a

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Univerzitet u Sarajevu Elektrotehnički fakultet Odsjek za elektroenergetiku Predmet: Električne instalacije i mjere sigurnosti

Projektni zadatak

"PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10 KV; 10/0,4 KV; 20/0,4 KV"

1/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV POPIS KORIŠTENIH ZAKONA, PROPISA I STANDARDA

1. Zakon o građenju (Službene novine FBiH br.55/02) 2. Zakon o prostornom uređenju (Službene novine FBiH br.52/02) 3. BAS IEC 60364-4-41:2007: Električne instalacije niskog napona - dio 4-41: Sigurnosna zaštita - Zaštita od električnog udara. (pr.eng. Low voltage electrical instalations-part 4-41: Protection for safety-Protection against electric shock, IEC 60364-4-41:2005,IDT) 4. BAS IEC 60364-4-43 Edition 3.2:1995-05. 5. Pravilnik o tehničkim normativima za električne instalacije niskog napona (Službeni list br.52/88) 6. Pravilnik o tehničkim normativima za zaštitu niskonaponskih mreža i pripadajućih TS, električna postrojenja nazivnih izmjeničnih napona iznad 1kV (standard CENELEC-a HD 637 S1:1999) i An American National Standard Std.80-1986 7. Tehnička preporuka br. 5, EPS - Direkcija za distribuciju električne energije Beograd, Vojvode Stepe 412 - izdanje, januar 1997 8. Tehnička preporuka br. 7, EPS - Direkcija za distribuciju električne energije Beograd, Vojvode Stepe 412 - izdanje, juni 1996 9. Komentar Tehničke preporuke br.7, EPS - Direkcija za distribuciju električne energije Beograd, Vojvode Stepe 412 - izdanje, juni 1996

2/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV PROJEKTNI ZADATAK

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10 kV;10/0.4kV;/ 20/0.4kV Sadržaj U radu treba dati 1. 2. 3. 4. 5.

Osnovne tehničke uslove za dimenzionisanje i izvođenje sistema uzemljenja TS Karakteristike uzemljivača i zemljovoda Načini uzemljenja TS 35/10 kV i 35/20 kV Načini uzemljenja u distributivnim kablovskim TS 10/0.4 kV Načini uzemljenja u distributivnim TS 10/0.4 kV koje se priključuju na nadzemnu srednjenaponsku mrežu 6. Zaštita od iznošenja potencijala 7. Mjerenja, kontrola i pregled sistema uzemljenja Grafičku obradu elemenata uraditi u skladu sa uobičajenom tehničkom praksom. Projekat mora biti urađen u skladu sa trenutno važećim propisima i standardima: -

Zakon o građenju FBiH Zakon o prostornom uređenju FBiH BAS IEC 60364-4-41 Edition 3.2: 2000 BAS IEC -4-43 :2000 Pravilnik o tehničkim normativima za električne instalacije niskog napona Pravilnik o tehničkim normativima za zaštitu niskonaponskih mreža i pripadnih TS odgovarajuće preporuke ( npr. Elektrodistribucije , ...)

Projekat mora da zadovoljava i po formi i po sadržaju kako bi bio inženjerski „čitak“ što se posebno odnosi na Priloge. U uvodnom dijelu Projekta treba dati osnovne temeljne postavke i zahtjeve za izgradnju objekata prema odredbama Zakona o građenju i Zakona o prostornom uređenju ( Službene novine FBiH 55/02 i 52/02).

Vanr.prof.dr Alija Muharemović, dipl.el.ing.

3/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV 2.UVOD: DEFINICIJE POJMOVA I PODJELA UZEMLJENJA PO FUNKCIJI Sistem uzemljenja nekog objekta elektroenergetskog sistema mora zadovoljiti četiri osnovna zahtjeva:    

osigurati sigurnost ljudi obzirom na napone koji se na sistemima uzemljenja javljaju pri najvećim strujama zemljospoja osigurati mehaničku čvrstoću i otpornost na koroziju osigurati toplotno podnošenje najveće struje kvara (koja se određuje proračunima) i osigurati da neće doći do oštećenja opreme i imovine.

Osnovni parametri mjerodavni za dimenzionisanje sistema uzemljenja nekog objekta elektroenergetskog sistema su:   

vrijednost struje kvara trajanje struje kvara (kvara) karakteristike tla

Prva dva parametra uglavnom zavise o načinu postupanja sa neutralnom tačkom visokonaponskog sistema. Kod postrojenja sa različitim naponskim nivoima četiri osnovna zahtjeva moraju se zadovoljiti za svaki visokonaponski sistem. U obzir se ne moraju uzeti istovremeni kvarovi u sistemima različitih naponskih nivoa. Definicije pojmova   





Uzemljiti: znači realizirati električki dobru vodljivu vezu između metalnog dijela postrojenja i zemlje. Uzemljenje: je skup međusobno električki dobro vodljivo povezanih pojedinačnih uzemljivača, zemljovoda i sabirnih zemljovoda. Uzemljivači: su metalni dijelovi, koji se nalaze u zemlji i realiziraju električnu vodljivu vezu uzemljenih dijelova postrojenja sa zemljom, kao i neizolirani vodići, koji služe za spajanje postrojenja sa zemljom, na dijelu u kojem su položeni u zemlju. Zaštitno uzemljenje: je uzemljenje metalnih dijelova koji ne pripadaju strujnom krugu, niti su posredno u električnim kontaktu sa njima, ali u slučaju kvara mogu doći pod napon. Zaštitno uzemljenje smanjuje ovaj napon, kao i potencijalne razlike dodira i koraka kojima mogu da budu izloženi ljudi. Radno (pogonsko) uzemljenje: je uzemljenje dijela strujnog kruga kojim se osigurava željena funkcija i/ili radne karakteristike ovog kruga. Radno uzemljenje može biti: -

direktno, ako se izvodi neposrednim vezivanjem za sistem uzemljenja indirektno, ako se veza sa sistemom uzemljenja izvodi peko neke impedanse (aktivne otpornosti, induktinosti, kapaciteta ili njihove kombinacije). 4/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV    



  

  

 





 



Gromobransko uzemljenje: je uzemljenje gromobranske instalacije, koje služi za odvođenje struje atmosferskog pražnjenja u zemlju. Združeno uzemljenje: je uzemljenje koje se postiže spajanjem radnog i zaštitnog uzemljenja u TS ili kada se isto uzemljenje koristi i kao radno i kao zaštitno. Temeljni uzemljivač: uzemljivač koji je položen u betonu koji je po velikoj površini u dodiru sa tlom, ili armiranobetonska konstrukcija u tlu. Zemljovod: zaštitni provodnik koji spaja glavni priključak (sabirnicu) za uzemljenje sa uzemljivačem, odnosno provodnik koji spaja gromobransku instalaciju sa uzemljivačem. Otpornost rasprostiranja uzemljivača: je otpornost između uzemljivača i referentne zemlje, odnosno definira se kao količnik potencijalne razlike između ivice uzemljivača i referentne zemlje i struje kroz uzemljivač, koj pravi tu potencijalnu razliku. Otpornost uzemljenja: je zbir otpornosti rasprostiranja uzemljivača i otpornosti zemljovoda. Izloženi provodni dio: provodni dio električne opreme koji može da se dodirne i koji nije pod naponom, ali koji može da dođe pod napon u slučaju kvara. Strani provodni dio: provodni dio koji nije dio električne instalacije, a može da prenosi potencijal: npr. metalna konstrukcija zgrada, metalne cijevi i instalacije za gas, vodu ili grijanje i neelektrični uređaji povezani sa njima. Izjednačenje potencijala: električni spoj kojim se razni izloženi provodni dijelovi i strani provodni dijelovi dovode na isti potencijal. Vodić za izjednačenje potencijala: zaštitni provodnik za obezbjeđenje izjednačenja potencijala. Zaštitni provodnik (PE - provodnik): provodnik koji se zahtjeva prema mjerama zaštite od električnog udara za električno spajanje izloženih provodnih dijelova, glanog priključka (sabirnice) za uzemljenje, uzemljivača, uzemljene tačke izvora napajanja ili vještačke neutralne tačke. Zaštitni neutralni provodnik (PEN - provodnik): uzemljeni provodnik u kojem su izjednačene funkcije zaštitnog i neutralnog provodnika. Glavni priključak (sabirnica) za uzemljenje: priključak (sabirnica) predviđen za spoj zaštitnih provodnika, uključujući i provodnike za izjednačenje potencijala i provodnik za radno uzemljenje. TN sistem ("nulovanje"): sistem napajanja sa jednom direktno uzemljenom tačkom sa kojom su pomoću zaštitnih provodnika spojeni izloženi provodni dijelovi (mase) instalacije. TN-S sistem: sistem napajanja kod kojeg je kroz cijeli sistem razdvojena neutralna i zaštitna funkcija (npr. glavni zaštitni provodnik električne instalacije priključen na zaštitnu sabirnicu u TS). TN-C sistem ("klasično nulovanje"): sistem napajanja kod kojeg je kroz cijeli sistem objedinjena neutralna i zaštitna funkcija. TN-C-S sistem ("nulovanje sa posebnim zaštitnim provodnikom"): sistem napajanja kod kojeg su u jednom dijelu sistema objedinjena neutralna i zaštitna funkcija (npr. u NN mreži), a razdvojena u drugom dijelu sistema (npr. u instalaciji potrošača). TT sistem ("zaštitno uzemljenje"): sistem napajanja sa jednom direktno uzemljenom tačkom, a izloženi provodni dijelovi (mase) instalacije su spojeni sa 5/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV



 



  





 

 



zemljom preko uzemljenja koje je električki nezavisno od uzemljenja sistema napajanja. Sistem uzemljenja: mjesno ograničen sistem vodljivo spojenih uzemljivača ili metalnih dijelova jednake efikasnosti (npr. temelji stubova, armature kablova, metalni plaštevi kablova), vodiča za uzemljenje i vodiča za izjednačenje potencijala. Kabl sa uzemljivačkim efektom: kabal čiji plaštevi, zasloni ili armature imaju isti učinak kao trakasti uzemljivač. Sistem sa neuzemljenom neutralnom tačkom (izolovani sistem): sistem kod kojeg neutralne tačke transformatora i generatora nisu namjerno uzemljene, uz izuzetak visokoimpedansnih uzemljenja za signalizaciju, mjerenje ili zaštitu. Sistem sa neutralnom tačkom uzemljenom preko male impedanse: sistem kod kojeg je najmanje jedna neutralna tačka nekog transformatora, transformatora za uzemljenje ili generatora uzemljena direktno ili preko impedanse koja je dimenzionirana tako da kod zemljospoja na bilo kojem mjestu veličina struje kvara osigurava pouzdanu proradu zaštite. Potencijal uzemljivača Uu: napon između uzemljivačkog sistema i referentne zemlje Potencijal površine zemlje: napon između neke tačke na površini zemlje i referentne zemlje. Napon dodira Ud: dio potencijala uzemljenja usljed zemljospoja koji može premostiti čovjek uz predpostavku da struja kroz ljudsko tijelo teče od ruke prema stopalu (vodoravni razmak od dostupnog dijela je 1m). Napon napajanja za dodir Ukd (očekivani napon dodira): napon koji pri zemljospoju postoji između vodljivih dijelova i zemlje kad se te dijelove ne dodiruje (napon napajanja). Napon koraka Uk: dio potencijala uzemljenja usljed zemljospoja koji može premostiti čovjek pri koraku od 1m, uz pretpostavku da struja kroz ljudsko tijelo teče od jednog stopala prema drugom stopalu. Oblikovanje potencijala: oblikovanje potencijala zemlje, posebno potencijala površine zemlje, pomoću uzemljivača. Preneseni potencijal: potencijal sistema uzemljenja izazvan strujom prema zemlji koji se preko spojenog vodiča (npr. metalni plašt kablova, PEN vodič, cjevovod, tračnice) prenosi u područje malog ili nikakvog potencijala prema referentnoj zemlji. To dovodi do razlike potencijala između tog vodiča i njegove okoline. Definicija se odnosi i na vodič spojen sa referentnom zemljom koji ulazi u područje potencijala. Izoliranje mjesta posluživanja: mjera za povećanje otpora između poda i mjesta posluživanja radi sprečavanja premošćenja nedopuštenih napona. Ukupni sistem uzemljenja: sistem uzemljenja ostvaren povezivanjem lokalnih sistema uzemljenja kod kojeg su, obzirom na blizinu lokalnih sistema uzemljenja, otklonjeni opasni naponi dodira. Ti lokalni sistemi uzemljenja omogučavaju podjelu struje zemljospoja kojom se postiže smanjenje potencijala pojedinog lokalnog sistema uzemljenja. Tako nastaje kvazi ekvipotencijalna površina. Zemljospoj: vodljivi spoj izazvan kvarom između faznog vodiča glavnog strujnog kruga i zemlje ili uzemljenog dijela. Taj vodljivi spoj moguć je i preko luka. Zemljospojevi dvaju ili više faznih vodiča istog sistema na različitim mjestima nazivaju se dvostrukim ili višestrukim zemljospojevima. 6/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV 

Struja zemljospoja If: struja koja na mjestu kvara (mjestu zemljospoja) teče iz glavnog strujnog kruga prema zemlji ili uzemljenim dijelovima. Kod jednofaznog zemljospoja to je: -

u sistemima sa neuzemljenom neutralnom tačkom - kapacitivna struja zemljospoja u sistemima sa neutralnom tačkom uzemljenom preko male impedanse struja jednopolnog kratkog spoja



Struja prema zemlji Ie : struja koja preko impedanse uzemljenja teče u zemlju.



Redukcijski faktor r: faktor r trofaznog voda je omjer struje prema zemlji i zbir nultih struja u faznim vodićima glavnog strujnog kruga na mjestu udaljenom od mjesta kratkog spoja i od sistema uzemljenja postrojenja.

Podjela uzemljenja po funkciji Uzemljenje predstavlja sveukupnost mjera i sredstava u vezi sa uzemljavanjem. Osnovni elementi svakog uzemljenja su:   

uzemljivač zemljovod sabirni zemljovod

Sistem uzemljenja (uzemljivački sistem) je onaj sistem koji čine međusobno galvanski povezani uzemljivači, temeljni uzemljivači, zaštitni provodnici nadzemnih vodova, plaštevi kablova i druge metalne instalacije koje su u kontaktu sa tlom (npr.cjevovodi). Sistem uzemljenja se karakteriše impedansom uzemljenja (Zu). To je impedansa koju pri frekvenciji od 50 Hz sistem uzemljenja pruža odvođenju struje ka referentnoj zemlji. Ova impedansa se izračunava kao paralelna veza otpornosti rasprostiranja uzemljivača i impedansi uzemljenja nadzemnih i kablovskih vodova. Impedansom uzemljenja obuhvataju se ostali uzemljivači koji se nalaze van teritorije uzemljivača, ili su prostorno odvojeni uzemljivači (cjevovodi, armiranobetonske konstrukcije, brane i sl) ako su uključeni u sistem uzemljenja, kao i uzemljivači susjednih postrojenja ili objekata ako sa tim uzemljivačima postoji galvanska veza (npr. veza preko električne zaštite kablova, veza preko neutralnog provodnika niskonaponske mreže i sl.). Po svojoj funkciji uzemljenje može biti:    

zaštitno uzemljenje radno (pogonsko) uzemljenje gromobransko uzemljenje združeno uzemljenje.

Najpotpunije definicije vrsta uzemljenja date su standardom BAS IEC 60364-5-54AMD1 (2000).

7/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV - Zaštitno uzemljenje je uzemljenje metalnih dijelova koji ne pripadaju strujnim kolima, niti su posredno u električnom kontaktu sa njima, ali u slučaju kvara mogu da dođu pod napon. Zaštitno uzemljenje smanjuje ovaj napon, kao i potencijalne razlike dodira i koraka kojima mogu da budu izloženi ljudi i na taj način ih štiti. Prema standardu BAS IEC 60364-5-54AMD1 (2000), razlikuju se dva načina izvođenja zaštitnog uzemljenja niskonaponskih inatalacija i to: a) PE provodnici upotrebljeni u vezi sa uređajima za prekostrujnu zaštitu. Ako su uređaji za prekostrujnu zaštitu upotrebljeni za zaštitu od električnog udara, zaštitni provodnici se postavljaju u isti sistem električnog razvoda sa provodnicima pod naponom. b) PE provodnik i pomoćno uzemljenje za zaštitni uređaj napona greške. Pomoćni uzemljivač mora biti električki odvojen (neovisan) od svih ostalih uzemljenih metalnih dijelova, kao što su dijelovi metalnih konstrukcija, metalni cjevovodi, metalni nosači kablova. Ovaj uslov se smatra ispunjenim ako je pomoćno uzemljenje udaljeno najmanje 10 m od svih uzemljenih metalnih dijelova. Veza sa pomoćnim uzemljenjem mora biti izolovana da bi se izbjegao kontakt sa zaštitnim provodnikom ili provodnim dijelovima koji su sa njim u vezi, ili stranim provodnim dijelovima samo onih električnih uređaja čije će se napajanje prekinuti u slučaju djelovanja zaštitnog uređaja pri pojavi kvara. - Radno (pogonsko) uzemljenje je uzemljenje dijela strujnog kruga kojim se obezbjeđuje željena funkcija i/ili radne karakteristike tog kola. Sa stanovišta električnih instalacija niskog napona ono mora biti izvedeno tako da osigura ispravan rad instalacije. Radno uzemljenje može da bude direktno ili indirektno. Direktno radno uzemljenje se izvodi neposrednim vezivanjem za sistem uzemljenja. Indirektno radno uzemljenje se izvodi vezivanjem za sistem uzemljenja preko neke impedanse (aktivne otpornosti, kapaciteta ili njihove kombinacije). - Gromobransko uzemljenje je uzemljenje gromobranske instalacije koja služi za odvođenje struje atmosferskog pražnjenja u tlo. Gromobransko uzemljenje treba da ograniči napon na koji dolazi gromobranska instalacija, kako bi se spriječili naknadni ("povratni") preskoci na pogonska električna kola i metalne objekte. - Združeno uzemljenje se dobija kada se zaštitno uzemljenje, radno (pogonsko) uzemljenje i gromobransko uzemljenje međusobno povežu. Dimenzionisanje uzemljivača radnog i zaštitnog uzemljenja zavisi od toga da li će se koristiti združeno uzemljenje, kao i od primjenjenog sistema zaštite od indirektnog dodira u niskonaponskoj mreži i instalacijama kupaca.

8/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Opšti uslovi za izvođenje združenog uzemljenja : - Združeno uzemljenje se primjenjuje ako distributivna trafostanica napaja urbanizovani dio naselja, gdje velika gustina podzemnih metalnih instalacija otežava ili onemogućava efikasno razdvajanje radnog i zaštitnog uzemljenja. - Prema standardu BAS IEC 60364-5-54AMD1 (2000), kada je obezbijeđena funkcija radnog i zaštitnog uzemljenja, pri različitim zahtjevima, odlučujući su oni koji se odnose na zaštitno uzemljenje. - Uslovi bezbjednosti od napona dodira u distributivnim trafostanicama biće ispunjeni ako ukupna k d Udozotpornost združenog uzemljenja zadovoljava uslov: Zu ≤ r Ik ako je neutralna tačka srednjenaponske mreže na koju je priključena transformatorska stanica uzemljena preko male otpornosti

Zu ≤

k d Udoz Iz

ako naponska mreže, na koju je priključena transformatorska stanica, radi sa izolovanom neutralnom tačkom ili sa kompenzovanom strujom zemljospoja, a zemljospoj se isključuje najkasnije za 2 h

gdje su: Zu kd Udoz r Ik Iz

- ukupna otpornost (impedansa) sistema uzemljenja trafostanice (Ω) - faktor koji određuje odnos napona uzemljenja trafostanice i napon dodira na mjestu dodira - dozvoljeni napon dodira (V) - redukcioni faktor srednjenaponskog voda - ukupna struja zemljospoja srednjenaponske mreže (A) - ukupna kapacitivna struja zemljospoja galvanski povezane srednjenaponske mreže sa izolovanom neutralnom tačkom, odnosno preostala struja zemljospoja srednjenaponske mreže sa kompenzovanom strujom zemljospoja (A)

Faktor kd može imati slijedeće vrijednosti:  



kd = 2 u svim slučajevima kada se trajanje zemljospoja ograničava na najviše 3 s. kd = 3 u svim slučajevima dimenzionisanja TS 35/10 kV. Ista vrijednost bi mogla da se koristi i pri dimenzionisanju TS X/0,4 kV ako se preko trafostanice napajaju isključivo objekti koji posjeduju temeljne uzemljivače i u kojima su sprovedene mjere izjednačenja potencijala kd = 1 ako je trajanje zemljospoja iznad 3s (ali ne smije da pređe 2h zbog vjerovatnoće pojave dvostrukog zemljospoja), a u električnim instalacijama niskog napona se paralelno koristi TN i TT sistem, ili se koristi samo TN sistem, pri čemu pojedine zgrade nemaju izveden temeljni uzemljivač i sprovedene mjere izjednačenja potencijala prema propisima za električne instalacije niskog napona. 9/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Dozvoljeni napon dodira (Udoz), u zavisnosti od vremena isključenja zemljospoja, računa se prema slijedećem izrazu: 75 Udoz = t gdje je: Udoz t

- dozvoljeni naponi dodira u voltima (V); - vrijeme trajanja zemljspoja u sekundama (s).

uz ograničenje da dozvoljeni napon dodira ne smije da bude veći od 1000 V, dok trajno dozvoljeni napon dodira iznosi 65 V. Kako je redukcioni faktor nadzemnog srednjenaponskog voda r = 1, a faktor kd = 2, otpornost združenog uzemljenja distributivne trafostanice koja se gradi kao poseban slobodnostojeći objekat, treba da bude:  

Rzdr ≤ 0,5Ω ako se zemljospoj isključuje u vremenu do 1,0s Rzdr ≤ 1,0Ω ako se zemljospoj isključuje u vremenu do 0,5s

Napomena: Izuzetno, vrijeme trajanja zemljospoja može da se smanji do 0,25s, čime se dobija R zdr ≤ 2Ω, ali se na taj način povećava vjerovatnoća neselektivnog djelovanja zaštite. Uslovi bezbjednosti od napona dodira biće ispunjeni u distributivnoj trafostanici i izvan distributivne trafostanice i u niskonaponskoj mreži i instalacijama potrošača, ako se distributivna trafostanica nalazi na području razgranate mreže 10 ili 20 kV. Obzirom da je faktor kd = 2 i vrijeme isključenja zemljospoja ne prelazi 1s, otpornost združenog uzemljenja treba da bude: 





Rzdr ≤ 2 Ω pod uslovom da je distributivna trafostanica povezana na TS X/10(20) kV srednjenaponskim kablom sa provodnim plaštom tipa NPO13-A, NPO13 i sl. (redukcioni faktor kabla iznosi oko 0,5) Rzdr ≤ 1Ω pod uslovom da je distributivna trafostanica povezana na TS X/10(20) kV srednjenaponskim kablom sa neprovodnim plaštom tipa XHP48A, XHE49 i sl. (redukcioni faktor kabla iznosi oko 0,25) Rzdr ≤ 0,5Ω pod uslovom da je distributivna trafostanica povezana na TS X/10(20) kV srednjenaponskim kablom sa neprovodnim plaštom tipa PP41 i sl. (redukcioni faktor kabla iznosi oko 1)

Napomena: Kablovi tipa PP41 i slični ne odgovaraju važećim standardima, jer nemaju električnu zaštitu i ekran izolacije, ali su ranije korišteni i nalaze se u eksploataciji.

10/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV - Ako neki od navedenih uslova ne može da se ispuni, treba primjeniti neke od slijedećih mjera: 



smanjenje vremena trajanja zemljospoja (t) na sabirnicama 10 ili 20 kV na vrijednost ispod 1s. Za prosječne uslove rada u distributivnoj mreži ne preporučuje se dimenzionisanje uzemljenja kablovske distributivne trafostanice sa vremenima ispod 0,5s, što odgovara dvostrukim navedenim vrijednostima uzemljenja smanjenje otpornosti uzemljenja kablovske distributivne trafostanice (npr.dodavanjem još jednog prstena uzemljivača, korištenjem vertikalnih uzemljivača većih dužina, izvođenjem posebnog uzemljivača radnog uzemljenja i sl.)

- Kada se uzemljivač radnog i zaštitnog uzemljenja distributivne trafostanice izvode posebno, moraju da budu na međusobnom rastojanju najmanje 20m. Po električnim kriterijima, radno i zaštitno uzemljenje su efikasno razdvojeni ako se na jednom uzemljenju ne može da pojavi potencijal veći od 40% potencijala drugog uzemljenja, pri čemu na uzemljivaču zaštitnog uzemljenja ne smije da se pojavi napon veći od 1200 V.

11/39


3. OSNOVNI TEHNIČKI USLOVI ZA DIMENZIONISANJE I IZVOĐENJE SISTEMA UZEMLJENJA TS Tretman neutralne tačke mreže - Mreža 110 kV je direktno uzemljena. Pri utvrđivanju zaštitnih mjera koje eventualno treba preduzeti zbog iznošenja potencijala iz postrojenja 110/X kV, treba računati sa vremenom isključenja zemljospoja na sabirnicama 110 kV od 0,5 s, ako se zemljspoj isključuje djelovanjem drugog stepena distantne zaštite sabirnica 110 kV u postrojenju 110/X kV. Vrijeme automatskog ponovnog uključenja je duže od 0,5 s. - Mreža 35 kV je uzemljena preko niskoomske impedanse (najčešće aktivna otpornost ili reaktansa), sa ograničenjem struje zamljospoja na 300 A. Izuzetno, razgranata kablovska mreža 35 kV uzemljuje se preko niskoomske rezistanse sa ograničenjem struje zemljospoja na najviše 1000 A. Vrijeme isključenja zemljospoja ne prelazi 2 s. Vrijeme automatskog ponovnog uključenja je duže od 0,5 s. - Mreže 10 kV i 20 kV su uzemljene preko niskoomske impedanse (najčešće aktivna otpornost) ili rade sa izolovanom neutralnom tačkom. Vrijednost niskoomske impedanse u uzemljenim mrežama bira se tako da se struja zemljospoja ograniči najviše na 300 A. Kapacitivna struja zemljospoja u izolovanoj mreži 10 kV ne treba da pređe 15 A, ali ni u kom slučaju ne smije da pređe 30 A. Vrijeme isključenja zemljospoja u izolovanoj mreži ne smije da pređe 2h, ali se preporučuje da ne pređe 3s ako ukupna kapacitivna struja galvanski porezne mreže prelazi 10 A . Vrijeme automatskog ponovnog uključenja je duže od 0,5 s. - NN mreža je direktno uzemljena.

Dimenzionisanje sistema uzemljenja Sistem uzemljenja TS dimenzioniše se prema toplotnim opterećenjima i naponima dodira. a) Obzirom na uslove rada distributivnih mreža, proračun uzemljenja na termička naprezanja se ne vrši ako se materijali i presjeci uzemljivača biraju prema preporuci -propisu (uslovima navedenim u dijelu 5).

12/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV b) Sistem uzemljenja TS dimenzioniše se prema naponima dodira tako da naponi dodira ne prelaze vrijednosti dozvoljenih napona dodira koji se računaju prema izrazu: Udoz =

75 t

(3.1)

gdje je: Udoz t

- dozvoljeni naponi dodira u voltima (V); - vrijeme trajanja zemljspoja u sekundama (s).

uz ograničenje da dozvoljeni napon dodira ne smije da bude veći od 1000 V, dok trajno dozvoljeni napon dodira iznosi 65 V. Ako TS neposredno napaja javnu (distributivnu) mrežu, naponi dodira koje se pri zemljospoju u visokonaponskoj mreži javljaju u NN mreži i instalacijama potrošača (na primjer: iznošenjem potencijala preko neutralnog provodnika NN mreže) ne smiju da budu veći od dozvoljenih napona dodira. Sistem uzemljenja TS zadovoljava uslove bezbjednosti od napona dodira ako vrijednost ukupne otpornosti (impedanse) uzemljenja iznosi: Zu ≤

k d Udoz r Ik

(3.2)

gdje je: Zu kd Udoz r Ik

- ukupna otpornost (impedanca) sistema uzemljenja TS u omima (Ω); - sačinilac koji određuje odnos napona uzemljenja TS i napona dodira na mjestu dodira; - dozvoljeni napon dodira; - redukcioni faktor srednjenaponskog voda koji napaja TS; - ukupna struja zemljospoja srednjenaponske mreže u amperima (A).

Tražena vrijednost ukupne otpornosti (impedanse) uzemljenja dokazuje se mjerenjem. Ukupna otpornost (impedansa) uzemljenja TS sastoji se iz paralelne veze otpornosti rasprostiranja ostalih uzemljivača koji su u galvanskoj vezi sa uzemljivačem TS, kao što su: energetski kablovi sa provodnim plaštom (IRO 13-A, IRZO 13 itd.), zaštitni provodnici (užad) nadzemnih vodova, uzemljivači susjednih TS koji su preko plaštova ili električnih zaštita u galvanskoj vezi, uzemljivači susjednih zgrada, vodovod itd.

- Distributivne TS 20/0,4 kV i TS 10/0,4 kV koje ispunjavaju uslove za rad u uzemljenim mrežama 20 kV i 10 kV, mogu da se priključuju i na mreže 20 kV i 10 kV čije su neutralne tačke izolovane. 13/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV - Distributivne TS 20/0,4 kV i TS 10/0,4 kV koje ispunjavaju uslove za rad isključivo u izolovanim mrežama 20 kV ili 10 kV ne smiju da se priključuju na uzemljene mreže 20 kV ili 10 kV. Dimenzionisanje sistema uzemljenja TS vrši se prema kapacitativnoj struji zemljospoja cjelokupne galvanski povezane mreže 20 kV ili 10 kV. - U TS 35/10 kV i TS 35/20 kV se koristi združeno uzemljenje. Izvodi se samo jedan uzemljivač, koji se koristi i za radno i za zaštitno uzemljenje. Isti uzemljivač se koristi i za uzemljenje gromobranske isntalacije. - U TS 20/0,4 kV i TS 10/0,4 kV koja radi u kablovskoj srednjenaponskoj mreži koristi se združeno uzemljenje. Izvodi se samo jedan uzemljivač, koji se koristi i za radno i za zaštitno uzemljenje. - U TS 35/0,4 kV, TS 20/0,4 kV i TS 10/0,4 kV, koja je direktno ili preko kablovskog voda priključena na nadzemnu srednjenaponsku mrežu (stubne TS i prigradske slobodnostojeće TS), postupa se na sljedeći način: 1. Ako TS radi u mreži sa uzemljenom neutralnim tačkom, ili ako se u roku od 7 godina planira prelazak na rad sa uzemljenom neutralnom tačkom, u TS se izvode posebni uzemljivači za radno i zaštitno uzemljenje koji se naknadno galvanski povezuju ako postoje uslovi za združeno uzemljenje. 2. Ako TS radi isključivo u mreži sa izolovanom neutralnom tačkom, ili ako se u roku od 7 godina ne planira prelazak na rad sa uzemljenom neutralnom tačkom, u TS se po pravilu koristi združeno uzemljenje. U TS se izvodi samo jedan uzemljivač koji se koristi i za radno i za zaštitno uzemljenje. U sistem radnog (združenog) uzemljenja uključeni su i svi uzemljivači koji su priključeni na neutralni provodnik provodnik NN mreže i u instalacijama potrošača.

14/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV 4. KARAKTERISTIKE UZEMLJIVAČA I ZEMLJOVODA Pri izgradnji sistema uzemljenja novih TS i rekonstrukciji sistema uzemljenja TS u pogonu treba koristiti materijale i presjeke u skladu sa slijedećim tačkama: 

Za izvođenje uzemljivača TS koji se direktno polaže u tlo koristi se bakarno uže presjeka najmanje 35 mm². Izuzetno, mogu da se koriste i uzemljivači od pocinkovanog čelika kružnog punog presjeka prečnika 10 mm, sa slojem cinka najmanje 70 µm.



Za direktno polaganje uzemljivača u tlo ne preporučuje se primjena trakastih čeličnih pocinkovanih uzemljivača. Za izjednačenje potencijala unutar TS koristi se pocinkovani čelik kružnog punog presjeka prečnika 10 mm ili pocinkovana čelična traka presjeka najmanje 100 mm i debljine najmanje 4 mm.

Da bi se izbjegao negativan utjecaj sušnog perioda na pogoršanje provodnosti tla u gornjim slojevima, preporučuje se kombinacija horizontalnih i vertikalnih uzemljivača, ako vrsta tla to omogućava. Kao vertikalni uzemljivač koristi se pocinkovana cijev prečnika najmanje 63,5 mm ili pocinkovani štapni uzemljivač prečnika najmanje 24 mm, dužine najmanje 3 m. - Uzemljivač treba da bude u dobrom kontaktu s tlom u koje se polaže. Kod kamenitog ili šljunkovitog tla u rov za polaganje uzemljivača nasipa se dobro provodna zemlja, bentonit i sl. Uzemljivači moraju da budu galvanski spojeni međusobno i sa zemljovodima. Spojevi se izvode zavarivanjem, pomoću vijaka (najmanje M10) ili pomoću stezaljki. Svi podzemni spojevi moraju da se zaštite od prodora vlage, na primjer zalivanjem bitumenom u kutiji za ukrsni komad. - Metalne mase u TS priključuju se na uzemljivač preko zemljovoda ili sabirnog zemljovoda. Metalne mase koje su čvrsto i galvanski spojene sa uzemljenim konstrukcijama temelja ili sa uzemljenim čeličnim konstrukcijama ne moraju posebno da se uzemlje. - Prirubnice provodnih izolatora, kuke za pričvršćivanje zateznih izolatora i podnožja potpornih izolatora uzemljuju se ako nisu u dobrom galvanskom spoju sa uzemljenim dijelovima noseće konstrukcije. - Metalni plašt, armatura i električna zaštita srednjenaponskog kabla, odnosno noseće uže i električna zaštita srednjenaponskog SKS-a, uzemljuju se vezivanjem na zaštitna uzemljenja TS koje povezuje kablovski vod, odnosno vezivanjem na uzemljivač stuba nadzemnog voda na kome se vod javlja neizolovano.

15/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Nije dozvoljeno korištenje plašta, armature ili električne zaštite kabla kao zemljovoda ili sabirnog zemljovoda. Kabl sa provodnim plaštom tipa NRO 13-A, IRZO 13 i sl. odličan je uzemljivač, a u distributivnim mrežama najčešće se javlja u dva slučaja:  

"kratak" kabl, koji služi za priključak TS na nadzemnu srednjenaponsku mrežu; "dugačak" kabl, koji radi u razgranatoj kablovskoj srednjenaponskoj mreži (gradski konzum).

"Kratak kabl" se ponaša kao trakasti uzemljivač. Dužina do koje se kabl ponaša kao "kratak" može približno da se odredi prema izrazu: Lk ≈ 10 ρ

(4.1)

gdje je Lk dužina u metrima (m), a ρ specifična električna otpornost tla u ommetrima (Ωm). Ukupna otpornost rasprostiranja kablovskog priključka Rk na nadzemni vod proračunava se prema izrazu: Rk =

Rkt Rs Rkt + Rs

(4.2)

gdje je: Rkt Rs

- otpornost rasprostiranja kabla kao trakastog uzemljivača; - otpornost rasprostiranja uzemljivača stuba.

Otpornost rasprostiranja kabla kao trakastog uzemljivača proračunava se prema izrazu: Rkt = rr ρ

(4.3)

gdje je rr relativna otpornost rasprostiranja trakastog uzemljivača čije se vrijednosti, u zavisnosti od dužine L, dobijaju sa dijagrama na sl.5.1.a, i važe za procjene vrijednosti presjeka kablova koji se koriste u distributivnoj mreži i dubinu ukopavanja kabla oko 0,7 m. Kao dužina L uzima se dio ukupne dužine kablovaskog priključka koji je u neposrednom kontaktu sa tlom, a nalazi se izvan površine koju zahvata spoljašnja kontura uzemljivača TS. Otpornost rasprostiranja uzemljivača stuba iznosi Rs≤15Ω. Kabl dužine veće od dužine "kratkog" kabla najčešće se završava u susjednoj TS. Na sl.5.1.b daje se grafički prikaz vrijednosti otpornosti rasprostiranja kabla (Rk) u zavisnosti od dužine kabla za ρ = 100 Ωm i uz pretpostavku da na kraju kabla otpornost rasprostiranja uzemljivača odgovarajuće TS iznosi: 4 Ω, 1 Ω ili 0,5 Ω.

16/39

otpornost rasprostiranja [Ω]

x 0,01 Rr [Ω/Ωm]


dužina kabla Sl.4.1.a Rel. otp. rasprostiranja "kratkog" kabla NPO 13

dužina kabla Sl.4.1.b Otpornost rasprostiranja kabla sa provodnim plaštom

17/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Ako TS radi u razgranatoj kablovskoj srednjenaponskoj mreži (gradski konzum), svaki kabl priključen na TS može sa stanovišta uzemljenja da se tretira kao “dugačak“, što znači da je priključen paralelno uzemljivaču TS i da ima stalnu vrijednost otpornosti rasprostiranja (Rkd) nezavisno od broja TS i vrijednosti otpornosti rasprostiranja TS koje povezuje, i koja može približno da se proračuna prema izrazu: Rkd ≈ 0,075 ρ

(4.4)

Dužina preko koje se kabl ponaša kao “dugačak“ može približno da se proračuna pema izrazu: L d ≈ 6 Lk = 60 ρ

(4.5)

Kablovi sa neprovodnim plaštom tipa HNE 49-A, HNR 48 i sl., uključujući i srednjenaponski SKS tipa HNE 48/O-A, posredno djeluju kao uzemljivači jer pomoću električne zaštite (bakar presjeka 3x1x16 mm² ili 3x1x25 mm²) paralelno vezuju uzemljivače susjednih TS i tako smanjuju impedansu sistema uzemljenja svih TS. Ako TS radi u razgranatoj srednjenaponskoj mreži (gradski konzum), svaka TS povezana je bar u jednom pravcu s dvije ili više TS, pa su preko električnih zaštita galvanski povezani i uzemljivači tih TS. Vrijednost otpornosti uzemljenja (Rk) dvije ili više susjednih TS, pri ρ ≤ 100 Ωm, iznosi: -

Rk ≈ 1Ω,

-

Rk ≈ 0,5 Ω,

ako kablovski vod povezuje slobodnostojeće TS H/0,4 kV sa namjenski izvedenim uzemljivačima otpornosti rasprostiranja oko 4 Ω; ako kablovski vod povezuje TS H/0,4 kV smještene u veće zgrade (objekte) sa temeljnim uzemljivačima otpornosti rasprostiranja oko 1 Ω.

Da bi se uračunao efekat smanjenja impedanse sistema uzemljenja TS zbog utjecaja uzemljivača susjednih TS, duž čitavog kablovskog voda mora da bude obezbjeđena pouzdana galvanska veza električnih zaštita susjednih dionica voda na kablovskim spojnicama, završnicama i u TS.

18/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV 5. NAČINI UZEMLJENJA TS 35/10 KV I 35/20 KV U fazi projektovanja TS 35/10 kV i TS 35/20 kV nije potrebna provjera ili proračun uzemljenja, već projektom treba samo da se predvidi izvođenje uzemljenja prema preporuci TP-7. U TS se koristi združeno uzemljenje. - Združeno uzemljenje TS 35/10 kV i TS 35/20 kV izvodi se tako da se izvede uzemljivač zaštitnog uzemljenja i na njega vežu: kućišta energetskih transformatora, metalni plaštovi, električne zaštite i armature kablova, sekundarna strujna kola mjernih transformatora, uzemljenje neutralne mreže 10 kV ili 20 kV (niskoomska impedansa), neutralni provodnici energetskih transformatora za sopstvenu potrošnju, odvodnici prenapona, zaštitni provodnici (užad) nadzemnih vodovoda koji ulaze u TS, zemljovodi gromobranske instalacije, kao i svi ostali metalni dijelovi opreme i aparata koji ne pripadaju strujnim kolima. Ako se zemljospojna zaštita energetskog transformatora izvodi kao zaštita kućišta, veza kućišta energetskog transformatora sa uzemljivačem TS izvodi se preko primara strujnog transformatora na čiji sekundar se priključuje zaštita kućišta. - Uzemljivač zaštitnog uzemljenja TS 35/10 kV i TS 35/20 kV izvodi se na sljedeći način (sl.5.1): 1. Zgrada u koju se postavlja kompletna TS, odnosno svaka zgrada na teritoriji TS u koju se smještaju dijelovi TS (razvodna postrojenja, komadne prostorije itd.) mora da posjeduju temeljni uzemljivač (TP-5) i sprovedene mjere izjednačenja potencijala unutar zgrade. Oko zgrade, na udaljenju 1 m od zida i na dubini od 0,8 m, postavlja se spoljašnja kontura (prsten) uzemljivača, koja se povezuje sa temeljnim uzemljivačem direktno na više mjesta ili preko glavnog priključka (sabirnice) za uzemljenje unutar zgrade. 2. Ako se dijelovi TS montiraju na otvorenom (spoljašnja montaža), tada se, u zavisnosti od raspoloživog prostora i rasporeda opreme, energetskih transformatora i drugih uređaja, polaže horizontalni uzemljivač na dubini oko 0,8 m, pri čemu se formiraju pravougaona okca. 3. Metalna ograda TS, odnosno metalni stubovi ograde TS napravljenje od neprovodnih materijala, uzemljuju se vezivanjem na zajednički uzemljivač za oblikovanje potencijala koji se polaže s spoljašnje strane duž ograde na daljinu 1 m i dubinu 0,5 m. Zajednički uzemljivač za oblikovanje potencijala se na više mjesta vezuje za uzemljivač zaštitnog uzemljenja TS. 19/39


1 temeljni uzemljivač; 2 horizontalni uzemljivač; 3 uzemljivač za oblikovanje potencijala ograde. Sl. 5.1 Izvođenje zaštitnog uzemljenja TS 35/10(20) kV Izvođenjem uzemljivača prema prethodnim tačkama vrši se izjednačenjem potencijala unutar TS i oblikovanje potencijala oko TS, pa sa stanovišta ispunjenja uslova bezbjednosti od napona dodira i koraka nisu potrebne dodatne zaštitne mjere, kao što su: postavljanje izolacionih tepiha, asfaltiranje tla oko zgrade TS i sl. Prije aktiviranja TS 35/10 kV ili TS 35/20 kV, a u toku eksploatacije u vremenskim intervalima, mora da se izmjeri ukupna otpornost (impedansa) sistema uzemljenja TS (Zu). Uslovi bezbjednosti od napona dodira biće ispunjeni u TS i izvan TS, pa nije potrebno mjerenje napona dodira i koraka, ako je ispunjen uslov (3.2). S obzirom na uslove rada mreže 35 kV, sačinilac kd u izrazu (3.2) ima vrijednost kd = 3, pa se mjerenjem mora dobiti: a. Zu ≤ 1,5 Ω ako je TS 35/10 kV ili TS 35/20 kV vezana kablom 35 kV na TS 110/35 kV (redukcioni faktor kabla sa provonim plaštom je r = 0,2, odnosno r=0,5 za kabl sa neprovodnim plaštom). b. Zu ≤ 0,7 Ω ako je TS 35/10 kV ili TS 35/20 kV priključena na nadzemni vod 35 kV (r = 1); 20/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV c. Zu ≤ 0,5 Ω ako TS 35/10 kV radi u kablovskoj mreži 35 kV u kojoj je struja zemljospoja ograničena na najviše 1000 A (r ≈ 0,4) Višegodišnje iskustvo u elektrodistribuciji i obavljena mnogobrojna mjerenja pokazuju da će uslovi a. i c. biti uvijek ispunjeni, bez obzira na način izvođenja mreže 10 kV ili 20 kV. Uslov b. biće ispunjen ako je ispunjen bar jedan od sljedeća tri zahtjeva:   

TS je priključena na najmanje dva nadzemna voda 35 kV sa zaštitnim provodnikom u dužini od najmanje 1 km svaki; na TS su priključena najmanje dva kabla sa provodnim plaštom tipa IRO 13-A, IRZO 13 i sl. u dužini od preko 300 m svaki; na TS su priključena najmanje tri voda izvedena kablovima tipa HNE 29-A, HNR 48, SKS-om tipa HNE 48/0-A itd., pri čemu svaki vod napaja najmanje dvije TS 10/0,4 kV ili 20/0,4 kV.

Ako je uzemljivač zaštitnog uzemljenja TS izveden prema sl.6.1, a mjerenjem ukupne otpornosti združenog uzemljenja dobiju se vrijednosti veće od navedenih u dijelu 5, tada se primjenjuje jedna od sljedeće dvije mjere: 



vrijeme isključenja zemljospoja na sabirnicama 35 kV u TS 35/10 kV ili TS 35/20 kV treba ograničiti na najviše 0,5 s i tada se smatra, u smislu važećih tehničkih propisa, da je kriterijum zaštite od napona dodira ispunjen, bez dokazivanja proračunom ili mjerenjem; smanjiti vrijednost otpornosti uzemljivača zaštitnog uzemljenja (na primjer: dodavanjem vertikalnih uzemljivača, dodavanjem još jednog prstena uzemljivača i sl.), tako da se zadovolji uslov naveden u dijelu 5.

6. NAČINI UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM KABLOVSKIM TS 10/0.4 KV 21/39


U ovom dijelu projekta objašnjen je način izvođenja uzemljenja u distributivnoj TS 10/0,4 kV koja radi u kablovskoj srednjenaponskoj mreži (u daljem tekstu: kablovska DTS). - Sistem uzemljenja kablovske DTS izvodi se tako da zadovolji uslove bezbjednosti od napona dodira za rad u srednjenaponskoj mreži čia ja neutralna tačka uzemljenja preko niskoomske impedanse, sa ograničenjem struje zemljospoja na najviše 300 A. - U kalovskoj DTS se izvodi združeno uzemljenje, tako što se izvede uzemljivač zaštitnog uzemljenja i na njega neposredno priključi neutralni provodnik NN mreže. Na zaštitno uzemljenje DTS, koje ima ulogu združenog uzemljenja, vezuju se još: kućište energetskog transformatora, metalni plaštovi, električne zaštite i armature kablova, sekundarna strujna kola mjernih transformatora, odvodnici prenapona, kao i svi ostali metalni dijelovi opreme i aparata koji ne pripadaju strujnim kolima. Na ovaj način vrši se izvjednačenje potencijala unutar DTS, pa sa stanovišta ispunjenja uslova bezbjednosti od napona dodira nije potrebno postavljanje izolacionih tepiha. Združeno uzemljenje kablovske DTS, koja se postavlja u okviru nekog objekta (zgrade), izvodi se na sljedeći način: 1.

Ako objekat (zgrada) ima svoj temeljni uzemljivač, tada se temeljni uzemljivač koristi i kao uzemljivač DTS i ne izvodi se nikakav drugi uzemljivač (sl.6.1.1).

2.

Ako objekat (zgrada) nema svoj temeljni uzemljivač, tada za DTS treba da se izvede poseban uzemljivač na raspolozivom mjestu van objekta (zgrade), na primjer pomoću tri vertikalna uzemljivača koji su međusobno povezani bakarnim uzemljivačem (sl.6.1.2).

3.

Ako objekat (zgrada) nema svoj temeljni uzemljivač, a izvođenje posebnog uzemljivača prema prethodnoj tački, bilo bi komplikovano i skupo (na primjer: u centru grada), kablovska DTS može da bude bez posebnog uzemljivača (sl.6.1.3) pod uslovom da radi u razgranatoj kablovskoj mreži 10 kV, da je priključenje na tu mrežu izvedeno najmanje sa dva kabla sa provodnim plaštom (IRO 13-A, IRNo 13 itd.) dužine preko 300 m svaki (mjerodavna je dužina metalnog plašta, bez obzira da li je kabl pod naponom), kao i da je neutralnog provodnika NN mreže ove DTS povezan sa neutralnim provodnikom susjedne DTS.

22/39


Sl.6.1.1 Temeljni uzemljivač zgrade kao uzemljivač TS

Sl.6.1.2 Izvođenje posebnog uzemljivača za TS u zgradi

Legenda: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

temeljni uzemljivač obkekta (zgrade) uzemljivač TS, bakarno uže vertikalni uzemljivač ispitna spojnica izjednačenje potencijala u TS glavni priključak (sabirnica) za uzemljenje sabirnica neutralnog provodnika energetski transformator NN tabla blok VN kabl sa provodnim plaštom

Sl.6.1.3 Kabel NPO 13 kao uzemljivač TS 23/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Združeno uzemljenje kablovske DTS koja se gradi kao poseban slobodnostojeći objekat izvodi se na slijedeći način (sl.6.2):

1 temeljni uzemljivač TS; 2 spoljašnja kontura, bakarno uže; 3 vertikalni uzemljivači ; 4 ispitna spojnica; 5 izjednačenje potencijala u TS; 6 glavni priključak (sabirnica za uzemljenje); 7 sabirnica neutralnog provodnika; 8 energetski transformator; 9 NN tabla; 10 blok VN

Sl. 6.2 Uzemljenje slobodnostojeće kablovske DTS U temelj DTS polaže se prva kontura (prsten) - temeljni uzemljivač TS. Armiranobetonska konstrukcija DTS može da se koristi kao temeljni uzemljivač pod uslovom da čelična armatura u temelju ima direktan kontakt (preko betona) sa tlom. Na rastojanju od najmanje 1 m i na dužini od 0,8 m postavlja se drugi (spoljašnji) prsten uzemljivača, sa vertikalnim uzemljivačima u tjemenima. Spoljašnji prsten se povezuje sa temeljnim uzemljivačem direktno (sl.6.2) ili preko glavnog priključka (sabirnice) za uzemljenje. Ako se DTS nalazi na području razgranate mreže, 10 kV izvedene kablovima sa provodnim plaštom (NPO 13-A, IPHO 13 itd.), vertikalni uzemljivači se izostavljaju. Vertikalni uzemljivači u tjemenima spoljašnje konture mogu da se izostave i iz drugih razloga, kao: zbog kamenitog tla, zbog rizika od oštećenja podzemnih instalacija itd. i tada treba računati sa povećanjem otpornosti rasprostiranja uzemljivača za oko 25%. 24/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Prije aktiviranja, a u toku eksploatacije najmanje jedanput u 10 godina, mora da se izmjeri ukupna otpornost združenog uzemljenja (Rzdr) kablovske DTS. Uslovi bezbjednosti od napona dodira biće ispunjeni u DTS i izvan DTS, u NN mreži i instalacijama potrošača, pa nije potrebno mjerenje napona dodira i koraka, ako je ispunjen uslov dat izrazom (2.2). Obzirom na uslove rada mreže 10 kV, sačinilac kd u izrazu (2.2) ima vrijdnost: kd = 2, pa se mjerenjem mora dobiti: a. Rzdr ≤ 2 Ω, pod uslovom da je DTS povezana srednjenaponskim kablom sa provodnim plaštom tipa NPO 13-A, IPHO 13 itd. za TS X/10 kV (redukcioni faktor kabla iznosi oko 0,25) b. Rzdr ≤ 1 Ω, pod uslovom da je DTS povezana srednjenaponskim kablom sa neprovodnim plaštom tipa XHP 48-A, XHE 49 itd. za TS X/10 kV (redukcioni faktor kabla iznosi oko 0,5) c. Rzdr ≤ 0,5 Ω, pod uslovom da je DTS povezana srednjenaponskim kablom sa neprovodnim plaštom tipa PP 41 i sl. za TS X/10 kV (redukcioni faktor kabla iznosi oko 1) Napomena: kablovi tipa PP 41 i sl. ne odgovaraju važećim standardima, jer nemaju električnu zaštitu i ekran izolacije, ali su ranije korišteni i nalaze se u eksploataciji. Dosadašnje iskustvo, obavljena mjerenja i proračuni pokazali su da uslov a. može da se zadovolji u svim pogonskim uslovima. Uslov b. može da se zadovolji:  

ako je u pripadajućoj NN mreži primjećen TI sistem napajanja, a neutralni provodnik povezan sa vodovodom i uzemljivačima objekata (zgrada); ako su ispunjeni uslovi iz dijela 4.

U prethodno nabrojanim slučajevima, u fazi projektovanja nije potrebna provjera i proračun združenog uzemljenja, već projektant usvaja otpornost uzemljenja najbliže DTS sa kojom se povezuje projektovana DTS. U ostalim slučajevima provjera i proračun združenog uzemljenja su neophodni. Ako neki od prethodnih uslova ne može da se ispuni, treba da se primjeni neka od slijedećih mjera, ili njihova kombinacija: 

Smanjenje vremena trajanja zemljospoja t na sabirnicama 10 kV na vrijednosti ispod 1 s. Za prosječne uslove rada u distributivnoj mreži, ne preporučuje se 25/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV dimenzionisanje uzemljenja kablovske DTS sa vremenima ispod 0,5 s, što odgovara dvostrukim vrijednostima otpornosti uzemljenja iz prethodnih tačaka. 

Smanjenje otpornosti uzemljenja kablovske DTS, npr: dodavanjem još jednog prstena uzemljivača, korištenjem vertikalnih uzemljivača većih dužina, izvođenjem posebnog uzemljivača radnog uzemljenja itd.

26/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV 7. NAČINI UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TS 10/0.4 KV KOJE SE PRIKLJUČUJU NA NADZEMNU SREDNJENAPONSKU MREŽU U ovom dijelu projekta objašnjen je način izvođenja uzemljenja u distributinoj TS 10/0,4 kV koja je direktno ili preko kablovskog voda priključena na nadzemnu srednjenaponsku mrežu. Ovdje spadaju: stubne TS i prigradske slobodnostojeće DTS. - Srednjenaponski vod izveden SKS-om tipa XHE 48/O-A može sa stanovišta uzemljenja da se tretira isto kao odgovarajući tip podzemnog kabla (redukcioni faktor, utjecaj uzemljivača susjednih TS itd.), ako su ispunjeni slijedeći uslovi: 



da je duž čitavog kablovskog voda obezbijeđena pouzdana galanska veza električnih zaštita susjednih dionica na kablovskim spojnicama, završnicama i u TS; da je elktrična zaštita prve dionice voda galvanski vezana na uzemljivač izvorne TS.

Kada se uzemljivači radnog i zaštitnog uzemljenja stubne ili prigradske slobodnostojeće DTS izvode posebno, moraju da budu na međusobnom rastojanju od nejmanje 20 m. Ako postoje uslovi za združeno uzemljenje, u DTS se galvanski povezuju neutralni proodnik NN mreže i glavni priključak (sabirnica) zaštitnog uzemljenja. Radno i zaštitno uzemljenje su efikasno razdvojeni, u smislu važećih propisa, ako se na jednom uzemljenju ne može da pojavi potencijal veći od 40% potencijala drugog uzemljenja, pri čemu na uzemljivaču zaštitnog uzemljenja ne smije da se pojavi napon veći od 1200V. Uzemljivač zaštitnog uzemljenja prigradske slobodnostojeće DTS izvodi na slijedeći način (sl.7.1): 

U temelj DTS polaže se prva kontura (prsten) - temeljni uzemljivač DTS.



Armiranobetonska konstrukcija DTS može da se koristi kao temeljni uzemljivač pod uslovom da čelična armatura u temelju ima direktan kontakt (preko betona) sa tlom.



Na rastojanje 1 m od zida i na dubinu od 0,5 m postavlja se kontura za oblikovanje potencijala oko TS (drugi prsten uzemljivača), koja se povezuje sa temeljnim uzemljivačem direktno ili preko glavnog priključka (sabirnice) za uzemljenje u TS. Kontura za oblikovanje potencijala se ne postavlja ako DTS treba da radi isključivo u izolovanoj mreži 10 kV.



Umjesto spoljašnje konture uzemljivača, u zavisnosti od lokalnih uslova (raspoloživ prstor, vrsta tla, prisustvo podzemnih instalacija i sl.), mogu da primjene i druga rješenja koja daju isti efekat. Na zaštitno uzemljenje DTS veže se: kućište energetskog transformatora, metalni plaštovi, električne zaštite i armature kablova, sekundarna strujna kola



27/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV mjernih transformatora, odvodnici prenapona, kao i svi ostali metalni dijelovi opreme i aparata koji ne pripadaju strujnim kolima. Na ovaj način vrši se izjednačavanje potencijala unutar DTS i oblikovanje potencijala oko DTS, pa sa stanovišta ispunjenja uslova bezbjednosti od napona dodira nije potrebno postavljanje izolacionih tepiha unutar DTS, niti asvaltiranje tla oko DTS.

1 temeljni uzemljivač TS; 2 spoljašnja kontura, bakarno uže; 3 vertikalni uzemljivači; 4 ispitna spojnica; 5 kontura za oblikovanje potencijala, bakarno uže; 6 glavni priključak (sabirnica) za uzemljenje; 7 sabirnica neutralnog proodnika; 8 energetski transformator; 9 NN tabla; 10 blok VN; 11 izjednačenje potencijala; 12 kabl PPOO 1x50 mm2, 1 kV; 13 uzemljivač radnog uzemljenja, bakarno uže Napomena: Ako DTS isključivo u izolovanoj mreži 10 kV ne izvodi se uzemljivač radnog uzemljenja i kontura za oblikovanje potencijala Sl.7.1 Uzemljenje slobodnostojeće DTS priključene na nadzemnu mrežu

28/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV - Uzemljivač zaštitnog uzemljenja stubne DTS izvodi se pomoću dvije konture (prstena), sa vertikalnim uzemljivačima u tjemenima spoljašnje konture (sl.7.2). Prva kontura se postavlja na daljinu 1 m od stuba i na dubinu od 0,5 m. Druga (spoljašnja) kontura se postavlja najmanje na 1 m od prve konture i na dubinu od 0,8 m. Obje konture međusobno se povezuju najmanje na dva mjesta. Konstrukcija stuba DTS veže se na uzemljivač zaštitnog uzemljenja preko stezaljke za uzemljenje stuba (“ispitna spojnica“) i sabirnog zemljovoda. Na sabirni zemljovod priključuju se: konzole, kućište energetskog transformatora, kućište kondenzatora, uzemljenje odvodnika prenapona, uzemljenje sekundarnih kola mjernih transformatora, kao i metalni dijelovi ostalih srednjenaponskih i niskonaponskih naprava koji ne pripadaju strujnom kolu. Kao sabirni zemljovod koristi se konstrukcija stuba kod metalnih STS, a kod betonskih STS: najmanje jedna armaturna šipka stuba prečnika najmanje 10 mm koja se proteže od vrha do dna stuba sa izvedenim priključcima u vidu mesinganih navojnih čahura sa navojem M12 za svaki element koji se uzemljuje, ili se uz stub polaže posebna čelična pocinkovana okrugla žica prečnika 10 mm ili traka 30 mm x 4 mm. - Uzemljivač radnog uzemljenja u prigradske slobodnostojeće DTS, odnosno stubne DTS, izvodi se u zavisnosti od raspoloživog prostora i uslova da bude od uzemljivača zaštitnog uzemljenja najmanje 20m. Preporučuje se korištenje uzemljivača od tri vertikalna uzemljivača koji su međusobno povezani bakarnim užetom. Uzemljivač radnog uzemljenja vezuje se kablom PP00, 1kV, 1x50mm2 za sabirnicu neutralnog provodnika na NN razvodnoj tabli (sl.7.1 i 7.2) Ako prostor, prisustvo podzemnih instalacija ili vrsta tla (kamen) ne dozvoljava da se izvede ovakav uzemljivač, ili ako izvedeni uzemljivač ne može da zadovolji zahtjeve s obzirom na uslove bezbjednosti od napona dodira u NN mreži i instalacijama potrošača. Uzemljivač radnog uzemljenja može da se izvede pomoću pojedinačnih uzemljivača neutralnog provodnika kod prvoh stubova NN mreže ili na neki drugi način.

29/39


1 kontura za oblikovanje potencijala; 2 spoljašnja kontura; 3 vertikalni uzemljivači; 4 uzemljivač radnog uzemljenja; 5 kabel PP00 1x50 mm2, 1 kV Napomena: Uzemljivač radnog uzemljenja se ne izvodi ako STS radi isključivo na izolovanoj mreži 10 kV. Sl.7.2 Uzemljenje STS

- Dimenzionioranje sistema uzemljenja prigradske slobodnostojeće DTS ili stubne DTS vrši se prema struji zemljospoja koja je ograničena najviše na 300 A ako DTS radi u mreži sa uzemljenom neutralnom tačkom. U DTS se izvode posebnei uzemljivači radnog i zaštitnog uzemljenja. Dimenzionisanje uzemljivača radnog i zaštitnog uzemljenja zavisi i od toga da li će se koristiti združeno uzemljenje, kao i od primjenjenog sistema zaštite od indirektnog dodira u NN mreži i instalacijama potrošača. 1.

Združeno uzemljenje se primjenjuje ako DTS napaja urbanizovani dio naselja, gdje velika gustina podzemnih metalnih instalacija otežava ili onemogućava efikasno razdvajanje radnog i zaštitnog uzemljenja. Uslovi bezbjednosti od napona dodira biće ispunjeni ako ukupna otpornost združenog uzemljenja zadovoljava uslov (3.2). Kako je redukcioni fakor nadzemnog voda r=1, a sačinilac kd=2, otpornost združenog uzemljenja treba da bude: 30/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Rzdr ≤ 0,5 Ω ako se zemljospoj isključuje u vremenu do 1s; Rzdr ≤ 1 Ω ako se zemljospoj isključuje u vremenu do 0,5s. Izuzetno, vrijeme trajanja zemljospoja može da se smanji do 0,25 s, čime se dobija Rzdr ≤ 2 Ω, ali se na taj način povećava vjerovatnoća neselektivnosti djelovanja zemljospojne zaštite. U prosječnim uslovima rada distributivne mreže, tražene vrijednosti otpornosti združenog uzemljenja teško je ostvariti na ekonomski prihvatljiv način samo pomoću uzemljivača radnog i zaštitnog uzemljenja.. Međutim, ako DTS napaja NN mrežu i instalcije potrošača u kojima je na širem području primjenjen TN sistem napajanja, traženi uslov za združeno uzemljenje relativo lako se postiže jer se preko neutralnog provodnika povezuju uzemljivači susjednih DTS, svi uzemljivači objekata (zgrada), vodovod i ostale metalne instalacije koje imaju funkciju prirodnih uzemljivača. U ovom slučaju se u fazi projektovanja usvaja vrijednost otpornosti združenog uzemljenja susjedne DTS, dok se uzemljivači zaštitnog i radnog uzemljenja izvode na prethodno navedeni način, tako da se dobije: Rz ≤ 5 Ω; Rr ≤ 10 Ω . 2.

Efikasno razdvajanje radnog i zaštitnog uzemljenja najviše se primjenjuje ako se prigradska slobodnostojeća ili stubna DTS nalazi van urbanizovanog dijela naselja. a) Uzemljivač zaštitnog uzemljenja izvodi se prema prethodno navedenom postupcima. Ukupna otpornost zaštitnog uzemljenja dimenzioniše se tako da se na uzemljivaču ne prekorači napon od 1200V, što se postiže ako vrijednost otpornosti zaštitnog uzemljenja iznosi: Rz ≤ 5 Ω u TS 10/0,4kV: b) Ukupna otpornost radnog uzemljenja dimenzioniše se u zavisnosti od primjenjene zaštite od indirektnog dodira u NN mreži i instalacijama potrošača. Preporučuje se da vrijednost ukupne otpornosti radnog uzemljenaj (uzemljivač radnog uzemljenja DTS zajedno sa uzemljivačima koji se vezuju na neutralni provodnik NN mrerže) iznosi: Rr ≤ 5 Ω

31/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV - Ako DTS radi isključivo u mreži sa izolovanom neutralnom tačkom, ili ako se u roku od 7 godina ne planira prelazak na rad sa uzemljenom neutralnom tačkom, u TS se pravilu koristi združeno uzemljenje. U TS se izvodi samo jedan uzemljivač, koji se koristi i za radno i za zaštitno uzemljenje. U sistem radnog (združenog) uzemljenja uključeni su i svi uzemljivači koji su priključeni na neutralni provodnik NN mreže i u instalacijama potrošača, kao: uzemljivači na krajnjim stubovima dužih dionica radijalnih NN vodova, uzemljivači objekata (zgrada) sa TN sistemom napajanja (TP-5) i sl. Uslovi bezbjednosti od napona dodira biće ispunjeni ako ukupna otpornost združenog uzemljenja zadovoljava uslov (3.2). Član kd ima vrijednost: a) kd = 2 ako se zemljospoj isključuje najkasnije za 3s, a to u uslovima rada distributivne mreže odgovara mrežama sa kapacitivnim strujama zemljospoja do 20A, izuzetno do 40A; b) kd = 1 ako se zemljospoj isključuje najkasnije za 2h, ali traje duže od 3s, a to u uslovima rada distributivne mreže odgovara mrežama sa kapacitivnim strujama zemljospoja do 10A. Preporučuje se dimenzionisanje sistema uzemljenja za kapacitivnu struju zemljospoja od 20A. U tom slučaju, ukupna otpornost združenog uzemljenja treba da iznosi: Rzdr ≤ 6,5 Ω Izuzetno ako DTS radi u izolovanoj mreži u kojoj kapacitivna struja zemljospoja prelazi 20A, treba smanjiti vrijeme trajanja zemljospoja tako da se takođe dobije vrijednost (zbog tipizacije) : Rzdr ≤ 6,5 Ω Naprimjer: za graničnu vrijesnost struje zemljospoja od 40A (iznad ove vrijednosti neutralna tačka mreže se obavezno uzemljuje), trajanje zemljospoja treba da se ograniči na najviše 0,6s. Tražena vrijednost otpornosti združenog uzemljenja treba sda se postigne pomoću uzemljivača zaštitnog uzemljenja, čija otpornost rasprostiranja treba da bude: Rzdr ≤ 6,5 Ω

32/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV 8. ZAŠTITA OD IZNOŠENJA POTENCIJALA - Nema opasnosti od iznošenja potencijala iz TS 35/10kV, TS 35/20kV, TS 35/0,4kV, TS 20/0,4kV i TS 10/0,4kV, pod uslovom da su uzemljivači i uzemljenja izvedeni i dimenzionisani saglasno preporuci TP-7. - Nema opasnosti od iznošenja potencijala iz TS 110/10(20)kV, ako TS napaja razgranatu mrežu 10kV ili 20kV izvedenu kablovima sa provodnim plaštom, ako je dodatno ispunjen bar jedan od sljedeća dva uslova: TS 110/10(20)kV radi u kablovsoj mreži 110kV: Zemljospoj na sabirnicama 110kV isključuje se najkasnije za 0,15s.

 

- Nije dozvoljeno prekidanje metalnih plaštova i ubacivanje izolacionih umetaka energetskih kablova 35kV, 20kV i 10kV tipa NPO 13-A, IPZO 13 i sl. - Metalne vodovodne cijevi galvanski se razdvajaju od uzemljivača TS 110/10(20)kV umetanjem cijevi od izolacionog materijala na mjestu uvođenja u TS. Zbog velikih struja zemljospoja u mreži 110kV, postoji opasnost pojave visokih potencijala na uzemljivačima nekih TS 110/10(20)kV. Ovi potencijali mogu da se prenesu preko metalnih plašteva, električnih zaštita i/ili armatura energetskih kablova 10kV ili 20kV do TS 10/0,4kV, u NN mrežu i dalje preko neutralnog provodnika u instalacije potrošača, izazivajući napone dodira koji bi u nekim slučajevima mogli da budu veći od dozvoljenih napona dodira prema izrazu (3.1). Pri zemljospoju na 110kV strani TS 110/10(20)kV, na sistemu uzemljenja u prvoj TS 10/0,4kV ili 20/0,4kV pojaviće se napon Uu1: Uu1 = ki Uui = ki r Ik Zu

(8.1)

gdje je: k Uui r k

Zu

-

koeficijent iznošenja (koeficijent izlazećeg) potencijala: napon na sistemu uzemljenja TS 110/10(20)kV u voltima (V) redukcioni faktor napojnog voda 110kV ukupna struja zemljospoja na sabirnicama 110kV u TS 110/10(20)kV u amperima (A) - ukupna otpornost (impedansa) sistema uzemljenja TS 110/10(20)kV u omima (Ω)

Nije potrebno preduzimanje posebnih mjera zaštite od iznošenja potencijala iz TS 110/10(20)kV, ako napon sistema uzemljenja Uu1 u prvoj TS 10/0,4 kV ili TS 20/0,4kV iznosi: 

Uu1 ≤ 300V ako se zemljospoj na sabirnicama 110kV isključuje za 0,5s djelovanjem drugog stepena distantne zaštite (Udoz = 150V, kd = 2); 33/39


Uu1 ≤ 1000V ako se zemljospoj na sabirnicama 110kV isključuje za 0,15s djelovanjem zaštite sabirnica 110kV (Udoz = 500V, kd = 2);

Koeficijent ki se određuje na sljedeći način: a) Ako se veza TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV sa TS 110/10(20)kV izvodi kablom sa provodnim plaštom (NPO 13-A, IPZO 13 i sl.) koeficijent iznošenja potencijala ki u zavisnosti od dužine kablovskog voda 10kV ili 20kV i za nekoliko vrijednosti specifične električne otpornosti tla koje su karakteristične za gradski konzum, dobija se sa dijagrama na sl.8.1.a. Za dužine kablovskog voda manje od 200m koeficijent iznošenja potencijala ima vrijednost kao i za dužinu 200m, jer se tada TS 10/0,4kV ili 20/0,4kV praktično nalazi unutar potencijalnog lijevka izvorne TS 110/10(20)kV. b) Ako se veza TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV sa TS 110/10(20)kV izvodi kablom 10kV ili 20kV sa neprovodnim plaštom, koeficijent ki u zavisnosti od broja (nts ) TS X/0,4kV koje su priključene na isti kablovski vod, u TS koja je najbliža izvornoj TS ima vrijednosti koje su date u tabeli 8.1. U tabeli izraz “urbanizovano naselje“ podrazumjeva da TS X/0,4kV imaju relativno male vrijednosti otpornosti uzemljenja, na primjer Rz ~ 0,5Ω u slučaju da je na širokom prostoru primjenjen TN sistem napajanja , odnosno Rz ~ 1Ω kod malih vrijednosti specifične električne otpornosti tla i sl. Izraz “vangradski konzum“ obično podrazumjeva da se za napajanje koristi SN SKS XHE 48/O-A. Tabela 9.1: Koef. Iznošenja potencijala za kabl sa neprovodnim plaštom Broj TS na vodu (nts ) ki urbanizovano naselje, TN sistem, Rz ~ 0,5Ω ki urbanizovano naselje Rz ~ 1Ω ki vangradski konzum Rz ~ 4Ω

1 0,74 0,85 0,95

2 0,49 0,65 0,9

>2 0,41 0,55 0,8

Ako napon uzemljenja TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV prelazi prethdno date vrijednosti mora da se preduzme jedna ili više sljedećih mjera: 

 

proračunom, analizom i/ili mjerenjima dokazati da su naponi dodira koji se javljaju u TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV, kod izloženih objekata NN mreže i u instalacijama niskog napona manji od dozvoljenih napona dodira iz 3.7; smanjiti napon sistema uzemljenja TS 110/10(20)kV ; smanjiti vrijeme trajanja zemljospoja u mreži 110kV (ugraditi zaštitu sabirnica 110kV u TS 110/10/(20)kV, podesiti drugi stepen distantne zaštite na 0,4s i sl.): 34/39


preduzeti dodatne zaštitne mjere.

35/39

koef. iznošenja potencijala (ki)


dužina kabla Sl. 8.1.a Iznošenje potencijala preko plašta kabla IPO-13A

36/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV - Smanjenje napona uzemljenja TS 110/10(20)kV može da se postigne primjenom jedne, ili kombinacijom više mjera, kao što su: 1. Smanjenje struje zemljospoja u mreži 110kV, koje se postiže izborom najpovoljnije konfiguracije mreže i zabranom trajnog rada mreže u zatvorenom prstenu. Smanjenje bi moglo da se postigne i ubacivanjem impedanse za ograničenje struje zemljospoja, ako su ispunjeni ostali uslovi za tu mjeru. Ove mjere su sistemske i mogu da se sprovedu samo na nivou elektroprivrede kao cjeline. Efekat smanjenja struje zemljospoja smanjenjem broja uzemljenih neutralnih tačaka 110kV energetskih transformatora 110/X kV je mali, pa se ova mjera ne koristi u distributivnim mrežama. 2. Smanjenje dijela struje zemljospoja kroz uzemljivač TS, koje se postiže smanjenjem redukcionih faktora napojnih vodova primjenom zaštitnog provodnika od bolje provodnog materijala (E-AIMgSi0,5 i sl.) na najmanje 5-6 raspona od TS. 3. Smanjenje impedanse sistema uzemljenja TS, na primjer dodavanjem vertikalnih uzemljivača. - Dodatne zaštitne mjere, koje mogu da se primjene pojedinačno ili kao kombinacija više mjera, su: 1. U kablovski rov, uz kabl sa neprovodim plaštom (XHP 48-A, XHE 49 i sl.) koji povezuje TS 110/10(20)kV sa prvom TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV, na nekoliko pravaca polaže se bakarno uže presjeka najmanje 35mm2 . 2. Objekti (zgrade) koji se napajaju iz TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV koje su direktno vezane na TS 110/10(20)kV imaju svoj uzemljivač ( po mogućnosti: temeljni uzemljivač) i sprovedene mjere izjednačavanja potencijala, a niskonaponski razvodni ormar i KPK su, po mogućstvu, od izolacionih materijala (oprema klase II) ili se nalaze na asfaltiranom prostoru i kod kojih je primjenjen TN sistem napajanja izvedeno je oblikovanje potencijala. 3. Izuzetno je dozvoljeno da se u TS 110/10(20)kV izoluju električne zaštite kablova sa neprovodnim plaštom (XHP 48-A, XHE 49 i sl odnosno SKS XHE 48/O-A) Pri tome mora da se uzme obzir: 



da redukcioni faktor voda 10kV i 20kV postaje r=1 umjesto r=0,5, što znači da se sistem uzemljenja svih TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV koje su priključene na taj vod treba da se dimenzionišu na dvostruko veću vrijednost struje zemljospoja; da izostaje efekat smanjenja ukupne otpornosti (impedanse) sistema uzemljenja TS zbog prekida galvanske veze uzemljivača susjednih TS. 37/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV U uslovima rada distributivne mreže, dodatna mjera izolovanja električnih zaštita kablova može da se primjeni, uz sveobuhvatno tehnoekonomsko obrazloženje, na početku eksploatacionog vijeka TS 110/10(20)kV na nekom izvodu 10kV ili 20kV preko koga se napaja samo jedna TS 10/0,4kV ili TS 20/0,4kV. Zbog velikog utjecaja kablova 10kV ili 20kV na impedansu sistema uzemljenja i rješavanje probleme iznošenja potencijala, na sistem uzemljenja TS 110/10(20)kV treba već na početku eksploatacionog vijeka TS da bude priključeno najmanje pet kablova 10kV ili 20kV sa provodnim plaštom, odnosno najmanje osam kablova sa neprovodnim plaštom, pri čemu nije bitno da li su svi kablovi pod naponom. Prije izvođenja radova na vodu kod kojih se vod isključuje, vod se uzemljuje na mjestima odvajanja od napona. Izuzetno, ako je vod priključen na TS 110/10(20)kV, a napon sistema uzemljenja TS prelazi prethodno date vrijednosti, tada se TS 110/10(20)kV vod isključuje ali se ne uzemljuje.

9.

MJERENJA, KONTROLA I PREGLED SISTEMA UZEMLJENJA

- Ukupna otpornost uzemljenja (radno, zaštitno, združeno) mjeri se naizmjeničnom strujom učestanosti do 150Hz. Kod TS X/0,4kV koriste se prenosni instrumenti (na primjer uređaji koji rade prema Berendovoj metodi), dok se za TS 35/10(20)kV koriste metode mjerenjem strujom i naponom, Mjerenje se vrši bez odvajanja uzemljivača TS od ostslih uzemljivača, kao što su: zaštitni provodnici nadzemnih vodova, metalni plaštovi, armature i električne zaštite energetskih kablova (osim ako se izričito ne zahtjeva suprotno), neutralnih provodnika NN mreže zajedno sa svim uzemljivačima NN mreže i instalacijama potrošača koji su priključeni na neutralni provodnik. - Mjerenje otpornosti uzemljenja vrši se prije puštanja u pogon ili poslije radova na sistemu uzemljenja, a u toku eksploatacije:   

najmanje jedanput u 10 godina kod TS X/0,4kV; najmanje jedanput u 10 godina kod TS 35/10kV ili TS 35/20kV ako se za uzemljivače TS koji se polažu u tlo koristi bakar; najmanje jedanput u 5 godina kod TS 35/10kV ili TS 35/20kV ako se za uzemljivače TS koji se polažu u tlo koristi pocinkovani čelik.

U istim vremenskim intervalima vrši se i vizuelni pregled, koji služi za ocjenu kvaliteta spojeva i stanja zaštiteod korozije u sistemu uzemljenja. - Mjerenje napona dodira i napona koraka se ne vrši ako su uzemljivači dimenzionisani i izvedeni u skladu sa preporukom TP-7. - Specifična električna otpornost tla se ne mjeri.

38/39

PROJEKTOVANJE I IZVOĐENJE UZEMLJENJA U DISTRIBUTIVNIM TRANSFORMATORSKIM STANICAMA 35/10KV; 10/0,4KV; 20/0,4 KV Za proračun otpornosti uzemljenja koriste se podaci o prosječnim srednjim vrijednostima koji su, u zavisnosti od vrste tla gdje se locira TS, dati u važećim propisima o uzemljenjima. Ako radno i zaštitno uzemljenje moraju da budu efikasno razdvojeni mora mjerenjem da se dokaže da se sa jednog uzemljivača ne može prenijeti više od 40% potencijala drugog uzemljivača. Pri izvođenju kablovskih završnica i spojnica na srednjenaponskom kablu tipa XHP 48A, XHE 49, XHE 48/O-A i sl., a u toku eksploatacije najmanje jedanput u 10 godina, treba mjerenjem dokazati galvansku povezanost električne zaštite na krajevima kablovskog voda koji povezuje dvije susjedne TS.

39/39

a

Recommend Documents