Koordinacija Izolacije u Mrezama Visokog Napona

ИНТЕРНИ СТАНДАРД КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈЕ У МРЕЖАМА ВИСОКОГ НАПОНА

ИС-ЕМС 125:2016 Лист/листова: 1/23

ИНТЕРНИ СТАНДАРД ИС-ЕМС 125:2016 КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈE У МРЕЖАМА ВИСОКОГ НАПОНА

Децембар 2016. године

Акционарско друштво ''Електромрежа Србије'' Београд, Кнеза Милоша 11, 11000 Београд, Србија, www:ems.rs Забрањено прештампавање и публиковање у било којој форми без писане дозволе ЕМС АД Београд



Основ за доношење документа: Основ за доношење документа је усаглашавање постојећег документа ТП-25: Координација изолације са досадашњим искуствима и сазнањима из ове области којa се примењују у електроенергетским постројењима 110 kV – 400 kV. На основу члана 41. статута ЕМС АД Београд генерални директор доноси интерни стандард:

КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈЕ У МРЕЖАМА ВИСОКОГ НАПОНА Овим интерним стандардом се у Акционарском друштву “Електромрежа Србије“ Београд уређују основна начела координације изолације у мрежама 123, 245 и 420 kV. Садржај: 1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 5. 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 6. 6.1. 6.2. 7. 8. 9. 10. 11. 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 12.

ПРЕДМЕТ УРЕЂИВАЊА .................................................................................................... 3 ОПШТЕ ПОСТАВКЕ............................................................................................................. 3 ТЕРМИНИ И ДЕФИНИЦИЈЕ ............................................................................................... 3 ОСНОВНА НАЧЕЛА КООРДИНАЦИЈЕ ИЗОЛАЦИЈЕ - ЗАХТЕВИ ЗА ИЗОЛАЦИЈУ .... 7 КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈЕ ................................................................................................................ 7 ЛИСТА СТАНДАРДНИХ НАЗИВНИХ КРАТКОТРАЈНИХ ПОДНОСИВИХ НАПОНА ИНДУСТРИЈСКЕ УЧЕСТАНОСТИ ...................................................................................................................................... 7 ЛИСТА СТАНДАРДНИХ НАЗИВНИХ УДАРНИХ ПОДНОСИВИХ НАПОНА ................................................. 7 ИЗБОР СТАНДАРДНИХ НИВОА ИЗОЛАЦИЈЕ ........................................................................................... 7 НАПОНСКА НАПРЕЗАЊА И ОСТАЛИ УТИЦАЈИ НА ИЗОЛАЦИЈУ ............................................................ 9 СТЕПЕНИ ИЗОЛАЦИЈЕ ОПРЕМЕ МРЕЖА И ПОСТРОЈЕЊА ...................................... 10 OПРЕМА И ИЗОЛАЦИОНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ .......................................................................................... 10 РАСКЛОПНИ АПАРАТИ ....................................................................................................................... 11 ЕНЕРГЕТСКИ ТРАНСФОРМАТОРИ ....................................................................................................... 12 ОСТАЛА ОПРЕМА ............................................................................................................................... 12 ПРОВЕРА СТЕПЕНА ИЗОЛАЦИЈЕ ОПРЕМЕ ........................................................................................... 12 УРЕЂАЈИ ЗА ЗАШТИТУ ОД ПРЕНАПОНА .................................................................... 13 OДВОДНИЦИ ПРЕНАПОНА БЕЗ ИСКРИШТА ......................................................................................... 13 ЗАШТИТНА ИСКРИШТА ...................................................................................................................... 14 ЗАШТИТА ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКИХ ОБЈЕКАТА ОД ДИРЕКТНОГ УДАРА ГРОМА.. 15 УЗЕМЉЕЊЕ СТУБОВА .................................................................................................... 18 УЗЕМЉЕЊЕ ПОСТРОЈЕЊА ........................................................................................... 18 КОНТРОЛА ОДВОДНИКА ПРЕНАПОНА ........................................................................ 18 ИЗБОР ИЗОЛАЦИЈЕ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКИХ ПОСТРОЈЕЊА И ВОДОВА У УСЛОВИМА ЗАГАЂЕЊА.................................................................................................. 19 ОСНОВЕ ИЗБОРА СПОЉАШЊЕ ИЗОЛАЦИЈЕ ОБЈЕКАТА ВИСОКИХ НАПОНА У УСЛОВИМА ЗАГАЂЕЊА . 19 ФАЗЕ ИЗБОРА ..................................................................................................................................... 19 ОДРЕЂИВАЊE СТЕПЕНА ЗАГАЂЕЊА АТМОСФЕРЕ .............................................................................. 19 ОДРЕЂИВАЊЕ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТАРА ИЗОЛАТОРА ........................................................................ 21 ИЗУЗЕТНИ СЛУЧАЈЕВИ ....................................................................................................................... 23 ПРЕЛАЗНЕ И ЗАВРШНЕ ОДРЕДБЕ ............................................................................... 23

Аутори: • Зоран Недељковић, дипл.инж.ел. • Славица Ребрић, дипл.инж.ел. • Мр Бранко Перуничић, дипл.инж.ел. • Марко Марковић, дипл.инж.ел. • Милош Спаић, дипл.инж.ел. • Иван Милићевић, дипл.инж.ел. Кључне речи: координација изолације, степен изолације, диелектрична напрезања, пренапон, одводник пренапона, изолатор


ИНТЕРНИ СТАНДАРД КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈЕ У МРЕЖАМА ВИСОКОГ НАПОНА 1.


ПРЕДМЕТ УРЕЂИВАЊА

Интерним стандардом ИС-ЕМС 125: 2016 уређују се: • изолациони нивои високонапонске опреме, • принципи избора и усклађивања степена изолације мрежа и постројења, • карактеристике опреме за заштиту од пренапона, 2.

ОПШТЕ ПОСТАВКЕ

Терминологија примењена у интерном стандарду је усаглашена са стандардом SRPS EN 60071:2008. Захтеви прописани SRPS и IEC стандардима третирају се као минимални технички захтеви. Могу да се поставе и оштрији технички захтеви, ако је то оправдано са гледишта експлоатације и вишег степена сигурности. Овакво одступање треба да је документовано одговарајућом техничко - економском анализом. Мреже највишег напона опреме 123, 245 и 420 kV су са ефикасно уземљеном неутралном тачком у складу са Интерним стандардом IS-ЕМS 123-2014 „Уземљење електроенергетских постројења“. 3.

ТЕРМИНИ И ДЕФИНИЦИЈЕ

3.1.

Координација изолације

Избор диелектричне чврстоће опреме у односу на напоне који могу да се јаве у мрежи за коју је опрема предвиђена узимајући у обзир радне услове и карактеристике расположивих уређаја за заштиту од пренапона. 3.2. Спољашња изолација Размаци у ваздуху и површине чврсте изолације опреме у додиру са ваздухом, изложени диелектричном напрезању атмосферским или другим спољашњим утицајима, као што су загађење, влага, инсекти и сл. НАПОМЕНА- Спољашња изолација је или заштићена од временских утицаја или незаштићена, зависно од тога да ли је пројектована да ради изван или унутар затворених заклона 3.3. Унутрашња изолација Чврста, течна или гасовита изолација унутрашњих делова опреме, која је заштићена од атмосферских и других спољашњих утицаја. 3.4. Подужна изолација Која има два фазна прикључка и један прикључак за уземљење. Фазни прикључци припадају истој фази трофазне мреже привремено подељене на два независно напајана дела (отворени расклопни уређаји). Четири прикључка, која припадају осталим двема фазама не узимају се у обзир или су уземљени. У посебним случајевима један од два фазна прикључка који се разматра је уземљен.




3.5. Фазна изолација Трофазна конфигурација изолације, у којиј два фазна прикључка нису узета у обзир и, изузев у посебним случајевима, посебан прикључак неутралне тачке је уземљен. 3.6. Међуфазна (линијска) изолација Трофазна конфигурација изолације, у којој један фазни прикључак није узет у обзир. У посебним случајевимаприкључак неутралне тачке и прикључак за уземљење се такође не узимају у обзир. 3.7. Називни напон мреже (Un) Називни напон трофазне мреже је ефективна вредност линијског напона, којим је мрежа означена и на који се односе неке њене радне карактеристике. 3.8. Највиши напон мреже (Um) Највећа вредност међуфазног радног напона (r.m.s. – eфeктивна вредност) која се јавља при нормалним радним условима у било које време у било којој тачки мреже 3.9. Највиши напон опреме (Umo) Највећа вредност међуфазног напона (r.m.s. – eфeктивна вредност) за који је опрема димензионисана у погледу изолације, као и других карактеристика у одговарајућим стандардима опреме. У нормалним условима рада специфицираним од стране одговарајућих ЕN комитета за опрему, опрема може трајно радити под тим напоном. 3.10. Пренапон Било који напон: - Између фазног проводника и земље, или преко подужне изолације чија вршна вредност превазилази врх највишег напона мреже подељеног са √3; - Између фазних проводника чија вршна вредност превазилази врх највишег напона мреже. НАПОМЕНА: Уколико није другачије наглашено, као што је за одводнике пренапона, вредност пренапона се изражава у јединичним вредностима (p.u) према Um x √2/√3 3.11. Трајни напон мрежне учестаности Напон мрежне учестаности, константне ефективне вредности, трајно примењен на било којим крајевима система изолације. 3.12. Привремени пренапон Пренапон мрежне учестаности, релативно дугог трајања. НАПОМЕНА: Пренапон може бити непригушен или слабо пригушен. У неким случајевима његова учестаност може бити неколико пута већа или мања од мрежне учестаности. 3.13. Прелазни пренапон Краткотрајни пренапон од неколико милисекунди или мање, осцилаторни или неосцилаторни углавном знатно пригушен. НАПОМЕНА: прелазни пренапони могу бити пропраћени привременим пренапонима. У таквим случајевима, та два пренапона се посматрају као посебни случајеви 3.14. Стандардни облици испитног напона Облици испитног напона су стандардизовани и налазе се у Табели 3. 3.15. Испитни напон кратког трајања мрежне учестаности Синусоидни напон са фреквенцијом између 48Hz и 62Hz, у трајању од 60s




3.16. Стандардни комутациони ударни напон Ударни напон чије је време до вршне вредности 250 µs, а време до половине вршне вредности од 2500 µs 3.17. Стандардни атмосферски ударни напон Ударни напон чије је време чела 1.2 µs, а време до половине вршне вредности 50 µs. 3.18. Заштитни ниво према атмосферском (или комутационом) удару (Uza) Максимално дозвољена вршна вредност напона на крајевима заштитног уређаја изложеног атмосферским (или комутационим) ударима под одређеним условима. 3.19. Подносиви напон (Up) Вредност испитног напона која се под одређеним условима примењује у испитивању подносивог напон, при којем се дозвољава одређени број пробојних пражњења. Подносиви напон се означава као: а) уобичајени претпостављени подносиви напон, када је број дозвољених пробојних пражњења једнак нули. Сматра се да одговара вероватноћи подносивости од Pp=100% б) статистички подносиви напон, када је број дозвољених пробојних пражњења везан за вероватноћу подносивости. У овом стандарду је вероватноћа подносивости Pp=90%. НАПОМЕНА: У овом стандарду су за необновљиву изолацију одређене вредности уобичајених претпостављених напона, а за самообновљиву изолацију вредности статистичких подносивих напона 3.20. Подносиви напон координације (Ucp) За сваку класу напона, вредност подносивог напона система изолације у стварним радним условима, која задовољава критеријуме квалитета. 3.21. Фактор координације (Kc) Коефицијент којим се множи вредност подносивог пренапона конфигурације изолације да би се добила вредност подносивог напона координације 3.22. Стандардни референтни атмосферски услови атмосферски услови за које се примењују стандардни подносиви напони. 3.23. Захтевани подносиви напон (Uzp) Испитни напон који изолација мора да поднесе у тесту стандардног подносивог напона, ради доказивања да изолација задовољава захтеве критеријума радних карактеристика, када је изложена пренапонима дате класе у стварним погонским условима и током трајања погона. Захтевани подносиви напон има облик подносивог напона координације, и специфициран је према свим условима за стандардно испитивање подносивог напона, које је одабрано за његово потврђивање. 3.24. Стварни подносиви напон опреме или система изолације (Usp) Највећа могућа вредност испитног напона којим се испитује опрема или конфигурација изолације, у стандардном тесту подносивог напона. 3.25. Назначени подносиви напон (Unp) Вредност испитног напона, која у стандардном тесту подносивог напона доказује да је изолација у складу са једним или више подносивих напона. То је назначена вредност изолације опреме. 3.26. Стандардни назначени подносиви напон (Unsp) Стандардна вредност назначеног подносивог напона као што је наведено у 4.2 и 4.3.




3.27. Назначени изолациони ниво Скуп назначених подносивих напонa који карактеришу диелектричну чврстоћу изолације 3.28. Стандардни изолациони ниво Низ стандардних називних подносивих напона, који су повезаниса Up као што је наведено у Табелама 2 и 3 3.29. Фактор сигурности (Ks) Oпшти фактор који се примењује на координисани подносиви напон, после уважавања корекционог фактора за атмосферске услове (ако се захтева), ради добијања захтеваног подносивог напона, при чему се уважавају све остале разлике између услова за време погона и оних који се односе при испитивању стандардног подносивог напона. 3.30. Испитивање стандардним подносивим напоном Диелектрична испитивања у специфичним условима да би се доказало слагање са стандардним називним подносивим напоном НАПОМЕНА 1- Овај стандард покрива: - испитивање краткотрајним наизменичним напоном мрежне учестаности - испитивање комутационим ударом - испитивање атмосферским ударом - испитивање комбинованим комутационим ударом - испитивање комбинованим напоном НАПОМЕНА 2- Више информација о стандардним напонским испитивањима је дато у IEC 600601 (Табела 1 – за облике испитних напона ) НАПОМЕНА 3- Испитни стандардни подносиви напон веома брзог чела се означава од стране EN комитета, ако је то неопходно. 3.31. Веза са другим документима Интерни стандард примењује и детаљније разрађује одредбе које се односе на координацију изолације у оквиру следећих докумената: • SRPS EN 60071:2008 Координација изолације • SRPS N.B0.030:1978 Координација изолације у високонапонским постројењима. • Правилник о техничким нормативима за електроенергетска постројења називног изнад 1000 V. (Сл. лист СФРЈ бр. 4/74 и бр. 13/78).

напона

• Правилником о техничким нормативима за израду надземних електроенергетских водова (Сл. лист СФРЈ бр. 38/77 и 11/80). • Правилник о техничким нормативима за погон и одржавање електроенергетских постројења и водова („Службени лист СРЈ“, број 41/93); • IEC 60694:1996 Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear standards • IEC 60507:2013 Artificial pollution tests on high-voltage ceramic and glass insulators to be used on a.c. systems




ОСНОВНА НАЧЕЛА КООРДИНАЦИЈЕ ИЗОЛАЦИЈЕ - ЗАХТЕВИ ЗА ИЗОЛАЦИЈУ

4.

4.1. Координација изолације Координација изолације обухвата избор и примену диелектричне чврстоће опреме зависно од напона који се могу појавити у мрежи за коју је опрема намењена, узимајући у обзир карактеристике расположивих заштитних уређаја. Сврха координације изолације је да се вероватноћа оштећења изолације и прекида погона, проузрокованих резултирајућим напонским напрезањима, сведе на економски и погонски прихватљиву вредност. Поступак координације изолације се састоји у одабиру највишег напона опреме заједно са одговарајућим низом стандардних називних подносивих напона која карактерише изолацију опреме. Оптимизација поступка одабира стандардног називног подносивог напона (Up) може захтевати преиспитивање неких улазних података и понављање делова поступка одабира. 4.2. Листа стандардних називних краткотрајних подносивих напона индустријске учестаности Низ стандардних подносивих напона (r.m.s. вредности изражених у kV): 20, 28, 50, 70, 185, 230, 325, 395, 460. Низ препоручених подносивих напона индустријске учестаности (r.m.s. вредности изражене у kV): 510, 570, 630,. 4.3. Листа стандардних називних атмосферских ударних подносивих напона Стандардне темене вредности атмосферских ударних подносивих напона (изражене у kV): 60, 95, 170, 450, 550, 750, 950, 1050, 1300, 1425, 4.4. Избор стандардних нивоа изолације Стандардни подносиви напони су повезани са највишим напоном опреме у складу са Табелом 2 за групу I и Табелом 3 за групу II. Ови стандардни подносиви напони важе за нормалне амбијенталне услове и прилагођени су стандардним референтним атмосферским условима. Стандардни изолациони ново се дефинише као веза спајањем стандардног подносивог напона у свим колонама без укрштања хоризонтално означених линија. Тако, стандардизоване су следеће групе за међуфазну и подужну изолацију: •

За међуфазну изолацију, група I (Табела 2, од 12-245 kV), стандардни називни краткотрајни подносиви напон индустријске учестаности и атмосферски ударни међуфазни подносиви напон једнаки су одговарајућим подносивим напоном између фазе и земље (Табела 2). Међутим, вредности у заградама могу бити недовољна да се потврди да је захтевани подносиви напон довољан, те је потребно испитивање подносивим међуфазним напоном.

• За међуфазну изолацију, група II (Табела 3, од >245 kV),, стандардни међуфазни атмосферски ударни подносиви напон једнак је атмосферском ударном напону фазаземља. • За подужну изолацију у групи I, стандардни називни краткотрајни подносиви напон индустријске фреквенције и атмосферски ударни подносиви напон једнак је одговарајућем подносивом напону фаза-земља (Табела 2). • За подужну изолацију у групи II, компонента стандардног склопног подносивог дата је у Табели 3, док је вршна вредност компоненте индустријске учестаности супротног поларитета Um x √2/√3 Акционарско друштво ''Електромрежа Србије'' Београд, Кнеза Милоша 11, 11000 Београд, Србија, www:ems.rs Забрањено прештампавање и публиковање у било којој форми без писане дозволе ЕМС АД Београд



• За подужну изолацију у групи II, компонента стандардног атмосферског комбинованог подносивог ударног напона једнака је одговрајућем подносивом напону фаза-земља (Табела 3), док је вршна вредност компоненте индустријске учестаности супротног поларитета једнака 0,7 x Um x √2/√3 . Само два стандардна називна подносива напона довољна су за дефинисање називног изолационог нивоа опреме. • За опрему групе I: a) стандардни називни атмосферски ударни подносиви напон и, b) стандардни називни краткотрајни подносиви напон индустријске учестаности. • За опрему групе II: c) стандардни називни склопни ударни подносиви напон и, d) стандардни називни атмосферски ударни подносиви напон. Табела 2 – Стандардни изолациони нивои за групу I (1kV < Um < 245 kV) Највиши напон опреме (Um) kV

Стандардни подносиви напон мрежне учестаности кратког трајања

Стандардни називни атмосферски подносиви напон kV

kV (r.m.s. вредност)

(темена вредност)

(r.m.s. value) 7,2

20

12

28

24

50

60

95 145

70

170

36

123 170 245

(185)

(450)

230

550

325

750

395

950

460

1050

НАПОМЕНА Уколико вредности у заградама нису довољна за потврду да је захтевани међуфазни подносиви напон достигнут,потребна су допунска испитивања.

Табела 3 – Стандардни изолациони нивои за опсег II (Um > 245 kV) Највиши напон опреме (U m ) kV (r.m.s. в р е д н о с т )

420

Стандардни називни комутациони подносиви напон Подужна Фаза - земља изолација kV kV (темена вредност) (темена вредност) 950

1050

Фаза - фаза (однос фазаземља темена вредност)

1,50

Стандардни атмосферски подносиви напон b kV (темена вредност) 1300 1425


ИНТЕРНИ СТАНДАРД КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈЕ У МРЕЖАМА ВИСОКОГ НАПОНА 4.5.


Напонска напрезања и остали утицаји на изолацију

Током погона опрема може бити изложена диелектричним напрезањима услед: • напона индустријске фреквенције у нормалним погонским условима, ако не прелази највиши напон опреме; • дуготрајних пренапона (са трајањем од 0,1 до 5 s.); • склопних пренапона (од 0,1 ms до 5 ms.); • атмосферских пренапона (до 100 µs). За одређено напонско напрезање, на понашање унутрашње изолације може утицати појава старења, а на спољашњу изолацију може утицати степен атмосферског загађивања. Напони и пренапони који штетно утичу на изолацију одређују се амлитудом, обликом и трајањем. За сваку класу напона и пренапона, одређују се репрезентативни облици напона и пренапона, узимајући у обзир карактеристике изолације. У Табели 4. су приказани напонски и пренапонски облици који се могу јавити у мрежи као и њихови стандардни репрезенти Табела 4 – Класе и облици пренапона, облици Стандардних напона и Стандардна подносива напонска испитивања Класа

Ниска учестаност Трајни

Привремени

Транзијентни Споро чело

Брзо чело

Веома брзо чело

1/f

Tf

1/f

Напон или пренапон облик

Tp Tt

T1 T2

Tt

1/f1

T2

1/f2

T f ≤ 100 ns Опсег напона или пренапона

f = 50 Hz or 60 Hz T t ≥3 600s

1/f

Стандардни облик напона

Tt Tp

f = 50 Hz or 60 Hz Tt * Стандард. напонско испитивање

*

10 Hz < f < 500 Hz 0,02 s ≤ T t ≤ 3 600 s

20 µs < T p ≤ 5 000 µs

0,1 µs < T 1 ≤ 20 µs

0,3 MHz < f 1 < 100 MHz

T 2 ≤ 20 ms

T 2 ≤ 300 µs

30 kHz < f 2 < 300 kHz

1/f

T1 * Tt

48 Hz ≤ f ≤ 62 Hz T t = 60 s Испитивање наизменичним кратког трајања (AC)

T2

se

T2

T p = 250 µs

T 1 = 1,2 µs

T 2 = 2 500 µs

T 2 = 50 µs

Испитивање комутационим Таласом (SI)

Испитивиње атмосферским Таласом ( LI)


ИНТЕРНИ СТАНДАРД КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈЕ У МРЕЖАМА ВИСОКОГ НАПОНА 5.


СТЕПЕНИ ИЗОЛАЦИЈЕ ОПРЕМЕ МРЕЖА И ПОСТРОЈЕЊА

5.1. Oпрема и изолационе конструкције Подносиви напони фазне изолације (изолације фаза-земља) и међуфазне изолације (изолација фаза-фаза) опреме и других изолационих конструкција за постројења и надземне водове дати су у Табели 5

Табела 5. Подносиви напони фазне и међуфазне изолације

Највиши напон опреме (ефективна вредност)

Називни подносиви краткотрајни напон индустријске фреквенције Објекат

Називни подносиви атмосферски ударни напон

Називни подносиви склопни ударни напон (темена вредност)

(kV)

(kV)

(kV) Фазна Међуфазна Фазна изолација изолација изолација

(kV)

Међуфазна Фазна изолација изолација

Међуфазна изолација

(ефективн а вредност) (kV)

(темена вредност) (kV)

(ефективна вредност) (kV)


(ефективна вредност) (kV)


12

вод и постројење

28

28

75

75

-

-

24


50

50

125

125

-

-

38


170

170

70

70

-

-

вод

185

185

450

450

-

-

постројење

230

230

550

550

вод

395

395

950

950

-

-


460

460

1050

1050

вод

/

/

1300

/

950

1425


/

/

1425

/

1050

1550

123

245

420

При типском испитивању изолаторских ланаца опремљених заштитним арматурама за водове и постројења потребно је експериментално утврдити потребан број елемената изолатора за сваки степен изолације, односно тип изолатора. Препоручује се да се степен изолације сабирница у трансформаторском пољу средњенапонске стране изједначи са степеном изолације сабирница на високонапонској страни.




5.2. Расклопни апарати Подносиви напони за фазне и међуфазне изолације расклопних апарата усвојени у високонапонској мрежи и постројењима ЕМС-а дати су у Табели 6, a подносиви напони раставних размака у Табели 7. Tабела 6. Подносиви напони за фазне и међуфазне изолације расклопних апарата

Највиши напон опреме (ефективна вредност)

Називни краткотрајни подносиви напон индустријске фреквенције (ефективна вредност)

(kV) (kV)

Називни подносиви ударни атмосферски напон (темена вредност) (kV)

Називни подносиви склопни ударни напон (темена вредност) (kV)

12

28

75

-

38

70

170

-

123

230

550

-

245

460

1050

-

420

520

1425

1050

Tабела 7. подносиви напони раставних размака

(ефективна вредност)

Називни краткотрајни подносиви напон индустријске фреквенције

(kV)

дуж раставног размака (ефективна вредност)

Највиши напон опреме

(kV)

Називни подносиви ударни атмосферски напон дуж раставног размака (темена вредност) (kV)

Називни подносиви склопни ударни напон (темена вредност) дуж раставног размака (kV)

12

32

85

-

38

80

195

-

123

265

630

-

170

325

750

-

245

530

1.200

-

420

610

1425(+240)

900(+345)


ИНТЕРНИ СТАНДАРД КООРДИНАЦИЈА ИЗОЛАЦИЈЕ У МРЕЖАМА ВИСОКОГ НАПОНА 5.3.


Енергетски трансформатори

Усвојени степени изолације намотаја енергетских трансформатора дати су у Табели 8 Табела 8. Степени изолације намотаја енергетских трансформатора

Преносни однос трансформатора

110±10x1,5%/36,75/ 10,5 kV

110±10x1,5%/6,3 kV 220±12x1,25%/115/10,5 kV (аутотрансформатори) 220±10x1,5%/36,75/ 10,5 kV

400±2x2,5%/115/31,5 kV (аутотрансформатори)

Степен изолације примарног намотаја

Степен изолације звездишта примарног намотаја

Степен изолације секундарног намотаја

Степен изолације звездишта секундарног намотаја

Степен изолације терцијерног намотаја

123

123

36

36

12

(LI550 AC230)

(LI 550 AC 230)

(LI 170 AC 70)

123

123

7,2

(LI550AC 230)

(LI 550 AC 230)

(LI 60 AC 20)

245

123

123

(LI 950)

(LI550 AC 230)

(LI 550 AC 230)

245

245

36

(LI 950 AC230)

(LI 550 AC 230)

(LI 170 AC 70)

420

Заједничко звездиште

123

(SI1050 LI 1425)

123

(LI 550 AC 230)

(LI 170 AC 70) (LI 75 AC 70) -

36

12 (LI 125 AC50) 12

(LI 170 AC70) (LI 75 AC 28)

-

36 (LI 170 AC70)

(LI 550 AC 230) 420 400±8x1,25%/115/10,5 kV (аутотрансформатори) (SI 1050 LI 1425)

Заједничко звездиште

123

123

(LI 550 AC 230)

12 -

(LI 550 AC 230) 400±8x5%/231/10,5 kV (аутотрансформатори)

420 (SI 1050 LI 1425)

Заједничко звездиште 170

245 (LI 950 AC 325)

-

(LI 125 AC 50)

12 (LI 125 AC 50)

(LI 750 AC 325)

Енергетски трансформатори напона 400 kV морају бити у стању да поднесу испитивања склопним ударним напоном, стандардног облика 250/2500 µs оба поларитета, темене вредности 1050 kV. 5.4.

Остала опрема

За сву осталу опрему постројења степен изолације се бира према Tаблицама 2 i 3, усвајајући више степене изолације. 5.5.

Провера степена изолације опреме

Провера степена изолације у случају необновљиве изолације врши се називним склопним и атмосферским ударним напоном одређени број пута (најчешће само три удара) са теменим вредностима датим у Табелама 2 и 3, а провера називног краткотрајног подносивог напона индустријске фреквенције ефективним вредностима напона из Табеле 2 и 3 у трајању од 1 минута. На овај начин се потврђује називни степен изолације. Акционарско друштво ''Електромрежа Србије'' Београд, Кнеза Милоша 11, 11000 Београд, Србија, www:ems.rs Забрањено прештампавање и публиковање у било којој форми без писане дозволе ЕМС АД Београд



Ради добијања статистичких подносивних ударних напона код самообновљиве изолације потребно је одредити 50%-тне прескочне напоне на изолацији посебно за склопне, а посебно за атмосферске напоне. Овако одређени 50%-тни прескочни напони не смеју бити мањи од 1/(1-1,3) σ пута називни подносиви ударни напон, атмосферски односно склопни, дат у табелама 2 и 3. Овде је σ релативна вредност стандардне девијације напона прескока. За ваздух се узимају следеће вредности: σ = 6% за склопне ударне напоне σ = 3% za атмосферске ударне напоне 6. УРЕЂАЈИ ЗА ЗАШТИТУ ОД ПРЕНАПОНА Уређаји за заштиту од пренапона су: • • • •

одводници пренапона без искришта, заштитна искришта, заштитна ужад, громобрани Oдводници пренапона без искришта

6.1.

Провера ефикасности заштите од атмосферских пренапона врши се на основу заштитног нивоа одводника, који се дефинише на следећи начин. Заштитни ниво заштитног уређаја одређен је највишим теменим вредностима ударног напона које не смеју бити премашене на прикључцима заштитног уређаја при примени склопног и атмосферског ударног напона одређених облика и називних врендости. За одводнике пренапона без искришта са ZnO резисторима, заштитни ниво се одређује комбинацијом следећих карактеристика: -

Преосталог напона за стрме струјне ударе облика 1/<20, Преосталог напона за струјне ударе облика 8/20, Преосталог напона за струјне ударе облика >30/<100

У случају да је веза ка разводном постројењу остварена помоћу каблова или је разводно постројење урађено као оклопљено и гасом SF6 изоловано, извршиће се рачунска анализа заштите од пренапона водећи рачуна о вишеструким рефлексијама таласа. Рачунска анализа треба да покаже да ли унутар гасом SF6 изолованог постројења треба поставити одводник за оклопљена постројења. Одводници пренапона се постављају што је могуће ближе штићеном објекту. За штићени објект мора да буде испуњен минималнисигурносни фактор, који је за мреже разних напонских нивоа дат у Табели 9. Табела 9. Сигурносни фактор Највиши радни напон мреже (kV)

420

245

123

36

24

12

7,2

Сигурносни фактор

1,2

1,3

1,3

1,3

1,4

1,7

2




Пренапонска заштита намотаја трансформатора који се не користи за сопствену потрошњу, изводи се и/или у складу са интерним стандардом IS-EMS-467:2016 односно само по изричитом захтеву испоручиоца трансформатора. За трансформаторе 400 kV са изведеним прикључцима терцијера (4 проводна изолатора) препоручује се, без обзира да ли се терцијер користи, пренапонска заштита у „Нептун“ споју (према IS-EMS 467:2016). За нова постројења се не препоручује употреба терцијера енергетског трансформатора за напајање сопствене потрошње постројења. За раније изграђена постројења код којих се терцијер користи за напајање сопствене потрошње, препоручује се да целокупна опрема на страни терцијера (кондензатори, сабирнице, растављачи, мерни трансформатори, прекидачи, пригушнице, кућни трансформатори и др.) буде изолована за један виши степен изолације. Сабирнице извести са повећаним међуфазним размаком, како би се избегао међуфазни кратки спој (птице и сл.) Уземљење одводника пренапона и уземљења штићеног објекта треба да су прикључена најкраћим путем на систем уземљења (у складу са IS-EMS-123:2014, TU-TS-01:2015,) 6.2.

Заштитна искришта

Заштитна искришта се по правилу постављају на улазним порталима постројења и служе за ограничавање пренапона пренетих са далековода у постројење. Сваки примењени тип заштитног искришта, у комбинацији са одговарајућим изолаторским ланцем, мора да поседује типски атест са утврђеном величином напона реаговања индустријске учестаности на киши и на сувом, као и 100%-тном вредношћу ударног напона реаговања оба поларитета. Искришта за мреже напона 420 kV морају да поседују и карактеристику реаговања у домену комутационих пренапона. За испитана и у мрежама ЕМС употребљена заштитна искришта препоручују се следећа подешавања размака између електрода на температури од 20°C: Табела 10. Подешење заштитних искришта Највиши напон (kV)

d (mm)

123

560

245

1100

420

1900

Наведена подешавања усвојена су на основу минималног односа између ступња изолационог нивоа и заштитних искришта од 1,25.




7. ЗАШТИТА ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКИХ ОБЈЕКАТА ОД ДИРЕКТНОГ УДАРА ГРОМА Заштита високонапонских разводних постројења на отвореном простору од директних удара громова врши се помоћу штапних громобрана или заштитних ужад. Зона заштите једног штапног громобрана висине до 60 м може се одредити према следећем изразу:

rx =

1,6ha h 1+ x H

где је: rx - полупречник зоне заштите на висини hx hx -висина објеката који се штити у односу на земљу, ha - висина громобрана у односу на објекат који се штити (активна висина громобрана), H - висина громобрана у односу на земљу p - коефицијент различите висине громобрана

H = hx + ha p = 5,5/ H za H > 30 m p = 1 za H ≤ 30 m Све величине се изражавају у метрима. Објекат који се налази у зони заштите заштићен је са великом вероватноћом од директног удара грома. Зона заштите једног штапног громобрана висине до 60 м приказана је на сл. 1

Слика 1. У случају да је потребно штитити већу површину, користи се већи број штапних громобрана. Акционарско друштво ''Електромрежа Србије'' Београд, Кнеза Милоша 11, 11000 Београд, Србија, www:ems.rs Забрањено прештампавање и публиковање у било којој форми без писане дозволе ЕМС АД Београд



Зона заштите два штапна громобрана различитих висина приказана је на сл. 2. Зона заштите се прво одређује за сваки штап посебно. Затим се поставља зона између штапова се одређује постављењем кружног лука кроз врх нижег штапа (тачка C), кроз пресечну тачку хоризонталне праве на висини нижег штапа са границом заштитне зоне вишег штапа (тачка А) и кроз тачку на средини растојања АC која је спуштена за седмину растојања између тачака А и C. Простор испод кружног лука између тачака А и C налази се у заштитној зони оба штапа. Простор десно од тачке А омеђен заштитном зоном вишег штапа представља заштитну зону за оба штапа. Заштитне зоне са спољашњих страна штапова (лево од нижег и десно од вишег) одређују се као за појединачне штапове. B a’/7 C H1

ha2

A

H2

ha1 hx1

hx2 a’ a

nx2 2bx

nx1

Слика 2 Најмања ширина заштитне зоне између штапова истих висина одређује се из израза 2 bx = 2rx

7ha − a 12,5 ⋅ za H ≤ 30 m 12,5ha − a 7

где је: а - удаљеност између штапова Најмања ширина заштитне зоне за штапове једнаких висина приказана је на сл. 3. a/7

1

2 ha

3

H a/2

a

hx

bx rx

rx Слика 3.




У случају три штапна громобрана потребно је да пречник круга D који је описан око троугла образованог од три штапна громобрана задовољава услов: D≤ 8 ha за H> 30 m (3)

D ≤ 8 ha p зa H ≤ 30 m где параметар п има исте вредности као и у изразу (1), да би површина унутар троугла образованог штаповима била у зони заштите. У случају четири штапна громобрана потребно је да већа дијагонала четвороугла образованог од тачака у којима су постављени штапови изпуњава услов (3) да би површина била у зони заштите Зона заштите више штапних громобрана одређује се повезивањем тачака у којима су постављени громобрани. Око сваке тачке у којој је постављен громобран црта се круг полупречника р x који се одређује из израза (1). Најмања удаљеност границе заштитне зоне од праве која повезује тачка у којима су постављени громобрани одређује се из израза (2). Уместо ширине заштитне зоне 2 бx израчунава се половина те ширине, односно само бx, односно: bx = rx

7ha − a 12,5 ⋅ 12,5ha − a 7

Израчуната најмања ширина заштитне зоне б налази на половини растојања између два штапа. Постављањем праве која тангира кружну заштитну зону појединачних штапова и која пролази кроз тачку на половини растојања између штапова, а која је на растојању бx од дужи која спаја штапове, добија се граница заштитне зоне Граница заштитне зоне одређује се за сваку страницу троугла или четвороугла образовног шиљцима. Примери одређивања заштитне зоне за три и четири штапа приказани су на сликама 4 и 5 респективно

Слика 4.

Слика 5

Зона заштите једноструког заштитног ужета приказана је на сл. 6, а за висине до 30 м одређује се помоћу израза: rx =

0,8ha h 1+ a H

Све ознаке имају исто значење као у изразу (1), сем што rx означава половину ширине штићене зоне. Акционарско друштво ''Електромрежа Србије'' Београд, Кнеза Милоша 11, 11000 Београд, Србија, www:ems.rs Забрањено прештампавање и публиковање у било којој форми без писане дозволе ЕМС АД Београд



У случају два заштитна ужета спољашња заштитна зона се одређује помоћу израза (5),док се зона заштите између ужади одређује повлачењем кружног лука кроз тачке 1 и 2 у којима се налазе заштитна ужад и кроз тачку 3 која је на средини растојања између заштитних ужади и за а/4 испод хоризонталне праве која повезује заштитну ужад, где је а растојање између ужади. Зоне заштите једног и два заштитна ужета приказане су на сл. 6 и 7.

Slika 6.

Slika 7

За блиска постројења (нпр. прикључно разводно постројење ЕМС-а и суседни објекат корисника преносног система) пренапонску заштиту одабрати и проверити као да је у питању јединствено постројење. 8. УЗЕМЉЕЊЕ СТУБОВА Ради смањења опасности од повратног прескока при удару грома у заштитно уже или стуб, потребно је да отпор уземљења стуба у смислу чл. 81-84 Правилника о техничким нормативима за изградњу надземних електроенергетских водова, буде мањи од следећих вредности Табела 11. Отпор уземљења стубова za 123 Si 185/450 za 245 Si 395/950 za 420 Si 1050/1425

9.

20 Ω 20 Ω 25 Ω

УЗЕМЉЕЊЕ ПОСТРОЈЕЊА Уземљење у постројењу регулисано је интерним стандардом IS EMS-123: 2014 Уземљење електроенергетских постројења

10.

КОНТРОЛА ОДВОДНИКА ПРЕНАПОНА Контролу одводника пренапона треба вршити у складу са ТУ-ТС-15:2014.



11.

ИЗБОР ИЗОЛАЦИЈЕ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКИХ ВОДОВА У УСЛОВИМА ЗАГАЂЕЊА

ПОСТРОЈЕЊА


И

11.1. Основе избора спољашње изолације објеката високих напона у условима загађења Изолација електроенергетских постројења треба да пружа довољну поузданост у раду и у условима загађења. Ово се може остварити правилним избором, надзором и одржавањем изолације. У овом смислу изузетно важну улогу има редукција емисије загађивача до технички и економски прихватљивих граница загађености атмосфере односно коришћења савремених чистих технологија кад год је то могуће. Најчешће се проблематика објеката, па и њихова спољашња изолација, решава у постојећим датим условима, те се на редукцију емисија тешко може утицати, осим ако се не ради о емисијама истога објекта. За дату оштрину и природу загађења ваздуха посматране локације облик изолатора значајно утиче на интензитет загађења изолације, односнo на величину пада њеногпрескочног напона. Избор одговарајућих изолатора за рад у датим условима је стога основна и најважнија мера у решавању проблема рада изолације. При избору, односно, конструисању и развоју изолације за рад у одређеним условима загађења треба имати у виду следеће опште захтеве: • облик изолатора треба да обезбеди минимална таложења из ваздуха на површинама изолатора, • облик изолатора треба да обезбеди што ефикасније самочишћење под утицајем кише и ветра, • облик и конструкција изолатора треба да су ослобођени непотребних локалних концентрација електричног поља, • изолатор треба да подноси предвиђене напоне, • не препоручује се полимерна изолација на опреми у ВН постројењу осим за одводнике пренапона осим уз сагласност Стручних служби. 11.2. Фазе избора Процедура избора изолације нових, или накнадна провера исправности извршеног избора изолације постојећих постројења у загађеним срединама, се састоји од две фазе: • одређивања степена загађења атмосфере локације на којој ће се изградити будући електроенергетски објекат, односно степена загађења локације објекта чија се усклађеност изолације и интензитет загађења преиспитује, • одређивања основних параметара изолатора способних да функционишу дуготрајно ипоуздано, нормално без интервенције у условима утврђеног степена загађења. 11.3. Одређивањe степена загађења атмосфере 11.3.1. Анализирати сличност структуре загађивача окружења локације са структуром окружења локације у Табели 12 Нивои загађења IEC,36 (СС.О.) 64, и на основу истих проценити степен загађења атмосфере посматране локације.




Табела 12. Нивои загађења (у складу са SRPSIEC 60815) Степен (ниво) загађења

ниско загађење

средње загађење

високо загађење

врло високо загађење

Примери типичног окружења - Област без индустрије и са малом густином кућа опремљених постројењима за грејање - Области са малом густином индустрије или кућа, или области подложне честим ветровима и/или кишама - Пољопривредне области (1) - Планинске области - Области са индустријом која не производи посебно загађујући дим и/или са просечном густином кућа опремљеним постројењима за грејање - Области са великом густином кућа или индустријским постројењима, али изложене честим чистим ветровима или кишама - Области са високом густином индустријских постројења и предграђа великих градова са великом густином постројења за грејање која производе загађење

- Области, обично умерено простране, изложене проводној прашини и индустријском диму који ствара посебно дебеле проводне наслаге

(1) Прихрањивање прскањем или спаљивање сламе може довести до јачег загађења услед разношења ветром

11.3.2.По могућности утврдити концентрацију загађења атмосфере посматране локације и карактер загађења, нарочито садржај агресивних и јонизујућих материја које са водом стварају електролите и оценити оправданост изабраног степена загађења у 11.3.1. 11.3.3.Прикупити информације о понашању изолације електроенергетских објеката у близини посматране локације (ако их има). Број прескока услед загађења и искуство из експлоатације може оправдати корекцију опредељења. 11.3.4.Прикупити метеоролошке податке температуре нарочито око 0°С, трајање магле, иња, падавина, росе, затим ветрова и сл.) и на основу истих проценити годишње време трајања неповољних атмосферских прилика, односно, повећаног ризика. 11.3.5.Утврдити специфичну површинску проводност загађења посебне групе изолатора (најмање изолаторска ланца на бази ланчаних јединица) изложених на посматраној локацији или у близини током 1-2 или више година, на основу измерене проводности и фактора облика изолатора. Под претпоставком да је проводност практично достигла своју "граничну равнотежну вредност“,утврђена вредност специфичне проводности и Табела 12 дефинишу степен загађења атмосфере локације са аспекта загађења изолације.




11.3.6.Утврдити 50% прeскoчни нaпoн нa изложеним изoлaтoримa пoд истим услoвимa кao и у прeтхoднoj тaчки и срaчунaти спeцифичну струjну стaзу oднoснo спeцифичну прeскoчну струjну стaзу кao и њихoвe eфeктивнe (кoригoвaнe) врeднoсти. Пoмoћу oвих врeднoсти спeцифичних струjних стaзa и Тaбeлa 12 утврђуje сe кoнaчнo стeпeн зaгaђeњa aтмoсфeрe лoкaциje. Табела 13. Минималне називне специфичне струјне стазе(у складу са SRPS IEC 60815)

Степен(ниво) загађења

Минимална називна специфична струјна стаза између фазе и земље(1) mm/kV (2)

ниско загађење средње загађење високо загађење врло високо загађење

16 20 25 31

(1) За стварну струјну стазу важе специфициране производне толерансе. (2) Ефективне вредности напона које одговарају највишем напону опреме (фаза-фаза)

У постројењима ЕМС-а минимална специфична струјна стаза одговара 20 mm/kV. За случај изузетно оштрог загађења специфична на називна струјна стаза од 31 mm/kV може да не одговара. Зависно од погонског искуства и лабораторијских резултата, применити и веће вредности специфичне струјне стазе, али у неким случајевима треба размотрити целисходност прања и премазивања. Концепт "специфичне струјне стазе" након дефинисања степена загађења (Tабела 12.) и минималне специфичне називне струјне стазе као функције степена загађења (Табела 13.) узима у рачун и одређене конструкционе параметре који карактеришу изолатор. Ови параметри, чије су вредности засноване на искуству у раду и лабораторијским испитивањима, углавном се односе на облик ребара, профил и димензије изолатора. 11.4. Одређивање основних параметара изолатора Основе за процену избора основних параметара изолатора високонапонских објеката су: • највиши напон мреже Um односно опреме постројења • степен загађења атмосфере локације постројења, • минимална специфина струјна стаза, • параметри профила изолатора (IEC, 36 (Central Ofice) 64. Придржавајући се наведених основа, при избору изолације за објекте на локацијама са загађеном алмосфером, препоручује се следећи редослед: Утврдити минималну струјну стазу фазне изолаци је Lmin на основу једначина: Lmin = ls x Um x KD

SRPS IEC 60815

ls,e –специфична струјна стаза/поkV међуфазног напона Um – највиши међуфазни напон опреме KD – корекциони фактор пречника изолатора У случају да се изолација састоји од n елементарних изолација, чије су струјне стазе Li, мора се остварити услов: Lmin ≤ ΣLi Акционарско друштво ''Електромрежа Србије'' Београд, Кнеза Милоша 11, 11000 Београд, Србија, www:ems.rs Забрањено прештампавање и публиковање у било којој форми без писане дозволе ЕМС АД Београд



Када су елементарне изолације исте, њихов потребан број n је: n ≥ Lmin / Li Из расположивог асортимана, претходно изабрати прихватљиве изолаторе и на њима утврдити вредности параметара профила и упоредити их са граничним вредностима SRPS IEC 60815 (Табела 14). Изолатори или комбинације које задовољавају граничне услове, могу се сматрати погодним за примену у условима процењеног степена загађења. Табела 14. Параметри профила изолатора, SRPS IEC 60815

Редни број

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Параметар изолатора

C-минимално чисто растојање s- вертикално растојање p- надкриљење ребра s/p- однос верт.растојања и надкриљења ld/d- однос струјне стазе и минималног чистог растојања p1-p2- разлика наткиљења α- угао нагиба горње површине ребра β- уга нагиба доње површине ребра

9.

CP=L/s- фактор пузања

10.

PF=(2p+s)/l -Фактор профила PF=(2p1+2p2+s)/l

11.

KD- Корекциони фактор пречника

Вредност параметара

Услов који се односи на вредност параметара

Примедба

≥30mm

≥0,8 <5 ≥15mm >5° >2° ≤3,5 ≤4 >0,8 >0,7 1 1,1 1,2

I и II степен загађења III и IV степен загађења I и II степен загађења Не односи се на III и IV степен ланчане и загађења педестал изолаторе Dm≤300mm 300500 (у mm)

Dm=(De+Di)/2 Dm=(De1+De2+2Dei)/4

За одабране изолаторе и процењени степен загађења, односно, процењену специфину проводност рачунским путем утврдити њихове прескочне напоне.




За приближну процену, 50% прескочног напона изолатора може се користити теоријскоемпиријски израз:

- коефицијент облика,

-геометријска струјна стаза изолатора у cm,

- специфична површина

проводности у µS Пожељно је извршити и експериментално утврђивање прескочних и подносивих напона за процењену специфичну површинску проводност ако то произвођач није извршио и презентирао потребне информације. У оба случаја, мора бити испуњен услов U ≥ 2 Uf.m, ако је коефицијент резерве KR=2. Овим је процедура избора изолације завршена 11.5. Изузетни случајеви Изолацију постројења, које треба да ради у изузетно тешким условима загађења, треба посебно истражити. У овим случајевима могу се препоручити оклопљена гасом изолована постројења. Изолација постојећих објеката високог напона услед нових извора загађења касније изграђене индустрије и сл., може бити изложена загађењу већег степена од предвиђеног, због чега пружа мању поузданост у раду. Уколико није могуће или није рационално применити радикалне мере замене изолације одговарајућом, неопходно је практиковати честе интервенције и чишћења изолације чиме се одржава ниска површинска проводност, а тиме и потребна погонска поузданост. 12.

ПРЕЛАЗНЕ И ЗАВРШНЕ ОДРЕДБЕ

Интерни стандард је усвојен на седници Стручног панела за техничку регулативу, методологије и стандарде Техничког савета ЕМС АД Београд, одржаној дана 29.12.2016. године, а на снагу ступа одлуком Генералног директора. Ступањем на снагу овог интерног стандарда престаје да важи техничка препорука: ТП-25, „Координација изолације“, из јуна 1983. године и Анекс препоруке ТП-25. Овај интерни стандард се доноси, усваја и мења у складу са одредбама Правилника о техничкој регулативи.


Koordinacija Izolacije u Mrezama Visokog Napona

Recommend Documents