razinu unutrašnjih prenapona). Tako er, porastom struje jednopolnog kvara otežavaju seuvjeti za izvedbu uzemljenja TS 10(20)/0,4 kV, a povezani s opasnim naponima dodira. Slijedomnavedenog razvijala su se tehni ka rješenja za otklanjanje tog problema. Rješenja se zasnivaju nakompenzaciji kapacitivne komponente struje jednopolnog kratkog spoja pomo u prigušnice smješteneizme u zvjezdišta i uzemljenja trafostanice. Uz to, otvaranjem tržišta elektri ne energije, pojavio sezahtjev za ve om kvalitetom opskrbe elektri nom energijom. Ve u kvalitetu opskrbe uz odre ene uvjetemogu e je posti i primjenom automatske kompenzacijske prigušnice ili shunt prekida a.

2. NA INI UZEMLJENJA ZVJEZDIŠTA

Pristup uzemljenju zvjezdišta srednjenaponskih mreža razlikuje se od države do države. Na na inuzemljenja zvjezdišta utje u brojni imbenici. Jedan od osnovnih je veli ina kapacitivne struje. U Europise prije krenulo u sustavno kabliranje, te su se stoga posljedice velikih kapacitivnih struja (npr. nužanprelazak pogona s maloohmskim uzemljenjem u pogon s rezonantnim uzemljenjem u Francuskoj) osjetileprije nego u Hrvatskoj.

Velik broj korištenih na ina uzemljenja zvjezdišta u svijetu razlog je ustupaka izme u dva glavna ime usobno suprotna zahtjeva [2]:

a) smanjivanje amplitude struje zemljospoja, što može uzrokovati teško e pri otkrivanju kvarovab) dopuštanje ve ih amplituda struja zemljospoja, što olakšava detekciju zemljospoja, ali može

uzrokovati opasne napone dodira, a u tom slu aju je i pove an broj ispada

Na podru ju Elektroprimorja Rijeka koriste se etiri na ina uzemljenja zvjezdišta 20(10) kV mreža:a) izolirano zvjezdišteb) maloohmsko uzemljenjec) djelomi na kompenzacijad) rezonantno uzemljenje

Uz problematiku uzemljenja zvjezdišta vezana je i primjena shunt prekida a obzirom da se sastajališta kvalitete opskrbe elektri nom energijom upotrebom istog može posti i sli an efekt kaougradnjom prigušnice (rezonantno uzemljenje).

3

2.1. Izolirano zvjezdište

Zvjezdišta 10(20) kV mreža u po etku su bila neuzemljena (izolirana). Danas je tendencija da setakvi sustavi zbog svojih nedostataka napuštaju. U takvim sustavima zvjezdište je odvojeno od zemlje.Jedini spoj sa zemljom ostvaruje se preko dozemnih kapaciteta dalekovoda i kabela. Pri nastankuzemljospoja struje teku preko dozemnih kapaciteta zdravih faza (Slika 1.). Uz zanemarenje odvoda iuzdužnih impedancija struja na mjestu kvara ovisi o kapacitivnoj struji mreže i o prijelaznom otporu.

20 kV sabirnice

IIL3

vod u kvaru

U0

UL1 UL3UL2' ' '

svi zdravi vodovi

L2

IIL3

L2

L1

L2

L3

L1

L2

L3

Slika 1. Prilike pri kvaru uz izolirano zvjezdište te vektorski dijagram napona i struja

Vektorski dijagram prikazan na Slici 1. vrijedi za tzv. metalni zemljospoj. Pri malim vrijednostimaprijelaznog otpora, napon zvjezdišta približno je jednak faznom naponu. Faktor prenapona u zdravimfazama u stacionarnom dijelu kvara uz neki mali prijelazni otpor može iznositi do 1,9. U tranzijentnomdijelu kvara faktor prenapona može imati znatno više vrijednosti u slu aju intermitiraju eg zemljospoja.

Prednosti mreža s izoliranim zvjezdištem:a) prilikom zemljospoja, koji statisti ki predstavlja naj eš i kvar, u slu aju relativno male

kapacitivne struje dolazi do samogašenja kvara ukoliko je rije o prolaznom kvaru, odnosnokvarni vod se u tom slu aju ne isklapa, te se time pozitivno utje e na kvalitetu opskrbeelektri nom energijom

b) zbog relativno male struje zemljospoja, uvjeti za izvedbu uzemljiva a TS 20(10)/0,4 kV una elu nisu problemati ni

c) jednostavnost odnosno ekonomi nost izvedbe

Nedostaci mreža s izoliranim zvjezdištem:a) u mrežama s izoliranim zvjezdištem mogu a je pojava intermitiraju ih prenapona, sa

relativno visokim faktorom prenapona, koji mogu uzrokovati dvostruki zemljospoj u drugimdijelovima mreže

b) unutrašnji prenaponi su viši nego u uzemljenim mrežamac) otežana je detekcija kvarova u odnosu na uzemljene mrežed) kod ve ih kapacitivnih struja ne dolazi do samogašenja struja prolaznih zemljospojeva

Zbog opisanih nedostataka, prema postoje im propisima u Hrvatskoj srednjenaponske mrežemogu biti u pogonu s izoliranim zvjezdištem uz uvjet da kapacitivne struje zemljospoja ne prelazevrijednosti navedene u Tablici I. Ukoliko kapacitivne struje prelaze navedene veli ine, preporu a serazdvajanje mreža ili uzemljenje zvjezdišta.

UL2'

UL3'

UL3

UL1

UL2

U0 UL1= -

IC

IC-

II I

Ik1

Im

Re

IL3_

L3_

L2_

L2_

4

Tablica I. Grani ne vrijednosti dozvoljenih kapacitivnih struja

Nazivni napon mreže Un [kV] Kapacitivna struja Ic [A]

35 1020 1510 20

Za usporedbu, u njema kom propisu VDE 0228 (1987), kao maksimalna vrijednost strujezemljospoja pri kojoj se smatra da su ostvareni uvjeti samogašenja u 20 kV mreži pri izoliranomzvjezdištu navodi se vrijednost 35 A. S druge strane u finskoj literaturi [3] na osnovi uzoraka mjerenihveli ina, navodi se da je ta granica znatno niža.

2.2. Maloohmsko uzemljenje

Osnovni cilj prelaska pogona iz sustava s izoliranim zvjezdištem u sustav s maloohmskimuzemljenjem je smanjenje unutrašnjih prenapona i omogu ivanje pouzdanijeg rada zaštite. Osim toga,time se tako er uklanja mogu nost pojave intermitiraju ih prenapona.

Prilikom odabira otpornika potrebno je uzeti u obzir dva u osnovi suprotna kriterija. S jedne stranepoželjna je što manja struja zbog nižih napona dodira, dok je s druge strane poželjno da struja ima štove i iznos, jer su u tom slu aju unutrašnji prenaponi koji prilikom kvarova naprežu izolaciju niži. Da biunutrašnji prenaponi bili unutar prihvatljivih vrijednosti, izborom otpornika treba se posti i pretežno radnikarakter struje kvara na mjestu jednopolnog kratkog spoja. To je mogu e ako je zadovoljen kriterij IR : IC3 : 1. U težim uvjetima uzemljenja dozvoljava se uzimanje u obzir kriterija IR : IC 1,5 : 1. Za provedbumaloohmskog uzemljenja 10(20) kV mreža tipizirani su otpornici nazivnih struja 150 A i 300 A. Ukoliko napodru jima s visokim specifi nim otporom tla uz odgovaraju a isklopna vremena zaštitnih ure aja te uzrazumne troškove za poboljšanje uzemljiva a TS 20(10)/0,4 kV ne možemo ostvariti dovoljno niskeotpore uzemljenja, tada nije uputno primjenjivati maloohmsko uzemljenje, ve je potrebno zvjezdišteostaviti izolirano ili izvršiti kompenzaciju kapacitivne struje.

20 kV sabirnice

IIL3

vod u kvaru

U0

UL1 UL3UL2' ' '

svi zdravi vodovi

L2

IIL3

L2

L1

L2

L3

L1

L2

L3

R

Slika 2. Prilike pri kvaru uz maloohmsko uzemljenje te vektorski dijagram napona i struja

Struja kvara sastavljena je iz kapacitivne i radne komponente. Iz vektorskog dijagrama prikazanog naSlici 2., vidljivo je da se ta struja nalazi u III. kvadrantu u odnosu na referentni napon zvjezdišta.

Prednosti mreža s maloohmskim uzemljenjem:a) jednostavna i pouzdana zaštita (u odnosu na sustav s izoliranim zvjezdištem)b) intermitiraju i prenaponi se ne mogu pojaviti (smanjena vjerojatnost nastanka dvostrukog

zemljospoja)

UL2'

UL3'

UL3

UL1

UL2

U0 UL1= -

IC

IC-

II IIR

Ik1

Im

Re

IL3_

L3_

L2_

L2_

5

c) unutrašnji prenaponi niži (u odnosu na sustav s izoliranim zvjezdištem)

Nedostaci mreža s maloohmskim uzemljenjem:a) svaki kvar pa tako i prolazni uzrokuju ispad napajanja, što je nepoželjno i ime se smanjuje

kvaliteta opskrbe elektri nom energijomb) zbog ve e struje kvara (u odnosu na sustav s izoliranim zvjezdištem) otežani uvjeti za

uzemljiva e TS 20(10)/0,4 kV sa stajališta napona dodira, a posebno na podru jima svisokim specifi nim otporom tla

2.3. Djelomi na kompenzacija

Više imbenika je utjecalo da su kapacitivne struje pojedinih 20 kV mreža u proteklih dvadesetakgodina (od kada se je sustavno pristupilo k maloohmskom uzemljenju zvjezdišta) znatno porasle.Prijelazom 10 kV mreže na 20 kV naponsku razinu kapacitivna struja mreže pove ava se na dvostrukuvrijednost. Kapacitivna struja se tako er pove ava razvojem odnosno širenjem mreže i to posebicekabliranjem. Iz kriterija za maloohmsko uzemljenje zvjezdišta IR : IC 1,5 : 1, pri upotrebi otpornika 150 Aproizlazi preporu ena vrijednost kapacitivne struje od 100 A, iznad koje je potrebno kompenziratikapacitivnu struju mreže.

Obzirom da je kapacitivna struja nekih 20 kV mreža premašila vrijednost 100 A uz maloohmskouzemljenje za predmetne mreže predloženo je tehni ko rješenje za kompenzaciju kapacitivne struje, koje sesastoji od paralelnog spajanja ru no podesive prigušnice k postoje em maloohmskom otporniku (Slika 3.).

U0

L R

20 kV sabirnice

IIL3

vod u kvaru

UL1 UL3UL2' ' '

svi zdravi vodovi

L2

IIL3

L2

L1

L2

L3

L1

L2

L3

Slika 3. Prilike pri kvaru uz djelomi nu kompenzaciju te vektorski dijagram napona i struja

Takvim rješenjem postiže se djelomi na kompenzacija s preostalom jalovom strujom IL - IC 50A, prilikom ega se zadržavaju sve ostale zna ajke maloohmskog uzemljenja te stoga nije potrebnomijenjati zaštitne ure aje. Ru na regulacija provodi se u beznaponskom stanju.

Obzirom na veli inu induktivne struje sustav može biti u podkompenzaciji ili nadkompenzaciji, te sestoga struja kvara može nalaziti u III. ili II. kvadrantu u odnosu na referentni napon zvjezdišta (Slika 3.).

U odnosu na automatsku kompenzacijsku prigušnicu, ru no podesiva prigušnica (u kombinaciji sparelelnim maloohmskim otpornikom) nije predvi ena za gašenje prolaznih kvarova, ve služi samo zakompenzaciju kapacitivne komponente struje, odnosno za ostvarivanje povoljnijih uvjeta uzemljenja TS20(10)/0,4 kV (naponi dodira).

Prednosti mreža s djelomi nom kompenzacijom:a) ekonomski vrlo povoljno rješenje u slu aju prethodnog uzemljenja zvjezdišta s maloohmskim

otpornikom

Re

IL3_

L3_

L2_

L2_

UL2'

UL3'

UL3

UL1

UL2

U0 UL1= -

IC

IC-

II IIR

Ik1

IL

Im

6

b) nisu potrebna dodatna ulaganja u eventualne sanacije uzemljiva a TS 20(10)/0,4 kV (naponidodira)

c) unutrašnji prenaponi malo niži u odnosu na isti sustav s maloohmskim uzemljenjem (zbogponovnog zadovoljenja kriterija IR : IC 1,5 : 1)

d) nije potrebno mijenjati sustav zaštite (u odnosu na isti sustav s maloohmskim uzemljenjem)e) obzirom da se zadržavaju zna ajke maloohmskog uzemljenja, tako er je isklju ena

mogu nost nastanka intermitiraju eg prenapona

Nedostaci mreža s djelomi nom kompenzacijom:a) obzirom da se zadržavaju zna ajke maloohmskog uzemljenja, vrijede isti nedostaci kao kod

tog sustava uzemljenja

2.3.1. Primjenjena rješenja

Prve etiri (po dvije u TS) ru no podesive prigušnice u Elektroprimorju Rijeka (a ujedno i u cijelomHEP-u) ugra ene su u TS 110/20 kV Lovran i TS 110/20 kV Matulji. Nakon toga ugra ene su još triprigušnice (po jedna u TS) u TS 35/20 kV Vrbovsko (Slika 4.), TS 35/20 kV Kupjak i TS 35/10 kVKraljevica, te naposlijetku još dvije u TS 110/20 kV Dunat.

Slika 4. Ru no podesiva prigušnica u TS 35/20 kV Vrbovsko

U po etku je korišten tip prigušnice sa nazivnom strujom 150 A (5 sec.) i tri odcjepa, te korakom50 A (50-100-150 A), dok se je kasnije prešlo na prigušnicu s nazivnom strujom 300 A (5 sec.) i šestotcjepa 50-100-150-200-250-300 A.

2.4. Rezonantno uzemljenje

Osnovni razlog za ugradnju automatskih kompenzacijskih prigušnica (Petersenovih prigušnica)za rezonantno uzemljenje je pove anje kvalitete opskrbe elektri nom energijom sa vidika pouzdanostinapajanja. Osim toga automatskom prigušnicom vrši se i kompenzacija kapacitivne struje mreže.

Prema na inu izvedbe automatske kompenzacijske prigušnice za rezonantno uzemljenje obi nose dijele na:

a) kontinuirana automatska kompenzacijska prigušnicab) stupnjevana automatska kompenzacijska prigušnica

Promjena induktiviteta kod kontinuirane automatske kompenzacijske prigušnice obi no se izvodipomo u pomi ne jezgre, a kod stupnjevane uklapanjem i isklapanjem pojedinih svitaka.

Pogon kontinuiranih prigušnica obzirom na radnu komponentu struje jednopolnog kratkog spojaobi no se izvodi na jedan od sljede a tri na ina:

a) otpornik stalno isklju en (bez dodatnog otpora - tradicionalna izvedba)b) paralelno priklju enje odgovaraju eg otpornika na sekundarnoj strani kompenzacijske prigušnicec) paralelno priklju enje odgovaraju eg otpornika na primarnoj strani kompenzacijske prigušnice

7

Naj eš e se otpornici priklju uju s odre enim vremenskim zatezanjem nakon nastanka kvara,koje je dovoljno za samogašenje. Nakon priklju enja ostvarena je radna komponenta struje dovoljna zaproradu zemljospojne zaštite.

Pri stupnjevanoj izvedbi kompenzacijske prigušnice, otpornik je obi no stalno uklju en. Radnakomponenta struje kroz otpornik iznosi minimalno 20 A. Obzirom da grani na jalova preostala strujaobi no iznosi 35 A, struja kvara je pri uzemljenju sa stupnjevanom kompenzacijskom prigušnicomograni ena na 40 A. Prema istraživanjima provedenima u Francuskoj pri toj struji mogu e jesamogašenje kvarova.

L1

L2

L3

L R

20 kV sabirnice

IIL3

vod u kvaru

U0

UL1 UL3UL2' ' '

svi zdravi vodovi

L2

IIL3

L2

L1

L2

L3

Slika 5. Prilike pri kvaru uz rezonantno uzemljenje te vektorski dijagram napona i struja

Prednosti mreža s rezonantnim uzemljenjem (Slika 5.):a) zahvaljuju i maloj struji kvara omogu eno je samogašenje kvarova, te stoga svaki kvar ne

uzrokuje ispad voda (usporedba s maloohmskim uzemljenjem), što pridonosi pove anjukvalitete opskrbe elektri nom energijom

b) opasnost od previsokih potencijala na uzemljiva ima TS 20(10)/0,4 kV svedena na minimumte stoga nisu potrebni izdaci za eventualno saniranje uzemljenja

c) prilikom gašenja elektri nog luka povratni napon sporije raste nego kod ostalih uzemljenja teje stoga prag samogašenja pove an (eksperimentalno je utvr eno da iznosi 60 A); iz istograzloga manji broj jednopolnih kvarova se razvije u višepolne kvarove, pa je tako er i s togaspekta broj kvarova manji kod rezonantnog uzemljenja nego pri izoliranom zvjezdištu (prijednakim uvjetima)

Nedostaci mreža s rezonantnim uzemljenjem:a) slaba osjetljivost na visokoohmske kvarove (eventualna potreba za sofisticiranijom zaštitom)b) kompenzacijska prigušnica s opremom predstavlja znatan investicijski trošak

2.4.1. Primijenjeno rješenje u TS 110/20 kV Crikvenica i TS 110/20 kV Krk

Zbog visoke vrijednosti kapacitivne struje na podru ju s visokim specifi nim otporom tla temiješane mreže s relativno velikim brojem kvarova u trafostanicama TS 110/20 kV Crikvenica (IC = 253 A)i TS 110/20 kV Krk (IC = 385 A) tijekom 2006. godine ugra ene su po dvije stupnjevane automatskekompenzacijske prigušnice.

IL3_

L3_

L2_

L2_

UL2'

UL3'

UL3

UL1

UL2

U0 UL1= -

IC

IC-

II IIRIk1

IL

Im

Re

8

TR. 120 MVA

110/20 kVYNyn0d5

MTU

NA SEKC. 2

sekcija 1=C3

=C1

=C4 =C6=C5 =C7 =C9 =C10 =C12=C11=C2 =C8

utisni tr.

S2

DIC

SAA

CCIC

SACOKP 1

N

KT1 KOMP1 REZ. 5

DOMZDRAV.

RASA-DNIK

NOVI 2

REZ. 10

SV.JEL.

energetski dio(izvan zgrade)

upravlja ki dio(unutar zgrade)

prijenospodataka

S1

rastavna sklopka

Slika 6. Ugradnja automatske kompenzacijske prigušnice 1 u TS 110/20 kV Crikvenica

Sklop kompenzacijske prigušnice (prigušnica sa dodatnim elementima) spojen je izme usekundarnih priklju aka energetskog transformatora i uzemljenja trafostanice (Slika 6.).

Slika 7. Automatska kompenzacijska prigušnica u TS 110/20 kV Crikvenica

Pomo u cik-cak namotaja ostvaruje se umjetno zvjezdište. Izme u umjetnog zvjezdišta iuzemljenja trafostanice priklju eni su pojedini otcjepi kompenzacijske prigušnice. S pomo u etiri otcjepa(X40, X80, X160 i X320) mogu e je prigušnicu postaviti u 14 razli itih stanja, s induktivnom strujomizme u 40 A i 560 A, s korakom 40 A.

Energetski dio kompenzacijske prigušnice sastoji se od:a) namotaja u cik-cak spojub) same kompenzacijske prigušnice s razli itim otcjepimac) utisnog transformatora

Pomo u sklopnika S2 (Slika 6.) utisni transformator je mogu e odvojiti od upravlja kog dijela, tj.od ure aja za utiskivanje struje prilikom eventualnih radova u upravlja kom ormaru.

9

Upravlja ki i nadzorni dio kompenzacijske prigušnice smješten je u ormaru unutar zgrade. Sastojise od sljede ih elemenata:

a) ure aj za utiskivanje struje (DIC)b) ure aj za automatsku regulaciju prigušnice (SAA)c) ure aj za upravljanje položajima prigušnice (CCIC)

U predmetnom ormaru nalazi se i dodatni ure aj za prikupljanje važnijih signala stanjaregulacijskog sustava, te daljinskog slanja istih.

Pomo u ure aja za utiskivanje struje i utisnog transformatora utiskuje se struja u mrežu i toizme u jedne faze i zemlje. Utiskivanje se koristi za izra un kapacitivne struje mreže. Utiskivanje se vrši uslu aju promjene uklopnih stanja mreže, odnosno ako se rezidualni napon pri tome promijeni za više od30 V u vremenu od 60 sekundi.

Regulacija položaja prigušnice može se vršiti automatski ili ru no pomo u ure aja za automatskuregulaciju i ure aja za upravljanje položajima prigušnice.

3. TRETMAN ZVJEZDIŠTA SN MREŽA U ELEKTROPRIMORJU RIJEKA

3.1. Kriteriji za uzemljenje zvjezdišta SN mreža

Temeljem višegodišnjeg iskustva s više razli itih vrsta uzemljenja zvjezdišta srednjenaponskihmreža odre eni su kriteriji za uzemljenje zvjezdišta (Tablica II.).

Tablica II. Kriteriji za uzemljenje zvjezdišta srednjenaponskih mreža

Nazivninapon mrežeUn [kV]

Tip mreže TrafostanicaKapacitivna struja

Ic [A] Na in uzemljenja zvjezdišta

35 sve X/35 kV neovisno o veli inimaloohmsko uzemljenje- otpornik 70 , I

R = 300 A

kabelska X/20(10) kV neovisno o veli inimaloohmsko uzemljenje- otpornik 40(20) , I

R = 300 A

100 Amaloohmsko uzemljenje*- otpornik 80(40) , I

R = 150 A

TS 35/20(10) kV 100 A < Ic < 300

A

djelomi na kompenzacija*- otpornik 80(40) , I

R = 150 A

- prigušnica: 100-150-200-250-300 A

20(10)nadzemnaili mješovita

TS 110/20(10) kV > 100 Arezonantno uzemljenje- automatska kompenzacijskaprigušnica

* u slu aju ispunjenih posebnih uvjeta eventualno ugraditi shunt prekida

Pri tome tako er treba uzeti u obzir grani ne vrijednosti kapacitivnih struja iznad kojih sepreporu a uzemljenje zvjezdišta mreže, a koje su dane u Tablici I.

3.2. Stanje uzemljenja zvjezdišta SN mreža

Na osnovi definiranih kriterija provedeno je uzemljenje zvjezdišta u Elektroprimorju Rijeka. Stanjeuzemljenja po organizacijskim jedinicama i trafostanicama prikazano je u Tablici III.

10

Tablica III. Stanje uzemljenja zvjezdišta SN mreža na podru ju Elektroprimorja Rijeka (2008. godina)

R.br. Organiz. jed. Trafostanica Transformator Shema uzemljenja Na in uzemljenja

110/10 kV Sušak T1, T2 otpornik po TR maloohmskouzemljenje (20 )

110/35 kV Krasica T1, T2 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (70 )

110/35 kV Rijeka (HE) T1, T2, T3 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (70 )

110/35 kV Pehlin T1, T2, T3 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (70 )

35/10 kV Kraljevica T1, T2 otp. i prig. po TR djelomi nakompenzacija

10/20 kV Kraljevica T3 - izolirano zvjezdište35/10 kV Krasica T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Mavrinci T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Grobnik T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Mavri T1 - izolirano zvjezdište35/20 kV Mavri T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Zamet T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Turni T1, T2, T3 - izolirano zvjezdište35/10 kV Industrija T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Škurinje T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Centar T1, T2 - izolirano zvjezdište

00 Sjedište

35/10 kV Školji T1, T2, T3, T4 - izolirano zvjezdište

110/35 kV Delnice T1, T2 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (70 )

35/20 kV Delnice T1, T2 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (80 )

35/20 kV Gerovo T1, T2 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (80 )

35/20 kV Vrata T1, T2 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (80 )

35/20 kV Vrbovsko* T1, T2 otp. i prig. po TR djelomi nakompenzacija+shunt

01 Pogon Skrad

35/20 kV Kupjak T1, T2 otp. i prig. po TR djelomi nakompenzacija

110/20 kV Crikvenica T1, T2 prigušnica po TR rezonantnouzemljenje

110/35 kV Vinodol (HE) T1, T2 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (70 )02 Pogon

Crikvenica

35/20 kV Novi T1, T2 element po TS maloohmskouzemljenje (80 )

110/20 kV Matulji T1, T2 otp. i prig. po TR djelomi nakompenzacija03 Pogon

Opatija110/20 kV Lovran T1, T2 otp. i prig. po TR djelomi na

kompenzacija

110/35 kV Lošinj T1, T2 otpornik po TS maloohmskouzemljenje (70 )

35/10 kV Lošinj 2 T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Lošinj T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Cres T1, T2 - izolirano zvjezdište35/10 kV Hrasta T1, T2 - izolirano zvjezdište

04 Pogon Cres-Lošinj

35/10 kV Osor T1 - izolirano zvjezdište

05 Pogon Rab 110/20 kV Rab T1, T2 element po TR maloohmskouzemljenje (80 )

110/20 kV Krk (Gabonjin) T1, T2 prigušnica po TR rezonantnouzemljenje

20/35 kV Krk (Gabonjin) T3 otpornik po TR maloohmskouzemljenje (70 )

06 Pogon Krk

110/20 kV Dunat T1, T2 otp. i prig. po TR djelomi nakompenzacija

* djelomi na kompenzacija u TS 35/20 kV Vrbovsko kombinirana je s shunt prekida em

11

4. ZAKLJU AK

Ne postoji jedinstven pristup uzemljenju zvjezdišta srednjenaponskih razdjelnih mreža, obziromda svaki sustav ima svoje prednosti i mane. U radu su iste analizirane. Tako er su definirani kriterijiodabira pojedinih na ina uzemljenja zvjezdišta. Tendencija je da gradske mreže koje su uglavnomkabelske 'ostanu' maloohmski uzemljene, dok se za ruralne mreže uglavnom preporu a djelomi na ilipotpuna kompenzacija.

Kapacitivne struje pojedinih 20 kV mreža na podru ju Elektroprimorja Rijeka dostigle su znatnoviše vrijednosti od hrvatskog prosjeka, npr. 385 A (TS 110/20 kV Krk), 380 A (TS 110/20 kV Matulji), 253A (TS 110/20 kV Crikvenica), 200 A (TS 35/20 kV Vrbovsko), 185 A (TS 35/20 kV Kupjak), itd.

Stanje je uglavnom posljedica prelaska ve eg dijela distributivnog podru ja s 10 kV na nazivninapon 20 kV, te razvoja srednjenaponskih mreža uglavnom kabliranjem.

Uz visok specifi ni otpor tla na podru ju Primorja, pogon nekih mreža s izoliranim zvjezdištempostao je ozbiljan tehni ki problem ije se rješavanje više nije moglo odlagati. Nužno je bilo provestikompenzaciju kapacitivne struje. Rješenje je u prvoj etapi na eno upotrebom ru no podesivih prigušnicau beznaponskom stanju, koje se uz manje zahvate u postrojenju mogu paralelno priklju iti postoje emtipiziranom otporniku za uzemljenje zvjezdišta. U slu aju da u trafostanici nije izvedeno uzemljenjezvjezdišta, tada se istovremeno ugra uje otpornik i paralelna prigušnica.

U podru jima gdje je uz visoke kapacitivne struje utvr en relativno velik broj dozemnih kvarovaupotrijebljena je automatska kompenzacijska prigušnica. Ista predstavlja naprednije tehnološko rješenje,ali zahtijeva znatno ve a ulaganja.

Alternativno rješenje koje djelomi no može zamijeniti automatsku prigušnicu, ali je sa stajalištaulaganja znatno povoljnije je kombinacija shunt prekida a i djelomi ne kompenzacije. Ako je rije opodru ju u kojem nema ve ih problema s otporima uzemljenja TS 20(10)/0,4 kV, tada se može upotrijebitisamo shunt prekida (pretežno nadzemne mreže). Za istog je potrebno izdvojiti približno dva puta manjasredstva nego za automatsku kompenzacijsku prigušnicu. Prilikom ugradnje shunt prekida a tako er semoraju uzeti u obzir kriteriji za njegovu ugradnju.

Temeljem opisanih kriterija za na in uzemljenja pristupilo se sustavnom uzemljenju zvjezdišta SNmreža. Danas su zvjezdišta svih 20 kV mreža na podru ju Elektroprimorja uzemljena i to maloohmskimuzemljenjem, djelomi nom kompenzacijom ili rezonantnim uzemljenjem. Preostale mreže koje i dalje radeu pogonu s izoliranim zvjezdištem su one, u kojima još nije izvršen prijelazak na 20 kV naponsku razinu.

LITERATURA

[1] R. , "Modeliranje srednje napetostnega omrežja za potrebe simulacij enopolnih zemeljskihstikov“, Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana, 2005.

[2] I. G. Kuliš, "Rezonantno uzemljenje neutralne to ke srednjenaponskih mreža za distribucijuelektri ne energije“, FER, Zagreb, 2003.

[3] S. Hänninen, et al. "Earth faults and related disturbances in distribution networks", IEEE PESSM2001, Vancouver, Canada, 2001.

[4] S. Žutobradi , M. Damiani , "Koncepcija uzemljenja zvjezdišta mreža 10(20) kV u budu nosti“,Energija, god. 48, 1999.

[5] D. Griffel, et al., "A new deal for safety and quality on MV networks“, IEEE Transactions on PowerDelivery, Vol. 12, No. 4, October 1997.

[6] J. Bizjak, "Dinami na i stati na analiza ozemljevanja nevtralne to ke energetskega transformatorjav razdelilnem omrežju Slovenije", Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana, 2005.