100

Postrojenja i Aparati

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 1/100

Page 2: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 2/100

Obrazovanje je fontana

dobrog života

Page 3: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 3/100

Page 4: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 4/100

Page 5: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 5/100

Page 6: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 6/100

Page 7: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 7/100

Page 8: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 8/100

Page 9: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 9/100

Page 10: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 10/100

Page 11: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 11/100

Page 12: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 12/100

Page 13: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 13/100

Page 14: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 14/100

Page 15: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 15/100

Page 16: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 16/100

Page 17: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 17/100

Page 18: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 18/100

Page 19: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 19/100

Page 20: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 20/100

Page 21: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 21/100

Page 22: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 22/100

Page 23: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 23/100

N EMC l ij l kt ič

Page 24: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 24/100

Nova EMC regulacija za električne

instalacije• EMC Directive, 2004/108/EC

• Poštovati je da ne bi došlo do rada CNCmašina kada u blizini radi dizalica, ili,

curenje klora zbog električnih tranzijenata,ili podrhtavanje slike na ekranima, itd

Page 25: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 25/100

Page 26: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 26/100

Page 27: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 27/100

Page 28: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 28/100

Page 29: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 29/100

Page 30: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 30/100

Page 31: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 31/100

Page 32: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 32/100

Page 33: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 33/100

Page 34: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 34/100

Page 35: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 35/100

Page 36: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 36/100

Page 37: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 37/100

Page 38: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 38/100

Page 39: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 39/100

Page 40: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 40/100

Page 41: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 41/100

Page 42: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 42/100

Page 43: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 43/100

Page 44: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 44/100

Proračun struje kratkog spoja

Page 45: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 45/100

U cilju korektnog odabira i podešenja

relejne zaštite, koriste se grafovi 2, 3 & 4.

BC – rasklopna moč

Dvije vrijednosti struje KS moraju seodrediti:

- Max struja KS (njome se određuju):

Page 46: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 46/100

Max struja KS, (njome se određuju):

a) Rasklopna snaga prekidača;

b) Snaga uklopa prekidača;c) Elektrodinamski podnosivi kapacitet

ožičenja i prekidača.

Makismalna struja KS odgovara KS

neposredno uz zaštitni uređaj

- Minimalna struja KS, bitno kada odabiremo krivu vrijemekrivu vrijeme – – strujastruja za prekidače i

osigurače, posebno za:

a) Duge kablove i/ili visoku impedancu izvora (generatori, UPS);

b) Zaštitu predviđenih životnih vijekova strujnih krugova pomoću prekidača iliosigurača, posebno kod TN i IT električkih sistema.

Ir – nazivna struja generatora

Iz - dozvoljeni limit struje

Proračun struje KS

Page 47: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 47/100

j

• Minimalna struja KS odgovara KS na kraju štićenogvoda, posebno zemljospoja na LV mrežama i

međufaznim kvarovima na HV mrežama.• Bez obzira o kojoj struji KS govorimo (Max ili Min), uvijek

mora zaštitni uređaj eliminirati KS unutar vremena tc kojeodgovara termičkom naprezanju koje štićeni vod možeizdržati:

∫i2 dt ≤ k2 A2 (vidjeti slike 2, 3 i 4 )

Gdje je A poprečni presjek provodnika, a k je konstantakoja se računa na temelju odgovarajućeg korekcionoig

faktora za kablovsku instalaciju, granične krugove, itd.

Page 48: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 48/100

Simetrični trofazni kratki spoj Dvofazni KS bez spoja sa zemljom

Page 49: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 49/100

p j p j j

Dvofazni KS sa spojem sa zemljom zemljospoj

Posljedice struje KS

Page 50: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 50/100

Posljedice struje KS

Zavise od tipa KS i njegovog trajanja,

Mjesta dešavanja KS,

Snage KS.

Posljedice obuhvataju:

* Na mjestu kvara, prisustvo električnog luka, rezultira u:- Oštećenju izolacije;

- Topljenju provodnika;

-Vatri i ugrožavanju života;* U strujnom krugu kvara:

elektrodinamičke sile, rezultiraju u:

- Deformaciji sabirnica;- Otpajanju kablova;

raste temperatura zbog povećanja Joule gubitaka, sa

rizikom oštećenja izolacije;

* U drugim strujnim krugovima mreže ili u blizini

Page 51: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 51/100

U drugim strujnim krugovima mreže ili u blizini

mreže:- Pad napona za vrijeme trajanja kvara, (od

nekoliko ms do nekoliko stotina ms);

- Ispad dijela mreže, prošrenje ispada na cijelisistem, zavisno od nivoa zaštite ostvarenihrelejima i šemama odbrane od raspada sistema;

- Dinamičku nestabilnost i/ili gubitak sinhronizmamašine;

- Poremećaje u strujnim krugovima upravljanja i

monitoringa,

- itd...

Uspostavljanje struje KS

Page 52: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 52/100

• Pojednostavljeni prikaz mreže obuhvataizvor konstantne AC snage, prekidač,

impedansu Zsc koja predstavlja sve

impedanse od prekidača ka izvoru, iimpedansu potrošača Zs

Pojednostavljeni dijagram mreže

Uspostava KS

Page 53: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 53/100

Uspostava KS

• U realnoj mreži, impedanca izvora je načinjenaod svih impedanci iznad mjesta KS prema

izvoru, obuhvatajući mreže različitih naponskihnivoa (HV, LV), te vodove različitih presjeka idužina.

• Na prezentiranoj slici, kada je prekidač zatvoren,kroz strujni krug protiče struja Is. Kada se desikvar između A i B, zanemariva impedancaizmeđu ovih tačaka rezultira veoma visokomstrujom KS Isc koja je ograničena samoimpedancom Zsc.

Uspostava KS

Page 54: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 54/100

Uspostava KS

• Struja Isc razvija se pod tranzijentnim uvjetima zavisno od reaktanseX i otpora R, koji čine impedansu Zsc:

Zsc = (R2 + X2)1/2

• U prijenosnim mrežama reaktansa X = L ω je mnogo veća od otporaR, te je R / X omjer između 0.1 and 0.3. Ovaj omjer je jednak cosϕscza niske vrijednosti omjera:

• Struja KS tokom tranzijentnog perioda određena je udaljenošćuizmeđu mjesta kvara i generatora. Ne misli se na fizičku udaljenost,već koliko je impedansa generatora manja od impedanse vezeizmeđu generatora i mjesta kvara.

Veliko Z : velika udaljenost : manja struja KS

KS udaljen od generatora

Page 55: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 55/100

KS udaljen od generatora

• Ovo je najčešći slučaj. Napon koji vlada u

strujnom krugu za vrijeme tranzijentnog perioda

 je:

• Struja je suma dvije komponente

• Prva komponenta je sinusoida ia

gdje je I maksimalna struja jednaka E / ZSC

α je ugaona razlika između položaja vektora napona na početku kvara i

napona jednakog nuli.

Page 56: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 56/100

KS udaljen od generatora

Page 57: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 57/100

• Druga komponenta (idc) je aperiodičnakomponenta,

Njena početna vrijednost zavisi od α, a stupanj opadanja je proporcionalanomjeru R / L.

Na početku KS i je jednako nuli po definiciji (Is je zanemariva), tako da je:

Sljedeća slika pokazuje grafičku kompoziciju struje i kao algebarsku sumu njenedvije komponente ia i idc.

Page 58: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 58/100

Grafička prezentacija i dekompozicija struje KS koja se dešava “daleko” od generatora

Početak

kvara

Sljedeće slike pokazuju dva krajnja slučaja razvoja struje KS (zbog jednostavnosti predstavljena jednofazno, izmjeničnim naponom),

Napon mreže u trenutku nastanka kvara je:

Page 59: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 59/100

Napon mreže u trenutku nastanka kvara je:

u = E sin (ω t + α)

Struja koja se razvija je:

Sa dvije svoje komponente, jedna promjenljiva sa pomakom ϕ u odnosu na

napon, druga aperiodička sa opadanjem do nule kako t ide ka beskonačnosti.

Definiramo dva krajnja slučaja:

a) α = ϕ ≈ π/2, simetričan slučaj (ili balansiran), (slika a ).Struja KS je: i =(E/Z)sinωt, koja od početka ima isti oblik, kao i u statičkom stanju sa

maksimalnom vrijednošću od E/Z.

b) α = 0 asimetričan slučaj (ili nebalansiran) (slika b )

Page 60: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 60/100

b) α = 0, asimetričan slučaj (ili nebalansiran), (slika b ).

Struja KS:

Njena maksimalna vrijednost ip zavisi od ϕ, tj. od R / X = cos ϕ.

simetričan asimetričan

Faktor e-(R/L)t je inverzno proporcionalanaperiodičkoj komponenti prigušenja, određenomjerima R / L ili R / X

Page 61: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 61/100

omjerima R / L ili R / X.

Vrijednost ip (peak struje) utječe naelektrodinamička naprezanja prekidača i

cjelokupne instalacije.

Njena vrijednost može se odrediti iz rms

vrijednosti simetričnog KS (Ik”) koristeći jedn.:

ip = K (2)1/2 Ιk” ,

gdje K je koeficijent predstavljen na sljedećemdijagramu, u funkciji omjera R/X ili R / L.

Page 62: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 62/100

KS blizu generatora

Page 63: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 63/100

g

Kada se kvar desi blizu generatora, promjenaimpedanse generatora, u ovom slučaju

dominantna impedansa, prigušuje struju KS.Uvjeti promjene struje KS se kompliciraju zbogpromjene elektromotorne sile, koja rezultira iz

struje KS,Zbog jednostavnosti, pretpostavlja se da je EMSkonstantna, te da je unutarnja reaktansa mašine

varijabilna,

Reaktansa se razvija u tri stupnja:

KS blizu generatora

Page 64: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 64/100

subtranzijentna (prvih 10 do 20 ms kvara);

transient (do 500 ms);statička (ili sinhrona reaktansa).

Kroz vrijeme vrijednost reaktanse sepovečava. Ovi efekti vode i do smanjenja

struje KS kroz vrijeme, koja je suma 4

komponente, kao na slici:

Page 65: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 65/100

Ukupna struja KS I sc (e), i doprinos njenih komponenti:

a) subtransijenta reaktansa;

b) tranzijentna reaktansa;

c) Sinhrona reaktansa;

d) Aperiodička komponenta.

Na slici je smanjenje reaktanse generatora brže od smanjenja

aperiodičke komponente. To je rijedak slučaj koji može uzrokovati

zasičenje magnetskih krugova i probleme prekidanja struje kvara,

 jer se dešava nekoliko perioda prije prolaska struje kroz nulu.

Dakle, struja KS sadrži tri izmjenične komponente subtranzijentnog,tranzijentnog i statičkog stanja i aperiodičku komponentu, koja nastaje kaorezultat razvoja struje u induktivnom strujnom krugu.

Page 66: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 66/100

rezultat razvoja struje u induktivnom strujnom krugu.

Za izbor prekidača, informacije o razvoju struje KS nisu bitne;

Ono što određuje prekidnu moč prekidača, zbog brzine prekidača, jesustruja KS subtranzijentnog perioda, Ik", i maksimalna struja ip, koje sudovoljne za određivanje rasklopne moči prekidača i elektrodinamičkih sila,

U LV distribuciji i HV aplikacijama tranzijentna struja KS se koristi kaorelevantna ako se prekid kvara dešava prije statičkog stanja, pa tadapostaje korisno koristiti prekidnu struju KS Ib, koja određuje snaguprekidanja vremenski pomaknutog prekidanja.

Ib je vrijednost struje KS u momentu prekidanja struje KS, tj. poslijevremena t poslije nastanka kvara, gdje t = tmin.

Vrijeme tmin (minimalno vrijeme odstupanja) je suma minimalnog vremenarada relejne zaštite i minimalnog vremena djelovanja prekidača, tj. najkraćevrijeme između pojave struje KS i odvajanja polova prekidača.

• Sljedeća slika predstavlja različite veličine struje KS:

Page 67: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 67/100

Struje KS blizu generatora (šematski dijagram)

Page 68: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 68/100

Standardi računanja struje kratkog spoja

Page 69: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 69/100

• Standardi preporučuju brojne metode,• Aplikacija C 15-105, koji je suplement NF C 15-100

(Normes Françaises) (nisko-naponske AC instalacije),

govore o 4 metoda:a) "impedantni" metod, koji se koristi za računanjestruja kvara u bilo kojoj tački instalacije sa visokomtačnošću.

Ovaj metod obuhvata formiranje strujnog kruga kvara odreaktansi i rezistansi, od izvora (uključujući i njegovureaktansu) do mjesta kvara (transformatori, vodovi, itd.),

te zatim izračunavanje odgovarajuće impedanse.Struja KS na kraju se dobiva primjenom Ohmovog zakona.

b) “kompozitni" metod, koristi se kada karakteristike snabdijevanja energijom

nisu poznate.

Impedansa od mjesta kvara prema izvoru računa se na temelju procjene struje

S č

Page 70: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 70/100

KS na njenom početku.

Pretpostavlja se da je faktor snage cos ϕsc = R / X isti i na početku strujnog

kruga i na mjestu kvara. Drugim rijećima, pretpostavlja se da su impedanse

elemenata kruga međusobno slične, tako da se njihovo vektorsko sabiranje

može zamijeniti algebarskim sabiranjem.

Ovaj metod može se koristiti kod izračunavanja struja KS dodatnih strujnih

krugova (proširenje mreže), te za instalacije do 800 kVA;

c) “konvencionalni" metod, koristi se onda kada impedanse ili Isc u instalacijiiznad mjesta kvara nisu poznate za računanje minimalne struje KS i struje

kvara na kraju voda.

Metod se bazira na pretpostavci da je napon na početku voda jednak 80%

nazivnog napona instalacije za vrijeme kvara.

Ovaj metod tretira samo otpornost provodnika i primjenjuje koeficijent veći od

1 za provodnike sa velikim presjekom, u cilju uzimanja u obzir i njihove

induktanse (1.15 za 150 mm2, 1.20 za 185 mm2, itd.).

Koristi se tamo gdje je početak voda dosta udaljen od elektrane i napajajuće

mreže (krajnji vodovi).

d) “pojednostavljeni" metod koji koristeći tabele te brojnim

Page 71: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 71/100

d) pojednostavljeni" metod, koji koristeći tabele, te brojnim

pretpostavkama, indicira za svaki presjek provodnika:

- Nazivnu struju prekidača;

- Dozvoljenu dužinu voda s obzirom na pad napona.

Podaci u tabelama su rezultati računanja koristeći metode “kompozicije” i“konvencije”. Ovaj metod može se koristiti za određivanje karakteristika

prekidača koji se treba dodati postojećoj instalaciji za koju nemamo

dovoljan broj podataka. Metod je direktno primjenjljiv na

LV instalacije, i može se koristiti sa korekcijskim koeficijentima za višenapone.

e) Drugi metodi koriste princip superpozicije i traže da se prvo izračuna

struja opterećenja.

Metod prema standardu IEC 865 (VDE 0103) računa termički ekvivalentstruje KS.

Page 72: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 72/100

f) Standard IEC 60909 (VDE 0102) primjenjuje se nasve tipove mreža, radijalne ili uzamčene, do i sa 230

kV.

Ovaj metod bazira se na Thevenin teoremu, računa

ekvivalentni naponski izvor na mjestu kvara, te

zatim određuje odgovarajuću struju KS. Svi vodovi,

sihrone i asinhrone mašine se zamjenjuju sopstvenimimpedansama (+, -, i 0 redosljeda).

Sve kapacitivnosti vodova i paralelne admitancijenerotirajućih komponenti, izuzev onih nultog redosljeda,

se zanemaruju.

Page 73: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 73/100

• Ovdje ćemo razmotriti dva pristupa:

• - impedantni metod, pogodan za LVmreže,

• - IEC 60909 metod, primarno se koristi

kod HV mreža – posjeduje analitički

karakter – implementira princip simetričnih

komponenti.

Osnovne pretpostavke 60909Kako bi se proces računanja struje KS pojednostavio, potrebno je

Page 74: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 74/100

definirati niz pretpostavki. One se odnose na limite i aproksimacije,pri kojima je rezultat računanja struje KS konzervativan (na strani

sigurnosti).

Uzimaju se u obzir sljedeće pretpostavke:

Razmatrana mreža je radijalna sa nazivnim naponom od LV do HV,

ali ne prevazilazi 230 kV, limit postavljen standardom IEC 60909;

- 3-fazni KS dešava se istovremeno na sve tri faze;

- Za vrijeme KS ne mijenja se broj faza uključenih u kvar;- Za cijelo vrijeme trajanja KS, napon i impedansa KS približno ostaju

konstantne;

- Regulatori transformatora postavljeni su u srednje pozicije (jedino u

slučaju da je KS udaljen od generatora, pozicija regulatoratransformatora ne treba se uzimati u obzir);

- Otpor luka ne uzima se u obzir;

- Kapacitivnosti vodova se ne uzimaju u obzir;

- Struje tereta se zanemaruju;- Sve impedanse nultog redosljeda uzimaju se u obzir.

Impedantni metod• Struja KS zavisi od tipa kvara,

Page 75: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 75/100

j p ,

• Razmotrimo prvo 3-fazni KS

Gdje je U međufazni napon koji odgovara naponu transformatora u

praznom hodu, koji je 3 do 5 % veći od napona kod nazivnog tereta TR.

Na primjer, u 390 V mreži, međufazni napon kod praznog hoda je U =

410, a fazni je U / (3)1/2 = 237 V.

Računanje struje KS traži računanje samo Zsc, impedanse jednake

svim impedansama kroz koje Isc protiče od generatora do mjesta kvara,

tj. impedansa izvora i voda. To je impedansa pozitivnog redosljeda:

∑R – suma serijskih aktivnih otpornosti

∑X – suma serijskih reaktivnih otpornosti

Page 76: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 76/100

Trofazni kvar 

Dvofazni KS bez spoja sa zemljom

Page 77: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 77/100

To je kvar između dvije faze, napajan sa međufaznim naponom U.

U ovom slučaju, struja KS Isc2 je manja od struje 3-faznog KS:

Jednopolni KS

Page 78: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 78/100

To je kvar između jedne faze i neutralnog vodiča, napajan safaznim naponom:

3

U V   =

Struja KS Isc1 je:

zemljospoj

Page 79: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 79/100

Ovaj tip kvara donosi impedansu nultog redosljeda Z(0) u igru.

Struja KS Isc(0) je manja od struje 3-faznog KS izuzev slučaja kada su

rotacijske mašine uključene u zamjensku šemu (reducirana impedansa nultog

redosljeda u tom slučaju),.

Računanje Isc(0) može biti neophodno, zavisno od sistema uzemljenja, u vidu

definiranja proradne vrijednosti nultog redosljeda (HV) ili zaštitnog releja (LV).

Određivanje impedansi KSOvaj metod određuje struju KS na temelju impedanse predstavljene strujnim

Page 80: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 80/100

krugom kroz koji protiče struja kvara.Ova impedansa može se računati odvojeno, sumirajući onda R i X u petlji

kvara, od izvora (uključivši i njega) do mjesta kvara.

Impedanse mreže

Impedansa vanjske mreže

Računa se na temelju snage KS vanjske mreže (Ssc u MVA).

Ekvivalentna impedansa vanjskog utjecaja mreže je:

U je međufazni napon praznog hoda mreže.

Omjer R i X kod vanjske mreže Rup / Zup (za HV) je app.:

Rup / Zup ≈ 0.3 za 6 kV;

Rup / Zup ≈ 0.2 za 20 kV;

Rup / Zup ≈ 0.1 za 150 kV.Sada slijedi:

Page 81: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 81/100

za

Tako, aproksimacijom slijedi:

Impedansa transformatoraImpedansa TR može se izračunati na temelju napona kratkog spoja

TR (usc) izraženog u procentima:

U = međufazni napon praznog hoda TR;

Sn = nazivna prividna snaga TR (kVA);

usc = napon KS.

Za javne distribucijske kuće naponi KS MV/LV transformatora postavljeni su

Europskim harmonizacijskim dokumentima HD 428-1S1 izdanim u oktobru 1992.

Page 82: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 82/100

Tačnost ulaznih podataka najviše utječe na tačnost izračunate struje KS

Isc, tako da greška od x % za usc uzrokuje ekvivalentnu grešku za ZT uistom iznosu od x %.

Generalno, RT << XT , app. 0.2 XT, tako da ZT grubo se može poistovjetiti

sa XT.

Međutim, za niže naponske nivoe, gdje je omjer RT / XT viši, potrebno je

računati ZT.

R se računa korištenjem joule gubitaka (W) u namotajima:

Kada n identičnih transformatora radi u paraleli, njihove impedanse, R i X,

moraju se dijeliti sa n.

Posebna pažnja mora se posvetiti TR za ispravljače koji imaju usc od 10 do

12 % u cilju ograničenja struja KS.

Page 83: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 83/100

Kada se uzima u obzir impedansa TR vanjske mreže, te impedansa TRrazmatrane mreže, onda se struja KS može izraziti kao:

Impedansa vanjske mreže može se zanemariti, i u tom slučaju, struja KS je:

U tom slučaju, greška izračuna struje KS je:

Sljedeća slika ukazuje na grešku uizračunu kada je zanemarena

impedansa vanjske mreže

Page 84: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 84/100

Slika pokazuje činjenicu da je moguće zanemariti impedansu

vanjske mreže za mreže kod kojih je snaga KS Ssc mnogoveća od nazivne snage transformatora u razmatranoj mreži.

Na primjer, za Ssc / Sn = 300, greška je app. 5 %.

Impedansa voda

Impedansa voda ZL zavisi od R/km, X/km, i od dužine voda.

Page 85: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 85/100

R/km za nadzemne vodove, kablove i sabirnice računa se kao:

 A = presjek provodnika;

ρ = specifični otpor provodnika (korištena vrijednost zavisi od koju struju

KS računamo – minimalnu ili maksimalnu – vidjeti sljedeću tabelu,

Page 86: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 86/100

• Napon prema zemlji – u mrežama TN i TT to je naponizmeđu faznog vodiča i uzemljenog neutralnog vodiča ili

j dišt

Page 87: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 87/100

zvjezdišta.

• Kod IT mreža to je napon koji se u slučaju dozemnog

spoja jednog vodiča pojavljuje između ostalih vodiča izemlje.

• Fazni vodič – (L1,L2,L3) – povezuje izvor struje s

trošilomNeutralni vodič – (N) - priključen na zvjezdište sistemaZaštitni vodič – (PE) – vodič koji spaja kućište (masu) sa

uzemljivačem ili sa nulvodičem (PEN) kod nulovanja

• Nul vodič – vodič ili zaštitni neutralni vodič (PEN) – to je

d lj t l i di k ji bi

Page 88: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 88/100

neposredno uzemljen neutralni vodič koji u sebiobjedinjuje funkcije neutralnog i zaštitnog vodiča

• Zaštitni kontakt – sklopni dio u krugu zaštitnog vodiča

• Otpor petlje – suma otpora u strujnom krugu koja sesastoji od otpora izvora struje, otpora faznih vodiča i

otpora povratnog voda

• Uzemljivači – pocinčane željezne ploče, cjevi ili trakekoje se zakopavaju u zemlju i vodljivo su spojene sametalnim dijelovima postrojenja koje štitimo od dodirnognapona

Page 89: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 89/100

• Tipovi mreža niskog napona:

 – Vrsta sistema uzemljenja:

• Radi preglednog prikazivanja pojedinih vrsta sistema uzemljenja,

provedeno je označavanje sistema uzemljenja s dva osnovna i jednim

Page 90: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 90/100

provedeno je označavanje sistema uzemljenja s dva osnovna i jednimdo dva dodatna slova.

• Prvo slovo označava odnos između mreže i uzemljenja:

 – T – izravno spojena jedna tačka mreže na zemlju(npr. neutralna tačka transformatora)

 – I – svi aktivni dijelovi mreže izolirani su od zemlje iliu jednoj tački spojeni s zemljom preko impedancije

• Tipovi mreža niskog napona:• Drugo slovo označava odnos između dohvatljivih vodljivih dijelova

(kućišta trošila i sl.) i uzemljenja:

 – T – direktno električno spajanje dohvatljivih vodljivih dijelova

(k ćišt ) lj i i t lj j ž

Page 91: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 91/100

(kućišta) na zemlju, neovisno o sistemu uzemljenja mreže

 – N – direktno električno spajanje vodljivih dijelova (kućišta) na

uzemljenu tačku sistema mreže (primjerice na uzemljenu

neutralnu tačku sistema)

• Dodatno slovo koje se nalazi uz drugo slovo, označava raspored

neutralnog i zaštitnog vodiča:

 – S - neutralni (N) vodič i zaštitnivodič (PE) međusobno suodvojeni u cijeloj mreži

 – C – neutralni (N) vodič i zaštitnivodič (PE) kombinirani su u jednom (PEN) vodiču

• Tipovi mreža niskog napona: – U razdjelnim mrežama niskog napona postoje tri tipa mreža s obzirom

na sistem uzemljenja:

• TN sistem

• TT sistem

Page 92: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 92/100

• TT sistem• IT sistem

 – TN sistem:

• ima jednu tačku sistema (neutralnu tačku) direktno spojenu sa

zemljom, dok su dohvatljivi dijelovi (kućišta) spojeni preko zaštitnog

vodiča na direktno uzemljenu neutralnu tačku

• s obzirom na raspored i funkciju neutralnog i zaštitnogvodiča postoje tri podvrste TN sistema:

 – TN-S sistem kod kojeg je u cijeloj mreži zaštitni vodič

(PE) odvojen od neutralnog vodiča (N), što znači dapogonska struja ne teče kroz zaštitni vodič

• Tipovi mreža niskog napona:• TN-C-S sistem kod kojeg u

dijelu mreže PEN vodič ima

funkciju i zaštitnog i neutralnogdič d dij l

Page 93: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 93/100

funkciju i zaštitnog i neutralnogvodiča, a u drugom dijelumreže – blizu trošila – odzadnje razvodne ploče, zaštitnivodiče je odvojen od

neutralnog vodiča

• TN-C sistem u cijeloj mreži imasjedinjen zaštitni i neutralnivodič u jedan PEN vodič

prema prijašnjim tehničkim normativima ova tri

sistema prikazuju tri različite varijante nulovanja

• Tipovi mreža niskog napona:

 – TT sistem:

• neutralna tačka sistema uzemljena je posredstvom jednog

uzemljivača a kućišta trošila uzemljena su preko drugih

Page 94: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 94/100

uzemljivača, a kućišta trošila uzemljena su preko drugihuzemljivača, električki neovisnih o uzemljenju neutralne tačke

sistema

• u ovaj sistem se ubraja zaštitno uzemljenje s pojedinačnim

uzemljivačem

• Tipovi mreža niskog napona:

 – IT sistem:

• svi aktivni vodiči su izolirani od zemlje ili su u jednoj tački spojeni salj k lik i d ij

Page 95: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 95/100

svi aktivni vodiči su izolirani od zemlje ili su u jednoj tački spojeni sazemljom preko velike impedancije

• kućišta trošila se uzemljuju

• prema prijašnjim tehničkim normativima ovaj sistem je bio nazivan

sistemom zaštitnog voda, koji je poznat i pod nazivom zaštitnouzemljenje izoliranih sistema

Zaštita od indirektnog dodiraZaštita od indirektnog dodira

• Zaštita od indirektnog dodira:

– Uslijed kvara na izolaciji vodiča kućišta trošila i opreme te ostale

Page 96: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 96/100

  Uslijed kvara na izolaciji vodiča, kućišta trošila i opreme te ostalemetalne mase, koje u redovnom pogonu nisu pod naponom, mogudoći pod napon i predstavljati opasnost za ljude koji dodiruju ovuopremu.

 – Ug je napon kvara koji predstavlja potencijal kućišta trošila premazemlji.

 – Napon koji se pojavljuje između istovremeno dostupnih dijelova zavrijeme kvara zove se napon dodira, Ud (dodirni napon).

 Napon dodira može poprimiti najviše vrijednosti

faznog napona ako je kvar zanemarive impedancije

nastao na priključnoj stezaljci jednog trošila, a drugiistovremeno dostupni pristupačni vodljivi dio ima

direktan spoj sa zemljom.

Takav najviši napon dodira koji se može pojaviti u

električnoj instalaciji prilikom kvara sazanemarivom impedancijom zove se oč ekivani

napon dodira.

• Vrste zaštita od indirektnog dodira:

 – Prema načinu djelovanja mogu se podijeliti u tri skupine:

• Istovremena zaštita od direktnog i indirektnog dodira

Page 97: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 97/100

Istovremena zaštita od direktnog i indirektnog dodira – sigurnosni mali napon (SELV)

 – uzemljeni sigurnosni mali napon (PELV)

 – mali radni napon (FELV)

• Bez uređaja za prekidanje struje kvara – zaštita primjenom uređaja klase II ili odgovarajućom izolacijom

 – nevodljiva okolina

 – električno odvajanje (galvansko odvajanje)

 – izjednačavanje potencijala bez vodljive veze sa zemljom• S uređajima za automatsko isklapanje napajanja

 –  TS sistemi

isklapanje s uređajima nadstrujne zaštite

isklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje –  TT sistemi

isklapanje s nadstrujnom zaštitom

isklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje

• Vrste zaštita od indirektnog dodira: – Prema načinu djelovanja mogu se podijeliti na tri

skupine:

Page 98: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 98/100

skupine:• S uređajima za automatsko isklapanje napajanja

 – IT sistemi

kontrolnik izolacijeisklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje

isklapanje sa uređajima nadstrujne zaštite

 – Osim navedenih mjera zaštite od previsokognapona dodira, danas kao dopunska zaštitaobavezno se primjenjuje izjednačavanje potencijala

za cijeli objekt ili dio nekog objekta. – Izbor i primjena neke od navedenih zaštitnih mjera

ovisi o uvjetima koji vladaju u štićenom objektu,traženom stupnju sigurnosti i troškovima izvedbe.

• Vrste zaštita od indirektnog dodira: – Izjednačavanje potencijala:

• U tehničkim normativima za izvedbu električnih instalacija izjednačavanje

potencijala se ne navodi kao jedna od osnovnih zaštitnih mjera odprevisokog napona dodira, jer se smatra da sama za sebe nije uvijek

Page 99: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 99/100

p j j jp e so og apo a dod a, je se s at a da sa a a sebe je u jedovoljna.

• Ipak, ona pruža sve elemente dobre i učinkovite zaštite u sklopu s

uređajima za brzo isključenje struje greške ili s dobrim uzemljivačem.

Izjednačavanjem potencijala postižese međusobnim galvanskimspajanjem svih metalnih dijelova

različitih instalacija sa zaštitnimvodičem električnih instalacija unekom prostoru.

U slučaju pojave napona greške nakućištima električnih trošila, taj isti

napon pojaviti će se i na svimmeđusobno povezanim metalnimdijelovima drugih instalacija te nećepostojati razlika napona izmeđuvodljivih dijelova instalacija.

• Vrste zaštita od indirektnog dodira: – Posebno mali naponi:

• U lošim uvjetima upotrebe i okoline, gdje je stupanj opasnosti velik

(npr. radovi s prenosivim električnim alatom na metalnimk t k ij d i k tl i k i t ij )

Page 100: Postrojenja i Aparati

8/10/2019 Postrojenja i Aparati

http://slidepdf.com/reader/full/postrojenja-i-aparati 100/100

( p p čkonstrukcijama, radovi u kotlovnicama, mokrim prostorijama)

najdjelotvornija mjera zaštite je snižavanje nazivnih napona uređaja

na vrijednosti ispod granice opasnih napona.

• Na taj način postiže se istovremeno zaštita od direktnog iindirektnog dodira.

• Visina nazivnog napona ograničena je na najviše 50V efektivno kod

izmjeničnih struja, odnosno 120V kod istosmjerne struje.

• Kao standardni nazivni naponi najčešće se primjenjuju:

6 V, 12 V, 24 V i 42 V

• S obzirom na stupanj sigurnosti koju pružaju, a i na način izvedbe

posebno male napone dijele se na: – sigurnosni mali napon (SELV*)

 – uzemljeni zaštitni mali napon (PELV*)

 – mali radni napon (FELV*)* kratice prema IEC

normama