postrojenja iznad 1 kV.pdf

5/19/2018 postrojenja iznad 1 kV.pdf

1/81

2013.

HRVATSKA KOMORA INENJERA ELEKTROTEHNIKE

STRUNI SEMINAR

ELEKTRINA

POSTROJENJA

NAZIVNIH IZMJENINIH

NAPONA IZNAD 1 KV

Predavai:

Prof. dr. sc. Ivo Uglei, dipl. ing.

Miroslav Kepela, dipl. ing.


2/81

Struni seminar Hrvaske komore in

enjera elektrotehnike:

ELEKTRINA POSTROJENJA

NAZIVNIH IZMJENINIH NAPONA IZNAD 1 kV

Predava!i: Prof.dr.sc. Ivo Ugle!i", dipl.ing.

Miroslav K#epela, dipl.ing.


3/81

"

Sadr"aj:

1. Uvod2. Op"e odredbe i temeljni zahtjevi

2.1. Na$in postupanja s neutralnom to$kom2.1.1. Izolirana neutralna to$ka2.1.2. Rezonantno uzemljenje neutralne to$ke2.1.3. Neutralna to$ka uzemljena preko velikog otpora2.1.4. Neutralna to$ka uzemljena preko male impedancije2.1.5. Posebni slu$aj uzemljenja neutralne to$ke preko malog otpora2.1.6. Kruto ili direktno uzemljena neutralna to$ka

2.2. Nazivne veli$ine i dimenzioniranje postrojenja2.2.1. Nazivni naponi i stupnjevi izolacije2.2.2. Nazivne struje i struje kratkog spoja2.2.3. Nazivna frekvencija2.2.4. Korona2.2.5. Prenaponi

2.2.6. Harmonici2.2.7. Mehani$ki zahtjevi2.2.8. Klimatski uvjeti i uvjeti okoli!a

3. Elektri$na izolacija3.1. Plinoviti dielektrici3.2. Kruti dielektrici3.3. Unutarnja parcijalna izbijanja3.4. Teku"i dielektrici3.5. Koordinacija izolacije

3.5.1. Klasi$na metoda koordinacije izolacije3.5.2. Statisti$ko matemati$ka metoda koordinacije izolacije

4. Elektri$na oprema i proizvodi

5. Elektroenergetska postrojenja6. Sigurnosne mjere6.1. Za!tita od izravnog dodira i sigurnost pri radu6.2. Za!tita od neizravnog dodira6.3. Za!tita od elektri$nih lukova izazvanih kvarom6.4. Za!tita od izravnih udara munje6.5. Za!tita od po%ara6.6. Elektromagnetska polja

6.6.1. Pregled i usporedba doma"ih i stranih norma i propisa na podru$ju elektromagnetskog zra$enja6.6.2. Utjecaj polja na osoblje i opremu6.6.3. Biofiziolo!ki utjecaj elektromegnetskog polja pogonske frekvencije

7. Sekundarni sustav upravljanja, za!tite i mjerenja te postrojenja pomo"nih napajanja7.1. Sekundarni sustav upravljanja, za!tite i mjerenje

7.2. Postrojenja pomo"nih napajanja8. Uzemljiva$ki sustavi

8.1. Specifi$ni otpor tla8.2. Vrste uzemljiva$a

8.2.1. Povr!inski uzemljiva$8.2.2. &tapni uzemljiva$8.2.3. Kri%ni uzemljiva$8.2.4. Temeljni uzemljiva$8.2.5. Prstenasti uzemljiva$

8.3. Naponi dodira i koraka8.3.1. Napon dodira8.3.2. Napon koraka

LITERATURA


4/81

#

1. UVOD

Elektroenergetska postrojenja nazivnih napona iznad 1 kV projektirana i gra'ena u periodu od 1974.do 2010. godine morala su zadovoljavati zahtjeve propisane Pravilniku o tehni$kim normativima zaelektroenergetska postrojenja nazivnih napona iznad 1000 V (Slu%beni list SFRJ br. 4/74 i 13/78) [1]i ostalim tada va%e"im Pravilnicima. Navedeni Pravilnik u osnovi se je oslanjao na njema$ku praksu,

odnosno njema$ke VDE norme i detaljno je obra'ivao tehni$ke zahtjeve za elektroenergetskapostrojenja, te definirao osnovne tehni$ke zna$ajke i veli$ine potrebne za njihovo projektiranje idimenzioniranje. U me'uvremenu je, 2001. god., temeljem $l. 9. Zakona o normizaciji (Narodnenovine br. 55/96) [2], Hrvatski zavod za norme (tada Dr%avni zavod za normizaciju i mjeriteljstvo,DZNM), usvojio bez ikakvih preinaka europski dokument o uskla'ivanju Power installations exceeding1 kV a.c. (HD 637 S1:1999) koja time postaje hrvatska norma Elektri$na postrojenja nazivnihizmjeni$nih napona iznad 1 kV (HRN HD 637 S1:2001) [3]. Hrvatski prijevod prvog izdanja ove normeDZNM je objavio o%ujka 2002. S obzirom da se je nova hrvatska norma u dijelovima razlikovala odpostoje"ih Pravilnika, isti su i dalje ostali na snazi, uz stav da se pri projektiranju i gradnji alternativnomo%e koristiti nova hrvatska norma, ali ne u kombinaciji sa starim Pravilnicima, dakle ili nova norma ilistari Pravilnici.

Novi Pravilnik o tehni$kim zahtjevima za elektroenergetska postrojenja nazivnih izmjeni$nih naponaiznad 1 kV (u daljnjem tekstu Pravilnik) [4], koji se u pravilu oslanja na HRN HD 637 S1:2001 i ostaleeuropske norme, donesen je 27.08.2010., a stupio je na snagu 14.09.2010., odnosno osam dana poobjavljivanju u Narodnim novinama ($l. 76 Pravilnika).

Stupanjem na snagu ovog Pravilnika prestali su va%iti ($l. 73):

Pravilnik o tehni$kim normativima za elektroenergetska postrojenja nazivnog napona iznad1000 V (Slu%beni list SFRJ, br. 4/74 i 13/78, $lanak 53. Zakona o normizaciji, Narodnenovine br. 55/96 i $lanak 39. stavak 1. Zakona o tehni$kim zahtjevima za proizvode iocjenjivanju sukladnosti, Narodne novine br. 20/10);

Pravilnik o tehni$kim normativima za za!titu elektroenergetskih postrojenja od prenapona(Slu%beni list SFRJ, br. 7/71 i 44/76, $lanak 53. Zakona o normizaciji Narodne novine,br. 55/96 i $lanak 39. stavak 1. Zakona o tehni$kim zahtjevima za proizvode i ocjenjivanjusukladnosti Narodne novine, br. 20/10), u dijelu u kojem se to odnosi na elektroenergetskapostrojenja prema odredbama ovoga Pravilnika;

Pravilnik o tehni$kim mjerama za pogon i odr%avanje elektroenergetskih postrojenja(Slu%beni list SFRJ, br. 19/68, $lanak 53. Zakona o normizaciji Narodne novine, br.55/96 i $lanak 39. stavak 1. Zakona o tehni$kim zahtjevima za proizvode i ocjenjivanjusukladnosti Narodne novine, br. 20/10), u dijelu u kojem se to odnosi naelektroenergetska postrojenja prema odredbama ovoga Pravilnika.

Unutar prijelaznog razdoblja od jedne godine (dakle do 14.09.2011.) od stupanja ovog Pravilnika nasnagu, jo!su se iznimno mogli primjenjivati navedeni propisi stavljeni izvan snage ($l. 73).

Va%no je re"i ($l. 74.) da se prvi redovni periodi$ni pregled, mjerenje i ispitivanje postoje"egelektroenergetskog postrojenja i elektri$ne opreme koji su bili izvedeni temeljem gore navedenih,ranije va%e"ih propisa, mora izvr!iti u roku od $etiri godine od zadnjeg dokumentiranog pregleda,mjerenja i ispitivanja.

Pravilnik se u svemu poziva na va%e"e hrvatske norme (u daljnjem tekstu HRN), odnosno europskenorme (u daljnjem tekstu EN i/ili IEC) prihva"ene kao HRN, pri $emu se iste primjenjuju u varijantiva%e"oj na dan njihove primjene ($l. 75). Popis norma koje se primjenjuju pri projektiranju, izvo'enjuradova, uporabi, pogonu i odr%avanju elektroenergetskih postrojenja dat je u Prilogu A Pravilnika, apopis norma koje se primjenjuju na elektri$nu opremu nazivnih izmjeni$nih napona iznad 1 kV u

Prilogu B Pravilnika.


5/81

$

2. OP#E ODREDBE I TEMELJNI TEHNI$KI ZAHTJEVI

Pravilnik se primjenjuje pri projektiranju, gra'enju (izvo'enju radova), uporabi, odnosno pogonu iodr%avanju elektroenergetskih postrojenja namijenjenih za proizvodnju, prijenos, distribuciju, opskrbuodnosno kori!tenje elektri$ne energije, te na njihovu pripadnu elektri$nu opremu, instalacije i procese($l. 2) i to ($l. 3):

stanice (rasklopna postrojenja) sa sklopnim ure'ajima, s ili bez transformatora, s prate"imsekundarnim sustavima upravljanja, za!tite, mjerenja i komunikacija, pomo"nim istosmjernim iizmjeni$nim niskonaponskim postrojenjima za vlastitu potro!nju, te ostalim pripadnimelektri$nim (sabirnice, uzemljenje, gromobrani i dr.) i gra'evinskim podsustavima, uzatvorenim i/ili otvorenim pogonskim prostorima u podru$ju proizvodnje, prijenosa, distribucije,opskrbe i/ili kori!tenja elektri$ne energije;

elektroenergetska postrojenja na stupu sklopni ure'aji i/ili transformatori koji se nalaze izvanzatvorenog elektri$nog pogonskog prostora;

elektrane ili vi!e elektrana na istoj lokaciji elektroenergetsko postrojenje koje obuhva"ageneratore i transformatore sa svim pripadaju"im sklopnim ure'ajima i svim pomo"nim

elektri$nim sustavima (vidjeti i navedeno pod stanice); elektroenergetska postrojenja u industriji, poljoprivredi, trgova$kim i ostalim javnim

gra'evinama, uklju$ivo veze me'u zatvorenim elektri$nim pogonskim prostorima i stanicamana istoj lokaciji, osim kad su te veze dio prijenosne ili distribucijske mre%e.

Pravilnik se primjenjuje i na svu elektri$nu opremu i gra'evinske dijelove koji su sastavni dioelektroenergetskog postrojenja ($l. 3).

Pravilnik se ne primjenjuje na ($l. 4):

nadzemne i kabelske vodove me'u odvojenim elektroenergetskim postrojenjima koji su dioprijenosne ili distribucijske mre%e;

sustave elektri$ne vu$e, osim stanice koje napajaju sustave elektri$ne vu$e;

rudarsku opremu i postrojenja; instalacije za fluorescentna rasvjetna tijela;

elektroenergetska postrojenja na brodovima i obalnim postrojenjima;

elektrostatsku opremu;

ispitna mjesta (ispitne stanice i laboratorije), osim na stanice koje ih napajaju;

medicinsku opremu;

konstruiranje tvorni$ki izra'enih i tipski ispitanih sklopnih ure'aja koji moraju udovoljitizahtjevima posebnih norma, navedenih u Prilogu B Pravilnika.

Uz ispunjavanje zahtjeva ovog Pravilnika, moraju se ispunjavati i zahtjevi propisani posebnimzakonima i propisima iz podru$ja prostornog ure'enja i gradnje, proizvodnje, prijenosa, distribucije,

opskrbe odnosno kori!tenja elektri

$ne energije, sigurnosti i zdravlja pri radu, za

!tite od po

%ara tezahtjevi propisani drugim posebnim propisima u varijanti na dan njihove primjene, kao !to su, ali ne

isklju$ivo:

Zakon o prostornom ure'enju i gradnji (NN 76/2007, 38/2009, 55/2011, 90/2011, 50/2012)o Pravilnik o kontroli projekata (NN 89/2000)o Pravilnik o nostrifikaciji projekata (NN 98/1999, 29/2003)o Pravilnik o sadr%aju izjave projektanta o uskla'enosti glavnog odnosno idejnog

projekta s odredbama posebnih zakona i drugih propisa (NN98/1999)o Pravilnik o uvjetima i mjerilima za davanje suglasnosti za zapo$injanje obavljanja

djelatnosti gra'enja (NN 89/2006, 139/2006)o Pravilnik o uvjetima i na$inu vo'enja gra'evinskog dnevnika (NN 6/2000)

o Pravilnik o tehni$kom pregledu gra'evine (NN 108/2004)o Pravilnik o na$inu zatvaranja i ozna$avanja zatvorenog gradili!ta (NN 2/2005)


6/81

%

o Pravilnik o stru$nom ispitu te upotpunjavanju i usavr!avanju znanja osoba kojeobavljaju poslove prostornog ure'enja i graditeljstva (NN 24/2008, 141/2009, 23/2011,129/2011, 109/2012)

o Tehni$ki propis o gra'evnim proizvodima (NN 33/2010)o Tehni$ki propis za sustave za!tite od djelovanja munje na gra'evinama (NN 87/2008,

33/2010)o Tehni$ki propis za niskonaponske elektri$ne instalacije (NN 5/2010)

Zakon o arhitektonskim i in%enjerskim poslovima i djelatnostima u prostornom ure'enju igradnji (NN 152/2008, 49/2011, 25/2013)

o Pravilnik o suglasnosti za zapo$injanje obavljanja djelatnosti gra'enja (NN 43/2009o Pravilnik o potrebnim znanjima iz podru$ja upravljanja projektima (NN 45/2009)o Zakon o izmjenama i dopunama Zakona o arhitektonskim i in%enjerskim poslovima i

djelatnostima u prostornom ure'enju i gradnji (NN 25/2013)

Zakon o za!titi okoli!a (NN 110/2007)o Pravilnik o znaku za!tite okoli!a (NN 70/2008, 81/2011)o Pravilnik o mjerama otklanjanja !tete u okoli!u i sanacijskim programima (NN

145/2008)o Pravilnik o na$inu pe$a"enja prostorija, prostora i sredstava za rad nadziranih osoba

prema propisima o za!titi okoli!a (NN 23/2012)

Zakon o za!titi od po%ara (NN 92/2010)o Pravilnik o izradi procjene ugro%enosti od po%ara i tehnolo!ke eksplozije (NN 35/1994,

110/2005, 28/2010)o Pravilnik o sadr%aju plana za!tite od po%ara i tehnolo!kih eksplozija (NN 35/1994,

55/1994)o Pravilnik o sustavima za dojavu po%ara (NN 56/1999)o Pravilnik o uvjetima za obavljanje ispitivanja stabilnih sustava za dojavu i ga!enje

po%ara (NN67/1996, 41/2003)o Pravilnik o stru$nim ispitima u podru$ju za!tite od po%ara (NN 141/2011)o Pravilnik o sadr%aju elaborata za!tite od po%ara (NN 51/2012)o Pravilnik o temeljnim zahtjevima za za!titu od po%ara elektroenergetskih postrojenja i

ure'aja (NN 146/2005)o Pravilnik o hidrantskoj mre%i za ga!enje po%ara (NN 8/2006)o Pravilnik o razvrstavanju gra'evina, gra'evinskih dijelova i prostora u kategorije

ugro%enosti od po%ara (NN 62/1994, 32/1997)o Pravilnik o gra'evinama za koje nije potrebno ishoditi posebne uvjete gra'enja glede

za!tite od po%ara (NN 35/1994)o Pravilnik o zahvatima u prostoru u postupcima dono!enje procjene utjecaja zahvata

na okoli! i utvr'ivanja objedinjenih uvjeta za!tite okoli!a u kojima Ministarstvounutarnjih poslova odnosno nadle%na policijska uprava ne sudjeluje u dijelu koji se

odnosi na za!titu od po%ara (NN 88/2011)o Pravilnik o odr%avanju i izboru vatrogasnih aparata (NN 35/1994, 55/1994, 103/1996,

130/2007)o Pravilnik o uvjetima za ispitivanje uvezenih ure'aja za ga!enje po%ara (NN 75/1994,

119/2007)o Pravilnik o uvjetima za vatrogasne pristupe (NN 35/1994, 55/1994, 142/2003)o Pravilnik o mjerama za!tite od po%ara kod gra'enja (NN 141/2011)

Zakon o za!titi od buke (NN 30/2009)o Pravilnik o najvi!im dopu!tenim razinama buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave

(NN 145/2004)o Pravilnik o na$inu izrade i sadr%aju karata buke i akcijskih planova te o na$inu

izra$una dopu!tenih indikatora buke (NN 75/2009) Zakon o za!titi od neioniziraju"eg zra$enja (NN 91/2010)


7/81

&

o Pravilnik o za!titi od elektromagnetskih polja (NN 98/2011)o Pravilnik o minimalnim zdravstvenim i sigurnosnim zahtjevima koji se odnose na

izlo%enost radnika rizicima koji potje$u od elektromagnetskih polja (NN 38/2008)

Zakon o za!titi na radu (NN 59/1996, 94/1996, 114/2003, 86/2008, 75/2009, 143/2012)o Pravilnik o za!titi na radu na privremenim ili pokretnim gradili!tima (NN 51/2008)o

Pravilnik o sigurnosti i zdravlju pri radu s elektri$nom energijom (NN 88/2012)o Pravilnik o za!titi radnika od izlo%enosti buci na radu (NN 46/2008)

Zakon o energiji (NN 120/2012)

o Op"i uvjeti za opskrbu elektri$nom energijom (NN 14/2006)

Zakon o tr%i!tu elektri$ne energije (22/2013)o Mre%na pravila elektroenergetskog sustava (NN 36/2006)

Zakon o elektroni$kim komunikacijama (NN 73/2008, 90/2011, 133/2012)o Pravilnik o tehni$kim uvjetima za elektroni$ku komunikacijsku mre%u poslovnih i

stambenih zgrada (NN 155/2009)

Zakon o hrvatskim %eljeznicama (NN 53/1994, 162/1998)o Pravilnik o tehni$kim uvjetima kojima mora udovoljavati %eljezni$ki elektroenergetski

infrastrukturni podsustav (NN 129/2010, 23/2011) Zakon o normizaciji (NN 163/2003)

Zakon o tehni$kim zahtjevima za proizvode i ocjenjivanju sukladnosti (NN 20/2010)o Pravilnik o elektri$noj opremi namjenjenoj za uporabu unutar odre'enih naponskih

granica (NN 41/2010)o Popis hrvatskih norma u podru$ju niskonaponske opreme 2009-10-01 (NN 123/2009)o Pravilnik o elektromagnetskoj kompatibilnosti (NN 23/2011)o Popis hrvatskih norma iz podru$ja elektromagnetske kompatibilnosti (NN 35/2009,

22/2010)o Pravilnik o ocjenjivanju sukladnosti, ispravama o sukladnosti i ozna$avanju gra'evnih

proizvoda (NN 103/2008, 147/2009, 87/2010, 129/2011)

o Pravilnik o obliku, sadr%aju i izgledu oznake sukladnosti proizvoda s propisanimtehni$kim zahtjevima (NN 46/2008)

Zakon o otpadu (NN 178/2004, 153/2005, 111/2006, 60/2008, 87/2009)o Pravilnik o gospodarenju otpadnim elektri$nim i elektroni$kim ure'ajima i opremom

(NN 74/2007, 133/2008, 31/2009, 156/2009, 143/2012)

ostali, ovdje nenavedeni Zakoni i Propisi $ija primjena je obvezna danom ugovaranja projektaelektroenergetskog postrojenja.

Svi navedeni zakoni, pravilnici i ostali podzakonski akti dostupni su na internetskim stranicamaNarodnih novina, www.nn.hr.

Pored navedene zakonske regulative, elektroenergetska postrojenja u vlasni!tvu Hrvatske

elektroprivrede trebaju zadovoljiti i njezine granske norme, koje moraju biti uskla'ene s predmetnimPravilnikom, va%e"e na dan njihove primjene, kao !to su, ali ne isklju$ivo:

Tehni$ke mjere za!tite elektroenergetskih postrojenja i objekata od malih %ivotinja (BiltenHEP-a br. 55/96)

Pravila i mjere sigurnosti pri radu na elektroprijenosnim postrojenjima (Bilten HEP-a br.180/07)

Pravila i mjere sigurnosti pri radu na elektrodistribucijskim postrojenjima (Bilten HEP-a br.94/01)

Tehni$ki uvjeti za trafostanice 10(20)/0,4 kV, 1(630 kVA - kabelska izvedba (Bilten HEP-a br.16/92)

Tehni$ki uvjeti o izboru osobnih za!titnih sredstava i za!titne opreme za rad na

elektroenergetskim postrojenjima distribucije elektri$ne energije (Bilten HEP-a br. 83/99) Tehni$ki uvjeti za TS 10(20)/0,4 kV, 1(250 kVA i 1x630 kVA kabelska izvedba vanjsko


8/81

'

poslu%ivanje (Bilten HEP-a br.57/97)

Tehni$ki uvjeti za stupnu TS 10(20)/0,4 kV; 50(100) kVA jednostavne izvedbe (Bilten HEP-abr. 72/99)

Tehni$ki uvjeti za distribucijske uljne transformatore snage od 50 kVA do 1000 kVA napona10/0,42 kV; 20/0,42 kV i 20(10)/0,42 kV (Bilten HEP-a br. 60/97)

Tehni$ki uvjeti za sklopne aparature u metalnom ku"i!tu (RMU) za nazivne napone 12 kV i 24kV i aparature (Bilten HEP-a br. 138/04)

Tehni$ka pravila za obra$unska mjerna mjesta u nadle%nosti HEP-Operatora prijenosnogsustava d.o.o. (Bilten HEP-a br. 175/07)

Kriteriji za izbor i ugradnju prenaponske za!tite mre%a i postrojenja srednjeg napona (BiltenHEP-a br. 90/01)

Tehni$ki uvjeti za izbor i polaganje elektroenergetskih kabela nazivnog napona 1 kV do 35 kV(Bilten HEP-a br. 22/93)

Pravilnik o odr%avanju elektroenergetskih objekata i postrojenja, HEP ODS d.o.o., Zagreb,sije$anj 2008.

Uputa za postupanje s otpadom u Hrvatskoj elektroprivredi (Bilten HEP-a br. 95/01)

Svi pojmovi kori!teni u Pravilniku istovjetni su onima u Zakonu o energiji i citiranim europskimnormama ($l. 5).

Smatra se da su postrojenja iili elektri$na oprema u skladu s Pravilnikom ako se pri projektiranju,izvo'enju, uporabi, pogonu i odr%avanju elektroenergetskog postrojenja, te proizvodnji opreme koristenorme na koje upu"uje Pravilnik.

Pravilnik ostavlja mogu"nost primjene druga$ijih odnosno posebnih propisa vezano na pojedinezahtjeve ako je to potrebno s obzirom na posebnosti odre'enih vrsta postrojenja.

Zakoni i podzakonski akti obvezni su i njihovo nepridr%avanje podlije%e kaznenim odredbama. Istotako obvezna je i primjena svih hrvatskih norma navedenih u zakonima i podzakonskim aktima. Unedostatku hrvatskih norma, dozvoljena je primjena priznatih me'unarodnih norma (IEC, VDE, IEEE,NFPA, BS i sl.) uz uvjet da nisu u suprotnosti s hrvatskim normama, te da pru%aju istu razinusigurnosti kao hrvatske norme.

Postrojenja i oprema moraju biti projektirani i dimenzionirani tako da podnesu sve elektri$ne,mehani$ke, klimatske i ostale utjecaje okoli!a koji se o$ekuju na lokaciji.

2.1. Na!in postupanja s neutralnom to!kom

Prilikom razmatranja postupanja s neutralnom to$kom u !irem smislu, mo%emo govoriti oneuzemljenom i uzemljenom sustavu. Neuzemljeni sustav nema namjernih spojeva sa zemljom.Uzemljeni sustav ima barem jednu neutralnu to$ku transformatora spojenu na uzemljenje.

U praksi poznajemo sljede"e na$ine postupanja s neutralnom to$kom ($l. 10):

neuzemljena (izolirana) neutralna to$ka;

rezonantno uzemljenje (uzemljenje preko Petersnove prigu!nice);

uzemljenje preko velikog otpora;

uzemljenje preko male impedancije;

kruto ili direktno uzemljenje.

Na$in postupanja s neutralnom to$kom utje$e na:

veli$inu struje kvara i njegovo trajanje;

koordinaciju izolacije (izbor stupnja izolacije);

zna$ajke prenapona i izbor odvodnika prenapona;

izvedbu uzemljenja;

koncepciju za!tite, te izbor i pode!enje za!titnih releja.


9/81

(

Ne postoji jednostavan i univerzalni odgovor na pitanje da li i koji na$in postupanja s neutralnomto$kom primijeniti. Svaki od navedenih na$ina ima dobre, ali i neke lo!e strane, me'utim u svakomslu$aju treba biti omogu"eno sigurno i pouzdano otkrivanje mjesta kvara i njegov isklop, odnosnoograni$enje. Osnovni kriteriji na kojima se temelji izbor su:

napon dodira i koraka, odnosno zahtjevi za otklanjanje opasnosti po %ivot;

zahtjevi za besprekidnu opskrbu priklju$ene mre%e; sprje$avanje !tete na opremi usljed kratkog spoja;

otkrivanje mjesta kvara;

selektivni i brzi isklop kvara, odnosno sekcija mre%e u kvaru;

induktivna interferencija;

zahtjevi pogona i odr%avanja.

Odluka o na$inu postupanja s neutralnom to$kom slo%ena je zada"a koja zahtijeva dobro poznavanjenavedenih kriterija uz ekonomsku evaluaciju gubitaka nastalih zbog kvara, kako bi se donijelo tehni$kii ekonomski optimalno rje!enje. Zbog toga svaki pojedini slu$aj treba temeljito razmotriti prijedono!enja kona$ne odluke, !to od projektanta zahtijeva:

dobro poznavanje problematike uzemljenja neutralne to$ke (izbor primarne i sekundarneopreme, prora$un uzemljenja, konfiguriranje sustava za!tite, nadzora i signalizacije itd.);

poznavanje karakteristika sustava (konfiguracija mre%e, kapacitivna struja, impedancijeelemenata mre%e, snaga kratkog spoja itd.);

punu koordinaciju s distributivnim poduze"em, vlasnikom transformatorske stanice(konzultacije vezano na odluku o na$inu uzemljenja neutralne to$ke i izboru opreme);

optimiranje izbora uva%avaju"i tehni$ke i ekonomske kriterije, uz sigurnost za %ivot i zdravljeljudi kao prvenstveni kriterij.

2.1.1. Izolirana neutralna to!ka

Sustav s izoliranom neutralnom to$kom je onaj u kojem ne postoji namjerni spoj neutralne to$ke iliostalih elemenata postrojenja sa zemljom (uz iznimku pogonskih uzemljenja naponskihtransformatora, odvodnika prenapona i sl.).

Veza s okolnom zemljom u normalnom pogonu je dozemni kapacitet nadzemnih vodova i kabela.Izolirani sustav mo%e se, dakle, smatrati uzemljenim preko distribuiranog kapaciteta spojenog uzvijezdu, s neutralnom to$kom na potencijalu zemlje. Izolacija pojedinih faza u normalnom pogonuizlo%ena je naprezanju faznim naponom (slika 2-1).

Slika 2-1 Sustav s izoliranom neutralnom to$kom u normalnom pogonu

Problemi nastaju u slu$aju zemljospoja (spoja faznog vodi$a sa zemljom). Direktni zemljospoj jednefaze uzrokuje porast napona na zdravim fazama do iznosa linijskog napona. O ovome treba voditira$una prilikom razmatranja koordinacije izolacije i izbora odvodnika prenapona, $iji nazivni napon

treba zadovoljiti relaciju: Ur !1,25 U). U slu$aju pada vodi$a na tlo postoji opasnost po %ivot.

Zemljospoj u izoliranoj mre%i nije kratki spoj, nego ga mo%emo smatrati nenormalnim pogonskim


10/81

)

stanjem koje omogu"uje kontinuirani pogon uz navedeno pove"anje napona i opasnosti.

Sustav s izoliranom neutralnom to$kom i naponske prilike za slu$aj zemljospoja u fazi L3 prikazan jena slici 2-2.

Slika 2-2 Sustav s izoliranom neutralnom to$kom u pogonu sa zemljospojem u fazi L3

Porast napona zdravih faza, traje li du%e vrijeme, mo%e izazvati proboj izolacije slabijih ili starihkomponenti, naro$ito na starim transformatorima, motorima i kabelima. Kapacitivna struja koja sezatvara na mjestu kvara mo%e izazvati znatne prijelazne prenapone vrlo nestabilnog luka, vi!estruko(6 do 8 puta) ve"e od nazivnog, pa govorimo o intermitiranom zemljospoju.

Probojem izolacije neke od zdravih faza zemljospoj prelazi u dvopolni kratki spoj sa zemljom vrlovelikih struja, !to mo%e imati velike hvarijske posljedice.

Dobra strana pogona s izoliranom neutralnom to$kom je ta da omogu"uje nastavak pogona mre%etijekom razumnog vremena, bez nenajavljenog isklopa. To je osobito va%no industrijskim potro!a$ima(npr. industrijska mre%a %eljezare) koji na taj na$in mogu izbje"i ili znatno ubla%iti gubitke i !tete usljednestanka opskrbe elektri$nom energijom.

2.1.2. Rezonantno uzemljenje neutralne to!ke

Rezonantnim uzemljenjem neutralne to$ke (slika 2-3) posti%e se kompenzacija kapacitivne strujemre%e kori!tenjem prigu!nice za uzemljenje (Petersnove prigu!nice) spojene izme'u neutralne to$ketransformatora i uzemljenja, opremljene otcjepima ili kontinuiranom regulacijom.

Slika 2-3 Sustav s rezonantno uzemljenom neutralnom to$kom u normalnom pogonu

U slu$aju zemljospoja jedne faze, prigu!nica "e generirati struju induktivnog karaktera kroztransformator prema mjestu kvara. Istovremeno "e vodovi generirati kapacitivnu struju zemljospoja. Sobzirom na me'usobni fazni pomak ovih struja za prakti$ki 180, u slu$aju dobro pode!ene prigu!nicenjihova razlika odnosno struja kroz zemlju na mjestu kvara vrlo je mala (*0). Sukladno navedenom,

luk struje zemljospoja na mjestu kvara ugasit "e se bez ponovnog paljenja.


11/81

*+

Iz navedenog slijedi da je od najve"e va%nosti $im preciznije pode!enje induktiviteta prigu!nice, uzodgovaraju"e korekcije kod svake promjene u konfiguraciji mre%e. Nazivnu struju pigu!nice trebaizabrati tako da bude jednaka ili ve"a kapacitivnoj struji zemljospoja, odnosno za to$no pode!enjereaktancija prigu!nice (otcjepa ili stupnja regulacije) treba zadovoljiti relaciju:

3

00 XX

X C

P

!

= ,

gdje je:

XC0 - nulta kapacitivna reaktancija sustava;X0 - nulta induktivna reaktancija sustava.

Direktni zemljospoj jedne faze uzrokuje porast napona na zdravim fazama do iznosa linijskog napona,

te kao i kod izoliranog sustava nazivni napon odvodnika prenapona treba zadovoljiti relaciju Ur !1,25

U). U slu$aju pada vodi$a na tlo, isto tako postoji opasnost po %ivot.

Potraju li ovakva naponska naprezanja du%e vrijeme, mo%e do"i do proboja izolacije neke od zdravih

faza i time do dvopolnog kratkog spoja sa zemljom uz velike havarijske posljedice.Zemljospoj u rezonantno uzemljenoj mre%i nije kratki spoj, nego ga mo%emo smatrati nenormalnimpogonskim stanjem koje omogu"uje kontinuirani pogon, ali ga treba ustanoviti i otkloniti unutarnajkra"eg mogu"eg vremena.

Sustav s neutralnom to$kom uzemljenom preko Petersenove prigu!nice i naponske prilike za slu$ajzemljospoja u fazi L3 prikazan je na sl. 2-4.

Slika 2-4 Sustav s rezonantno uzemljenom neutralnom to$kom u pogonu sa zemljospojem u fazi L3

Nazivni napon na prigu!nici u slu$aju direktnog zemljospoja bit "e pribli%no jednak faznom naponu, astruja kroz prigu!nicu iznosit "e:

P

P

X

UI

!

=

3

-

Prednost rezonantnog uzemljenja neutralne to$ke je u mogu"nosti nastavka pogona mre%e, beznenajavljenog isklopa, do otkrivanja i otklanjanja zemljospoja. Nedostatak je, uz potencijalnu opasnostpo %ivot, relativno visoka cijena opreme, zavisno o izvedbi prigu!nice.

2.1.3. Neutralna to!ka uzemljena preko velikog otpora

Uzemljenje neutralne to$ke transformatora preko velikog otpora, premda u mnogo $emu superiorno uusporedbi s ostalim metodama, uglavnom se prakticira u SAD i Kanadi, te ovdje nije podrobnijerazmatrano.


12/81

**

2.1.4. Neutralna to!ka uzemljena preko male impedancije

Uzemljenje neutralne to$ke preko male impedancije efikasno je i jednostavno, ekonomski prihvatljivorje!enje. U na!oj praksi uobi$ajeno je uzemljenje neutralne to$ke preko malog otpora. Svodi se naugradnju i spajanje otpornika odgovaraju"ih nazivnih veli$ina izme'u neutralne to$ke transformatora iuzemljenja, kako je pojednostavljeno prikazano na sl. 2-5.

Dozemni spoj u sustavu s neutralnom to$kom uzemljenom preko malog otpora predstavlja jednopolnikratki spoj koji za!tita treba isklopiti unutar pode!enog vremena. Otpornici za uzemljenje neutralneto$ke naj$e!"e su dimenzionirani za nazivne struje 150 1000 A, u trajanju 5 s. Budu "i da struja

jednopolnog kvara u nepovoljnim slu$ajevima (visokootporni kvar) mo%e biti manja od nazivne struje,prora$unu proradne struje releja treba pristupiti s najve"om pa%njom kako bi se vod u kvaru isklopiounutar pode!enog vremena.

Izbor otpornika za uzemljenje op"enito, odnosno struje koju treba ograni$iti, svodi se na primjenuOhmovog zakona. Za jednostavan slu$aj napajanja transformatora iz jednog izvora, nazivnu strujuotpornika za uzemljenje mo%emo izraziti formulom:

nn

RjXZUI

323

01 ++!

=

gdje je:

In - nazivna struja otpornika (struja jednopolnog kvara na mjestuugradnje kroz otpornik);

Z1 - impedancija direktnog sustava pri jednopolnom kratkom spoju namjestu ugradnje otpornika;

X0 - nulta impedancija transformatora;Rn - nazivni otpor otpornika za uzemljenje.

Uzemljenje preko malog otpora, uz ekonomsku prihvatljivost rje!enja, pru%a znatne prednosti uodnosu na izolirani sustav, kao !to su:

znatno se smanjuju veli$ine prijelaznih prenapona;

pojednostavljuje se lociranje dozemnog spoja;

smanjuju se vrijeme i tro!kovi pronalaska i otklanjanja kvara;

napon faze prema zemlji ostaje nepromijenjen;

pojednostavljuje za!titu opreme;

ve"a sigurnost za zdravlje i %ivot ljudi;

bolja prenaponska za!tita postrojenja i sustava;

smanjenje u$estalosti (gusto"e) kvarova.

Mana ovog na$ina uzemljenja neutralne to$ke je isklop voda u kvaru bezprethodne najave, $ime mogu nastati znatne ekonomske !tete, posebice u

industrijskoj proizvodnji. Izborom uzemljenja neutralne to$ke preko malog otporaposti%emo dobru sigurnost za ljude i opremu, dok je besprekidno napajanjepotro!a$a na drugom mjestu.

U nadzemnim distributivnim mre%ama naj$e!"e se koriste releji s automatskimponovnim uklopom. Nakon prvog isklopa jednopolnog kratkog spoja slijedibeznaponska pauza, nakon koje dolazi do ponovnog uklopa voda u kojem jeustanovljen kvar. Ukoliko je kvar i dalje prisutan, relej izdaje nalog za trajni isklop.

Statistika pokazuje da je 70% kvarova u nadzemnoj distributivnoj mre%i prolaznogkaraktera, !to zna$i da se nakon ponovnog uklopa uspostavlja normalnopogonsko stanje. Time su ve"i zastoji u opskrbi potro!a$a i prekidi u industrijskojproizvodnji svedeni na minimum.

Za razliku od nadzemnih vodova, kabelski vodovi !tite se relejima bezautomatskog ponovnog uklopa, s obzirom da je kvar na kabelu uvijek trajnogkaraktera i zahtijeva isklop iz mre%e.

Slika 2-5 Neutralnato$ka uzemljenapreko malog

otpora


13/81

*"

Iz navedenog se mo%e zaklju$iti da odluka o uzemljenju neutralne to$ke preko malog otpora i njegovizbor podrazumijevaju dobro poznavanje konfiguracije mre%e, prilika u mre%i i zahtjeva potro!a$a.

2.1.5. Posebni slu!aj uzemljenja neutralne to!ke preko malog otpora

U distributibutivnim TS 35/10(20) kV uobi$ajeno se koriste

transformatori grupe spoja Dyn5 s izvedenom neutralnomto$kom. Rje'e se koriste druge grupe spojeva, npr. Yd5, kadje potrebno formirati umjetnu neutralnu to$ku pomo"utransformatora za uzemljenje, grupe spoja ZNyn11 (slika 2-6).Transformator za uzemljenje koristi se i u slu$aju daenergetski transformator nema izvedenu neutralnu to$ku.

Transformator je priklju$en na sabirnice 10(20) kV postrojenjakako je prikazano na sl. 2-6, a neutralna to$ka uzemljena mu

je preko malog otpora. Transformator za uzemljenje trebaspojiti $im bli%e stezaljkama energetskog transformatora.

Transformator za uzemljenje u slu$aju jednopolnog kratkogspoja treba podnijeti ista naprezanja kao i pripadni otpornik.

Neutralna to$ka treba imati puni stupanj izolacije za nazivnifazni napon sustava.

Zbog ekonomskih razloga, po%eljno je transformator zauzemljenje istovremeno koristiti i kao transformator vlastitepotro!nje transformatorske stanice.

U slu$aju jednopolnog kratkog spoja transformator za uzemljenje treba predstavljati malu impedancijustrujama nultog sustava koje se od mjesta kvara zatvaraju kroz zemlju, mali otpor za uzemljenje ineutralnu to$ku transformatora za uzemljenje natrag do izvora napajanja kvara. Navedenozadovoljavaju transformatori za uzemljenje npr. u cik cak spoju, kakvi se u praksi najvi!e i koriste.

Ograni$enje veli$ine transformatora za uzemljenje i prolaznih prenapona uslijed dozemnog kvaraposti%e se uzemljenjem njegove neutralne to$ke preko otpornika za uzemljenje tako da je zadovoljena

relacija R0/X0 ! 2, gdje je R0 nulti otpor sustava, a X0 nulta reaktancija namota transformatora zauzemljenje.

Struja jednopolnog kratkog spoja 3I0 timeje ograni$ena otpornikom za uzemljenje imalom reaktancijom cik cak namotatransformatora za uzemljenje. Otpornik zauzemljenje treba biti dimenzioniran tako dase veli$ina struje kvara kre"e u granicama10 ... 25% vrijednosti struje tropolnogkratkog spoja. Manja vrijednost diktirana jezahtjevima za selektivnu proradu za!tite, ave"a ekonomskim razlozima, odnosno

cijenom otpornika za uzemljenje zbogzahtjeva za pove"anom termi$komizdr%ljivo!"u (I2R).

Raspodjela struja kroz namotetransformatora za uzemljenje prilikom

jednopolnog kratkog spoja jedne od fazaprikazana je na slici 2-7.

2.1.6. Kruto ili direktno uzemljena neutralna to!ka

Visokonaponske prijenosne mre%e napona + 110 kV u pogonu su u pravilu s kruto ili direktnouzemljenom neutralnom to$kom, premda se u nekim zemljama (npr. Njema$ka) na naponskoj razini

110 kV sve vi!e koristi i rezonantno uzemljenje neutralne to$ke.

Slika 2-6 Umjetna neutralna to$kauzemljena preko malog otpora

Slika 2-7 Raspodjela struja kod jednopolnog kratkog spoja


14/81

*#

U mre%ama s vrlo velikim strujama jednopolnih kratkih spojeva ili u postrojenjima uz elektrane,neutralne to$ke transformatora mogu biti spojene na uzemljenje preko uzemljiva$a. Time se neutralneto$ke pojedinih transformatora mogu izolirati kako bi se struja jednopolnog kvara svela unutarprihvatljivih granica.

2.2. Nazivne veli!ine i dimenzioniranje postrojenjaElektroenergetska postrojenja moraju biti dimenzionirana za nazivne veli$ine ($l. 11. 14.) s obziromna mjesto ugradnje i to:

nazivni pogonski napon industrijske frekvencije odnosno frekvencije sustava ($l. 11);

kratkotrajni podnosivi napon industrijske frekvencije ($l. 11);

atmosferske i/ili sklopne podnosivi prenapone ($l. 11);

nazivnu struju u normalnom pogonu ($l. 12);

nazivnu struju kratkog spoja ($l. 13);

nazivnu frekvenciju ($l. 14).

2.2.1. Nazivni naponi i stupanj izolacije

Starim Pravilnikom o tehni$kim normativima za elektroenergetska postrojenja nazivnoga napona iznad1000 V (SL 4/74) bili su definirani stupnjevi izolacije (Si 3,6 do Si 420 s3) za naponske razine koje suse koristile u biv!oj SFRJ, a i dalje se koriste u Hrvatskoj, sukladno tada!njoj normi JUS N.B0.031.Novi Pravilnik se temelji na europskim normama ($l. 11) koje pokrivaju znatno !ire podru$je (3 kV do700 kV). Stari i novi Pravilnik se djelomi$no razlikuju u vrijednostima podnosivih tjemenih vrijednostiudarnih (atmosferskih odnosno sklopnih) napona izolacije. Na tu $injenicu treba obratiti osobitupozornost prilikom izbora i preuzimanja opreme, te dimenzioniranja postrojenja.

U tablici 2-1 navedene su europskim normama [3] standardizirane vrijednosti za naponske razine kojese koriste u Hrvatskoj, te nazivna distributivna naponska razina 35 (38) kV koja je u !irokoj primjeni uHrvatskoj ali nije standardizirana europskim normama.

Tablica 2-1 Nazivni podnosivi naponi koji se primjenjuju u Hrvatskoj (prema HRN HD 637 S1)

1. Naponski opseg A (1 kV < Um< 52 kV)

Nazivni naponsustava Un(kV)

(efektivna vrijednost)

Najvi!i pogonski naponopreme Um(kV)


Nazivni kratkotrajnipodnosivi napon

industrijske frekvencijeUd(kV)

(efektivma vrijednost)

Nazivni podnosiviatmosferski udarni

prenapon Up(kV) valnogoblika 1,2/50 s

(tjemena vrijednost)

3 3,6 1020

40

6 7,2 20 4060

10 12 2860

75

20 24 5095

125

30 36 70145

170

35** 38,5 75

155

180195


15/81

*$

2. Naponski opseg B (52 kV ,Um< 300 kV)

110 123185*

230

450*

550

220 245

325*

360395

460

750*

850950

1050

Napomene:

- * vrijednosti se smiju primjenjivati samo u rijetkim posebnim slu$ajevima

- ** napon 35 kV nije obuhva"en europskom normom navedene vrijednosti su preuzete iz

nacionalnih odredbi za -e!ku republiku, HRN HD 637 S1, dodatak T (prema starom

Pravilniku za ovaj napon je vrijedilo: Um= 38 kV, Ud= 70 kV, Up= 145/170 kV; u nekim

zemljama je normirano i Ud= 70/95 kV, Um= 125/150/200 kV)

3. Naponski opseg C (Um!300 kV)

Nazivni naponsustava Un(kV)


Najvi!i pogonski naponopreme Um(kV)


Nazivni podnosivisklopni udarni prenapon

faza-zemlja Us(kV),valni oblik 250/2550 s


Nazivni podnosivisklopni udarni prenapon

faza-faza Us(kV),valni oblik 250/2550 s


380 (400) 420950

1050

1425

1575

2.2.2. Nazivne struje i struje kratkog spoja

Elektroenergetska postrojenja s pripadaju"om opremom trebaju biti dimenzioniranai tako da struja unormalnom pogonu ne prelazi nazivne struje elektri$ne opreme ili dopu!tene struje dijelova postrojenja(npr. sabirnica i spojnih vodova). Pri tome treba uva%iti nepovoljne uvjete okoli!a kao !to je visokatemperatura i utjecaj sun$evog zra$enja.

Standardne vrijednosti struja izra%ene u [A](10n, sukladno preuzetim europskim normama, su:

1 - 1,25 - 1,6 2 - 2,5 - 3,15 4 5 - 6,3 - 8 uz n = 0 ... 4;

1 - 1,25 - 1,6 - 2 uz n = 5.

U nekim slu$ajevima, zavisno o potrebama na mjestu ugradnje, umjesto niza 1,6 3,15 6,3 8,mo%e se pokazati pogodnije koristiti vrijednosti 1,5 3 6 7,5 odnosno njihov umno%ak s 10n.

Pored trajnog optere"enja nazivnim strujama u normalnom pogonu u uvjetima okoli!a, oprema idijelovi (sabirnice, spojni vodovi, uzemljiva$ i dr.) elektroenergetskog postrojenja moraju sigurno ipouzdano podnijeti mehani$ka i toplinska naprezanja strujama kratkog spoja (detaljno obra'eno uHRN IEC 60909).

Razlikujemo sljede"e vrste kratkih spojeva (slika 2-8):

tropolni kratki spoj;

dvopolni kratki spoj;

dvopolni kratki spoj s dozemnim spojem;

dozemni spoj (jednopolni kratki spoj).


16/81

*%

Slika 2-8 Vrste kratkih spojeva

Kao posebni slu$aj treba spomenuti i dvostruki dozemni spoj, odnosno istovremeni jednopolni kratkispoj u dvije faze (slika 2-9).

Slika 2-9 Istovremeni jednopolni kratki spoj u dvije faze

2.2.3. Nazivna frekvencija

Elektroenergetska postrojenja izmjeni$nog napona, odnosno oprema i ure'aji koji se u njih ugra'ujumoraju biti projektirani i izvedeni za nazivnu frekvenciju elektroenergetskog sustava.

Nazivna frekvencija na!eg elektroenergetskog sustava, te cjelokupnog europskog elektroenergetskogsustava UCTE dio kojeg je i na!a mre%a, je 50 Hz.

Treba napomenuti da je nazivna frekvencija elektroenergetskog sustava u nekim zemljama svijeta,npr. SAD, 60 Hz.

Uz navedene nazivne frekvencije elektroenergetskih sustava, norma HRN IEC 60196 definira nazivnefrekvencije izmjeni$nih elektrovu$nih sustava (kod nas 50 Hz, ali u dijelu zemalja Europe 16 2/3Hz, a u


17/81

*&

nekim izvaneuropskim zemljama 60 Hz), nazivne frekvencije odre'enih alata (50 Hz ... 10000 Hz), tenazivne frekvencije instalacija na brodovima (50 Hz i 60 Hz) i instalacija u zrakoplovima (400 Hz).

2.2.4. Korona

"Korona" doslovno predstavlja svjetlosni disk koji se pojavljuje oko Sunca. Termin su preuzeli fizi$ari iinj%enjeri kako bi op"enito opisali parcijalna izbijanja koja nastaju u podru$jima jako koncentriranihelektri$nih polja, na primjer na povr!ini !iljaste ili cilindri$ne elektrode, koja se nalazi nasuprot i nanekoj udaljenosti od druge elektrode. Ovakav parcijalni proboj zraka se po prirodi prili$no razlikuje odtotalnog proboja u prostoru zraka izme'u elektroda. Tako'er, to se odnosi i na sve ostale plinove.

Korona se javlja na jako zaobljenim (!iljatim) povr!inama elektroda u plinu. Korona je nepo%eljna jeruzrokuju gubitke, ometa be%i$ni prijenos, izaziva kemijske reakcije u plinu (npr. stvaranje ozona uzraku). Zato se kod elektroda u plinu nastoji posti"i pogodan oblik elektroda kojim se izbjegavaju rubniefekti (npr. snop vodi$a kod visokonaponskih vodova).

Pri koroni se radi o impulsnim izbijanjima pri vr!nim vrijednostima napona, s trajanjem impulsa od 10ns i nabojem impulsa od oko 100 pC.

Korona se razlikuje i od pra%njenja koja nastaju unutar mjehuri"a plina u $vrstim ili teku"im izolatorima,

iako su spomenuti fenomeni pra%njenja u plinovima isti. Korona je popra"ena brojnim vidljivimefektima, kao !to su vidljivo svjetlo, karakteristi$ni zvuk, elektri$na struja, gubitak energije, radijskesmetnje, mehani$ke vibracije i kemijske reakcije. Kemijske reakcije stvaraju miris ozona i du!ikovihoksida.

Efekt korone je parcijalno pra%njenje u zraku do kojeg dolazi kad jakost elektri$nog polja na povr!inivodi$a prema!i kriti$nu vrijednost.

Dozvoljena jakost elektri$nog polja na povr!ini vodi$a u otvorenim elektroenergetskim postrojenjimanije propisana, no prihvatljiva vrijednost za nadzemne vodove je do 19 kV/cm, u pojedinim slu $ajevimado 21 kV/cm. Za postrojenja otvorene izvedbe mo%emo usvojiti E ,19 kV/cm.

Jakost povr!inskog elektri$nog polja mo%e se izra$unati pomo"u formule:

! !

!

! !

!

!!! !"

!

!!

!

!"

!!! ! !!

gdje su:

E jakost elektri$nog polja na povr!ini vodi$a [kV/cm]U nazivni napon [kV]

! !!!!!!!!!

!!!!

!

faktor snopa (za cijevne vodi$e "= 1)

n broj vodi$a u snopurL radijus vodi$a [cm]!! !

!!

!!!"#!! !! radijus snopa [cm]

aT razmak izme'u simetrala vodi$a u snopu [cm]

!! ! !

!!!!

!!!!!! ekvivalentni radijus snopa [cm]

a razmak izme'u simetrala faznih vodi$a [cm]h visina vodi$a iznad tla [cm]

Sukladno Pravilniku i normi HRN HD 637 S1, u svjetlu zahtjeva za za!titu od utjecaja na okoli!,elektroenergetska postrojenja, odnosno njihova oprema, ne smije izazivati radio smetnje uslijedelektromagnetskih polja iznad razine definirane preporukama (CISPR 18-1, CISPR 18-2 i CISPR 18-3).

Smatra se da elektroenergetsko postrojenje zadovoljava s obzirom na radio smetnje ako ispitivanjepoka%e da njihova razina kod 1,1 U/"3 ne prelazi vrijednost od 2500 .V (IEC 62271-1).


18/81

*'

2.2.5. Prenaponi

2.2.5.1. Klasifikacija prema IEC 60071-1

Naponi i prenaponi klasificirani su prema njihovom obliku i trajanju, te su podijeljeni u sljede"e klase:

Trajni napon pogonske frekvencije: ima stalnu efektivnu vrijednost i trajno je priklju$en nastezaljke opreme.

Privremeni prenapon: je prenapon pogonske frekvencije relativno dugog trajanja. Mo%e bitineprigu!en ili slabo prigu!en. U nekim slu$ajevima njegova frekvencija mo%e biti nekoliko putamanja ili ve"a od pogonske frekvencije.

Prijelazni prenapon:je kratkotrajni prenapon trajanja nekoliko milisekundi ili kra"i, oscilatoranili neoscilatoran, obi$no jako prigu!en. Prijelazni prenaponi podijeljeni su na:

o Prenapone polaganog porasta !ela: To su prijelazni prenaponi obi$no jednogpolariteta s vremenom trajanja $ela od 20 s


19/81

*(

2.2.5.2. Svojstva prenapona

Osim pogonskog napona u nekoj mre%i pojavljuju se i prenaponi koji mogu dosti"i znatne iznose.Svaka vrsta prenapona napre%e izolaciju na poseban na$in. Na slici 2-10 su prikazani prenaponiprema iznosu i du%ini trajanja. To su:

Najvi!i pogonski napon, izra%en kao efektivna vrijednost odgovaraju"e naponske razine.

Privremena povi!enja napona.

Prijelazni prenaponi:

Polaganog porasta $ela (sklopni prenaponi)

Brzog porasta $ela (atmosferski prenaponi)

Vrlo brzi (VFT-very fast transients)

Sklopni, atmosferski i ultra brzi prenaponi imaju prijelazni karakter. Oni dosti%u amplitudu poslijekratkog vremena, naklon $ega se prigu!uju i nestaju. Privremena prigu!enja napona traju znatnodulje, a njihovo trajanje ima red veli$ine sekundi ili $ak sati.

Na ordinati je dan faktor prenaponap! , koji se iskazuje u odnosu na faznu vrijednost maksimalnog

pogonskog napona, tj.:

U

U.

U

U MAXMAXp 2251

3

2

==!

gdje je:

MAXU amplituda prenapona,

U efektivna vrijednost pogonskog napona (linijski napon).

Slika 2-10 Klasifikacija prenapona prema trajanju i faktoru prenapona

2.2.5.3. Privremeni prenaponi

Privremeni (dugotrajni) prenaponi su oscilatorni prenaponi relativno dugog trajanja na nekom mjestu,koji su neprigu!eni ili samo slabo prigu!eni, za razliku od sklopnih, atmosferskih i ultrabrzihprenapona, koji su obi$no jako prigu!eni i kratko traju.

Prema nekim klasifikacijama u kategoriju privremenih prenapona ulaze oni prenaponi kod kojih

povi!enja napona traju dulje od pet perioda pogonskog napona. Trajanje prenapona je va%no jerproboj izolacijskih plinova (ukju$uju"i i zrak), isto kao teku"ina i krutih dijelektrika, zavisi o duljinitrajanja naponskog optere"enja.


20/81

*)

Ferrantijev efekt

Ferrantijev efekt je pojava da neoptere"eni vod ima vi!i napon na svom kraju nego li na po$etku. Ovase pojava prvenstveno manifestira na vodovima ve"ih duljina, a to su dalekovodi najvi!ih napona. Onase mo%e javiti ako za!tita iskop$a o!te"eni transformator, priklju$en na drugi vod, te vod ostaneneoptere"en.

Pojavu "emo objasniti na idealnom dugom vodu u praznom hodu slijede"im primjerom:

Zadan je vod sa svojim induktivitetom i kapacitetom kao na slici. Napon na kraju voda iznosi 100 kV.Uz kori!tenje nadomjesne #-sheme voda, pri $emu se svakih 300 km voda nadomje!ta jednom #-shemom, mogu se izra$unati naponske i strujne prilike za vod proizvoljne duljine. Raspodjelaefektivnih vrijednosti napona i struja du%voda prikazana je slikom. Treba re"i da se radi o teoretskomslu$aju voda vrlo velike duljine kakav ne postoji u praksi. Uo$ljivo je da se struja du%voda mijenja pokrivulji koja odgovara sinusoidi, a napon prema kosinusoidi. Na mjestima gdje efektivna vrijednostnapona poprima vrijednost nula, efektivna vrijednost struja poprima maksimalnu vrijednost i obrnuto.Maksimalna vrijednost napona je konstanta, a isto tako i amplituda struje je konstantna i iznosi 255 A.Na udaljenosti 6000 km od kraja voda napon i struja poprimaju istu vrijednost kao i na po$etku.

Slika 2-22 Raspodjela struje i napona du%voda (efektivne vrijednosti)

Ako se poka%e raspodjela napona du% voda za du%inu 1500 km od kraja, napon na desnom krajukrivulje prikazuje napon na kraju voda, a napon na bilo kojoj to$ki krivulje prikazuje napon na po$etkuvoda. Napon na kraju voda je uvijek vi!i od napona na po$etku i ova se pojava naziva Ferrantijevefekt. Kod manjih du%ina vodova povi!enje napona uslijed Ferrantijevog efekta nije od naro$itogzna$enja: za vod du%ine od 135 km iznosi tek 1% , za 271 km 4%, a za 1000 km $ak 100%.

Slika 2-23 Povi!enje napona usljed Ferrantijevog efekta

81 kV58 kV 95 kV 100

kV

123 Ohm

0.41 mS

X1 =0.41 Ohm/km C1 =8.5 nF/km


21/81

"+

Ferorezonancija

Ova se pojava mo%e dogoditi u elektri$nim krugovima koji sadr%e kapacitet i nelinearni induktivitet. Upraksi ferorezonanciju mogu izazvati kapaciteti vodova i nelinearni induktiviteti transformatora iliprigu!nica. Obja!njenje ove pojave prikazano je na dijagramu. Napon na kapacitetu Uc je linearnoproporcionalan struji, dok je promjena napona s pove"anjem struje na nelinearnom induktivitetu

uslovljena krivuljom magnetiziranja %eljeza. Naponi na kapacitetu i induktivitetu su protufazni, panjihova razlika dr%i protute%u naponu izvora. Kod manjih struja u krugu je napon na induktivitetu ve"iod napona na kapacitetu, pa je struja induktivna, dok je kod ve"ih struja obrnuto. Ukoliko se iz stanjaozna$enog s to$kom 1. malo pove"a napon izvora, tada se struja u krugu kao i naponi ne"e mijenjatikontinuirano, ve"dolazi do naglog prelaza u stanje ozna$eno to$kom 2. U stanju 2. je napon izvora istikao u stanju 1., ali su struja I kao i naponi UC i UL znatno ve"i. Osim promjene iznosa struje mjenjase i njen fazni kut za 1800, tako da ona umijesto induktivnog poprima kapacitivni karakter. Ovakvanagla promjena stanja stvara prelazne pojave s njihanjem u strujnom krugu i tako dolazi doprenapona.

Slika 2-24 Obja!njenje ferorezonancije

Prenaponi uslijed kvarova

Zemljospoj

Ako u neuzemljenoj mre%i ili u mre%i uzemljenoj preko velikog otpora ili prigu!nice do'e do spoja jednefaze sa zemljom, tada napon u ostale dvije zdrave faze poraste s fazne na linijsku vrijednost. Pri tomenul to$ka poprimi fazni napon prema zemlji. Ako se na mjestu zemljospoja uzme u obzir otpor, onda jepomak napona ne!to manji, pa je manje i povi!enje napona. Uz $vrsti spoj sa zemljom javlja se stalnanesimetrija i povi!enje napona zdravih faza prema zemlji. U slu$aju intermetiraju"eg zemljospoja kodkojeg u svakoj periodi dolazi do ga!enja i ponovnog paljenja elekti$nog luka javljaju se dodatniprenaponi.

Slika 2-25 Zemljospoj


22/81

"*

Amplituda prenapona se dobiva mno%enjem 3mU s koeficijentom zemljospoja k, koji ovisi o na$inu

uzemljivanja nul to$ke. Sa slike 2-26 mo%e se o$itati vrijednost koeficijenta k u ovisnosti o omjerureaktancija i otpora sustava za najnepovoljniji otpor zemljospoja. Ako su ti parametri nepoznati,pretpostavlja se da k ima vrijednost 1.4 za kruto uzemljenu mre%u ili 1,73 za izoliranu mre%u ili mre%uuzemljenu preko rezonantne prigu!nice.

Ro- nulti otpor sustavaXo- nulta reaktancijaX1- direktna reaktancija

Slika 2-26 Ovisnost1XRo kao funkcija od 1XXo za konstantne vrijednosti koeficijenta zemljospoja k

Trajanje prenapona ovisi o trajanju samog kvara i za u$inkovito uzemljene VN sisteme iznosi izme'u 1i 3 sekunde. Za izoliranu mre%u ili mre%u uzemljenu preko rezonantne prigu!nice, je trajanjezemljospoj va%no jer mo%e biti od nekoliko sekundi do nekoliko sati, ovisno o vrsti za!tite samogsistema.

Privremeni prenaponi uzrokovani ispadom tereta

Trajanje i iznosi privremenih prenapona uzrokovanih ispadom tereta su:

kod umjereno razvijenih sustava s relativno kratkim vodovima i jakom mre%om kit = 1.05 p.u. kod slabe mre%e s dugim vodovima (uz rezonanciju) k it !1.05 p.u

Faktor kitobi$no ne prelazi 1.2 p.u.

Trajanje privremenih prenapona u svezi je s regulacijom napona posredstvom regulacijskih sklopkienergetskih transformatora i kre"e se u podru$ju:

TTOV s100,s10

2.2.5.4. Sklopni prenaponi

Svaki elektroenergetski sustav predstavlja ujedno i titrajni krug u kojem postoje induktiviteti, kapaciteti iotpornici. Sklopne operacije u takvom sustavu mogu izazvati prenapone.

Sklopni prenaponi uzrokovani su uklapanjem ili isklapanjem ure'aja, gubitkom tereta, nastankom iliuklanjanjem kvara, kao !to su:


23/81

""

uklapanje neoptere"enog dalekovoda;o uklapanje preko transformatora;o uklapanje preko ve"eg broja dugih vodova ili kabela;o uklapanje preko kompleksnog izvora;

isklapanje malih kapacitivnih struja;

isklapanje malih induktivnih struja; prenaponi kod isklapanja kvarova;

povratni napon s dvije frekvencije.Vjerojatnost njihovog nastanka ovisi o broju kvarova i sklopnih operacija u sustvu. Visina sklopnihprenapona zavisi o postoje"oj konfiguraciji elektri$ne mre%e kao i snazi kratkog spoja, te okarakteristikama opreme. Op"enito se mo%e napisati da su u razvijenijem EES sklopni prenaponimanji.

Uklapanje neoptere%enog dalekovoda

Uklapanje preko transformatora

Ovaj slu$aj karakteristi$an je za "slabe" mre%e, koji se susre"e u po$etnoj fazi izgradnje EES. Unadomjesnoj elektri$noj shemi transformator se mo%e predstaviti nadomjesnim rasipniminduktivitetom, a neoptere"eni vod kapacitetom. U ovom slu$aju prijelazna pojava "e imati samo jednufrekvenciju oscilacija, koja "e biti relativno niska. Ako se uklapanje dogodilo kod maksimalnogpogonskog napona prva amplituda mo%e dosti"i dvostruku vrijednost amplitude pogonskog napona.

Slika 2-27 Prenaponi kod uklapanja preko transformatora

Uklapanje preko ve!eg broja dugih vodova ili kabela

Neoptere"eni vod se uklju"uje preko sabirnice na koju je priklju$eno vi!e nadzemnih vodova ili kabela.Njihova ukupna valna impedancija je vrlo mala u usporedbi s valnom impedancijom priklju $enog voda.

Ako vod koji se uklapa nije dulji od ve"priklju$enih vodova, tada "e prijelazna pojava imati samo jednufrekvenciju, koja "e odgovarati prirodnoj frekvenciji voda. Napon na kraju voda dosti"i "e dvostrukuvrijednost napona na po$etku voda. Pri tome se vrijednost napona pogonske frekvencije gotovo uop"enije promjenila, a prigu!enje prijelazne pojave ima u po$etku vrlo malo utjecaja na vrijednostamplitude.

Slika 2-28 Prenaponi kod uklapanja preko ve"eg broja dugih vodova ili kabela


24/81

"#

Uklapanje preko kompleksnog izvora

Ovaj slu$aj karakteristi$an je za razvijene EES-e. Na prijelaznu pojavu ne utje$e samo induktivitettransformatora, ve" i valne impedancije ve" priklju$enih vodova. Prijelazna pojava ima vi!efrekvencija, pri $emu se amplitude pojedinih frekvencija ne javljaju istovremeno. Obi$no su amplitudevi!ih frekvencija prijelazne pojave ve"prigu!ene kada se pojavljuju amplitude ni%ih frekvencija. Faktor

prenapona na kraju u ovom slu$aju je manji od 2.

Slika 2-29 Prenaponi kod uklapanja preko kompleksnog izvora

Osnovne karakteristike sklopnih prenapona su da se faktor prenapona smanjuje kako se pove"avaveli$ina EES-a, ve"zbog superpozicije oscilacija razli$itih frekvencija. Ako se na vodu koristi tropolnoponovno uklapanje nakon prolaznih kvarova, na zdravim fazama se nakon isklapanja mo%e zadr%atielektri$ni naboj. Kod ponovnog uklapanja na napon pogonske frekvencije prenaponi se superponirajuna preostali napon, !to rezultira jo! vi!im prenaponima. Za spre$avanje visokih prenapona priponovnom uklapanju nekada se koriste prigu!ni otpornici, preko kojih se najprije ponovno uklapa vodda bi se nakon 10 ms uklju$ila glavna komora prekida$a. Preostali naboj na vodu, a time i visina

prenapona kod ponovnog uklapanja mogu se smanjiti upotrebom induktivnih naponskihtransformatora.

Isklapanje malih kapacitivnih struja

Kod isklapanja kondenzatorskih baterija, neoptere"enih kabela ili nadzemnih vodova prekida$ isklapakapacitivnu struju pri prolasku kroz nulu. Kod toga vrijednost napona dosti%e maksimalnu vrijednost,koji se zadr%ava na otvorenom vodu, kabelu ili kondenzatorskoj bateriji. U trofaznim sustavima, naponu fazi koja je prva isklopila mo%e dosti"i vrijednost od 1.5 p.u., budu"i da struje koje teku u preostaledvije faze do njihova prekida preko kapacitivnih veza povisuju napon. U jednofaznim sustavima ovajnapon ne mo%e prije"i vrijednost od 1 p.u.

Nakon 10 ms od trenutka isklapanja napon na strani izvora dobiva vrijednost 1 p.u. suprotnog

polariteta. Tako u trofaznim sustavima povratni napon na polovima prekida$a mo%e dosti"i vrijednostod 2.5 p.u. fazne vrijednosti pogonskog napona. Ako ovaj relativno visoki napon izazove proboj nakonvi!e od 5 ms radi se o povratnom preskoku na polovima prekida$a (engl. "restrike"). Proboj u kra"emvremenu od 5ms nakon isklapanja prekida$a naziva se ponovno paljenje (engl. "reignition"). Povratnipreskok mo%e uzrokovati visoke prenapone. Kod modernih prekida$a se dielektri$na $vrsto$a izme'ukontakata prekida$a uspostavlja tako brzo, da se onemogu"ava povratni preskok.

U praksi se obi$ni povratni preskok doga'a prije nego li povratni napon dostigne maksimalnuvrijednost, a visokofrekventna oscilatorna struja koja se pri tom javlja se ne prekida poslije prvepoluperiode visokofrekventne oscilacije, ve" poslije druge ili $ak kasnije. Na Slici 14.14 je prikazanslu$aj povratnog preskoka, pri $emu se struja prekida u drugoj poluperiodi visokofrekventne oscilacije.


25/81

"$

Slika 2-30 Prenaponi kod isklapanja malih kapacitivnih struja

Isklapanje malih induktivnih struja

Prekida$i su dimenzionirani za brzo i sigurno prekidanje velikih induktivnih struja, bez apsorbcijeprevelikih energija u prekidnim komorama. Uslijed izra%enog svojstva ga!enja luka, do prekidanjamalih induktivnih struja mo%e do"i prije njihovog prirodnog prolaska kroz nulu. Ovaj se slu$aj doga'apri isklapanju transformatora ili prigu!nica u praznom hodu, koji uzimaju struju magnetiziranja. Poslijeprekidanja struje akumulirana magnetska energija na induktivitetu pretvara se u elektri$nu energiju nakapacitetu transformatora.

Rezonantna frekvencija transformatora velikih nazivnih snaga i visokih napona su vrlo blizupogonskim frekvencijama. Osim toga vr!na vrijednost prenapona, koja bi se teoretski mogla javitinakon prekida struje magnetiziranja ne pojavljuje se zbog prigu!enja ili izobli$enja u magnetskomkrugu. Zato u visokonaponskim sustavima faktor prenapona obi$no ne prelazi vrijednost od 2 p.u. Tome'utim ne vrijedi za slu$aj isklapanja paralelnih prigu!nica , ili transformatora optere"enihprigu!nicama, kod kojih se javljaju vi!i prenaponi, tako da je potrebna za!tita odvodnicima prenapona.I kod isklapanja malih induktivnih struja mogu"i su povratni preskoci na kontaktima prekida$a.

Slika 2-31 Prenaponi kod isklapanja malih induktivnih struja


26/81

"%

Slika 2-32 Najvi!i faktori prenapona kod prekidanja struja magnetiziranja VN transformatora

Prenaponi kod isklapanja kvarova

Nastanak i isklapanje kvarova u EES-u uzrokuje prenapone. Prilikom isklapanja kvarova (kratkihspojeva) na kontaktima prekida$a mogu se javiti opasni povratni naponi, zbog $ega je isklapanjekvarova od posebnog interesa. Povratni naponi kod isklapanja kratkog spoja mogu biti vrlo strmi i imativisoku frekvenciju. Povratni naponi na prekida$u kod isklapanja jednopolnog kratkog spoja u kruguprikazan je na slici 2-33.

Slika 2-33 Prenaponi kod isklapanja kvarova

Povratni napon na prekida$u mogao bi dosti"i dvostruki iznos maksimalnog pogonskog napona, noradi postojanja prigu!nog otpora u krugu ovaj je iznos ne!to manji.

Povratni napon s dvije frekvencije

U slu$aju da se nakon otvaranja prekida$a formiraju dva odvojena kruga povratni napon na prekida$u"e sadr%avati dvije frekvencije. Na slici 2-34 je prikazan slu$aj kada se otvara prekida$ izme'ugeneratora i transformatora, poslije nastanka kratkog spoja na vodu. S Lgi Cgozna$en je induktivitet ikapacitet s generatorske strane, a s Lti C tinduktivitet i kapacitet s transformatorske strane prekida$a.Odgovaraju"e frekvencije oscilacija su:

gg

gCL

f!2

1= i

tt

tCL

f!2

1=


27/81

"&

Slika 2-34 Nadomjesna shema kruga i naponi kod pojave povratnog napona s dvije frekvencije

Naponi u oba kruga, kao i povratni napon na prekida$u prikazani slikom 2-34 su:

(I) Napon pogonske frekvencije na generatorskoj strani. Ovaj napon se od vrijednosti iZ (pri $emu je istruja kratkog spoja, a Z impedancija transformatora) podi%e na vrijednost napona izvora.

(II) Napon na transformatorskoj strani prekida$a, koji od vrijednosti iZ pada na 0.

(III) Povratni napon na prekida$u je razlika napona s generatorske i transformatorske straneprekida$a.

2.2.5.5. Atmosferski prenaponi

Atmosferski prenaponi koji se javljaju na nadzemnim vodovima mogu nastati na razli$ite na$ine. Munjamo%e udariti u zemlju pokraj voda, pri $emu se prenaponi induciraju na vodi$ima. Naj$e!"e grom udariu za!titno u%e nadzemnog voda ili u vrh stupa, nakon $ega mo%e do"i do povratnog preskoka na faznivodi$. Najopasniji su direktni udari u fazni vodi$, koji nastupaju veoma rijetko, ali su ipak mogu"i.

U numeri$kim prora$unima atmosferski prenapon se nadomje!ta sa strujnim ili naponskim izvorom,ovisno o udaljenosti mjesta udara groma od postrojenja.

S obzirom na udaljenost izme'u mjesta udara i promatranog postrojenja mogu se razlikovati triosnovna slu$aja (Slika 2-35).

a) Slu!aj bliskog udara s preskokom

Ovaj slu$aj nastaje pri udaru groma u za!titno u%e ili u stup dalekovoda uz preskok na fazni vodi$, iliprilikom udara groma u fazni vodi$uz preskok na stup dalekovoda. Na visinu prenapona veliki utjecajpri tome ima iznos otpora uzemljenja stupa dalekovoda.

b) Slu!aj bliskog udara u fazni vodi!bez preskoka

Bliski udar modelira se strujnim izvorom. Ako je Zg valni otpor kanala groma, Zv valni otpor voda ,onda pri tome vrijedi Zg >> Zv. Valovi se !ire na obje strane od mjesta udara, a napon vala dobije sekao produkt dijela struje groma i valnog otpora voda. Ovo je najkriti$niji slu$aj pri razmatranjima oprenaponskoj za!titi.

e(t) e(t)

Lg Lt

Cg Ct


28/81

"'

c) Slu!aj udaljenog mjesta udara

U ovom slu$aju je atmosferski prenapon modeliran naponskim putnim valom koji putuje nadzemnimvodom (i kabelom) prije ulaska u postrojenje. Tjemena vrijednost vala odre'ena je izolacionomrazinom nadzemnog voda. Prilikom prolaska vala du% nadzemnog voda produ%uje se $elo vala.

Pribli%no se mo%e uzeti da ovo produljenje iznosi 1 s na svaki km duljine voda. Izobli$enje iprigu!enje upadnog vala naro$ito je izra%eno u elektri$nom kabelu.

Slika 2-35 Vrste udara u postrojenje

U prora$unima se mo%e promatrati bliski udar kao ekstremni slu$aj, iako razmjerno rijetko nastupa, jerpostavlja znatno ve"e zahtjeve na pogonsku opremu nego npr. udaljeni udar.

Munja djeluje kao izvor smetnje, na objekte i elektri$nu opremu i sustave unutar objekata. Prenaponiatmosferskog podrijetla uglavnom nastaju kao posljedica direktnog/bliskog udara munje ili udaljenogudara munje. U slu$aju direktnog udara (Slika 2-36, slu$aj 1), munja poga'a u !ti"eni objekt; dok uslu$aju bliskog udara munje, munja poga'a u spojni vod ili vodove (npr. telekomunikacijski vod,elektroenergetski vod, vodovod) koji ulaze u !ti"eni objekt.

U slu$aju udaljenog udara (Slika 2-36, slu$aj 2), munja poga'a u npr. srednjenaponski nadzemni vodili pri udaru izme'u dva oblaka ili dijela oblaka osloba'a se vezani naboj !to rezultira prenaponskimvalovima na vodovima a tako'er prenaponi se induciraju i udarima munje u okolno podru$je !ti"enog

objekta.


29/81

"(

Slika 2-36 Uzroci prenapona prilikom udara munje

Direktni i bliski udari munje

Struja munje u kanalu pra%njenja i u odvodima gromobranske instalacije uzrokuje pad napona naotporu uzemljenja i inducira naponske i strujne valove u instalacijskim petljama unutar !ti"enogobjekta. Uslijed pada napona na udarnom otporu uzemljenja, dio struje munje te$e i preko vodova kojisu spojeni na sabirnicu za izjedna$enje potencijala.

Udar munje u blizinu objekta, preko svog magnetskog polja, inducira udarne napone a time i udarnestruje u instalacionim petljama.

Udar munja u dolazni nadzemni vod stvara zna$ajne naponske i strujne udarne valove koji na tajna$in sti%u u objekt. Udari munje izme'u grmljavinskih oblaka, zbog elektromagnetske sprege,uzrokuju pojave naponskih i strujnih valova na elektroenergetskim i ostalim metalnim vodovima.

Udaljeni udari munje

U slu$aju udaljenog udara munje, prenaponski valovi se !ire brzinom svjetlosti du% voda (slika 2-36slu$aj 2a i 2b), ili munja poga'a u blizinu !ti"enog objekta (slika 4.16. slu$aj 2c), $ime nastajepromjenljivo elektromagnetsko polje, koje inducira prenapone.

O!te"enja, zbog prenapona atmosferskog podrijetla u zadnjem desetlje"u, pokazala su da jeelektroni$ka oprema i instalacije, na udaljenosti do oko 2 km od mjesta udara munje ugro%ena zboginduciranih ili vodom prenesenih prenapona i struja.

Razlozi za ovako veliko podru$je ugro%enosti su porast osjetljivosti na prenapone informati$kih ikomunikacijskih ure'aja i opreme, polaganje sve vi!e razli$itih vodova i prostorno sve ve"e !irenjemre%a.

2.2.5.6. Prenaponska za&tita

Prenaponska za!tita se provodi primjenom principa koordinacije izolacije. Koordinacija izolacijeobuhva"a izbor elektri$nih izolacionih karakteristika nekog ure'aja, s obzirom na na$in i mjesto

uporabe. Koordinacija izolacije mo%e se posti"i ako su karakteristike izolacije ure'aja odre'ene naosnovu unaprijed o$ekivanih naprezanja, tijekom njegovog o$ekivanog %ivotnog vijeka.


30/81

")

Koordinacija izolacije u odnosu na tranzijentne prenapone podrazumijeva ograni$avanje prenapona.

Postoje dva na$ina ograni$avanja prenapona:

Vlastito ograni!enje sustava: To je stanje unutar elektri$nog sustava, gdje se izkarakteristika sustava ./01 234/5676, 89 :1 4636;1 / 7?9;@651;7;6> A?1;9A/;9 /3797663A/8 518;1


31/81

#+

Slika 2-39 Odre'ivanja napona i struja odvodnika pri nailasku pravokutnog naponskog vala amplitudeU1

Za&titna zona

Odvodnik ograni$ava prenapone na iznos preostalog napona odvodnika samo na mjestu ugradnje

odvodnika, dok s porastom udaljenosti od odvodnika raste i iznos napona. Za!titna zona odvodnikaprote%e se na dio voda ispred i iza odvodnika prenapona. Udaljenost Xa od odvodnika na kojojprenapon na !ti"enom objektu dosti%e vrijednost izolacione razine (za atmosferske ili sklopneprenapone) naziva se za!titnom zonom.

Slika 2-40 Za!titna zona odvodnika prenapona

Prema slici 2-40 pretpostavljeno je da je u to$ki A postavljen odvodnik $ija je za!titna razina Uz, pa "etako prolazni val putovati dalje u desno. Za onaj dio upadnog naponskog vala koji je iznad za!titnerazine Uz, odvodnik predstavlja kratki spoj, pa se tako taj dio naponskog vala reflektira sa suprotnim

predznakom, ili se mo%e zamisliti da je na tom mjestu nastao izvor vala, koji putuje na obje strane i sdesne strane bri!e sve !to je iznad Uz. Lijevo od odvodnika uspostavlja se napon s dvostrukomstrminom 2s. Ako postrojenje ima izolacionu razinu Ui, onda je o$ito da se za!titna zona ispredodvodnika mo%e odrediti iz:

( )

a

zi

X

UUstg !

==" 2

( )s

UUX

zia

2

!

=

gdje je Xau [m], naponi u [kV], a strmina su [kV/m].

Ako se strmina izrazi u [kV/.s], vrijedi:

smkVs = smvskV


32/81

#*

gdje je v brzina !irenja vala vodom u [m/.s], pa slijedi da je za!titna zona:

( )s

vUUX

zia

2

!

=

gdje je Xau [m], naponi u [kV], a strmina s u [kV/ .s ].

Izraz za za!titnu zonu vrijedi ispred i iza odvodnika, te za prolaznu i zavr!nu stanicu.

Izbor MO odvodnika kod ugradnje u distributivne mre"e

Kod MO odvodnika se nazivni napon odvodnika Un pribli%no odabire kao Un= 1,25 Uc, pri $emu je Uctrajni radni napon odvodnika (maksimalna vrijednost).

Trajni radni napon odabire se na osnovi termi$kog optere"enja odvodnika, tj. trajanja privremenihprenapona na mjestu ugradnje odvodnika. Privremeni prenaponi su povi!enja napona pogonskefrekvencije ograni$enog trajanja.

Kod MO odvodnika nema popratne struje, radi ekstremno nelinearne strujno-naponske karakteristike.Iz tog razloga MO odvodnici mogu podnositi pove"ani pogonski napon odre'eno vrijeme. Faktorpreoptere"enja T uzima u obzor vremensko trajanje preoptere"enja. Mjeru dozvoljenogpreoptere"enja daje faktor T:

cpriv TUU =

Uz najve"i faktor T ve"i su privremeni prenaponi, a time i snaga koja se generira u odvodnicima.Faktor T daje se u ovisnosti o vremenu trajanja privremenih prenapona. Krivulja b vrijedi za slu $ajkada je odvodnik u vremenu t = 0 ve" bio optere"en s trajnim radnim naponom Uc i pripadnomenergijom. Zato krivulja b le%i ispod krivulje a, koja vrijedi za slu$aj odvodnika bez prethodnogoptere"enja.

Slika 2-40 Faktor T kao funkcija vremena trajanja privremenih prenapona.

Kod odabira maksimalnog radnog napona moraju biti zadovoljena dva uvjeta:

1. Ucmora biti vi!i od konstantnog napon pogonske frekvencije na priklju$cima odvodnika.

2. TUc mora biti vi!i od o$ekivanog privremenog prenapona na priklju$cima odvodnika. Kododre'ivanja faktora T uzima se u obzir i vrijeme trajanja privremenog prenapona t.


33/81

#"

Kod privremenih prenapona Uprivobi$no se promatra zemljospoj kao naj$e!"i kvar. Veli$ina prenaponazavisi od na$ina uzemljenja zvjezdi!ta u mre%i, pa tako mora biti zadovoljeno:

( )tTU

U priv

c !

Pri tome se razlikuju :1. Uzemljena preko velikog otpora ili izolirana mre"a:

mc UU !

pri $emu je Um najve"a vrijednost linijskog pogonskog napona mre%e ( efektivna vrijednost).

Pretpostavlja se beskona$no trajanje privU . Napon u zvjezdi!tu transformatora mo%e biti3

Um , pa

odvodnik u zvjezdi!tu mora imati3

UU

m

c ! .

2. Uzemljena preko velikog otpora i automatsko isklju#enje kvara

Iznos privremenih prenapona je isti kao u slu$aju 1., me'utim ranijim isklju$enjem kvara mo%e sesmanjiti

cU za faktor T. Ako se isklju$enje dogodi maksimalno nakon t = 10 s, tada je faktor T = 1.25.

Trajni radni napon za odvodnik izme'u faze i zemlje je:

T

UU

mc !

Za odvodnik u zvjezdi!tu transformatora:

3T

UU

mc !

3. Direktno uzemljena mre"a(ke,1,4):

Ako je mre%a uzemljena tako da postoji dovoljan broj transformatora s niskim otporom uzemljena, pri$emu je faktor zemljospoja u cijeloj mre%i (ke,1,4) tada je:

3

41!

mpriv

U.U

Mo%e se pretpostaviti da se uklanjanje kvara doga'a najkasnije nakon t = 3s, pa je faktor T = 1.28.Tada je

cU za odvodnik izme'u faze i zemlje:

3

U1.1=

328.1

U4.1U

mm

c !

Napon zvjezdi!ta neuzemljenog transformatora u takvoj mre%i mo%e dosti"i mpriv U4.0=U . Za

odvodnik smje!ten u zvjezdi!tu takvog transformatora "e biti:

m

m

c U32.0=28.1

U4.0U !


34/81

##

Slika 2-41 Za!titne razine odvodnika

Izbor MO odvodnika za prijenosne mre"e

Izbor trajnog radnog napona Uc

Trajni radni napon mora biti ve"i od najvi!eg faznog napona koji se mo%e pojaviti u mre%i:

3

UU

m

c !

Um - najve"a vrijednost linijskog pogonskog napona mre%e.

Tablica 2-3 Najve"a vrijednost linijskog pogonskog napona mre%e

Un kV Um kV

110 123

220 245

400 420

Izbor nazivnog napona Ur

3eq2eq1eqr U,U,UmaxU !

020

10

.

TOViTOVieqi

tUU !"

#$%

&'=

TOViU - amplituda i-tog privremenog prenapona

(1. Privremeni prenaponi prouzro$eni dozemnim kratkim spojem)(2. Privremeni prenaponi prouzro$eni ispadom tereta )

Izbor nazivne odvodne struje In

Nazivna odvodna struja In se obi$no odabire 10 kA ili 20 kA.


35/81

#$

Provjera energetske podnosivosti odvodnika prenapona

Razmatraju se mogu"a prijelazna stanja koja "e izazvati $im ve"e energetska naprezanja. Tako'er semora uzeti u obzir do kakvih sklapanja mo%e do"i u mre%i tj. da li postoji APU. Potrebno je provjeriti dali mo%e biti pre'ena nazivna specifi$na energetska podnosivost Wr kVkJ .

2.2.6. Harmonici

Vi!e harmonike u mre%nom naponu naj$e!"e proizvode vi!i harmonici struja nelinearnih potro!a$a,koji su danas !iroko rasprostranjeni i priklju$eni u distributivnim mre%ama. Upravo vi!i harmonici strujestvaraju pove"ane gubitke te zbog padova napona na impedancijama distributivne mre%e vi!eharmonike napona. Na slici 2-42 je prikazana punovalno ispravljena struja jednofaznog potro !a$a iharmonijska analiza iste. Ovo je tipi$ni primjer nastanka parnih harmonika.

Za realne trofazne mre%e su karakteristi$ni neparni harmonici, slika 2-43.

Slika 2-42 Parni strujni harmonici u punovalno ispravljenoj struji

Slika 2-43 Tipi$ni sadr%aj vi!ih harmonika u naponu napajanja

S druge strane, sve ve"a primjena pretvara$a frekvencije i sli$nih upravlja$kih ure'aja uti$e napove"anje vrijednosti me'uharmonika, $ije se dopu!tene vrijednosti u okviru norme EN 50160. jo!razmatraju. U pojedinim situacijama i me'uharmonici relativno malih intenziteta izazivaju naponskotreperenje (naponski fliker) ili smetnje u sistemu mre%nog tonfrekventnog upravljanja.

Dopu!tene vrijednosti vi!ih harmonika mogu se prikazati:

pojedina$no, njihovim amplitudama (Un), svedenim (skaliranim) na amplitudu osnovnog

harmonika (U1), ili zajedni$ki, uz pomo"ukupnog sadr%aja vi!ih harmonika: THD (eng. Total Harmonic Distortion

(fileIspravljac.pl4; x-var t) c:XX0004-XX00100 10 20 30 40 50[ms]

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

[A]

0 3 6 9 12 150,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

harmonic order

Total RMS: 235.46 VDC Level: 0.14 V

Fundame ntal(H1) RMS: 235.68 V

Total Harmonic Distortion THD: 6.15 V (Even: 0.05 V, Odd: 6.15 V)

THD H10 H20 H30 H40 H50

0

1

2

3

4

5

6

Volts

A VHarm

r i r i . .


36/81

#%

totalna harmonijska distorzija), koje se izra$unava iz relacije:

%U

U

THDU n

n

% 100

1

40

2

2

!="

=

Gubici uzrokovani vi!im harmonicima struje mogu se u odnosu na gubitke uzrokovane

osnovnim harmonikom izraziti pomo"u totalne harmonijske distorzije struje relacijom:

!! ! !"#!

!! !!

Pa ukupni gubici iznose

!!"! ! !! ! !! ! !! ! ! !"#!!

U tablici 2-3 su navedene grani$ne vrijednosti vi!ih harmonika napona napajanja koje moraju bitizadovoljene u 95% vremena mjernog perioda od tjedan dana. Ukupno (totalno) harmoni$koizobli$enje (THD) napona napajanja mora biti manje od 8%.

Tablica 1-3 Vrijednosti vi!ih harmonika za niski napon i srednji napon, prema normi EN 50160

NEPARNI HARMONICI PARNI HARMONICI

nisu djeljivi s 3 djeljivi s 3

Harmonikh

Relativnaamplituda uh

HarmonikH


Harmonikh


5 6,0 % 3 5,0 % 2 2,0%

7 5,0 % 9 1,5 % 4 1,0%

11 3,5 % 15 0,5 % 6..24 0,5%

13 3,0 % 21 0,5 %17 2,0 %

19 1,5 %

23 1,5 %

25 1,5 %

2.2.7. Mehani!ki zahtjevi

Elektroenergetsko postrojenje odnosno oprema (aparati, sabirni$ki sustav sa spojnom i ovjesnom

opremom i dr.), postolja aparata, uklju$ivo temelje, mora podnijeti o$ekivana mehani$ka naprezanja injihove mogu"e kombinacije temeljem kojih se odre'uje rezultantno optere"enje za najgori o$ekivanislu$aj kao ulazni podatak za projektiranje. Kombinacije mehani$kog optere"enja uklju$uju optere"enjeu normalnom pogonu, optere"enja koja su posljedica atmosferskih i klimatskih utjecaja, te slu$ajnihdoga'aja.

Tijekom normalnog pogona postrojenje je podvrgnuto sljede"im optere"enjima:

vlastita te%ina;

zatezne sile;

monta%no optere"enje;

optere"enje ledom;

optere"enje vjetrom.

Optere"enja usljed slu$ajnih doga'aja koji djeluju zajedno s vlastitom te%inom i zateznom silomuklju$uju:


37/81

#&

sile usljed sklapanja;

sile usljed kratkog spoja;

gubitak zatezne sile;

optere"enja izazvana potresom.

Svi aparati, sabirnice i nosive konstrukcije trebaju podnijeti vibracije koje mogu nastati djelovanjem

vjetra, sila usljed kratkog spoja, potresa ili bliskog prometa (npr. blizina %eljezni$ke pruge i sl.).

Dimenzioniranje nosivih konstrukcija treba zadovoljiti Eurocode za gra'evinske radove.

2.2.7.1. Zatezne sile

Zatezne sile vodi$a u postrojenju koje djeluju na $eli$ne konstrukcije portala i stezaljke aparatara$unaju se uz najnepovoljnije uvjete, npr.:

-20C bez leda i vjetra;

-5C s ledom ali bez vjetra;

+5C s vjetrom.

Najve"a zatezna sila uzima se kao ulazna vrijednost za daljnje prora$une.Prora$uni zateznih sila sabirnica na portale i vodi$a na stezaljke aparata u postrojenju izvode se upravilu kori!tenjem odgovaraju"eg ra$unalnog programa.

2.2.7.2. Monta"no optere%enje

Monta%no optere"enj je optere"enje te%inom od najmanje 1,0 kN na najkriti$nijem mjestu nosivekonstrukcije, portala i sl.

2.2.7.3. Optere%enje ledom

Optere"enje slojem leda koji se mo%e formirati na fleksibilnim (u%etnim) ili cijevnim vodi$ima u

postrojenju treba uva%iti u podru$jima gdje se o$ekuje, te ga dodati vlastitoj te%ini prilikomdimenzioniranja postrojenja. Treba uva%iti lokalna iskustva i statistike, a ako takovih nema, sloj ledatreba procijeniti na 1 mm do 20 mm. Specifi$na masa leda se procjenjuje na 900 kg/m3.

2.2.7.4. Optere%enje vjetrom

Optere"enje vjetrom uvjetovano je topografskom lokacijom postrojenja i visinom konstrukcija iznad tla.Tlak vjetra na ravnu povr!inu op"enito se mo%e usvojiti kao q = 700 N/m2uz brzinu vjetra od 34 m/s,pri $emu treba uva%iti najnepovoljniji smjer djelovanja na razmatrane aparate i konstrukcije.

2.2.7.5. Sile usljed sklapanja

Sile usljed sklapanja koje se prenose na nosivu konstrukciju i temelje aparata definira proizvo'a$.

2.2.7.6. Sile usljed kratkog spoja

Sabirni$ki sustav u postrojenju, bilo da se radi o cijevnim sabirnicama i spojevima izme'u aparata ilisabirnicama i spojevima izme'u aparata od pou%enih vodi$a, izlo%eni su elektromagnetskim silamausljed kratkog spoja. S obzirom na tendenciju porasta veli$ine struje kratkog spoja u modernimelektroenergetskim mre%ama s rastu"im brojem disperziranih izvora, te zavisno o trajanju kratkogspoja, ove sile koje imaju dinami$ki karakter, mogu poprimiti vrlo velike iznose i postaju presudne zamehani$ko dimenzioniranje aparata i njihovih postolja, sabirni$kih portala i betonskih temelja.

Elektrodinami$ke sile uzrokovane kratkim spojem uzrokuju odbojne ili privla$ne sile izme'u faznihvodi$a, zavisno o smjeru struje (slika 2-44). Elementarna sila d2F se mo%e izraziti Biot-Savartovom

jednad%bom:


38/81

#'

321

212121

01

2

a

)asd(sd)t(i)t(i

!4

=Fd

!!!

!

U slu$aju paralelnih vodi$a, !to je u praviluslu$aj sa sabirnicama, te strujom protjecanedu%ine ) ve"e od njihovog razmaka a, sila kojadjeluje izme'u njih se mo%e izrazitipojednostavljenom jednad%bom koja vrijedikako za cijevne, tako i za u%etne sabirnice:

a

l)t(i)t(i

!2

=)t(F 21

0

Detaljni prora$un elektrodinami$kih sila usljedkratkog spoja, koji izlazi iz okvira ovogpredavanja, prikazan je i detaljno opisan u HRNIEC 60865-1 i HRN IEC 60865-2. Prora$un je se

zasniva na empirijskoj metodi temeljem velikog broja mjerenja i pokusa kroz dugi niz godina, koji se idalje obavljaju (npr. utjecaj automatskog ponovnog uklopa).

2.2.7.7. Gubitak zatezne sile vodi!a

Prilikom dimenzioniranja portala za zavje!enje pou%enih sabirnica sa zateznim izolatorskim lancimatreba uzeti u obzir najnepovoljniji slu$aj optere"enja do kojeg mo%e do"i usljed nestanka zatezne sileprekidom vodi$a ili izolatora. Uobi$ajeno je promatrati ovaj slu$aj pri temperaturi 0C, bez leda i vjetra.Ukoliko su sabirnice izvedene s vodi$ima u snopu, razmatra se prekid samo jednog vodi$a.

2.2.7.8. Optere%enja izazvana potresom

Seizmi$ka aktivnost odnosno potres, mo%e izazvati znatne !tete na postrojenju usljed mehani$kih

udara i vibracija izazvanih seizmi$kim valovima na povr!ini tla, frekvencije 0,1 Hz ... 30 Hz, jakogvodoravnog ubrzanja. Ovo ubrzanje izra%ava se kao vi!ekratnik gravitacije g = 9,81 m/s2, samplitudama u granicama 0,1g ... 0,7g. Grani$na vrijednost ubrzanja na povr!ini tla najva%niji jeparametar potresa vezano na mehani$ku izdr%ljivost opreme i postrojenja. Njihove karakteristi$nevrijednosti izra%avaju se sljede"im razredima:

5 m/s2(*0,5 g) razred AF5;

3 m/s2(*0,3 g) razred AF3;

2 m/s2(*0,2 g) razred AF2.

Prilikom razmatranja potresa treba razlikovati njegovu magnitudu i intenzitet. Magnituda je razmjernaoslobo'enoj energiji u epicentru i mjeri se stupnjevima Richterove ljestvice. Intenzitet potresa izra%ava

njegov u$inak na povr!ini tla koji opada s udaljeno!"u od epicentra i mjeri se stupnjevima Mercallijeveljestvice. Potres ne samo da mo%e izazvati direktne elektri$ke (kratki spoj, elektri$ni luk) i mehani$ke!tete, nego i indirektne !tete izazvane nestankom opskrbe elektri$nom energijom, te ekolo!ki incident(razliveno transformatorsko ulje i sl.) i po%ar. Utjecaj potresa treba uva%iti kako gra'evinskim, tako ielektromehani$kim projektom, pri $emu je podatak o njegovom intenzitetu specifi$an za pojedinulokaciju. Svi elementi postrojenja trebaju biti ispitani i zadovoljiti razred (AF.) za potres najve"ego$ekivanog intenziteta odnosno vodoravnog povr!inskog ubrzanja tla na predvi'enom mjestuugradnje.

2.2.8. Klimatski uvjeti i uvjeti okoli&a

Elektroenergetsko postrojenje i pojedini njegovi dijelovi i oprema, pogotovo otvorene, zrakom izoliraneizvedbe, tijekom cijelog %ivotnog vijeka je izlo%eno razli$itim klimatskim, atmosferskim i ostalimutjecajima okoli!a koji postepeno utje$u na slabljenje izolacijske $vrsto"e i ubrzavaju starenje. S druge

Slika 2-44 Elementarna sila d F na vodi$1uzrokovana strujom u vodi$u 2


39/81

#(

strane, na postrojenje se postavljaju vrlo strogi zahtjevi po pitanju njegovog utjecaja na okoli!.Klimatski utjecaji i okoli! lokacijski (geografski) su uvjetovani i razlikuju se u pojedinim regijamaodnosno dijelovima svijeta.

Klimatski uvjeti koje treba uva%iti prilikom projektiranja postrojenja su:

nadmorska visina i tlak zraka;

temperatura;

sun$evo zra$enje;

vla%nost;

oborine;

stvaranje ledenog sloja;

vjetar;

prirodna one$i!"enja.

Uvjeti okoli!a podrazumijevaju:

utjecaj flore i faune;

dozvoljena razina buke; vizualni utjecaj;

elektromagnetska zra$enja;

umjetna one$i!"enja;

vibracije uzrokovane prometom;

u$inak potresa.

2.2.8.1. Klimatski uvjeti i utjecaji na postrojenje

Problematika utjecaja leda, vjetra, vibracija i potresa na dimenzioniranje postrojenja razmotrena je upoglavlju 2.2.7.

U slu$aju da uvjeti na terenu odstupaju od standardnih veli$ina, prilikom dimenzioniranja izolacijepotrebno je primijeniti korekcijski faktor. Standardne klimatske veli$ine su: t0= 20C; b0= 101,3 kPa;ha0 = 11 g/m

3 i vrijede na razini mora. Nazivne veli$ine elektri$ne opreme i ostali zahtjevi nadimenzioniranje postrojenja uobi$ajeno vrijede do nadmorske visine 1000 m. Nadmorska visina utje$ena izolacijsku $vrsto"u zbog manjeg tlaka zraka, te za lokacije iznad 1000 m treba primijenitikorekcijski faktor:

8150

Hm

a eK =

gdje su:

H nadmorska visina (m);

m eksponent $ija vrijednost zavisi od ispitnih napona izolacije i njezine zaga'enosti: zakoordinacijske udarne atmosferske ispitne napone m = 1,0; za koordinacijske udarne sklopneispitne napone odre'uje se iz diojagrama (HRN IEC 60071-2, slika 9); za koordinacijskekratkotrajne ispitne napone zra$nih razmaka industrijske frekvencije i $iste izolatore m = 1,0, aza zaga'ene izolatore m = 0,5 ... 0,8.

Korekcijski faktor nije potrebno primjenjivati za oklopljena, plinom SF6izolirana postrojenja.

Temperatura treba biti definirana za svaku lokaciju od strane korisnika. Uobi$ajene su sljede"evrijednosti, odnosno temperaturni razredi:

a) unutarnja postrojenja temperatura okolnog zraka , 40C, a prosje$na vrijednost mjerenatijekom 24 sata ne prelazi 35C. Temperaturni razredi definirani su temperaturnim

vrijednostima:

-5C razred minus 5 unutra;


40/81

#)

-15C razred minus 15 unutra

-25C razred minus 25 unutra.

b) vanjska postrojenja temperatura okolnog zraka , 40C, a prosje$na vrijednost mjerenatijekom 24 sata ne prelazi 35C. Temperaturni razredi definirani su temperaturnimvrijednostima:

-25C razred minus 25 vani;

-40C razred minus 40 vani.

Prilikom definiranja temperaturnih uvjeta sekundarne opreme (releji, upravlja$ke jedinice i dr.)potrebno je strogo po!tivati korisni$ke upute proizvo'a$a opreme i po potrebi predvidjeti umjetnogrijanje i/ili hla'enje.

Temperatura opreme direktno je utjecana sun$evim zra$enjem koje osobito utje$e na strujnuopteretivost sabirnica i spojnih vodi$a u otvorenim postrojenjima, te posljedi$no i na njihovoelektromehani$ko dimenzioniranje. Ujedno zagrijava sve ostale aparate i njihovu okolinu, te uzrokujefotokemijsku degradaciju materijala i izbjeljivanje boja, a ultraljubi$asto zra$enje mo%e uzrokovatio!te"enje ve"ine organskih, te nekih umjetnih materijala (npr. neke gume i plasti$ne mase i sl.).

Strujna opteretivost vodi$a mo%e se izra$unati iz jednad%be ravnote%e:

'

S

SOKReff

R

PPPI

!"!+!=

B851 51D

$PR odvo'enje topline vodi$a radijacijom (W/m);$PK odvo'enje topline vodi$a strujanjem zraka (W/m);$PSO zagrijavanje vodi$a sun$evim zra$enjem (W/m);RS otpor vodi$a izmjeni$noj struji (50 Hz) kod pogonske temperature (//m).

Uz sun$evo zra$enje E=900 W/m2

pri vedrom nebu, te koeficijent odvo'enja topline 20 W/(m2

(C),dodatno zagrijavanje izlo%ene povr!ine mo%e dosti"i vrijednost od oko 30C.

Kao najve"a razina sun$evog zra$enja za vedra dana u podne mo%e se uzeti E=1000 W/m2.

Ve"ina tablica u priru$nicima i proizvo'a$kim katalozima navodi strujnu opteretivost vodi$a uzstandardizirane vremenske uvjete (temperatura, brzina vjetra) za odre'enu lokaciju u svijetu. Zbogtoga ove podatke treba uzeti s rezervom i izvr!iti ra$unsku provjeru za svaki specifi$ni slu$aj. Vi!etemperature bez vjetra ili kombinacija ovih utjecaja mo%e znatno utjecati na strujnu opteretivost vodi$ai elektromehani$ko dimenzioniranje postrojenja (provjes, zatezne i druge stati$ke sile, sile usljedktratkog spoja, zra$ni razmaci itd.).

Utjecaj vlage na elemente postrojenja uvijek je rezultat kombinacije relativne vla%nosti zraka s drugimatmosferskim utjecajima, prije svega temperaturom i brzinom njezine promjene. Kondenzacija vlage

doprinosi br%oj koroziji i propadanju %eljeza, a mo%e ugroziti i izolaciju (npr. kondenzna vlaga utransformatoru i sl.). U kombinaciji s temperaturom pogoduje razvoju plijesni i gljivica koje dodatnoutje$u na koroziju i ubrzano propadanje odre'enih materijala, te ugro%avaju dielektri$na svojstva.Budu"i da su navedeni utjecaji zemljopisno uvjetovani, treba ih razmotriti za svaku lokaciju ponaosob iprimijeniti odgovaraju"e mjere za njihovo suzbijanje. Efikasne mjere su kvalitetna antikorozivnaza!tita, odnosno primjena materijala otpornih na koroziju (npr. ner'aju"i $elik i sl.), plijesni i gljivice, tekori!tenje grija$a u zatvorenim razdjelnim ormarima upravljanog termostatom i higrostatom. Na!azemlja spada u podru$je umjerene klime, slika 2-45 (IEC 60721-2-1).

Normirane karakteristike umjerene klime (IEC 60721-2-1) na godi!njoj razini srednjih vrijednostiekstrema su: niska temperatura -33C, visoka temperatura + 40C, najvi!a temperatura s relativnomvla%nosti zraka + 95% +27C, najvi!a apsolutna vlaga 25 g/m3. Apsolutne vrijednosti ekstrema su:

najni%a temperatura -45C, najvi!a tempe

Documents

postrojenja iznad 1 kV.pdf