1PRISTUP UZEMLJENJU ZVJEZDITA SREDNJENAPONSKIH MREASAETAKU svjetskoj praksi koristi se nekoliko nacina uzemljenja zvjezdita srednjenaponskih mrea. Svakinacin ima odredene prednosti, ali i nedostatke. Stoga se odluka o nacinu uzemljenja provodi posebno zasvaku trafostanicu, obzirom na specificnost mree prikljucene na trafostanicu.Tretmanzvjezditautjeceinapouzdanostopskrbekupaca,touuvjetimaotvorenogtritaselektricnom energijom dobiva sve vecu vanost. Osim tehnickog vaan je i ekonomski pristup obzirom dase pojedina rjeenja mogu znacajno razlikovati.UradusuopisanarjeenjakojasekoristeuElektroprimorjuRijeka.Takodersupredstavljeniusvojeni kriteriji za odabir nacina uzemljenja, koji se koriste pri planiranju izgradnje novih trafostanica kaoi pri rekonstrukciji postojecih trafostanica.Kljune rijei: uzemljenje zvjezdita, Petersenova prigunica, zatita, kratki spoj, pouzdanostopskrbe, SN mreaNEUTRAL POINT TREATMENT IN DISTRIBUTION NETWORKSSUMMARYThere are several different approaches to earthing a neutral point in MV networks. Every one hascertainadvantagesanddisadvantages.Therefore,theapproachvariesfromonesubstationtoanotherand is dependent on parameters of a network connected to specified substation.Neutralpointtreatmentaffectsthereliabilityofpowersuppliedtoacustomer,whichisofgreatimportancein conditionsofopenelectricitymarket.Apartfromtechnical,economicalaspects mustalsobe taken into consideration, as the final solution might be greatly dependent on them.This paper describes different solutions as used by Elektroprimorje Rijeka. In addition, the paperprovidestheacceptedcriteriaforchoosingthewayofearthing,whichareusedinplanningthenewsubstations or in altering the existing ones.Key words: neutral point earthing, Petersen coil, protection, short circuit, reliability of supply,MV networkdr. sc. Vitomir Komen, dipl. ing. el.HEP-ODS d.o.o., Elektroprimorje Rijekavitomir.komen@hep.hrVojko Sirotnjak, dipl. ing. el.HEP-ODS d.o.o., Elektroprimorje Rijekavojko.sirotnjak@hep.hrRenato Cucic, dipl. ing. el.HEP-ODS d.o.o., Elektroprimorje Rijekarenato.cucic@hep.hrHRVATSKI OGRANAK MEUNARODNEELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE HO CIRED1. savjetovanjeibenik, 18. - 21. svibnja 2008.SO1 1821. UVODNacinuzemljenjazvjezditaimavelikznacajzapogonmree.Obziromnarazlicitevrsteuzemljenjaumreiseprilikomjednopolnihdozemnihkvarovamogupojavitirazlicitevrijednostiiobliciprenapona i struja kvara. Statisticki podaci pokazuju da se u mijeanim distributivnim mreama najcecepojavljujuupravotikvarovi.Ovisnootretmanuzvjezditadozemnikvarpredstavljazemljospojilijednopolni kratki spoj.Upocetnojfazirazvoja,razdjelnesrednjenaponskemreeuHrvatskojradilesuupogonusizoliranimzvjezditem.Pritakvompogonuustanovljenjevelikbrojkvarovauzrokovanihunutranjimprenaponimakodzemljospojeva.Stogasejesedamdesetihiosamdesetihgodinaprologstoljeca,pouzorunarjeenjaizfrancuskihrazdjelnihmrea,najprijepristupilouzemljenju35kVmreaprekodjelatnog otpora male vrijednosti, uz ogranicenje struje jednopolnog kvara na 300 A ili 1000 A (ovisno okarakteristikamamrea).ObziromdasenaponidodiraunutariuokoliniTS110/35kViTS35/10kVmogurelativnojednostavnoodratiupropisanimgranicama,urazdjelnim35kVmreamauglavnomnema vecih problema s uzemljenjem zvjezdita.Uslijeddobrihpogonskihiskustavasuzemljenjima35kV mrea,osamdesetihgodinanaslicannacinprelaziseinaintenzivnijeuzemljenje10(20)kVmrea.Medutimproblemuzemljenjazvjezdita10(20)kVmreaznatnojesloenijizbogmnogostroihpropisaoopasnimnaponimadodirauTS10(20)/0,4kVipripadnimniskonaponskimmreama.Tehnickipropisiodredujuapsolutneiznosepotencijala koji se ovisno o vremenu isklapanja kvara, smiju pojaviti na uzemljivacima TS 10(20)/0,4 kV.Usvojenajepraksa,dasekodprovedbeuzemljenja10(20)kVmreaprekodjelatnogotporamalevrijednosti, koriste otpornici nazivnih struja 150 A i 300 A.Prijelazom10kVrazdjelnihmreana20kVnaponskurazinu,teprijelazomnadirektnutransformaciju110/20kV(veciobimmree)iirenjemmreauglavnomkabliranjem,kapacitivnakomponenta struje jednopolnog kratkog spoja znacajno se povecala u posljednjih dvadesetak godina [1].Stoga u nekim 20 kV mreama nije vie zadovoljen uvjet radnog karaktera struje jednopolnog kvara (uvjetzaprihvatljivurazinuunutranjih prenapona).Takoder,porastomstrujejednopolnogkvaraoteavajuseuvjetizaizvedbuuzemljenjaTS10(20)/0,4kV,apovezanisopasnimnaponimadodira.Slijedomnavedenograzvijalasusetehnickarjeenjazaotklanjanjetogproblema.Rjeenjasezasnivajunakompenzacijikapacitivnekomponentestrujejednopolnogkratkogspojapomocuprigunicesmjeteneizmeduzvjezditaiuzemljenjatrafostanice.Uzto,otvaranjemtritaelektricneenergije,pojaviosezahtjevza vecom kvalitetom opskrbe elektricnomenergijom.Vecu kvalitetu opskrbe uz odredene uvjetemoguce je postici primjenom automatske kompenzacijske prigunice ili shunt prekidaca.2. NAINI UZEMLJENJA ZVJEZDITAPristup uzemljenju zvjezdita srednjenaponskih mrea razlikuje se od drave do drave. Na nacinuzemljenja zvjezdita utjecu brojni cimbenici.Jedan od osnovnih je velicina kapacitivne struje.U Europiseprijekrenulousustavnokabliranje,tesusestogaposljedicevelikihkapacitivnihstruja(npr.nuanprelazak pogona s maloohmskim uzemljenjem u pogon s rezonantnim uzemljenjem u Francuskoj) osjetileprije nego u Hrvatskoj.Velik broj koritenih nacina uzemljenja zvjezdita u svijetu razlog je ustupaka izmedu dva glavna imedusobno suprotna zahtjeva [2]:a)smanjivanje amplitude struje zemljospoja, to moe uzrokovati tekoce pri otkrivanju kvarovab)doputanje vecih amplituda struja zemljospoja, to olakava detekciju zemljospoja, ali moeuzrokovati opasne napone dodira, a u tom slucaju je i povecan broj ispadaNa podrucju Elektroprimorja Rijeka koriste se cetiri nacina uzemljenja zvjezdita 20(10) kV mrea:a)izolirano zvjezditeb)maloohmsko uzemljenjec)djelomicna kompenzacijad)rezonantno uzemljenjeUzproblematikuuzemljenjazvjezditavezanajeiprimjenashuntprekidacaobziromdasesastajalitakvaliteteopskrbeelektricnomenergijomupotrebomistogmoeposticislicanefektkaougradnjom prigunice (rezonantno uzemljenje).32.1.Izolirano zvjezditeZvjezdita 10(20) kV mrea u pocetku su bila neuzemljena (izolirana). Danas je tendencija da setakvisustavizbogsvojihnedostatakanaputaju.Utakvimsustavimazvjezditejeodvojenoodzemlje.Jedinispojsazemljomostvarujeseprekodozemnihkapacitetadalekovodaikabela.Prinastankuzemljospojastrujetekuprekodozemnihkapacitetazdravihfaza(Slika1.).Uzzanemarenjeodvodaiuzdunih impedancija struja na mjestu kvara ovisi o kapacitivnoj struji mree i o prijelaznom otporu.20 kV sabirniceIIL3vod u kvaru U0UL1UL3UL2' ' 'svi zdravi vodovi

L2 IIL3 L2 L1L2L3L1L2L3Slika 1. Prilike pri kvaru uz izolirano zvjezdite te vektorski dijagram napona i strujaVektorski dijagramprikazan na Slici 1. vrijedi za tzv. metalni zemljospoj.Pri malim vrijednostimaprijelaznogotpora,naponzvjezditapriblinojejednakfaznomnaponu.Faktorprenaponauzdravimfazamaustacionarnomdijelukvarauznekimaliprijelazniotpormoeiznositido1,9.Utranzijentnomdijelu kvara faktor prenapona moe imati znatno vie vrijednosti u slucaju intermitirajuceg zemljospoja.Prednosti mrea s izoliranim zvjezditem:a)prilikomzemljospoja,kojistatistickipredstavljanajcecikvar,uslucajurelativnomalekapacitivne struje dolazi do samogaenja kvara ukoliko je rijec o prolaznom kvaru, odnosnokvarnivodseutomslucajuneisklapa,tesetimepozitivnoutjecenakvalitetuopskrbeelektricnom energijomb)zbogrelativnomalestrujezemljospoja,uvjetizaizvedbuuzemljivacaTS20(10)/0,4kVunacelu nisu problematicnic)jednostavnost odnosno ekonomicnost izvedbeNedostaci mrea s izoliranim zvjezditem:a)umreamasizoliranimzvjezditemmogucajepojavaintermitirajucihprenapona,sarelativnovisokimfaktoromprenapona,kojimoguuzrokovatidvostrukizemljospojudrugimdijelovima mreeb)unutranji prenaponi su vii nego u uzemljenim mreamac)oteana je detekcija kvarova u odnosu na uzemljene mreed)kod vecih kapacitivnih struja ne dolazi do samogaenja struja prolaznih zemljospojevaZbogopisanihnedostataka,premapostojecimpropisimauHrvatskojsrednjenaponskemreemogubitiupogonusizoliranimzvjezditemuzuvjetdakapacitivnestrujezemljospojaneprelazevrijednostinavedeneuTabliciI.Ukolikokapacitivnestrujeprelazenavedenevelicine,preporucaserazdvajanje mrea ili uzemljenje zvjezdita.UL2'UL3'UL3UL1UL2U0UL1= -ICIC-II IIk1ImReIL3_L3_L2_L2_4Tablica I. Granicne vrijednosti dozvoljenih kapacitivnih strujaNazivni napon mree Un [kV]Kapacitivna struja Ic [A]35 1020 1510 20Zausporedbu,unjemackompropisuVDE0228(1987),kaomaksimalnavrijednoststrujezemljospojaprikojojsesmatradasuostvareniuvjetisamogaenjau20kVmreipriizoliranomzvjezditunavodisevrijednost35A.Sdrugestraneufinskojliteraturi[3]naosnoviuzorakamjerenihvelicina, navodi se da je ta granica znatno nia.2.2.Maloohmsko uzemljenjeOsnovniciljprelaskapogonaizsustavasizoliranimzvjezditemusustavsmaloohmskimuzemljenjemjesmanjenjeunutranjihprenaponaiomogucivanjepouzdanijegradazatite.Osimtoga,time se takoder uklanja mogucnost pojave intermitirajucih prenapona.Prilikom odabira otpornika potrebno je uzeti u obzir dva u osnovi suprotna kriterija. S jedne stranepoeljna je to manja struja zbogniih naponadodira, dok je sdruge strane poeljnoda strujaima toveciiznos,jersuutomslucajuunutranjiprenaponikojiprilikomkvarovanapreuizolacijunii.Dabiunutranji prenaponi biliunutar prihvatljivih vrijednosti, izborom otpornika treba se postici preteno radnikarakter struje kvara na mjestu jednopolnog kratkog spoja. To je moguce ako je zadovoljen kriterij IR : IC