1PRIJELAZNE POJAVE I PRIJELAZNE POJAVE I ELEKTROMAGNETSKA ELEKTROMAGNETSKA

KOMPATIBILNOSTKOMPATIBILNOST

Prof.dr.sc. Ivo Uglei, dipl.ing.Dr.sc. Viktor Milardi, dipl.ing. Mr.sc. Milivoj Mandi, dipl.ing.

Boidar Filipovi-Gri, dipl.ing.http://www.fer.hr/predmet/ppek

2Izvori prijelaznih pojavaIzvori prijelaznih pojava Prijelazne pojave u EES-u mogu biti uzrokovane:

Atmosferskim pranjenjima (posljedica su atmosferski prenaponi), Sklopnim manipulacijama u postrojenju (posljedica su sklopni prenaponi).

PRIJELAZNI

POLAGANI BRZI VRLO BRZI(sklopni) (atmosferski)

sTp 205000 220 Tms

sTp 1.020 2300 Tms

nsT f 3100 MHzf 1003.0 1 kHzf 30030 2

tTms 3

sTt 250=sT 25002 =

sT 2.11 =sT 502 =

(*)

Ispitivanjesklopnim impulsom

Ispitivanjeatmosferskim

impulsom

(*)

VRSTE NAPONA

NISKA FREKVENCIJA

TRAJNI PRIVREMENI

Obliknapona

Podrujeoblika napona

f = 50 ili 60 HzsTt 3600

Hzf 50010 sTt 03.03600

Standardni oblik

napona

f = 50 ili 60 HzTt (*)

Hzf 6248 sTt 60=

Standardno ispitivanje

podnosivosti

(*) Ispitivanje kratkotrajnim

naponom 50 Hz

3Strujno-naponska (I-U) karakteristika a) idealnog i b) realnog odvodnika prenapona

Odvodnici prenapona - princip djelovanjaOdvodnici prenapona - princip djelovanjaNa slici je prikazana nelinearna strujnonaponska (I-U) karakteristika

idealnog a) i nekog realnog b) odvodnika prenapona.

4Petersenovo praviloPetersenovo pravilo

Odreivanja napona i struja odvodnika prenapona pri nailasku pravokutnog naponskog vala amplitude U1

U1

Z1

MO Odvodnik prenaponaR=f(U)

R=f(U)

Z1

2U1

IR

(IR=0; UR=2U1)

I(IR=2U1/Z1; UR=0)

U

A

IRA

URA

IR=f(UR)

5Prenaponi u VN EES-u u zavisnosti od vremenatrajanja (1 p.u. = 2 U/3).

Zatita MO odvodnicima prenaponaZaZatita MO odvodnicima tita MO odvodnicima prenaponaprenapona

Naponi koji se mogu pojaviti u mrei

Podnosivi napon opreme

Napon ogranien odvodnikom

Trajanje prenapona

Privremeni prenaponi

(sekunde)

Najvii napon mree

(trajno)

Sklopni prenaponi

(milisekunde)Atmosferski prenaponi

(mikrosekunde)

6U-I karakteristika MO odvodnika u direktnouzemljenoj 420 kV mrei

U-I karakteristika MO odvodnikaUU--I karakteristika MO odvodnikaI karakteristika MO odvodnika

Tjemena vrijednost struje / A

Tjemena vrijednost napona / kV

Nazivna struja In=10 kA

10 kA preostali napon = zatitni nivo za atmosferske prenapone 823 kV

Tjemena vrijednost trajnog radnog napona 2Uc= 2 268 kV = 379 kV

Tjemena vrijed. nazivnog napona 2Ur= 2 336 kV = 475 kV

Pogonska struja Ires=100 A

Tjemena vrijednost faznog napona 2Ul/ 3= 2 242 kV = 343 kV

7 Zatitni nivo je preostali napon pri nazivnoj strujiodvoenja. Impulsne struje viih amplituda - vei preostali napon.

Impulsne struje veih strmina - vei preostali napon.

Faktor 1.4 (najmanje) izmeu standardnog podnosivogatmosferskog napona tiene oprema i zatitnog nivoaodvodnika pri atmosferskom prenaponu.

Zatitno djelovanje odvodnika dobro je provjeritikompjuterskim proraunom.

Struje odvoenja vee od nazivnihStruje odvoenja veStruje odvoenja vee od nazivnihe od nazivnih

8 Energetska podnosivost pri jednom odvoenjuimpulsne struje.

Energija apsorbirana u nekoliko mikro-ili mili-sekundiuzrokuje nagla povienja temperature uz tlane i vlanesile koje djeluju na keramike MO otpornike.

Energetska podnosivost se navodi kao specifinaenergetska podnosivost u kJ/kV (nazivnog naponaodvodnika).

Termika stabilnost MO odvodnikaTermiTermika stabilnost MO odvodnikaka stabilnost MO odvodnika

9Prikljuak odvodnika postrojenju 420 kV

Induktivni pad napona na prikljuku MO odvodnikaInduktivni pad napona na prikljuku MO odvodnikaNadzemni vodi

Spojno ue

Odvodnik

Postolje

Zemlja kVUskAHU

dtdILU

skAdtdI

mHL

L

L

L

100/1010

/10

/1

=

=

=

=

=

10

Standardni podnosivi napon izolacije Ui opreme(atmosferski, sklopni). Preporuka (IEC 60071-2): Najvii napon koji se smije pojaviti za neobnovljivu

izolaciju mora za faktor 1.15 ostati ispod podnosivognapona.

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

prijei 1239 kV. Zatitna razina za amosferske prenapone od 823 kV ini se

potpuno dovoljnom zatitom (?!).

Zatita opreme MO odvodnicimaZatita opreme MO odvodnicima

11

Napon i pogonska struja odvodnika prikljuenog nafazni napon

Napon i struja odvodnikaNapon i struja odvodnikaU/kV I/mA

t/ms

Struja

Napon

12

Preostali napon odvodnika prenapona(Ur = 336 kV) nazivna struja odvoenja (In = 10 kA)

Preostali napon odvodnikaPreostali napon odvodnikaU/kV I/kA

t/s

Napon

Struja

13

Zatitna razina za atmosferske prenapone predstavlja napon na stezaljkama odvodnika kod protjecanjaimpulsne nazivne struje odvoenja kroz odvodnik.

Atmosferski strujni impuls: vrijeme trajanja:

porasta ela 8 s,

polovice hrpta 20 s.

Zatitna razinaZatitna razina

14

Trajni radni napon (prema IEC - Uc): Napon pogonske frekvencije pri kojem odvodnik

moe raditi trajno bez ikakvih ogranienja. Preporuka IEC: trajni radni napon barem 5% vei od

najvieg dozvoljenog napona mree (harmonici).

Nazivni napon = 1.25 x trajni radni napon odvodnika. Odvodnik se ne smije trajno prikljuiti na nazivni napon,

ve u vremenu od 10 sekundi. Neki proizvoai dozvoljavaju vrijeme do 100 sekundi.

Parametri MO odvodnika prenaponaParametri MO odvodnika prenapona

15

U-I karakteristika MO odvodnikaUU--I karakteristika MO odvodnikaI karakteristika MO odvodnika

16

A , B elektrode; C - intergranularnisloj;D - ZnO estice.

Mikroskopska struktura varistora

Metal-oksidni odvodniciMetal-oksidni odvodnici

17

Ploice MO odvodnikaPloice MO odvodnika

18

Mikroskopska struktura varistora

Ploice MO odvodnikaPloice MO odvodnika

19

Odvodnici s polimernim kuitemOdvodnici s polimernim kuitem

20

Odvodnici s porculanskim kuitemOdvodnici s porculanskim kuitem

21

ABB EXLIM odvodnici sa porculanskim kuitemABB EXLIM odvodnici sa porculanskim kuitem

22

ABB PEXLIM odvodnici sa silikonskim kuitemABB PEXLIM odvodnici sa silikonskim kuitem

23

ABB EXLIM T za napone sustava do 800 kVABB EXLIM T za napone sustava do 800 kV

24

ABB PEXLIM P-T za napone sustava do 550 kVABB PEXLIM P-T za napone sustava do 550 kV

25

Odvodnik za podruje sa izraenom seizmikom aktivnostiOdvodnik za podruOdvodnik za podruje sa izraje sa izraenom seizmienom seizmikom aktivnostikom aktivnosti

26

MO odvodnik prenapona je glavna komponenta prenaponske zatite prijenosnih sustava.

MO odvodnik je jeftina komponenta koja titi najvanije i najskuplje komponente u EES-u.

MO odvodnik sa polimernim kuitem mogue je postaviti direktno na stupove dalekovoda (nema potrebe za pojaavanjem konstrukcije stupa).

Mogue je provoditi on-line monitoring stanja odvodnika i testiranje u pogonu.

MO odvodnik MO odvodnik prenaponaprenapona

27

Sustav za monitoring u VN postrojenjuSustav za monitoring u VN postrojenju

MO odvodnik

bez iskrita

Postolje

odvodnika

Sonda

polja

Uzemljenje

Strujna

sonda

LCM Ureaj za monitoring

struje odvoenja

Izolatorska

podloga

IEC 60099-5: LCM koristi metode za monitoring procesa starenja i mogueg nastanka kvara odvodnika koje su najpouzdanije za monitoring i testiranje u pogonu.

28

Ako se dio opreme u postrojenju sastoji od dva ili vie ureaja od

kojih je jedan odvodnik prenapona radi se o integriranom odvodniku.*

Integrirani sustavi MO odvodnika - primjenaIntegrirani sustavi MO odvodnika Integrirani sustavi MO odvodnika -- primjenaprimjena

Odvodnici koji se koriste kao

potporni izolatori u 420 kV stanici

Odvodnici kao dio rastavljaa sa

sredinjim rastavljanjem Um=420 kV

*R.S. Perkins, F. Greuter, V. Hinrichsen, B. Richter, Integrated Surge Arrester SystemsCIGR WG A3.17 on surge arresters "Evaluation of stresses of SA and appropriate test procedures

29

Odabir

elektrinih

karakteristika

zavren

DA

NE

Odabir MO odvodnika Odabir MO odvodnika prenaponaprenapona

30

Otpornost na kratki

spoj

Podnosiva vrstoa

vanjske izolacije

Duljina klizne staze

Mehanika vrstoa

Odabir

kuita

zavren

Odabir MO odvodnika Odabir MO odvodnika prenaponaprenapona

31

Niskonaponski odvodnici prenaponaNiskonaponski odvodnici Niskonaponski odvodnici prenaponaprenapona

32

Ureaji prenaponske zatite(eng. Surge protective devices)

Niskonaponski odvodnici prenaponaNiskonaponski odvodnici Niskonaponski odvodnici prenaponaprenapona