13
1 ПРЕЛАЗНИ ПРОЦЕСИ ПРИ ЗЕМЉОСПОЈУ ФАЗЕ СА КУЋИШТЕМ ТРАНСФОРМАТОРА 6/0,4 kV Драган Ристивојевић Снежана Вуковић Драган Славковић Драган Ристивојевић, дипл.инж.електр., Снежана Вуковић, дипл.инж.мен., инж.електр Драган Славковић, дипл.инж.електр. ПРЕЛАЗНИ ПРОЦЕСИ ПРИ ЗЕМЉОСПОЈУ ФАЗЕ СА КУЋИШТЕМ ТРАНСФОРМАТОРА 6/0,4 kV

PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

  • Upload
    lyanh

  • View
    227

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

11

ПРЕЛАЗНИ ПРОЦЕСИ ПРИ ЗЕМЉОСПОЈУ ФАЗЕ СА КУЋИШТЕМ ТРАНСФОРМАТОРА 6/0,4 kV

Драган РистивојевићСнежана ВуковићДраган Славковић

Драган Ристивојевић, дипл.инж.електр., Снежана Вуковић, дипл.инж.мен., инж.електрДраган Славковић, дипл.инж.електр.

ПРЕЛАЗНИ ПРОЦЕСИ ПРИ ЗЕМЉОСПОЈУ ФАЗЕ СА КУЋИШТЕМ ТРАНСФОРМАТОРА

6/0,4 kV

Page 2: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

22

УВОДУВОД Прописи о електроенергетским постројењима напона 6-10 kV препоручују спој намотаја напојног трансформатора у спрегу троугла. У таквим мрежама, пригушница се прикључује на нулту тачку, Једнофазни земљоспојеви према маси кућишта, често су узроци појаве хаваријских режима. На високонапонској страни трансформатора дошло је до појаве електричног лука. Лук је оштетио изолатор, услед чега је успостављена галванска веза између проводника и кућишта. Квар је настао при јаком ветру. Проводник је час додиривао кућиште , а час се прекидало струјноколо квара, под налетима ветра. Настао је прелазни режим који се одликује високим пренапонима. Све се пренело на електричну мрежу 0,4 kV, с обзиром да су погонско уземљење (Rp) и радно уземљење (Rz ) спојени. Настао је пожар.

Page 3: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

АНАЛИЗА ПОЈАВЕАНАЛИЗА ПОЈАВЕ

0

r

s

t

uR

C C C

uR

iz

u0 uR' uS' uT'

uR

us U=600V

ut uS

ut

TS 6/0,4 kV

ut U=400V

uS

Слика 1: Заменска шема електричне мреже при земљоспоју фазе R са кућиштем трансформатора 6/0,4 kV на вишенапонској страни. Погонско и

заштитно уземљење су спојени.

Page 4: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

44

Мерене су струје квара при прелазном режиму и снимани напони на Мерене су струје квара при прелазном режиму и снимани напони на отпорности уземљивача. Мерења су извршена при симулирању квара, отпорности уземљивача. Мерења су извршена при симулирању квара, и потврђена је претпоставка о постојању пренапона већег и потврђена је претпоставка о постојању пренапона већег коефицијента. коефицијента.

При земљоспоју фазе При земљоспоју фазе R R са кућиштем трансформатора са кућиштем трансформатора 6/0,4kV6/0,4kV настаје настаје струја квара (струја земљоспоја, која је капацитивне природе уз струја квара (струја земљоспоја, која је капацитивне природе уз незнатно постојање активне компоненте -2,-3% ) незнатно постојање активне компоненте -2,-3% ) iz iz Као резултат тога, Као резултат тога, на отпорности уземљивљна отпорности уземљивљaaча неутралне тачке ча неутралне тачке ro ro ,, ( ( страна страна 0,4 kV 0,4 kV), ), јавља се напонјавља се напон: :

(1)(1)

Уколико струја достигне критичну вредност у мрежи напона 400V Уколико струја достигне критичну вредност у мрежи напона 400V , , настају пренапони са свим пратећим појавама. настају пренапони са свим пратећим појавама.

У примеру није узет у обзир утицај индуктивности водова и намотаја У примеру није узет у обзир утицај индуктивности водова и намотаја трансформатора, због мале вредности у односу на капацитивност трансформатора, због мале вредности у односу на капацитивност водова према земљи C. Овај услов доприноси појави максималних водова према земљи C. Овај услов доприноси појави максималних напона на отпорности , при прелазном процесу и самим тим највећих напона на отпорности , при прелазном процесу и самим тим највећих пренапона. пренапона.

Page 5: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

55

Уколико се тренутна вредност фазног напона проводника на којима је настао Уколико се тренутна вредност фазног напона проводника на којима је настао спој са кућиштем , означи као спој са кућиштем , означи као

Струја Струја прелазног процеса се у посматраном случају може одредити са слике 2. Руководећи прелазног процеса се у посматраном случају може одредити са слике 2. Руководећи се методиком , добијамо једначину за струју при прелазном процесу: се методиком , добијамо једначину за струју при прелазном процесу:

)sin( tuu RmR

(3)nCt

eCrZ

UtZUi

o

mRmRZ

3)cos(3

)sin(

(2)

222

91C

rZ o

oCrtg

31

где је :где је :

Page 6: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

66

На слици 2 је приказана шема еквивалентног генератора кола. Из једначине (2) На слици 2 је приказана шема еквивалентног генератора кола. Из једначине (2) одреди се напон на отпору одреди се напон на отпору r r 00 према једначини, према једначини,

oo riu

У моменту земљоспоја на кућишту при У моменту земљоспоја на кућишту при t=0, t=0, напон на отпору напон на отпору r r 00 износи: износи:

Слика 2: Еквивалентна шема посматраног струјног кола

sin Uu mR(O)o (4)

)sin( tU Rm

У моменту земљоспоја на кућишту при У моменту земљоспоја на кућишту при t=0, t=0, напон на отпору напон на отпору r r 00 износи: износи:

Page 7: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

77

На тај начин у првом моменту прелазног процеса, напон на отпорнику (уземљивачу) нулте тачке не зависи од вредности те отпорности и одређује се почетном фазом ψ. Када је , На тај начин у првом моменту прелазног процеса, напон на отпорнику (уземљивачу) нулте тачке не зависи од вредности те отпорности и одређује се почетном фазом ψ. Када је , напон на отпорнику нулте тачке достиже амплитуду фазног напона мреже. Тако је за номинални напон 6напон на отпорнику нулте тачке достиже амплитуду фазног напона мреже. Тако је за номинални напон 6kV, kV, , фазни напони за мрежу 0,4 , фазни напони за мрежу 0,4 kV, kV, изражавају се једначинама:,изражавају се једначинама:,

У моменту земљоспоја, при најнеповољнијим условима имамо:У моменту земљоспоја, при најнеповољнијим условима имамо:

)sin(' tUuuuu mRoRoR

)3/2sin(' tUuuuu mSoSoS

)3/4sin(' tUuuuu mToToT

(5)

(6)

(7)

kVu oa 12,5' )(

kVuu ocob 79,4'' )()(

Page 8: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

88

У првом тренутку земљоспоја, напон на отпору уземљења неутралне тачке не У првом тренутку земљоспоја, напон на отпору уземљења неутралне тачке не зависи од саме вредности отпорности. То допушта закључак да у разматраном зависи од саме вредности отпорности. То допушта закључак да у разматраном случају земљоспојеви практично увек доводе до пренапона. Трајност прелазног случају земљоспојеви практично увек доводе до пренапона. Трајност прелазног процесаодређује се временском константом :процесаодређује се временском константом :

Настајање пренапона може довести до опасних последица. Најпре, при лошем контакту Настајање пренапона може довести до опасних последица. Најпре, при лошем контакту на месту земљоспоја према кућишту трансформатора, може настати серија импулса, на месту земљоспоја према кућишту трансформатора, може настати серија импулса, праћена појавом лука у секундарној мрежи 0,4 kV. Затим, при настанку једног импулса праћена појавом лука у секундарној мрежи 0,4 kV. Затим, при настанку једног импулса високог напона у мрежи 0,4 kV, може доћи до пробоја изолације уз метални кратки спој. високог напона у мрежи 0,4 kV, може доћи до пробоја изолације уз метални кратки спој.

При настанку таквог процеса на нисконапонској страни трансформатора требало би да При настанку таквог процеса на нисконапонској страни трансформатора требало би да реагује заштита. Дакле при експлоатацији мреже, неопходно је уочити опасност од реагује заштита. Дакле при експлоатацији мреже, неопходно је уочити опасност од пренапона, приликом земљоспоја преко кућишта трансформатора и предузети потребне пренапона, приликом земљоспоја преко кућишта трансформатора и предузети потребне мере за елиминисање опасности. Једна од неопходних мера је и раздвајање погонског мере за елиминисање опасности. Једна од неопходних мера је и раздвајање погонског (Rp(Rp)) и заштитног и заштитног (Rz) (Rz) уземљења.уземљења.

Анализирајући све последице спајања и раздвајања заштитног и погонског уземљивача у Анализирајући све последице спајања и раздвајања заштитног и погонског уземљивача у трафостаницама 6/0,4 kV (10/0,4)трафостаницама 6/0,4 kV (10/0,4), , може се наћи низ недостатака и за једну и за другу може се наћи низ недостатака и за једну и за другу варијанту. С једне стране мора се водити рачуна да струја грешке буде довољно велика варијанту. С једне стране мора се водити рачуна да струја грешке буде довољно велика да заштита може да реагује, а с друге сстране мора се узети у обзир и могућност да заштита може да реагује, а с друге сстране мора се узети у обзир и могућност уношења потенцијала у нисконапонску мрежу.уношења потенцијала у нисконапонску мрежу.

........

Cro3

Page 9: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

99

Слика 3:Слика 3: Скица погонског и заштитног уземљења Скица погонског и заштитног уземљења

.

Page 10: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

1010

Уколико је примењена поуздана усмерена земљоспојна заштита на напонском нивоу 6 kV, опасност од настанка двоструких земљоспојева са једним местом квара у ТС 6/0,4 kV је скоро минимална. Тада је логично да се изабере здружени уземљивач (спојено погонско и заштитно уземљење), који служи и за заштитно уземљење ТС и за радно погонско уземљење звездишта трансформатора на секундарној страни 0,4 kV. Упркос постојању здруженог уземљавача и поуздане земљоспојне заштите на напонском нивоу 6 kV, није искључена могућност уношења пренапонских таласа у нисконапонску мрежу при настанску интермитентних земљоспојева. Та појава је екстремно брза и реда је nsec (μsec), тако да земљоспојна заштита није довољно брза да елиминише ову врсту појава. При раздвојеном погонском и заштитном уземљењу, не постоји могућност уношења пренапона у нисконапонску мрежу, али је тешко обезбедити услове елиминисања квара при пробоју фазног вода према маси објекта ТС 6/0,4 kV. У овом случају је струја квара недовољна да искључи осигураче, ако је на пример; In= 160A, вредности отпорности уземљивача Rpog = 2 Ω и Rzašt = 2 Ω

AIk 5,574

23022

230

(8)

Page 11: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

1111

Струја квара од Ik= 57,5A, никада не може бити искључена осигурачима In=160А.Квар остаје недетектован, а напон левка на прилазу објекту износи:

UddVAUl 11525,57 (9)

•Jединo решењe је обликовање потенцијала, како би Ud био мањи од напона левка и наравно мањи од дозвољене вредности напона додира. Примењује се и постављање слоја шљунка (или асфалтирање) око објекта. •Главна слабост је што квар остаје неоткривен и могуће је изношење потенцијала ван објекта, (забележена смртна повреда геометра, који је металним метром изнео потенцијал са масе објекта на ниво референтне земље).

Page 12: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

1212

ЗАКЉУЧАК При експлоатацији високонапонске мреже

неопходно је уочити и дефинисати све опасности које би могле да угрозе безбедност људи, уређаја и опреме и предузети све потребне превентивне мере у смислу одржавања свих припадајућих инсталација. Ове активности се у пуној мери обављају у РБ „Колубара“- Површински копови. Правилником о техничким мерама за погон и одржавање електро опреме у потпуности је одређен степен и врста дневног, седмичног и периодичног одржавања, као и рокови контролних мерења и периодичних прегледа уређаја у складу са усвојеним техничким нормативима.

Page 13: PRELAZNI PROCESI PRI ZEMLJOSPOJU FAZE.ppt

1313

ХВАЛАХВАЛА НА НА ПАЖЊИ ПАЖЊИ ! !

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!