KOMPUTEROWA SYMULACJA ROZKŁADU NAPIĘĆ RAŻENIOWYCH W TYPOWEJ STACJI ELEKTROENERGETYCZNEJ 110/15KV



Podobne dokumenty
ZAKŁÓCENIA IMPULSOWE W TORACH SYGNAŁOWYCH UŁOŻONYCH NA TERENIE STACJI ELEKTROENERGETYCZNEJ 110/15KV

ENERGOPROJEKT KRAKÓW SA

Lekcja 56. Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektrycznych na napięcie powyżej 1 kv

Ochrona instalacji elektrycznych niskiego napięcia przed skutkami doziemień w sieciach wysokiego napięcia

Środki ochrony przeciwporażeniowej część 2. Instrukcja do ćwiczenia. Katedra Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa. Ćwiczenia laboratoryjne

Załącznik nr 7 do SWZ str 1/2

OCENA STANU INSTALACJI UZIEMIAJĄCEJ W STACJACH ELEKTROENERGETYCZNYCH WYSOKIEGO NAPIĘCIA

Uziomy w ochronie odgromowej

w elektroenergetycznych liniach napowietrznych wysokiego napięcia aktualny stan normalizacji 1

Instytut Elektrotechniki i Automatyki Okrętowej. Część 11 Ochrona przeciwporażeniowa

KIERUNEK STUDIÓW: ELEKTROTECHNIKA NAZWA PRZEDMIOTU: TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ. (dzienne: 30h wykład, 30h laboratorium) Semestr: W Ć L P S V 2E 2

OCENA STANU INSTALACJI UZIEMIAJĄCEJ W STACJACH ELEKTROENERGETYCZNYCH WYSOKIEGO NAPIĘCIA

I. Wstęp Przedmiot dokumentacji Podstawowe dokumenty do opracowania projektu Zakres opracowania

Rozpowszechnione obecnie metody i zakres badania układów uziomowych stacji elektroenergetycznych

Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki, Fotoniki i Techniki Świetlnej

BADANIE IZOLOWANEGO STANOWISKA

MODELOWANIE UZIOMÓW W WANNIE ELEKTROLITYCZNEJ

PROJEKT PRZEBUDOWY ROZBUDOWY I NADBUDOWY ISTNIEJĄCYCH OBIEKTÓW ZESPOŁU OPIEKI ZDROWOTNEJ W BRODNICY STACJA TRANSFORMATOROWA

Przedmowa do wydania czwartego Wyjaśnienia ogólne Charakterystyka normy PN-HD (IEC 60364)... 15

Ochrona przeciwporażeniowa w obwodzie suwnicy

OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA W ELEKTROENERGETYCZNYCH LINIACH NAPOWIETRZNYCH WYSOKIEGO NAPIĘCIA AKTUALNY STAN NORMALIZACJI

Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym

4.1. Kontrola metrologiczna przyrządów pomiarowych 4.2. Dokładność i zasady wykonywania pomiarów 4.3. Pomiary rezystancji przewodów i uzwojeń P


Ćw. 24: Pomiary wybranych parametrów instalacji elektrycznych. Wstęp

Ochrona przeciwporażeniowa w sieciach elektroenergetycznych o napięciu wyższym niż 1 kv

dr inż. Witold Jabłoński Instytut Energoelektryki Politechniki Wrocławskiej

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

URZĄDZEŃ ROZDZIELCZYCH i ELEMENTÓW STACJI ELEKTROENERGETYCZNYCH

Badania instalacji uziemiających stacji SN/nN

ALGORYTM DOBORU UZIEMIENIA W LINIACH NAPOWIETRZNYCH POWYŻEJ 1 kv

KONCEPCJA BUDOWY SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ DLA PARKU PRZEMYSŁOWEGO W PATERKU

Lekcja Układy sieci niskiego napięcia

Instalacje elektryczne zewnętrzne etap I. przy ul. Wrocławskiej 30-38, Kalisz.

Tablice demonstracyjnoszkoleniowe MI 3298 Sieci zasilające

Oddziaływania elektromagnetyczne w napowietrznych liniach elektroenergetycznych

System MI 3295 pozwalający na pomiar napięć rażenia: napięcia krokowego i dotykowego firmy Metrel wykorzystuje nową metodę

Rozkład potencjału wzdłuż uziemionej obustronnie żyły powrotnej kabla elektroenergetycznego. Franciszek Spyra 1, Marian Urbańczyk 1, 2

79.J. Stanowiska słupowe niskiego napięcia. Stanowiska słupowe niskiego napięcia

Układy przekładników napięciowych

STUDIA I STOPNIA STACJONARNE ELEKTROTECHNIKA

ELEKTROTECHNIKA. Zagadnienia na egzamin dyplomowy dla studentów

Pomiary uziemienia. Pomiar metodą techniczną. Pomiary uziemienia Opublikowane na Sonel S.A. - Przyrządy pomiarow (

KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE I OBLICZANIE REZYSTANCJI UZIOMÓW W STREFACH ZAGROŻONYCH WYBUCHEM

Uziemienia ochronne betonowych słupów linii średniego napięcia (artykuł opublikowany w czasopiśmie Energetyka, nr 9/2011 )

Normy i dokumenty związane.

15. UKŁADY POŁĄCZEŃ PRZEKŁADNIKÓW PRĄDOWYCH I NAPIĘCIOWYCH

Spis treści. Oznaczenia Wiadomości ogólne Przebiegi zwarciowe i charakteryzujące je wielkości

Lekcja 50. Ochrona przez zastosowanie urządzeń II klasy ochronności

PROJEKT BUDOWLANY i WYKONAWCZY. Przebudowa kolizji elektroenergetycznych KOLIZJA LINII NAPOWIETRZNEJ SN Z DROGĄ SERWISOWĄ DS-2

I. Zawartość opracowania. Opis techniczny, Obliczenia techniczne, Rysunki:

2. Zwarcia w układach elektroenergetycznych... 35

Załącznik nr 3 do Zarządzenia nr 73/2013. Kraków, październik 2013 rok

Technika wysokich napięć : podstawy teoretyczne i laboratorium / Barbara Florkowska, Jakub Furgał. Kraków, Spis treści.

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA

ODLEGŁOŚCI POMIĘDZY URZĄDZENIAMI DO OGRANICZANIA PRZEPIĘĆ A CHRONIONYM URZĄDZENIEM

Sieci średnich napięć : automatyka zabezpieczeniowa i ochrona od porażeń / Witold Hoppel. Warszawa, Spis treści

Pomiary Elektryczne. Nr 1/E I/VI/2012

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 269

Badanie właściwości łuku prądu stałego

WYZNACZANIE SPADKÓW NAPIĘĆ W WIEJSKICH SIECIACH NISKIEGO NAPIĘCIA

Spis Rysunków

Rezystancja izolacji przeliczona na 1 km linii większa od MΩ

SPIS ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

PROJEKT WYKONAWCZY. Nazwa obiektu i adres : Przepompownia ścieków w miejscowości Niemodlin : PN przy ulicy Wyzwolenia dz. nr 714/2.

LABORATORIUM WYSOKICH NAPIĘĆ

Bezpieczne i niezawodne złącza kablowe średniego napięcia

Spis treści. 1. Wstęp 1.1. Przedmiot opracowania 1.2. Podstawa opracowania 1.3. Zakres opracowania

a) zasady budowy, działania oraz warunków technicznych obsługi urządzeń, instalacji i sieci:

Standard techniczny nr 11/2015 budowy układów uziomowych w sieci dystrybucyjnej TAURON Dystrybucja S.A. (wersja pierwsza) Strona 2 z 43

dr inż. Łukasz Kolimas Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki

Projekt budowlany. budowa świetlicy wiejskiej z 2 boksami garażowymi na wozy strażackie

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA


ISE INSTALACJE I SIECI ELEKTRYCZNE PROJEKTY KOSZTORYSY NADZORY PROJEKT BUDOWLANY

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA (OPZ)

Oddziaływanie indukcyjne linii napowietrznych kv na gazociągi przesyłowe. Adam Rynkowski

Projekt instalacji elektrycznych i teletechnicznych

Badanie instalacji uziemiających stacji SN/nN

2. ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA. 1) Strona tytułowa. 2) Zawartość opracowania. 3) Oświadczenie - klauzula. 4) Spis rysunków. 5) Zakres opracowania

PN-EN : Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza.

Badania instalacji uziemiających stacji SN/nN

- stacje transformatorowe słupowe SN/nN do stosowania w TAURON Dystrybucja S.A.

SEMINARIUM CZŁONKÓW KOŁA 43 SEP WROCŁAW r. PROWADZĄCY ANTONI KUCHAREWICZ

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

WIECZOROWE STUDIA ZAWODOWE LABORATORIUM OBWODÓW I SYGNAŁÓW

Rezystancja izolacji przeliczona na 1 km linii większa od

Standard techniczny nr 6/DTS/2015 budowy układów uziomowych w sieci dystrybucyjnej TAURON Dystrybucja S.A. Załącznik do Zarządzenia nr 34/2015

Standard techniczny nr 3/DTS/ oznaczenia projektowe obiektów i urządzeń zabudowanych w stacjach elektroenergetycznych TAURON Dystrybucja S.A.

Organizacja pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych

w sprawie ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach wysokiego napięcia wg 5. Zeszytu Podręcznika INPE

Miejscowość:... Data:...

Środki ochrony przeciwporażeniowej stosowane na obszarach kolejowych, wymogi i badania skuteczności działania

9. PODSTAWA I ZAKRES OPRACOWANIA

Urządzenia w elektroenergetyce Devices in power

ZAKRES BADAŃ I PRÓB EKSPLOATACYJNYCH URZĄDZEŃ SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ ORAZ

Szczegółowa tematyka egzaminu na uzyskanie świadectwa kwalifikacyjnego dla osób zajmujących się eksploatacją na stanowisku

Środki ochrony przeciwporażeniowej część 1. Instrukcja do ćwiczenia. Katedra Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa. Ćwiczenia laboratoryjne

ODLEGŁOŚCI POMIĘDZY URZĄDZENIAMI DO OGRANICZANIA PRZEPIĘĆ A CHRONIONYM URZĄDZENIEM

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 323

Transkrypt:

Dr hab. inż. Andrzej SOWA Mgr inż. Jarosław WIATER Politechnika Białostocka KOMPUTEROWA SYMULACJA ROZKŁADU NAPIĘĆ RAŻENIOWYCH W TYPOWEJ STACJI ELEKTROENERGETYCZNEJ 110/15KV W stacji elektroenergetycznej wysokiego napięcia przepływ prądów zwarciowych w systemie uziomowym powoduje powstanie różnic potencjałów. Występujące w takich przypadkach zagrożenie porażeniowe przeanalizowano wykorzystując program CDEGS, który umożliwia modelowanie zwarć w dowolnym miejscu na terenie stacji. 1. Wprowadzenie W stacji elektroenergetycznej podczas zwarć doziemnych i bezpośrednich wyładowań atmosferycznych przepływ prądu udarowego w systemie uziomowym powoduje powstawanie różnic potencjałów. Wysoki potencjał może występować na dostępnych metalowych konstrukcjach urządzeń elektroenergetycznych oraz wynosić się poza teren stacji np. na metalowych rurociągach, pancerzach kabli, żyłach powrotnych. Szczególnie groźnych dla obsługi stacji jest wysoki potencjał występujący na dostępnych metalowych konstrukcjach urządzeń, które nie są pod napięciem w czasie normalnej pracy stacji. Symuluję rozkładu spodziewanych napięć rażeniowych na terenie stacji przeprowadzono wykorzystując program CDEGS (Current Distribution Electromagnetic Interference, Grounding and Soil Structure Analysis), który umożliwia modelowanie zachodzących zjawisk podczas zwarć w dowolnym miejscu na terenie stacji elektroenergetycznej. 2. Charakterystyka analizowanej stacji elektroenergetycznej Stacje elektroenergetyczne 110/15kV w Polsce są zazwyczaj budowane według typowej dokumentacji KSU-3. Ewentualne modyfikacje dostosowawcze polegają na zmianie umiejscowienia urządzeń i budynków na terenie stacji. Modelowaną stację elektroenergetyczną 110/15 kv przedstawiono na rys.1 i 2. Rys. 1 Typowa stacja elektroenergetyczna 110/15kV układ mostkowy H z wyłącznikami w polach liniowych.

a) b) Rys. 2 Pole liniowe analizowanej (a) oraz siatka systemu uziomowego stacji elektroenergetycznej 110/15kV Stacja KSU-3 posiada rozdzielnię 110kV, dwusekcyjną, jednosystemową, szynową, siedmio polową zbudowaną w oparciu o konstrukcje wsporcze wysokie i niskie żelbetowe z oszynowaniem linkowym AFL-6 240mm 2. W skład rozdzielni 110 kv wchodzą dwa pola liniowe (rys.2.), pole łącznika sekcji, dwa pola transformatorowe, dwa stanowiska transformatorów i dwa pola pomiaru napięcia. Układ rozdzielni 110kV jest typu H4. Uziemienie stacji wykonane jest z bednarki ocynkowanej uziom kratowy i wyrównawczy. 3. Normalizacja w dziedzinie napięć rażeniowych Według obowiązujących przepisów rezystancja wspólnego uziomu nie może przekroczyć 2Ω, napięcia dotykowe rażeniowe na stanowiskach obsługi oraz w kilku punktach charakterystycznych stacji, między innymi poza ogrodzeniem terenu nie mogą przekraczać największych dopuszczalnych wartości ustalonych dla określonych czasów rażenia [1]. Zalecane przez przepisy układy pomiarowe [1] do wyznaczania napięć dotykowych rażeniowych przedstawia rysunek 1 metoda wielkoprądowa [2]. Do wyznaczenia tych napięć należy użyć dwóch elektrod, odwzorowujących styczność stóp ludzkich z podłożem, opornika Rm modelującego opór ciała człowieka rażonego (1kΩ) i woltomierza o odpowiednim oporze wewnętrznym. Wymagane jest, aby powierzchnia styczności pozornej metalowych, sztywnych elektrod pomiarowych podłożem wynosiła S=200cm 2. Podczas pomiarów napięć dotykowych rażeniowych dwie elektrody powinny być umieszczone obok siebie. W przypadku, gdy chcemy wyznaczyć w sposób analityczny napięcie dotykowe rażeniowe i krokowe rażeniowe należy posiadać rozkład napięć na terenie stacji względem ziemi odniesienia. Przy tym założeniu można wyznaczyć napięcia dotykowe rażeniowe w każdym punkcie stacji.

Rys. 4 Układ do pomiaru napięć rażeniowych dotykowych a) i krokowych b) [1]. 4. Wyniki obliczeń napięć rażeniowych Program komputerowy umożliwia wyznaczenie rozkładu napięć na terenie stacji względem ziemi odniesienia. Analizę dokonano przy założeniu rezystywności gruntu na poziomie 100 Ω m. Siatkę uziomową umieszczono na głębokości założonej w projekcie stacji KSU-3. Prąd wprowadzony do systemu uziomowego został przyjęty I z1 =4689A (jednofazowy prąd zwarciowy) zgodnie z przykładowym protokołem pomiaru napięć rażeniowych uzyskanym z zakładu energetycznego dla stacji typu KSU-3. Metoda wyznaczania napięć rażeniowych dotykowych i krokowych zgodna jest z polskimi wytycznymi obowiązującymi w tym zakresie.

Rys. 5. Napięcie na terenie stacji 110/15kV względem ziemi odniesienia (wzg. sondy napięciowej przy pomiarze napięć rażeniowych metodą techniczną). Rys. 6 Napięcie dotykowe rażeniowe na terenie stacji 110/15kV.

Rys. 7 Napięcie krokowe rażeniowe na terenie stacji 110/15kV. Rys. 8 Napięcie dotykowe rażeniowe przy ogrodzeniu stacji 110/15kV.

Rys. 9 Napięcie krokowe rażeniowe przy ogrodzeniu stacji 110/15kV. Największe zagrożenie na terenie stacji jest przy jej obrzeżach. Szczególnie niebezpieczne jest przebywanie w pobliżu ogrodzenia stacji w trakcie przypływu jednofazowego prądu zwarciowego. Wartości napięć rażeniowych w tym miejscu znacznie przekraczają wartości uznane za bezpieczne [4]. Zagrożenie obejmuje zarówno pracowników mogących przebywać w tym czasie na terenie stacji jak również osoby postronne przechodzące w pobliżu ogrodzenia stacji. Na samym terenie stacji zagrożenie istnieje tylko w bezpośrednim sąsiedztwie urządzeń wysokiego napięcia pola liniowe i transformatorowe. Szczególnie te miejsca, w którym urządzenia są łączone z systemem uziomowym uziemienie punktu neutralnego transformatora 110/15kV. Znaczne wartości napięć na terenie stacji względem ziemi odniesienia stwarzają zagrożenie dla tych instalacji stacji, które połączone są z innymi systemami uziomowymi. Szczególnie zagrożona wydaje się być linia telefoniczna będąca na liście obowiązkowego wyposażenia stacji elektroenergetycznej. 5. Wnioski W artykule przedstawiono komputerową metodę wyznaczania napięć rażeniowych w typowej stacji elektroenergetycznej 110/15 kv. Implementacji komputerowej dokonano na podstawie projektu stacji 110/15 kv KSU 3/32 będącego wzorem do budowy większości obiektów tego typu w kraju. Użyto do tego celu trójwymiarowego odwzorowania przestrzennego w programie CDEGS. Wyznaczone napięcia rażeniowe mogą posłużyć do weryfikacji założeń przyszłych modernizacji typowych stacji 110/15 kv. Wartości napięć rażeniowych na terenie stacji elektroenergetycznej typu KSU-3 stwarzają zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi przebywających na jej terenie lub w bezpośrednim jej sąsiedztwie. Uzasadniony jest fakt potrzeby modernizacji systemu

uziomowego stacji szczególnie przy jej obrzeżach. Analiza komputerowa w tym zakresie prac projektowych wydaje się być zasadna i ekonomicznie uzasadniona. Literatura [1] PN-E-05115:2002 Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym niż 1kV. PKN, Warszawa 2002. [2] Skliński R. Zagrożenie porażeniowe powodowane pracą stacji elektroenergetycznych w aglomeracji miejskiej. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 2002. [3] Kosztaluk R.: Uziemienia i ochrona od porażeń w instalacjach wysokich napięć Unii Europejskiej. Część 6 Weryfikacja ochronnych właściwości uziemień. Biuletyn SEP INPE, nr 50, 2003, s.38-60. [4] Rozporządzenie Ministra Przemysłu z dnia 8 października 1990 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać urządzenia elektroenergetyczne w zakresie ochrony przeciwporażeniowej. Dz. Ust. RP Nr 81, Warszawa, dnia 26.11.1990 r. Nr 81, poz. 473.