Prenaponi u Mrezama 2011 3

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    1/85

    PRENAPONI U MREAMA

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

    Doc.dr.sc. Viktor Milardi, dipl.ing.

    Sveuilite u ZagrebuFakultet elektrotehnike i raunarstva

    Poslijediplomski doktorski studij

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    2/85

    2

    Prenaponska i gromobranska zatita

    Zatita od prenapona

    Zatita VN i SN rasklopnih postrojenja

    Zatita VN i SN nadzemnih vodova Zatita na niskom naponu

    Postie se:

    Koordinacijom izolacije Cilj je neprekidna i nesmetana opskrba potroaa elektrinom

    energijom u svim pogonskim i vremenskim uvjetima

    Izolacija opreme se mora dimenzionirati tako da podnesenaponska naprezanja uzrokovana prenaponima. esto je raditoga izolacija opreme prilino masivna, a nerijetko i skupa

    Vaan element kao prvu crtu obrane od prenapona u tomepredstavlja odvodnik prenapona

    Ugradnjom ureaja za tienje od prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    3/85

    3

    Koordinacija izolacije na visokom naponu

    Koordinacija izolacije podrazumijeva vrlo sloene postupkeraunanja i ispitivanja

    Povijesni razvoj:

    Najprije se dimenzionirala samo ispitivanjem, a ne proraunima

    Razvijena je klasina i statistika metoda koordinacije izolacije

    Definicija prema IEC 71-1: Koordinacija izolacije predstavlja korelaciju izolacionih svojstava

    opreme s karakteristikama zatitnih sredstava na takav nain da

    oprema bude zatiena od prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    4/85

    4

    Klasina metoda koordinacije izolacije

    Otpornost izolacije se ocjenjuje prema naponskim podrujima:

    Naponsko podruje I (od 1 do 245 kV)

    Podnosivim atmosferskim udarnim naponom (1.2/50 s) Podnosivim sinusoidalnim naponom industrijske frekvencije Oznaavanje: 123 Si 230/550

    Naponsko podruje II (vii od 245 kV)

    Podnosivim atmosferskim udarnim naponom (1.2/50 s) Podnosivim sklopnim impulsnim naponom (250/2500

    s)

    Oznaavanje: 420 Si 1050/1425

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    5/85

    5

    Udarni napon: oblik 1.2/50s

    Udarni napon - atmosferski

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    6/85

    6

    Udarni napon: oblik 250/2500s

    Udarni napon - sklopni

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    7/857

    Izolacione razine

    Standardni izolacioni nivoi za podruje I (1 kV do 245 kV)

    Najvii napon

    opreme(efektivna

    vrijednost)

    kV

    Nazivni kratkotrajni podnosivi

    napon industrijske frekvencije

    (efektivna vrijednost)

    kV

    Nazivni podnosivi

    Atmosferski udarni napon

    (tjemena vrijednost)

    kV

    3,6 10 20

    40

    7,2 20 40

    60

    12 28 60

    7595

    24 50 95

    125

    145

    38 70 145

    170

    123 (185)

    230

    450

    550

    245 (275)

    (325)

    360

    395

    460

    (650)

    (750)

    850

    950

    1050

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    8/858

    Izolacione razine

    Standardni izolacioni nivoi za podruje II Um 245 kV

    Najvii napon

    opreme(efektivnavrijednost)

    kV

    Standardni sklopni impulsni

    podnosivi napon

    Nazivni podnosivi

    Atmosferski udarninapon

    (tjemena vrijednost)

    kV

    Fazni naponkV

    (vrna vrijednost)

    Linijski napon(omjer prema vrnoj

    vrijednosti faznognapona)

    420 850

    950

    1050

    1,60

    1,50

    1,50

    1050

    1175

    11751300

    1300

    1425

    765 1300

    1425

    1550

    1,70

    1,70

    1,60

    1675

    1800

    18001950

    1950

    2100

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    9/859

    Usklaivanje otpornosti izolacije

    )U(.urezatitnograzinazatitna

    )U(izolacijenaponudarnipodnosivi

    fp

    i

    k =

    Koeficijent koordinacije izolacijeje odreen odnosom podnosivogudarnog napona izolacije i zatitne razine ureaja kojim titimo

    opremu

    Za fkse preporua:1,4za najvii pogonski napon do 24 kV

    1,2 za najvii pogonski napon od 24 kV do 380 kV

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    10/8510

    Koordinacija izolacije

    Odnos izmeu razina izolacije i zatitne razine

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    11/8511

    Statistika metodom koordinacije izolacije Sluajna priroda prenapona

    Sluajna priroda otpornosti izolacije

    Dimenzioniranje izolacije s obzirom na prenapone

    Rizik proboj

    Cijena rizika

    Dimenzioniranje zatitnih ureaja

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    12/8512

    Statistika metodom koordinacije izolacije Vjerojatnost prenapona F(U) i funkcija gustoe vjerojatnosti f(U)

    a) Pogonski prenaponi na kraju otvorenog voda

    b) Atmosferski prenaponi na krajevima izolatorskog lanca na

    dalekovodu

    a) b)

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    13/8513

    Statistika metodom koordinacije izolacije Sluajna priroda otpornosti izolacije

    a) Vjerojatnost da e izolacija biti probijena kod prenapona U0b) Odabrani podnosivi statistiki napon sa 10% proboja

    za regenerativnu izolaciju

    a) b)

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    14/8514

    Statistika metodom koordinacije izolacije Proraun rizika proboja izolacije

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    15/8515

    Statistika metodom koordinacije izolacije Dimenzioniranje tiene izolacije

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    16/85

    16

    Funkcije i veliine statistike koordinacije izolacije

    0

    )()( dUUfUPR

    Funkcija vjerojatnosti pojave prenapona F(U)

    Funkcija gustoe vjerojatnosti f(U) = dF(U)/dU

    Vjerojatnost proboja pri nekom naponu U0:P(U0)= n/Nnbroj proboja koji se dogodio

    Nukupni broj pokusa

    Rizik proboja

    Cijena rizika= Rizik proboja x Cijena posljedice proboja

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    17/85

    17

    Stupnjevanje izolacije u transformatorskoj stanici od 400 kV

    Koordinacija izolacije u postrojenju

    Izloena izolacija Izolacija koja nije izloena

    Izolacija koja nijekritina Izolacija koja je kritina

    Izolacija koja nije tiena odvodnicima Izolacija tiena odvodnicima

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    18/85

    18

    Odvodnikom se titi

    energetski transformator

    Odvodnik se postavlja ispredtransformatora

    Odvodnici prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    19/85

    19

    Odvodnikto je to?

    VN odvodnici

    prenapona

    Od d ik j ?

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    20/85

    20

    Odvodnik prenapona za naponesustava do 550 kV

    Odvodnikto je to?

    Od d ik j ?

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    21/85

    21

    Odvodnik prenapona za napone

    sustava do 800 kV

    Odvodnikto je to?

    Od d ik t j t ?

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    22/85

    22

    Odvodnik prenapona za podrujes izraenom seizmikomaktivnosti

    Odvodnikto je to?

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    23/85

    23

    Odvodnici prenapona 400 kV u TS

    400/110 kV Tumbri

    Odvodnikto je to?

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    24/85

    24VN odvodnici prenapona na vodu

    Odvodnikto je to?

    d d ik j

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    25/85

    25

    SN odvodnici prenapona (za AC i DC)

    Odvodnikto je to?

    Od d ik j ?

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    26/85

    26

    NN odvodnici prenapona

    Odvodnikto je to?

    Od d ik t j t ?

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    27/85

    27

    Ureaji prenaponske zatite(eng. Surge protective devices,

    njem. berspannungs-Schutzgerte)

    Odvodnikto je to?

    M t l k id l i

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    28/85

    28MO ploice (varistori) osnova odvodnika prenapona

    Metal oksidne ploice

    M t l k id l i

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    29/85

    29

    MO ploice (diskovi)

    Metal oksidne ploice

    M t l k id l i

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    30/85

    30

    Mikroskopska struktura varistora

    Metal oksidne ploice

    M t l k id l i

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    31/85

    31

    A i B - elektrode

    C - intergranularni sloj

    D - ZnO estice

    Mikroskopska struktura varistora

    Metal oksidne ploice

    Osnovni parametri MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    32/85

    32

    Osnovni parametri MO odvodnika prenapona

    Trajni radni napon odvodnika prenapona Uc

    Nazivni napon odvodnika prenapona Ur

    Nazivna odvodna struja odvodnika prenapona In

    Klasa odvoenja

    Nazivna specifina energetska podnosivost wr

    Max. preostali napon pri odvoenju struja oblika 8/20 s

    Max. preostali napon pri odvoenju struja oblika 30/60 s

    Tlani osigura

    Vanjska izolacija (kuite)

    Duljina klizne staze

    Podnosivo mehaniko optereenje

    Podnosiva struja oblika 4/10 s

    Osnovni parametri MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    33/85

    33

    Trajni radni naponUcodvodnika prenapona je maksimalnodozvoljena efektivna vrijednost napona nazivne frekvencije kojimoe biti trajno primijenjen izmeu prikljuaka odvodnika

    Nazivni napon odvodnika prenaponaUrpredstavlja maksimalnodozvoljenu efektivnu vrijednost napona, nazivne frekvencije,ogranienog trajanja (10 s), koji se moe primijeniti izmeuprikljuaka odvodnika prenapona poto je odvodnik apsorbiraodozvoljeni (nazivni) iznos energije

    Nazivna odvodna strujaodvodnika prenapona (In) je tjemenavrijednost impulsne (udarne) struje oblika 8/20 s

    Osnovni parametri MO odvodnika prenapona

    Karakteristika MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    34/85

    34

    U-I karakeristika MO odvodnika prenapona u direktno uzemljenoj

    420 kV mrei

    Karakteristika MO odvodnika prenapona

    Karakteristika MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    35/85

    35Normalizirana strujno-naponska (U-I) karakteristika MO odvodnikaprenapona In = 10 kA

    Karakteristika MO odvodnika prenapona

    Karakteristika MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    36/85

    36Zatitna karakteristika MO odvodnika prenapona

    Karakteristika MO odvodnika prenapona

    MO odvodnik prenapona u redovnom pogonu

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    37/85

    37

    Napon i pogonska struja odvodnika prenapona prikljuenog na fazni

    napon

    MO odvodnik prenapona u redovnom pogonu

    MO odvodnik prenapona u redovnom pogonu

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    38/85

    38

    FFT pogonske struje odvodnika prenapona (3., 5. i vii harmonici)

    MO odvodnik prenapona u redovnom pogonu

    FFT* Fast

    Fourierovatransform

    Termika stabilnost MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    39/85

    39

    Energetska podnosivost pri jednom odvoenju impulsne struje

    Energija apsorbirana u nekoliko mikro- ili mili-sekundi uzrokujenagla povienja temperature uz tlane i vlane sile koje djeluju nakeramike MO otpornike

    Energetska podnosivost se navodi kao specifina energetskapodnosivost u kJ/kV (nazivnog napona odvodnika)

    Termika stabilnost MO odvodnika prenapona

    Energetska podnosivost kod trajnog pogonskog napona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    40/85

    40Zagrijavanje i hlaenje MO odvodnika

    Stvarna termika granicastabilnosti tipino je izmeu170oC i 200oC

    Maksimalna energija koju odvodnik moe preuzeti i nakon koje semoe ponovo ohladiti pri normalnoj radnoj temperaturi

    Temperatura

    Stabilna pogonska

    toka

    Zagrijavanje

    Granica termike stabilnosti

    Zagrijavanje,

    hlaenje

    Termiki

    pobjeg

    Hlaenje

    Energetska podnosivost kod trajnog pogonskog napona

    Termika stabilnost MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    41/85

    41

    MO diskovi uniteni lokalnim termikim pregrijavanjem

    Termika stabilnost MO odvodnika prenapona

    Princip djelovanja MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    42/85

    42

    Odreivanja napona i struja odvodnika prenapona pri nailasku pravokutnog

    naponskog vala amplitude U1

    Princip djelovanja MO odvodnika prenapona

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    43/85

    43

    Strujni val i preostali napon na odvodniku prenapona

    Up

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

    Prenaponski val na osciloskopu

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    44/85

    44Tri negativna i dva pozitivna prenaponska vala

    Prenaponski val na osciloskopu

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    45/85

    45

    Pozitivni prenaponski val amplitude 20 kV i preostali napon na

    odvodniku prenapona

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    46/85

    46

    Negativni prenaponski val amplitude ~20 kV i preostali napon na

    odvodniku prenapona

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    47/85

    47elo vala 1.2/50 s

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    48/85

    48

    Pozitivni prenaponski val amplitude ~20 kV i preostali napon na

    odvodniku - zoom

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    49/85

    49Prenaponski val 0.2/50 s i preostali napon na odvodniku

    Djelovanje MO odvodnika prenapona

    Osnovni parametri MO odvodnika prenapona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    50/85

    50

    Trajni radni napon (prema IEC - Uc)

    Napon pogonske frekvencije pri kojem odvodnik moe radititrajno bez ikakvih ogranienja

    Preporuka IEC: trajni radni napon barem 5% veiod najviegdozvoljenog napona mree (harmonici)

    Nazivni napon= 1.25 x trajni radni odvodnika

    Odvodnik se ne smije trajno prikljuiti na nazivni napon, ve uvremenu do 10 sekundi

    Neki proizvoai dozvoljavaju vrijeme do 100 sekundi

    Osnovni parametri MO odvodnika prenapona

    Odabir MO odvodnika prenapona prema EN 60099-5

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    51/85

    51

    Maksimalni pogonski

    napon(Um)

    Prihvatljive

    granice((Uwl/Upl)- 1)x100

    ((Uws/Ups)- 1)x100

    Odabir sljedee vee

    energetske klase

    Raunanje zatitnih razina

    Zatitne razine odvodnika, Upl

    i Upspri odreenim strujama

    Podnosivi naponi opreme

    (Uwl, Uws)

    Odabirelektrinih

    karakteristikazavren

    Uzemljenje zvjezdita

    Trajanje zemljospoja

    Nazivni napon (Ur0)

    Nazivni napon

    (Ur1..m=Utov1/T1...Utovn/Tn)

    [TOV krivulje]

    Energija (Vod/Oprema) Energetska klasa i tip

    odvodnika

    Odabrani nazivni napon= maksimum (Ur0, Ur1,...Um)

    Privremeni prenaponi

    DA

    NE

    p p p

    Odabir MO odvodnika prenapona prema EN 60099-5

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    52/85

    52

    Otpornost na kratki

    spoj

    Podnosiva vrstoa

    vanjske izolacije

    Duljina klizne staze

    Mehanika vrstoa

    Odabir

    kuita

    zavren

    p p p

    Zatitna razina

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    53/85

    53

    Zatitna razina za atmosferske prenapone predstavlja napon nastezaljkama odvodnika kod protjecanja impulsne nazivne struje

    odvoenja kroz odvodnik

    Atmosferski strujni impuls:

    vrijeme trajanja:

    porasta ela 8 s

    polovice hrpta 20 s

    Zatitna razina

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    54/85

    54

    Prenaponi u VN EES-u u zavisnosti od vremena trajanja (1 p.u. = 2

    U/ 3)

    Preostali napon

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    55/85

    55

    Preostali napon odvodnika prenapona (Ur= 336 kV) nazivna

    struja odvoenja (In

    = 10 kA)

    p

    Zatita opreme MO odvodnicima

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    56/85

    56

    Standardni podnosivi naponizolacijeUiopreme(atmosferski,sklopni)

    Preporuka (IEC 60071-2) Najvii napon koji se smije pojaviti za neobnovljivu izolaciju mora za

    faktor 1.15 ostati ispod podnosivog napona

    Primjer: Za 420 kV opremu Ui=1425 kV, tj. napon na njoj ne smije prijei

    1239 kV

    Zatitna razina za amosferskeg prenapone od 823 kV odvodnika ini

    se potpuno dovoljnom zatitom (?!)

    Zatitna zona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    57/85

    57

    Zatitna zona odvodnika prenapona

    a

    zi

    X

    UUstg 2sUUX zi

    a2

    s

    vUUX zia

    2smkVs smvskV

    Nailazak prenaponskog vala na transformator

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    58/85

    58

    Nailazak prenaponskog vala na transformator

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    59/85

    59

    100

    200

    300

    400

    500600

    700

    800

    900

    1000

    0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

    0,1

    0,2

    0,3

    0,4

    0,5

    0,6

    0,7

    0,8

    0,9

    1,0

    kV

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    1000

    100

    100

    200

    200300

    300400

    500

    423

    323

    400

    500

    400

    500

    423

    323

    400

    500423

    100

    200

    300

    223

    123

    23

    -77

    -177

    500

    Bewley-ev mreni dijagram

    p p g

    Nailazak prenaponskog vala na transformator

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    60/85

    60

    Oscilogrami napona na odvodniku i transformatoru

    p p g

    Nailazak prenaponskog vala na transformator

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    61/85

    61Odvodnik prenapona instaliran uz transformatoru (optimalno)

    Induktivni pad napona

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    62/85

    62

    Prikljuakodvodnika postrojenju 420 kV

    UL= L x di/dt

    UL=6,5 H x 10 kA/ s

    UL= 65 kV

    L = 1 H/m

    di/dt = 10 kA/ s

    Struje vee od nazivne

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    63/85

    63

    Zatitna razina je preostali napon pri nazivnoj struji odvoenja

    Impulsne struje viih amplitudavei preostali naponom

    Impulsne struje veih strminavei preostali naponom

    Faktor 1.4 (najmanje) izmeu standardnog podnosivogatmosferskog napona tiene oprema i zatitne razine odvodnika priatmosferskom prenaponu

    Zatitno djelovanje odvodnika dobro je provjeriti raunalnimproraunom (EMTP)

    Zatita nadzemnih vodova od atmosferskih pranjenja

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    64/85

    64

    Poveanje pouzdanosti i raspoloivosti nadzemnih vodova moe sepostii jednom od sljedeih mjera

    Izgradnjom novog voda (esto preskupo i nepraktino)

    Poveanjem izolacijske razine (poveanjem nazivnog napona iprirodne snage)

    Unapreenjem sustava uzemljenja (smanjenjem otpora

    uzemljenja) Instalacijom dodatnog zatitnog ueta

    Zatitom izolacije voda odvodnicima prenapona

    Odvodnici se postavljaju paralelno izolatorskim lancima

    Koristi se termin odvodnik prenapona na vodu (engl. Line SurgeArrester - LSA)

    Odvodnik prenapona na vodu

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    65/85

    65

    Metal oksidne

    ploice

    Serijski

    spojeno

    iskite

    Odvodnik s

    iskritem

    Odvodnik bez

    iskrita

    Izvedbe odvodnika prenapona na vodu

    Bez iskrita

    S iskritem

    Odvodnik prenapona na vodu s iskritem

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    66/85

    66

    odvodnik

    Serijski spojeniskrite

    Prije postavljanja odvodnikaprenapona na vodu potrebno jeodrediti veliinu iskrita

    Pomona oprema odvodnika nesmije naruiti izolaciona svojstva

    Odvodnik prenapona na vodukarakteristika

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    67/85

    67

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    0.00001 0.001 0.1 10 1000 100000

    Struja (A)

    Napon

    (kV)

    Ires=100 A

    U redovnom pogonu metal oksidni odvodnikpredstavlja velik otpor pa je struja kroz

    odvodnik bez iskrita vrlo malena

    Odvodnik s iskritem je odspojen od napona

    Odvodnik prenapona na vodu s iskritem

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    68/85

    68

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    0.00001 0.001 0.1 10 1000 100000

    Struja (A)

    Napon

    (kV)

    PreskokIres=100 A

    In=10 kA

    Pri pojavi prenapona dolazi do preskoka na iskritu odvodnika inapon na izolatorskom lancu je ogranien preostalim naponomodvodnika, koji je nii od preskonog napona izolatora

    Energija groma se apsorbira te je izolacijska oprema sigurna

    Odvodnik prenapona na vodu s iskritem

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    69/85

    69

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    0.00001 0.001 0.1 10 1000 100000

    Current (A)

    Voltage(kV)

    PreskokIres=100 A

    In=10 kA

    Preostali napon na stezaljkama odvodnika je ogranien nadoputenu razinu zbog nelinearne karakteristike

    Nakon prolaska prenapona MO elementi smanjuju struju (unekoliko ms), pa dolazi do gaenja el.luka na iskritu

    Nema potrebe za iskljuenjem prekidaa u postrojenju

    Odvodnik prenapona na vodu s iskritem - prednosti

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    70/85

    70

    Kompaktan oblikveliina odvodnika prenapona moe bitireducirana jer odvodnik nije trajno pod visokim naponom

    Kompatibilan s kratkim izolatorskim lancima to olakava njegovopostavljanje i smanjuje cijenu koritenja

    Izostanak stalnog naprezanja metaloksidnih ploica i kuita starenje je sporije, a pouzdanost rada vea

    Nema naruavanja opskrbe u sluaju unitenja ZnO ploica

    razmak iskrita je dovoljan za osiguravanje pogona u sluajevimapojave sklopnih ili privremenih prenapona

    Energetska optimizacijaiskrite je dimenzionirano tako da nemapreskoka u sluajevima pojave sklopnih prenapona, koji mogu

    predstavljati vee energetsko optereenje za odvodnik omoguava koritenje ZnO ploica klase 1 (optimizacija koritenjaenergije)

    Odvodnik prenapona na vodu s iskritem - nedostatci

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    71/85

    71

    Mogue komplikacije pri ugradnji

    Dimenzija iskrita se moe promijeniti u pogonu

    Energetska raspodjela kod udara munje je nejednolika

    Nuna je precizna koordinacija V-t krivulje izolatorskog lanca i

    duljine iskrita

    Nije mogua instalacija bez prekida napajanje

    Ne pomae pri redukciji sklopnih prenapona

    Postoje potekoe u nadzoru

    Odvodnik prenapona na vodu bez iskrita

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    72/85

    72

    Odvodnici prenapona na vodu beziskrita se mogu koristiti za redukciju

    kako atmosferskih tako i sklopnihprenapona na nadzemnim vodovima

    Energija groma se raspodjeljuje na vieodvodnika spojenih na vodu bez

    vremenskog zakanjenja

    Ovo vano svojstvo je posebno vanopri viestrukim udarima munje navodove bez zatitnog ueta

    Takoer, i pri sklopnim prenaponimaenergija se raspodjeljuje na vieodvodnika

    Odvodnik prenapona na vodu bez iskrita - znaajke

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    73/85

    73

    Metalniuvriva

    eljezna kuka

    Stezaljka

    Diskonekcijski

    ureajDozemna

    stezaljka

    Uzemljivaki

    kabel

    Priguna masa spojena nadozemnu stezaljku za

    smanjenje ljuljanjaDiskonekcijski

    ureajUzemljivaki

    kabel

    Pemosnica

    Odvodnik prenapona na vodu bez iskrita - prednosti

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    74/85

    74

    Odvodnici prenapona na vodu bez iskrita se mogu koristiti zaredukciju i atmosferskih i sklopnih prenapona na vodovima

    Oblik im je jednak kao i odvodnicima u postrojenjima Jednostavno se postavljaju u pogon

    Energija groma se dijeli meu vie odvodnika spojenih na vodu bezvremenskog zatezanja

    Mogua je vizualna provjera stanja odvodnika preko stanjadiskonekciskog ureaja

    Jednostavno se nadziru

    U sluaju unitenja odvodnika diskonekcijski se ureaj odvaja iiskljuuje odvodnik iz pogona

    Mogue je odravanje za vrijeme pogona

    Odvodnik prenapona na vodu bez iskrita - nedostatci

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    75/85

    75

    Diskonektor je esto krhak i moe se mehaniki otetiti

    ZnO ploice su pod stalnim optereenjem napona pogonskefrekvencije te privremenih i sklopnih prenapona

    Mogu se javiti problemi u radu izazvani oneienjem

    Sustav za monitoring u VN postrojenju

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    76/85

    76

    MO odvodnikbez iskrita

    Postolje

    odvodnika

    Sonda

    polja

    Uzemljenje

    Strujna

    sonda

    LCMUreaj za monitoring

    struje odvoenja

    Izolatorska

    podloga

    IEC 60099-5: LCM koristi metode za monitoring procesa starenja i

    mogueg nastanka kvara odvodnikakoje su najpouzdanije zamonitoring i testiranje u pogonu.

    Sustav nadzora rada odvodnika prenapona na vodu

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    77/85

    77

    LSA

    C

    CT

    SP

    A

    LSA Odvodnik prenapona na vodu

    C Upravljaki procesor

    CT Strujni transformatorSP Solarni panel

    A Antena (WiFi. GPRS/EDGE)

    Server

    Beinakomunikacija

    Sustav nadzora rada odvodnika prenapona na vodu

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    78/85

    78

    1 odvodnikna stupu

    2 odvodnika

    na stupu

    Odvornici prenapona na vodu StonKomolac

    Nove tendencije u prenaponskoj zatiti

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    79/85

    79

    Odvodnik prenapona na vodu i zatezni izolatorski lanac

    Odvodnik prenapona integrira se u opremu i postaje njen diokombiniran u zajednikom ureaju

    Nove tendencije u prenaponskoj zatiti

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    80/85

    80

    Integrirajua zatita

    Dananja praksa je zatita samo kritinih toaka

    Zatitne sheme e se razvijati prema mrei irokorasprostranjene zatite

    Primjena naroito u izravno uzemljenim mreama ili sustavima sbrzim prekidanjem dozemnog spoja

    Nee postojati problemi Zatitnih zona - napon nikada nee prelaziti preostali napon

    Duljine i naina prikljuka odvodnika

    Nove tendencije u prenaponskoj zatiti

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    81/85

    81

    Odnos izmeu standardnih podnosivih napona opreme, i zatite kojunude suvremeni odvodnici prenapona:

    U osnovnaizolacijska razina

    (1 pu = Um/ 3);

    Umefektivnavrijednost

    linijskog napona;

    Zeleno - Standardni podnosivi naponi opreme

    CrvenoZatitna razina odvodnika (za atmosferske prenapone)

    Nove tendencije u prenaponskoj zatiti

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    82/85

    82

    Prijedlog izolacionih razina za dimenzioniranje dinamike izolacije

    Mogu se oekivati nie izolacione razine opreme

    Nedostatak integracije - ureaj s integriranim odvodnikom morao bi bitidimezioniran s obzirom na preoptereenje odvodnika

    Nestajati e granica izmeu izolacije i zatite i sama e izolacija obavljatifunkciju odvodnika prenapona

    Um

    kV

    Napon u

    pogonu

    1 p.u.

    (vrna

    vrijednost)

    kV

    Zatita sustava

    Izolacija Odvodnici Izolacija

    Dananji IECBIL

    kV

    Kruto

    uzemljenje

    UpkV

    Nema

    uzemljenja

    kV

    Novi BIL

    zahtjevi

    kV

    12 9.8 60/75 20 34

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    83/85

    83

    Odvodnik integriran s

    nosivim izolatorom

    24-kV odvodnik (sredina-lijevo) i

    provodni izolator(lijevo) integrirani u

    cjelinu (sredina-desno) sa zavretkom(desno)

    Filmovi

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    84/85

    84

    SN OP s silikonskimkuitem

    OP na vodu

    Seizmiki test OP

    Sveuilite u Zagrebu

  • 7/22/2019 Prenaponi u Mrezama 2011 3

    85/85

    PRENAPONI U MREAMA

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

    Doc.dr.sc. Viktor Milardi, dipl.ing.

    gFakultet elektrotehnike i raunarstva

    Poslijediplomski doktorski studij