EGZAMIN KWALIFIKACYJNY ELEKTRYKÓW (D i E) W PYTANIACH I ODPOWIEDZIACH

EGZAMIN KWALIFIKACYJNY ELEKTRYKÓW (D i E) W PYTANIACH I ODPOWIEDZIACH Zeszyt 6 Urządzenia, instalacje i sieci elektroenergetyczne o napięciu znamionowym powyżej 1 kv Publikacja zatwierdzona przez Centralną Komisję Uprawnień Zawodowych SEP 1

Utwór w całości ani we fragmentach nie może być powielany ani rozpowszechniany za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczany ani rozpowszechniany w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. Wydanie II poprawione, uzupełnione Warszawa 2008 ISBN 978-83-61163-01-5 2

5 21 40 80 97 111 128 137 3

4

Linie napowietrzne są to urządzenia stanowiące elementy sieci elektroenergetycznych służące do przesyłania energii elektrycznej na różne, często dosyć znaczne odległości przy pomocy przewodów elektrycznych gołych (nie izolowanych) lub przewodów izolowanych zawieszonych na konstrukcjach wsporczych, słupach lub wspornikach. Linie napowietrzne budowane są w pełnym zakresie napięć występujących w kraju tj. od 0,4 kv do 750 kv. Wymagania w zakresie projektowania i budowy linii napowietrznych z przewodami roboczymi gołymi określała norma PN-E-05100-1:1998 (wycofana). Wycofana norma PN-E-05100 została zastąpiona dwoma normami. Dla linii napowietrznych o napięciu powyżej l kv l kv do do 45 45 kv kv włącznie zastosowa- zastosowanie ma norma norma PN-EN PN-EN 50423-1:2007 [9], natomiast [9], natomiast dla linii dla o napięciu linii o napięciu powy- powyżej 45 kv 45 norma kv norma PN-EN PN-EN 50341-1:2005 [10]. [10]. Dla danej Dla danej normy normy opracowane opracowane są tzw. są Normatywne tzw. Normatywne Warunki Warunki Krajowe Krajowe (NNA), (NNA), zawierające zawierające szczegółowe szczegółowe wymagania wymagania w zakresie w zakresie oddziaływań oddziaływań klimatycznych klimatycznych i odstępów i odstępów izolacyjnych. izolacyjnych. NNA odpowiadają NNA odpowiadają częściom częściom 2 i 3 powyższych 2 i 3 powyższych norm, opublikowanym norm, opublikowanym razie jako na tzw. razie normy jako tzw. uznaniowe normy (U) uznaniowe w języku (U) angielskim. w języku angielskim. Wymagania w zakresie projektowania i budowy linii napowietrznych z przewodami roboczymi izolowanymi o napięciu znamionowym do 30 kv określone są w normie SEP: N SEP-E-003 na [18]. 5

6

mowania wypadkowej naciągu wynikającej z kąta załomu, 7

8 W liniach napowietrznych o napięciu powyżej 1 kv stosuje się jako przewody robocze linkę stalowo-aluminiową (o symbolu AFL) o stosunku przekroju aluminium do przekroju rdzenia stalowego wynoszącym zwykle 6:1 lub 8:1.

Zalecanymi przekrojami są: AFL-6 35 mm 2 dla odgałęzień w sieci ŚN, AFL-6 70 lub 120 mm 2 dla linii magistralnych ŚN (zależnie od poziomu prądu zwarciowego), AFL-6 240 mm 2 dla linii 110 kv, AFL-8 350 mm 2 dla linii 110 i 220 kv, AFL-8 525 mm 2 dla linii 110, 220 i 400 kv, przy czym w linii 400 kv stosuje się wiązki składające się z dwóch lub trzech przewodów na fazę. W latach dziewięćdziesiątych rozpoczęto w kraju produkcję napowietrznych przewodów izolowanych umożliwiających budowę linii energetycznych średniego napięcia (15 i 30 kv) w systemie PAS. Są to przewody o przekrojach 35 150 mm 2 typu AACXS - przewody elektroenergetyczne napowietrzne o żyłach ze stopu aluminium (AA) zagęszczonych (C), izolowanych warstwą polietylenu usieciowanego (XS) na napięcie 12/20 kv. W ostatnim okresie rozpoczęto stosowanie w liniach napowietrznych wysokiego napięcia przewodów ze stopów na bazie aluminium. Stosowanie przewodów izolowanych wraz z odpowiednim osprzętem pozwala na uproszczenie budowy linii, zmniejszenie liczby zakłóceń oraz zwiększenie bezpieczeństwa i pewności pracy linii. Jako przewody odgromowe w liniach od 110 kv wzwyż stosowane są linki AFL-1,7 o przekrojach 50, 70 i 95 mm 2 oraz AFL-6-120 i 240 mm 2, zależnie od typów słupów i warunków zwarciowych. 9

10

11

Nowa norma [10] wprowadza w miejsce wielkości U/150 wartość minimalnego odstepu izolacyjnego w powietrzu oznaczonego jako D el. Wartości U/150 praktycznie nie różnią się od D el, które wg normy wynoszą: 0.85m dla najwyższego napięcia sieci wynoszącego 123 kv, 1,70 m dla 245 kv i 2,80 m dla 420 kv. Najmniejsze dopuszczalne przekroje przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczną podano w tabeli 2. 12

W zależności od rodzaju obiektu, z którym linia elektroenergetyczna krzyżuje się lub zbliża, należy stosować odpowiednie obostrzenia. Wynikające z obostrzeń dodatkowe wymagania dotyczą przewodów, izolatorów, słupów, zawieszenia przewodów i ich mocowania. Szczegółowe wymagania dla obostrzeń rożnego stopnia podane są w normie. Przyjęto trzy poziomy obostrzeń oznaczone I, II i III, przy czym poziom III jest najostrzejszy (dawniej określane jako obostrzenia 1-go, 2-go i 3-go stopnia). Przykładowo, przy skrzyżowaniu elektroenergetycznych linii o napięciu wyższym niż 1 kv wymagane są obostrzenia następującego stopnia w skrzyżowaniach z: III II I III II III I III II 13

Nowa norma PN-EN 50341 [10] wprowadza następujące minimalne odstępy izolacyjne pionowe od budynków i innych obiektów. Linia nad budynkiem Linia w pobliżu budynków Z dachem trudno zapalnym o nachyleniu większym niż 15 o do poziomu 1) Z dachem trudno zapalnym o nachyleniu większym niż 15 o do poziomu 2) Z dachem łatwo zapalnym lub nad instalacją o szczególnym zagrożeniu pożarowym jak np. stacje paliw itp. Anteny, instalacje odgromowe, latarnie uliczne, maszty, reklamy i podobne konstrukcje, na których nie można stanąć 2 m+d 3) el lecz więcej niż 3 m 4 m+d el lecz więcej niż 5 m 10 m+d el 2m+D el lecz nie więcej niż 3 m (odległość pozioma) 2 m+d el 1) uwzględnia się przypadek, w którym człowiek może stać na dachu w czasie jego konserwacji i używać narzędzi ręcznych 2) uwzględnia się przypadek, w którym człowiek może stać na dachu w czasie jego konserwacji i używać małej drabiny 3) D el - minimalny odstęp w powietrzu (w przybliżeniu równy U/150) 14

15

Rozporządzenie MG z dnia 4 maja 2007 r. [24], które zastąpiło tzw. rozporządzenie przyłączeniowe z dnia 20.12.2004 r., stanowi, że ruch i eksploatacja sieci powinny odbywać się zgodnie z instrukcją opracowaną i udostępnianą przez właściwego operatora. Instrukcje określają procedury i sposób wykonywania czynności związanych z ruchem i eksploatacją sieci, a w szczególności: parametry i wymagania techniczne sieci, urządzeń i instalacji przyłączonych do sieci; sposób i procedury przyłączania i odłączania od sieci instalacji i innych sieci; zakres przeprowadzania okresowych przeglądów i kontroli stanu technicznego sposób postępowania w przypadku zagrożeń ciągłości dostarczania energii elektrycznej lub wystąpienia awarii procedury wprowadzania przerw i ograniczeń w dostarczaniu energii elektrycznej; sposób prowadzenia ruchu sieciowego, w tym: programowania pracy sieci, prowadzenia dokumentacji ruchu sieciowego, zakres współpracy ruchowej i eksploatacyjnej z innymi sieciami; kryteria dysponowania mocą jednostek wytwórczych energii elektrycznej. Instrukcja określa podział linii pomiędzy poszczególne jednostki organizacyjne (osoby obsługi) zakładu, kwalifikacje i obowiązki personelu obsługi ruchu linii, sposoby lokalizowania zakłóceń przy użyciu urządzeń specjalnych, organizację i terminy oględzin okresowych i organizację oględzin awaryjnych, czas potrzebny na zlokalizowanie uszkodzeń, czynności łączeniowe, środki łączności i środki transportu, szczególne wymagania bezpieczeństwa pracy, wykaz podstawowych materiałów awaryjnych, wyposażenie w sprzęt i narzędzia dla ochrony brygad obsługi ruchu i brygad awaryjnych. parametry jakościowe energii elektrycznej i standardy jakościowe obsługi użytkowników sieci. 16

17

18

19

Ponadto zachodzi konieczność wykonywania doraźnych pomiarów sprawdzającokontrolnych w przypadku: wykonania napraw, oddania do użytku nowego obiektu powodującego istotną zmianę warunków pracy linii, stwierdzeniu w wyniku pomiarów zaniżonych parametrów technicznych linii, interwencji odbiorców dotyczącej nieprawidłowości w zakresie jakości energii (np. zaniżonych parametrów napięciowych) lub jakości wykonawstwa. 20

Kable niskiego i średniego napięcia mają najczęściej izolację i powłokę z tworzyw sztucznych: polwinitu (PVC), polietylenu sieciowanego (XLPE) lub gumy etylenowo-propylenowej (EPR). Ze względu na duży koszt produkcji i trudności instalowania muf, kable o izolacji z papieru nasyconego stosowane są rzadziej. Pod względem budowy izolacji, kable trójżyłowe można podzielić na kable z izolacją rdzeniową i kable ekranowane Kable rdzeniowe (o izolacji rdzeniowej), budowane na napięcia do 10 kv, mają oprócz izolacji żył dodatkowo warstwę ogólnej izolacji rdzeniowej. Kable ekranowane (o polu promieniowym), budowane do 60 kv wykonuje się z żyłami o przekroju kołowym i izolacji zaopatrzonej w zewnętrzną warstwę przewodzącą. Ma to na celu równomierny rozkład pola w izolacji żył. Budowę kabla rdzeniowego i kabla ekranowanego pokazano na rys. 3. 21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

Rozporządzenie MG z dnia 4 maja 2007 r. [24], które zastąpiło tzw. rozporządzenie przyłączeniowe z dnia 20.12.2004 r., stanowi, że ruch i eksploatacja sieci powinny odbywać się zgodnie z instrukcją opracowaną i udostępnianą przez właściwego operatora. Instrukcje określają procedury i sposób wykonywania czynności związanych z ruchem i eksploatacją stacji, a w szczególności: parametry i wymagania techniczne urządzeń stacji i przyłączonych sieci, sposób i procedury czynności łączeniowych, zakres przeprowadzania okresowych przeglądów i kontroli stanu technicznego sposób postępowania w przypadku zagrożeń ciągłości dostarczania energii elektrycznej lub wystąpienia awarii procedury wprowadzania przerw i ograniczeń w dostarczaniu energii elektrycznej; sposób prowadzenia ruchu sieciowego, w tym: a. programowania pracy stacji, b. prowadzenia dokumentacji ruchowej, c. zakres współpracy ruchowej i eksploatacyjnej, Instrukcja określa ponadto: podział urządzeń stacji pomiędzy poszczególne jednostki organizacyjne (osoby obsługi), kwalifikacje i obowiązki personelu eksploatacyjnego, sposoby lokalizowania zakłóceń przy użyciu urządzeń specjalnych, organizację i terminy oględzin okresowych i organizację oględzin awaryjnych, środki łączności i ewentualne środki transportu, szczególne wymagania bezpieczeństwa pracy, wykaz podstawowych materiałów awaryjnych, wyposażenie w sprzęt ochronny i narzędzia, 61

62 parametry jakościowe energii elektrycznej i standardy jakościowe obsługi użytkowników.

63

64

65

66

67

68

Szczegółowe zasady eksploatacji stacji powinny być określone w instrukcji. Przykładowa instrukcja może zawierać: 69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

IV. TRANSFORMATORY ELEKTROENERGETYCZNE Co to jest transformator elektroenergetyczny? (D + E) Jakie są rodzaje transformatorów elektroenergetycznych? (D+E) 80

81

82

83

84

85

86

87

Jakie są ogólne zasady eksploatacji transformatorów elektroenergetycznych? (D) Eksploatację transformatorów energetycznych należy prowadzić w oparciu o rozporządzenie MG z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. Pomocne mogą być też, obecnie już nieobowiązujące: 88

Co powinny zawierać instrukcje eksploatacji i ruchu transformatorów? (D) Instrukcje określają procedury i sposób wykonywania czynności związanych z ruchem i eksploatacją stacji, a w szczególności: parametry i wymagania techniczne urządzeń stacji i przyłączonych sieci, 89

90 procedury czynności łączeniowych, zakres przeprowadzania okresowych przeglądów i kontroli stanu technicznego stacji, sposób postępowania w przypadku zagrożenia ciągłości dostarczania energii elektrycznej, procedury wprowadzania przerw i ograniczeń w dostarczaniu energii elektrycznej; sposób prowadzenia ruchu sieciowego, w tym: programowanie pracy transformatorów w stacji, prowadzenie dokumentacji ruchowej, Instrukcja eksploatacji dla poszczególnych transformatorów powinna zawierać: charakterystykę techniczną transformatora i urządzeń z nim współpracujących, kolejność czynności przy załączaniu i wyłączaniu transformatora, zakres czynności i rodzaje badań w razie wyłączenia transformatora przez urządzenia zabezpieczające, szczegółowe zasady postępowania osób obsługujących transformator w razie występowania nadmiernych wzrostów temperatury transformatora, zasady ruchu transformatorów jako rezerwy ruchowej w okresach występowania długotrwałych niskich temperatur otoczenia, zasady załączania transformatorów do pracy równoległej, zakres i terminy wykonywania zapisów ruchowych, terminy przeprowadzania oględzin, przeglądów, prób i pomiarów, wymagania dotyczące ochrony od porażeń, wybuchów itp., wymagania dotyczące kwalifikacji osób zajmujących się eksploatacją, wymagania dotyczące BHP, program pracy transformatora. Instrukcja określa ponadto: środki łączności i ewentualne środki transportu, wyposażenie w sprzęt ochronny i narzędzia, parametry jakościowe energii elektrycznej i standardy jakościowe obsługi użytkowników.

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102 (typu Wts lub gf) i 2,5 dla bezpieczników o działaniu zwłocznym (typu Wtz, gg lub am).

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

Dopuszczalne zawartości wyższych harmonicznych w sieciach określa rozporządzenie MG z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego [24]. 127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

Literatura 1. Bełdowski T., Markiewicz H.: Stacje i urządzenia elektroenergetyczne. Wyd. V, WNT Warszawa 2001. 2. Laskowski J.: Nowy poradnik elektroenergetyka przemysłowego, COSiW SEP Warszawa 2005. 3. Nartowski Z. i in.: Komentarz do normy PN-E-05115 Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kv, COSiW SEP Warszawa 2003. 4. Praca zbiorowa: Poradnik Inżyniera Elektryka. t. 3. wyd. III, WNT Warszawa 2005. 5. Przepisy Budowy Urządzeń Elektroenergetycznych. Instytut Energetyki, Warszawa 1997. 6. Strojny J., Strzałka J.: Elektroenergetyka. Obsługa i eksploatacja urządzeń, instalacji i sieci. Energetyka z bieżącą aktualizacją TAR- BONUS, Tarnobrzeg 2006 (dokument elektroniczny). 7. Uczciwek T.: Dozór i eksploatacja instalacji oraz urządzeń elektroenergetycznych w zakładach przemysłowych i innych jednostkach gospodarczych (poradnik szkoleniowy). COSiW SEP, Warszawa 1999. 8. Vademecum elektryka. wyd. III, COSiW SEP, Warszawa 2005. Wykaz PN związanych z tematyką zeszytu 9. PN-EN 50423. Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kv do 45 kv włącznie 10.PN-EN 50341. Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kv 137

11.PN-EN 60529:2003. Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy (Kod IP) 12.PN-EN 50110:2000. Eksploatacja urządzeń elektrycznych 13.PN-E-06115:2000. Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza. Użytkowanie i postępowanie z sześciofluorkiem siarki (SF6) w wysokonapięciowej aparaturze rozdzielczej. 14.PN-IEC 99-1:1993. Ograniczniki przepięć 15.PN-IEC 60364. Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych (norma wieloarkuszowa) 16.PN-IEC 60038:1999. Napięcia znormalizowane IEC 17.PN-E-05115:2002 Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kv 18.N SEP-E-003. Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami pełnoizolowanymi oraz z przewodami niepełnoizolowanymi. Norma SEP 19.N SEP-E-004. Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa. Norma SEP Wykaz aktów prawnych związanych z tematyką zeszytu 20. Ustawa z dnia 7.07.1994 r. Prawo budowlane (Dz. U. z 2000 r. Nr 106, poz. 1216, z późn. zm.) 21.Ustawa z dnia 10.04.1997r. Prawo energetyczne (Dz. U. Nr 54, poz. 348, z późn. zm.) 22.Ustawa z dnia 24.08.1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (J.t.: Dz. U. z 2002 r. Nr 147, poz. 1229) 23.Rozporządzenie MG z dnia 17.09.1999 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych (Dz. U. Nr 80, poz. 912) 24.Rozporządzenie MG z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. (Dz. U. Nr 93, poz. 623) 25.Rozporządzenie MGPiPS z dnia 28.04.2003 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci (Dz. U. Nr 89, poz. 828). 26.Rozporządzenie MSWiA z dnia 16.06.2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 121, poz. 1138). 138