Sadržaj — U JUS standardima N.CO. 101 i N. CO.102 je

opisana zaštita telekomunikacionih postrojenja (TK) odopasnosti i smetnji koje potiču od uticaja elektroenergetskihpostrojenja (EE). Proračuni su izvršeni po metodi najgoregslučaja, daju približne vrednosti i ne zahtevaju upotreburačunara. Telekom Srbija a.d. je uveo programski paketTeleCAD-GIS koji se koristi za izradu projektnedokumenatcije TK mreža i spojnih puteva te smeštanje iažuriranje podataka u GIS bazi. U ovom radu je prikazanokako je ovaj softver moguće proširiti sa modulom zaproračun uticaja EE voda na TK vod koji automatizujeproračun, čini ga lakšim i bržim, a geometrijske veličinepotrebne za proračun se očitavaju sa situacionog planamnogo preciznije, čime i sam proračun postaje lakši, brži iprecizniji.

Ključne reči — proračun uticaja, TeleCAD-GIS

I. UVOD

oš u prošlom veku, sa pojavom prvih dalekovodavisokog napona javili su se ozbiljni problemi kod

tadašnjih TK vodova. Ti početni problemi bili su rešeni unajvećem broju slučajeva kabliranjem, ali ne zadugo.

Kako se izgradnja i jednih i drugih mreža, izekonomskih razloga, često vrši na relativno malimmeđusobnim rastojanjima to je problem koegzistencije EEi TK vodova dobio veći značaj. On se vremenom sve višekomplikovao zbog porasta napona i struja na EEvodovima i povećanja gustine EE i TK mreže kao i zbogelektrifikacije železnice.

Nova generacija pristupnih mreža ima kraćupretplatničku petlju, međutim, izgrađuje se kablovima TK59 GM čiji je omotač od plastičnih materijala, zbog čegaje redukcioni faktor jednak jedinici pa se i kod relativnomalih paralelizama EE i TK vodova javljaju opasni ismetajući uticaji koji prekoračuju standarima propisanegranice.

II. ZONA PRIBLIŽAVANJA

Smernice ne daju eksplicitne granice u odnosu naoblast oko elektroenergetske linije u kojoj treba razmatratipribližavanja i vršiti proračune. Odstojanje do koga trebarazmatrati približavanja znatno zavisi od otpornosti tla.

Npr. u vrlo provodnim zemljištima i velikim gradovimauticaji se vrlo brzo smanjuju već posle nekoliko stotinametara. Naprotiv, na homogenom granitnom tlu uticaj semože javiti i na nekoliko kilometara. Međutim, kad sezanemare naponi ispod 10V/kmkA uticaji se osećaju na 2km samo za otpornosti veće od 250 Ωm, koje su dostaizuzetne. Osim ovih posebnih slučajeva, koji se mogupojaviti u zemljama sa velikom otpornošću tla kao što suŠvedska, Finska ili zemlje sa planinskom konfiguracijomterena, razmatranje približavanja se može ograničiti napojas od 2 km oko elektroenergetske linije. U velikimgradovima se ova oblast može smanjti na 1 km za opasneuticaje dalekovoda visokog napona ili na 300 m za opasnei smetajuće uticaje vodova elektrovuče.

III. PRINCIP PRORAČUNA

Neka bude TK vod linija AH, dok je EE vod linija XY(Slika 1). Razmatra se samo deo TK voda unutar zonepribližavanja (2km, kao što je obrazloženo u II poglavlju),tj. segmenti od B do H. TK vod prikazan uzastopnimpravolinijskim segmentima može predstavljatiparalelizam na segmentu DE, kosa približavanja nasegmentima BC, CD i GH ili ukrštanja na segmentu EFG.Svaki od pravolinijskih segmenata BC, CD i DEprojektuje se na EE vod u bc, cd i de, a zatim seproračunava indukovana elektromotorna sila u svakoj oddeonica. Tražena indukovana elektromotorna sila jestezbir svih parcijalnih elektromotornih sila.

Sl. 1. Deo TK voda unutar zone približavanja

Praktična primena TeleCAD-GIS-a za proračunuticaja elektroenergetskih vodova na

telekomunikacione vodoveMilorad Tošić, Goran Medić, Dejan Raketić

J

15. Telekomunikacioni forum TELFOR 2007 Srbija, Beograd, novembar 20.-22., 2007.

637

Podužna indukovana elektromotorna sila, izražena u V,za slučaj paralelnog vođenja izražava se pomoću obrasca

-310rIlM=E ωgde su:ω - 2πf (f-nazivna frekvencija EE mreže u Hz)M - modul koeficijenta međusobne induktivnosti izmeđuEE i TK voda, u μH/kmI - jačina indukujuće struje, u kAr - redukcioni faktor čija je vrednost izmedju 0 i 1.Vrednost M zavisi od tri veličine:

- rastojanja izmedju EE-voda i TK-voda- frekvencije f- specifične otpornosti tla ρ

ove tri veličine mogu da se izraze u obliku parametra x

ρωμ0a=x

gde je 0μ permeabilnost slobodnog prostora

mH70 104= −πμ

Prema teorijama Carson-a i Pollaczek-a funkciju M(x)je moguće tačnim obrazcima opisati, što omogućavaobradu problema sa velikom preciznošću. Međutim, oveformule uključuju korišćenje Kelvin-ovih finkcija koje semogu izračunavati samo numeričkim metodamakorišćenjem računara. Zbog toga se ovi obrasci zamenjujumanje tačnim formulama ili dijagramom M(x) (koji jeprikazan na Slici 2 što je u većini slučajeva dovoljno da bise izradio projekat ili elaborat uticaja.

Sl. 2. Dijagram koeficijenta međusobne iduktivnosti ufunkciji od x u µH/km

Vrednost za I saopštava elektroprivreda tako što dajedijagram zavisnosti veličine struje zemljospoja u funkcijiod rastojanja između elektroenergetskog postrojenja imesta kvara.

Najnepovoljniji položaj uopšte nalazi se na krajevimapribližavanja jer struja kvara tada indukujeelektromotornu silu na celoj dužini približavanja. Jedanprimer dijagrama krivih koje daju vrednost indukujućihstruja koje teku sa obe srane kvara u zavisnosti odpoložaja kvara je dat na Sl. 3.

Vrednost specifične otpornosti tla se određujemerenjem. Međutim, u najvećem broju slučajeva je zbognapred navedenih razloga usvajamo da je ona 50 Ω/m3. Ustandardu JUS n.CO.101 je dato više tabela iz kojih sepreciznije ova vrednost može odrediti, kad se za to ukažepotreba.

Sl. 3. Dijagram zavisnosti struje zemljospoja u finkcijirastojanja EE postrojenja od mesta kvara

Tačna vrednost redukcionog faktora dobija semerenjima, proračunima ili iz dijagrama i tabela koje dajeproizvođač. Granične vrednosti indukovanihelektromotornih sila date su u JUS standardima i iznose430V za opasne uticaje u kratkotrajnom režimu, 65 V zaopasne uticaje u trajnom režimu kod elektrificiranihpruga i 1mV za smetnje.

IV. PRIMENA TELECAD-GIS-A ZA PRORAČUN UTICAJA EEVODA NA TK VOD

Ova materija je već detaljno teoretski izučena početkomprošlog veka i sa mnogobrojnim rezultatima merenjapotvrđena. U eri informatike, u kojoj se nalazimo, ovaoblast je i dalje na margini i možemo da kažemo da seproračuni rade sa jako malo automatizacije.

Izrada proračuna uticaja EE voda na TK vodove jenaporan posao pre svega zbog broja podataka koje trebasa karata pročitati i količine detalja na koje treba obratitipažnju, a zatim iskoristiti u proračunu. Naime, da biproračun bio obavljen potrebno je iscrtati trase dalekovodai kabla, zatim odrediti i nacrtati segmente za koje će bitivršen proračun i najzad dužine potrebne za proračunizmeriti i u prethodno napravljenu tabelu za proračununeti. Broj segmenata, a samim tim i količina podatakakoji se uzimaju u proračun zavisi od razgranatosti mrežekao i dužine zone uticaja na kojima je neophodno uraditiproračun.

638

Sl. 4. Proračun opasnosti

Na Sl. 4. je dat primer na kome se vidi karta sa crtežomkoji služi za obavljanje pripremnih radova da bi se uzeleveličine potrebne za popunjavanje tabela „Proračunopasnosti (JUS N.CO.101)“.

Za ovaj proračun je bilo neophodno uvesti novi objekat„Elektroenergrtski vod“ koji će biti opisan osobinamapotrebnim za proračun uticaja.

Trasa i osobine dalekovoda se dobiju od vlasnika uvektorskom ili analognom obliku nakon čega se vršiučitavanje u TeleCAD-GIS i iscrtavanje EE voda sapotrebnim osobinama.

Pošto smo nacrtali EE i TK vod, TeleCAD-GIS namnudi opciju prihvatanja ili dodatne manuelne korekcijedeonica paralizma, kosog približavanja i ukrštanja teeksportuje sve potrebne dužine međusobnih rastojanja isve odgovarajuće projekcije TK voda na EE vodneophodne za proračun. Ovi podaci se unose u tabelu zaporačun opasnosti, a obzirom da je M(x) u konkretnomslučaju izračunato približnom formulom, automatskidobijamo izračunate elektromotorne sile na svimdeonicama, tj. generisane tabele iz kojih se vidi zašto jeaplikacija u procesu optimizacije na pojedinimsegmentima TK voda preporučila polaganje kablova tipaGMR.

U konkretnom primeru na Slici 4 smo uzeli 400 KVdalekovod za koji je maksimalna subtranzijentna strujamonofaznog zemljospoja 28kA (što se vidi sa Slike 3 kojaje dostavljena od strane elektroprivrede) pa za strujuzemljospoja na mestu kvara usvojimo 25kA. Zaredukcioni faktor zaštitnog užeta smo usvojili 0.9 pa smodobili da je ukupna indukovana elektromotorna sila1830V. Iz ovog razloga su projektom predviđeni, za ovajkablovski pravac, kablovi tipa GMR a redukcioni faktorza svaku kablovsku konstrukciju ponaosob je uzet izkataloga proizvođača kablova. Za specifičnu otpornost tlaje usvojeno da iznosi 50Ω/m3, a učestanost za opasneuticaje je 50Hz pa smo za ukupnu podužno indukovanuelektromotornu silu na trasi dobili 310.1V što je manje od430V.

Smetnje od induktivnih uticaja se dobijaju tako što seuzme za učestanost 800Hz, za nju M(x) bude automatski

izračunato, a redukcioni faktori za GMR kablove se uzmuiz kataloga dobijenog od strane proizvođača, ali zaučestanost 800 Hz i identičnim postupkom dobijeelektromotorna sila šuma koja iznosi 0.023mV.

Uvođenjem softverskog paketa TeleCAD-GIS dovelo jedo delimične ili potpune automatizacije izrade mnogihneophodnih delova projektne dokumentacije.

Rasterske podloge se skeniraju, digitalizuju i bezšavnospajaju. Otvara se „Projekat kablovskog pravca“,projektuje trasa (ili učitava geodetski snimak trase), azatim postavljaju TK objekti (kablovski izvodi,...). SvakiTeleCAD-GIS objekat je detaljno opisan potrebnimosobinama. Nakon polaganja kablova izvršava se korakautomatske optimizacije kapaciteta mreže, vrši seautomatska numeracija i razbrajanje i generišu se svipotrebni izveštaji.

Ako se projektovani kablovski pravac nađe u zoniuticaja nekog EE voda, neophodno je izvršiti proračunuticaja da bi se odredili tipovi kablova (menja sekonstrukcija kablovskog omotača).

Sposobnost programskog paketa TeleCAD-GIS da vršioptimizaciju položenih kablova po kapacitetu i prečniku,dala je autorima ideju da se u ovom koraku vrši predmetniproračun i određuju potrebne konstruktivne karakteristike(tip) položenog kabla.

Funkcionalnosti koje programski paket pruža korisnikuu svakodnevnom radu čini ga jedinstvenim na našempodručju, što potvrđuje i status Autodesk PreferredIndustry Partner za jugoistočnu Evropu za oblasttelekomunikacije.

V. ZAKLJUČAK

Obzirom da oblast približavanja zavisi od specifičneotpornosti tla najčešće greške koje se javljaju u proračunusu precenjivanje ili podcenjivanje vrednosti podužnoindukovane EMS, koja se treba dobiti u proračunu.

Automatizacijom postupka uz pomoć programskogpaketa TeleCAD-GIS brzina rada se znatno povećava,ovakve greške će se do izvesnih granica smanjiti,međutim, greške se mogu znatno smanjiti korišćenjmtačnih formula Carson-a i Pollaczek-a. Obrazloženje jesuvišno obzirom na činjenicu da je M(x) kompleksan brojpa na tačnost, pored korišćenja tačnih, a ne približnihformula, utiče i činjenica da je moduo zbira kompleksnihbrojeva uvek manji od zbira njegovih modula.

Druga greška koja utiče na tačnost proračuna se javljazbog toga što se kose približavanja svode na paralelizme,dok bi se mnogo tačniji rezultati dobili integraljenjem dužtrase delta vrednosti podužno indukovane elektromotornesile izračunavane u kompleksom obliku.

Uviđajući mesta daljeg poboljšanja proračuna, aimajući na umu da na našem tržištu (po našem saznanju)ne postoje softveri koji rešavaju ovu problematiku, daljirad na razvoju programskog paketa TeleCAD-GIS, u ovojoblasti, će se usmeriti u pravcu eliminisanja ovih grešakai dalje automatizacije kompletnog postupka.

639

LITERATURA

[1] Woodland F.,”Electrical interference aspects of buried electricalpower and telephone lines,IEEE Trans.,1979.

[2] Miyazaki K.,Hashimoto E.,Inoue Y.,”Eleczromagnetic induction incommunication lines laid along bridges and shielding affects ofbridges”, IEEE Trans., PAS-98, 1979

[3] Petrović R., Tošić M., Proračun elektromagnetnog uticajaelektroenergetskih vodova na telekomunikacione vodove savetovanjeZJPTT, Poreč 1982.

[4] Petrović R, Tošić M., Redukciono dejstvo kablovskog omotača priuticaju elektroenergetskih vodova na telekomunikacione vodove,YUTEL 1986.

[5] Autodesk Developer Network (ADN), Rel. 2008.,http://adn.autodesk.com

[6] Savović Lj., Šestić M., Maksimović S., “Softverski paket INOVATeleCAD-GIS”, TELFOR 2003

ABSTRACT

This paper presents influence calculation of high powerlines on telecommunication lines which are integratedwith TeleCAD-GIS. After drawing high power line andtelecommunication line on the cadastral card, TeleCAD-GIS reads by itself all data that is requested about eachselected line. This data is then put in the table needed forthe influence calculation of high power lines ontelecommunication lines. In that manner, we get muchfaster and more precise calculation.

PRACTICAL APPLICATION OF TeleCAD–GIS INCALTULATING INFLUENCE OF HIGHPOWER LINES

ON TELECOMMUNICATION LINESMilorad Tošić, Goran Medić, Dejan Raketić

640