OSNOVE ELEKTROENERGETSKIH SISTEMA predavanje_8
Elementi VN postrojenja u transformatorskim stanicama i u razvodnim postrojenjima. Neke karakteristične izvedbe VN postrojenja 8.1. ZADATAK I IZVEDBA VISOKONAPONSKIH POSTROJENJA Kako porast potrošnje električne energije zahtijeva izgradnju velikih elektrana i velikih prijenosnih mreža visokog napona koje prekrivaju velika prostranstva i koje povezuju susjedne sisteme, ali i velika potrošačka područja, to nije moguće ostvariti razgranavanje struje i njenu transformaciju bez posebnih postrojenja. Ovaj složeni zadatak preuzimaju rasklopna postrojenja u kojima postoje aparati za uklapanje i isklapanje, transformatori, uređaji za zaštitu transformatora i vodova, uređaji za mjerenje radi kontrole pogona i obračuna energije, te uređaji za upravljanje sklopnim aparatima i za signalizaciju stanja pojedinih aparata. O glavnini ovih elemenata biće govora u nastavku. Rasklopna postrojenja treba u pravilu da postoje u svakom čvorištu mreže, bez obzira da li u dotičnom čvorištu postoji transformacija. Tako rasklopna postrojenja postoje u elektranama u kojima im je zadatak da raspodjeljuju energiju proizvedenu u generatorima na vodove koji povezuju elektranu sa mrežom. Među rasklopnim postrojenjima u mreži razlikujemo transformatorske stanice, ako u rasklopnom postrojenju osim čvorišta vodova postoji i transformacija koja povezuje mreže različitih napona i razvodne stanice ako je rasklopno postrojenje čvorište vodova istog napona. Transformatorska stanica ponekad ima funkciju čvorišta u mreži (naprimjer, više od dva priključena voda 110 kV u TS 110/20 kV). Obavezno ima ugrađen najmanje jedan energetski transformator, te barem dva rasklopna postrojenja. Generatorsko postrojenje služi za priključak generatora na mrežu, te sadrži blok-transformator i rasklopno postrojenje. I kod većih potrošača postoje rasklopna postrojenja koja služe za preuzimanje energije iz mreže, za transformaciju i razvod električne energije. Prema smještaju razlikujemo rasklopna postrojenja unutrašnje i vanjske izvedbe. Postrojenja unutrašnje izvedbe smještena su u zgradama, najčešće izgrađenim za tu svrhu. Aparati u takvim postrojenjima zaštićeni su od vanjskih uticaja, pa su pojedini dijelovi (izolatori, kablovske glave) jednostavnije konstrukcije. Postrojenja unutrašnje izvedbe zahtijevaju posebne zgrade koje u slučaju vrlo visokih napona moraju biti velikih dimenzija, što izaziva velike troškove izgradnje. Zbog toga se pri vrlo visokim naponima prelazi na postrojenja vanjske izvedbe, a elementi postrojenja moraju biti tako konstruisani da mogu ispravno funkcionisati i kada su izloženi vanjskim uticajima. Aparati pojedinog dijela rasklopnog postrojenja unutrašnje izvedbe mogu biti postavljeni među pregradama, tako da je svaki dio postrojenja smješten u posebnu ćeliju. U nekim slučajevima izvode se postrojenja i bez pregrada. U oba slučaja govorimo o otvorenoj izvedbi rasklopnog postrojenja. Nasuprot tome, upotrebljavaju se i rasklopna postrojenja zatvorene (ili oklopljene) izvedbe pri kojoj je cijela ćelija oklopljena limom. Takve ćelije izgrađuju se i montiraju u tvornici i mogu se postaviti bilo u zgradi, bilo u tvorničkim halama. 1
8.2. OSOBINE RASKLOPNIH POSTROJENJA U nastavku su predstavljene neke od osnovnih osobina rasklopnih postrojenja: 2
• sigurnost ljudi i imovine; • tehnička funkcionalnost; • pouzdanost, odnosno otpornost prema naprezanjima u normalnom pogonu: o otpornost prema naprezanjima pri kvarovima, o otpornost prema uticajima okoline; • ograničeno djelovanje na okolinu; • prostorna štedljivost; • mogućnost efikasne izgradnje; • ostvarenje potpunog nadzora i upravljanja u pogonu; • mogućnost sistemskog održavanja; • mogućnost proširenja – dogradnje; • ekonomičnost.
8.3. KLASIFIKACIJE RASKLOPNIH POSTROJENJA Rasklopna postrojenja se klasifikuju: prema namjeni: • elektroprivredna postrojenja o postrojenja uz elektrane, o postrojenja u prijenosnoj mreži, o postrojenja u distributivnoj mreži; • industrijska postrojenja; • specijalna (rudarska, brodska, željeznička, privremena, ...); prema smještaju: • vanjska, postrojenja na otvorenom prostoru; • unutrašnja, postrojenja u zatvorenom prostoru; prema izvedbi: • VN postrojenja o otvorena o izolovana plinom; • SN postrojenja o prema izolaciji otvorena oklopljena izolivana gasom ili krutom izolacijom o prema osnovnoj konstrukciji sa čvrsto ugrađenim aparatima sa izvlačivim prekidačem (i drugim aparatima); • NN postrojenja o otvorena o oklopljena o zatvorena; prema izloženosti atmosferskim (električnim) uticajima: • izložena postrojenja • neizložena postrojenja. 3
8.4. ELEMENTI GLAVNOG POSTROJENJA Rasklopna postrojenja čine: • • • • • • •
sabirnički i spojni vodiči, izolatori, kabeli u postrojenjima, rastavljači, prekidači, sklopke, osigurači, odvodnici prenapona, mjerni transformatori (strujni i naponski), energetski transformatori u postrojenjima, prigušnice, kondenzatori, otpornici.
8.4.1. Sabirnice Sabirnice su elementi rasklopnog postrojenja koji povezuju vodove kojima se dovodi energija sa vodovima kojima se ta ista energija dalje odvodi. Dakle, svi su vodovi spojeni na sabirnice, zbog čega je za normalan pogon rasklopnog postrojenja od iznimne važnosti odabir odgovarajućih, odnosno pouzdanih sabirnica. Sabirnice se izrađuju od neizoliranih bakrenih ili aluminijskih vodiča. Za unutrašnje izvedbe rasklopnih postrojenja do Un = 35 (kV) dolaze u obzir okrugli, pljosnati i U – profili vodiča, dok se za rasklopna postrojenja višeg naponskog nivoa, bez obzira da li su vanjska ili unutrašnja, koriste cijevi ili užad. Izbor presjeka sabirnica vrši se prema maksimalnoj mogućoj struji kroz najopterećeniji dio sabirnice u normalnom pogonu. Tako odabrani presjek sabirnica potrebno je kontrolisati s obzirom na: • zagrijavanje u vremenu trajanja najnepovoljnijeg kratkog spoja na datim sabirnicama (dok ne proradi postavljena zaštita); • mehanička naprezanja za vrijeme trajanja tropolnog kratkog spoja na datim sabirnicama.
Sabirnice možemo posmatrati kao ukliještene grede sa ravnomjernim kontinuiranim opterećenjem. Razmak među sabirničkim vodičima označen je na slici sa a, dok je razmak među sabirničkim osloncima (potporama) označen sa l i jednak je razmaku među potpornim izolatorima.
8.4.2. Rastavljači Rastavljači su elementi rasklopnog postrojenja koji služe za vidno odvajanje dijela rasklopnog postrojenja pod naponom od dijela rasklopnog postrojenja koji nije pod naponom. Njihov primarni zadatak jeste povećati sigurnost osoblja koje radi u nekom dijelu rasklopnog postrojenja. Izbor rastavljača vrši se prema: 4
• nazivnom naponu dijela postrojenja u kojemu je ugrađen rastavljač; • maksimalnoj mogućoj struji kroz rastavljač u normalnom pogonu. Maksimalna moguća struja kroz rastavljač u normalnom pogonu određuje se na način da se ispitaju svi mogući slučajevi normalnog pogona, na osnovu čega se onda odredi najveća moguća snaga koja se u normalnom pogonu može prenositi rastavljačem, Smax. Prema tome maksimalna struja kroz rastavljač u normalnom pogonu jednaka je: I max =
S max 3U n
Nakon što je rastavljač odabran prema nazivnoj struji, potrebno je još provjeriti da li odabrani rastavljač zadovoljava s obzirom na: • mehanička naprezanja; • zagrijavanje prilikom trajanja kratkog spoja.
Rastavljač za napon 400 kV
Rastavljač za napon 10 kV i 20 kV
Rastavljač se ne upotrebljava za prekidanje struje (nema medij za gašenja električnog luka). Isklapanje i uklapanje rastavljačem provodi se kada rastavljačem ne teče struja. Rastavljač može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja. Iznimno, rastavljači se mogu koristiti za prekidanje malih pogonskih struja: • struje praznog hoda transformatora nazivnih snaga do par stotina kVA; • struje opterećenja transformatora nazivnih snaga do par desetaka kVA; • kapacitivne struje zračnih vodova u praznom hodu (dužine do 20 km i nazivnog napona do 10 kV), pri tome je isklapanje potrebno provesti što je moguće brže (noževi takvih rastavljača se obično montiraju tako da su u uklopljenom stanju okomiti na površinu zemlje čime se pri isklapanju postiže bolji uzgon luka). Izbor rastavljača prema nazivnoj struji dat je u sljedećoj tabeli.
5
10 200 400 600 1000 2000 3000 4000 6000
35 400 600 1000 2000
110
220
600
600
kV A A A A A A A A
Za visoke napone postoji niz konstrukcija rastavljača koje omogućuju različite izvedbe rasklopnog postrojenja. Glavna je težnja da se rastavljač konstruiše sa malom tlocrtnom površinom kako u otvorenom, tako i u zatvorenom položaju. Rastavljači svih triju faza spojeni su tako da se uklapanje i isklapanje provodi istovremeno. Upravljanje rastavljačem može biti: • ručno – preko poluga vezanih sa osovinom rastavljača (mora se fizički doći do rastavljača); • pneumatsko – komprimirani zrak djelovanjem na štap u cilindru pokreće osovinu rastavljača (moguće upravljanje iz komandne prostorije); • električno (motorni pogon) – motor zakreće osovinu rastavljača (moguće daljinsko upravljanje).
okretni rastavljač sa krajnjim rastavljanjem
trostupni okretni rastavljač
okretni rastavljač sa središnjim rastavljanjem
rastavljač sa okomitim rastavljanjem
6
pantografski rastavljač
8.4.3. Prekidači Prekidači su elementi rasklopnog postrojenja koji služe za operacije sklapanja i vođenja struje u normalnom pogonu, ali i za operacije prekidanja struja kratkog spoja. U određenim situacijama od prekidača se zahtijeva: • • • • •
automatsko ponovno uklapanje (važno u slučaju prolaznih kvarova); sklapanje neopterećenih vodova; isklapanje neopterećenih transformatora; sklapanje prigušnica, visokonaponskih asinhronih motora, kondenzatorskih baterija; sklapanje 'bliskog kratkog spoja' kod kojeg se javljaju velika naponska naprezanja (tzv. povratni napon na stezaljkama prekidača) pa se može dogoditi da prekidač ne prekine struju uprkos tome što je njena vrijednost 10-100 puta manja od rasklopne struje prekidača.
Isklapanjem prekidača kroz koji protiče struja pojavit će se električki luk među kontaktima prekidača. U trenutku rastavljanja kontakata ugrije se njihov metal toliko da dolazi do topljenja i isparavanja radi vrlo velike gustine struje na dodirnoj površini neposredno prije rastavljanja. Prostor među kontaktima postaje radi toga vodljiv, pa struja nastavlja proticati bez obzira što su se kontakti razdvojili. Vodljivost među kontaktima raste usljed termojonizacije, što je posljedica visokih temperatura. Molekule plina u međukontaktnom prostoru raspadaju se na jone i elektrone, a njihova jonizacija, pa time i vodljivost, naglo raste sa porastom temperature. Napon koji vlada među kontaktima tjera struju kroz vodljivi stub plinova u kojem se zbog električnog polja elektroni velikom brzinom kreću prema anodi, a joni prema katodi. U prostoru luka mogu se pojaviti i novi nosioci naboja radi sudara čestica (udarna jonizacija) i radi termičke emisije elektrona iz užarene katode zbog djelovanja električnog polja. Gašenje električnog luka predstavlja veoma komplikovan proces koji utiče na električne, magnetne, hemijske, termodinamičke i hidrodinamičke pojave. Koja će od ovih pojava preovladati i preuzeti glavni uticaj na gašenje luka, zavisi o vrsti prekidača i o mediju za gašenje luka. U svim slučajevima za gašenje luka potrebno je: a) vrlo brzo povećati razmak među kontaktima kako bi se što prije postigla udaljenost na kojoj će se luk ugasiti i koja će biti dovoljna da se spriječi njegovo ponovno paljenje; b) smanjiti presjek luka kako bi se povećao njegov pad napona (važno za gašenje luka istosmjerne struje); c) osigurati intenzivno odvođenje toplote. 7
Gašenje luka naizmjenične struje olakšano je činjenicom da napon mreže i struja luka nakon svake polovine periode prolazi kroz nulu. U trenutku kada struja prolazi kroz nulu gasi se luk koji će se ponovo pojaviti ako je napon potreban za ponovno paljenje luka manji od napona mreže, odnosno ako je napon mrežae dovoljan da savlada električnu čvrstoću razmaka među kontaktima. Nasuprot tome, ako je napon potreban za ponovno paljenje luka veći od napona mreže, luk se neće upaliti i gašenje će biti postignuto. Električna čvrstoća prostora među kontaktima ovisi sa jedne strane o prilikama prije gašenja luka, a sa druge strane o intenzitetu hlađenja. Gorenjem luka razvija se velika toplotna energija koja može uzrokovati velika termička i mehanička naprezanja: • nagaranje ili izgaranje kontakata; • oštećenje izolacije; • povećanje unutrašnjeg pritiska usljed razgrađivanja ulja i zagrijavanja plina (može dovesti do eksplozije prekidača). Stoga je nakon gašenja električnog luka prirodnim prolaskom struje kroz nulu potrebno osigurati da električna čvrstoća međukontaktnog prostora bude dovoljno velika da ne dođe do ponovnog paljenja luka. Ako to nije postignuto, luk se ponovo pali sve do narednog prolaska struja kroz nulu. U istosmjernim strujnim krugovima struja sama po sebi ne prolazi kroz nulu, pa je za uspješno gašenje električnog luka struju potrebno prisilno natjerati da prođe kroz nulu (npr. povećanjem otpora luka), odnosno da se smanji na iznos potreban za održavanje stabilnog luka. Za uspješno gašenje električnog luka potrebno je povećati otpor luka, odnosno napon luka tako da on postane veći od napona mreže. U tom slučaju toplotna energija koju izvor predaje luku je manja od energije hlađenja koja se iz luka predaje okolini, pa se luk brzo gasi. Opadanjem temperature jezgre luka dalje se povećava njegov napon, odnosno otpor, jer opada jonizacija međukontaktnog prostora. Osim temperature, na otpor luka utiče i pritisak međukontaktnog prostora. Povećanjem pritiska medija u kojem gori luk povećava se pad napona i otpor luka. Medij u međukontaktnom prostoru takođe utiče na pad napona, te na otpor luka. Najveći relativni pad napona po jedinici dužine luka ima vodonik, pa se kao medij u prekidačima koristi onaj koji ima veliki udio vodonika. Prva tehnika prekidanja struje sastojala se u jednostavnom otvaranju kontakata u zraku pri čemu se električni luk rastezao na tako veliku dužinu koja je onemogućavala njegovo ponovno paljenje. Zbog porasta pogonskih napona i prekidnih struja u elektroenergetskim sistemima, ova tehnika postaje neadekvatna, te dolazi do razvoja posebnih aparata za prekidanje struje. Zračni prekidači: • zašto zrak? – dostupan je i jeftin uz relativno dobra izolaciona svojstva; • nedostaci zraka – mala dielektrična čvrstoća, mala toplotna vodljivosti (sporo se dejonizira međukontakni prostor); • zato se ne koriste na visokom naponu (bile bi potrebne velike dimenzije komora za gašenje luka zbog loših izolacionih svojstava zraka); • koriste se samo na srednjem naponu gdje se ponovno paljenje luka sprječava hlađenjem (opasan je toplotni proboj zbog spore dejonizacije međukontaktnog prostora); • gašenje luka pri atmosferskom zraku postiže se: o povećanjem dužine i smanjenjem presjeka luka, o hlađenjem luka, o razbijanjem luka na više parcijalnih dijelova.
8
Izvedbe prekidača: uljni prekidači – danas se još proizvode u USA i UK, a u Evropi se od II Svjetskog rata koriste malouljni prekidači malouljni prekidači – ulje se koristi samo za gašenje luka, a izolacija prema masi i među fazama ostvaruje se putem nekog drugog izolacionog materijala (potrebno je manje ulja)
Zbog isparavanja ulja u komori raste pritisak koji dovodi do intenzivnog strujanja zbog čega dolazi do otvaranja kontakata.
hidromatski prekidači – to su u principu malouljni prekidači sa elastičnom komorom u kojoj je medij za gašenje luka voda umjesto ulja (zbog relativno loših izolacionih svojstava vode ova se tehnika napušta; izvode se za napone do 60 kV)
pneumatski prekidači – za gašenje luka koristi se komprimirani zrak koji struji uzdužno i poprečno na luk pa ga hladi, ali ujedno i dovodi svjež medij u međukontaktni prostor što sprječava ponovno paljenje luka; komprimirani zrak ima bolja dielektrična i toplotna 9
svojstva od atmosferskog zraka (veća gustoća omogućava bržu rekombinaciju jona, a time i bržu dejonizaciju međukontaktnog prostora); zbog loše toplotne vodljivosti zraka, zamjena medija svježim ima glavnu ulogu u sprečavanju ponovnog paljenja luka; obično se izvode kao dvotlačni – zrak struji iz komore s višim u komoru sa atmosferskim pritiskom, te se nakon toga zrak ispušta u okolinu
SF6 (sumpor-heksafluorid) prekidači – u ovim prekidačima se nalazi plin SF6 koji ima dobra svojstva za gašenje luka jer ima 15% veću probojnu čvrstoću u odnosu na ulje. Zbog velike elektronegativnosti SF6 gasa, početni slobodni elektroni koji nastaju termojonizacijom vežu se za neutralne molekule koje se zbog velike gustine plina ne mogu dovoljno ubrzati za daljnju jonizaciju (loša udarna jonizacija). Elektronegativnost doprinosi i dielektričnoj čvrstoći i brzoj dejonizaciji međukontaktnog prostora. SF6 je elektronegativan plin što znači da pokazuje sklonost ka elektronima, zbog toga sa opadanjem temperature atomi fluora vežu slobodne elektrone, te nastaju teško pokretljivi joni, pa vodljivost luka opada. SF6 pokazuje dobru toplotnu vodljivost i kod malih struja (temperatura), pa se i kod malih struja luk intenzivno hladi te mu naglo opada vodljivost (brzo se dejonizira).
10
vakuumski prekidači – prve komercijalne izvedbe javljaju se tek 50-tih godina; karakteristike vakumskih prekidača: o velika trajnost (preko 20 godina), o lako održavanje, o čisti kontakti, o male dimenzije (i mala težina), o bešuman rad, o struja se prekida sa prvim prolaskom kroz nulu bez ponovnog paljenja vakuum je svaki medij čiji je pritisak ispod normalnog atmosferskog pritiska, vakuum ima 10 puta veću probojnu čvrstoću od zraka i 3,5 puta veću probojnu čvrstoću od SF6 plina, glavni nosioci električnog luka nisu joni (kao kod SF6 prekidača) već elektroni i to zbog zanemarive okolne atmosfere (vakuum), glavni izvor elektrona jeste materijal koji se isparava sa katode zbog visoke temperature i električnog polja, za sada se vakuumski prekidači koriste samo na srednjem naponu (do 35 kV).
Izbor prekidača vrši se prema: • nazivnom naponu dijela postrojenja u kojemu se prekidač ugrađuje; • nazivnoj struji – mora biti veća od maksimalne moguće struje kroz prekidač u normalnom pogonu (niti u jednom slučaju normalnog pogona prekidač se neće zagrijati preko dozvoljene granice), odnosno: In ≥
S max 3U n
• rasklopnoj snazi, odnosno nazivnoj rasklopnoj moći prekidača, pri čemu se rasklopna moć tropolnog prekidača definiše kao zbir rasklopnih moći triju polova. Budući da su polovi međusobno jednaki, to je svaki od polova dimenzionisan tako da može isklopiti najveću struju kratkog spoja koja se u mreži kroz prekidač može javiti, to je onda rasklopna moć prekidača: S =
3U n I r
gdje je I r rasklopna struja koja je efektivna vrijednost najjače (najnepovoljnije) struje kratkog spoja koja protiče prekidačem u trenutku otvaranja kontakata.
8.4.4. Učinski rastavljači Učinski rastavljači (rastavne sklopke) su prema izvedbi (vidljivost kontakata) rastavljači, a prema djelovanju (s obzirom da mogu sklapati struje) prekidači, vrlo ograničene rasklopne moći. Oni u 11
otvorenom položaju ostvaruju rastavni razmak kao i rastavljači. Oni mogu kratko vrijeme voditi i struje kratkog spoja, ali ih ne mogu prekidati. Mogu se podijeliti (prema upotrebi) na sljedeće grupe: • učinski rastavljači za opću upotrebu – koriste se u distributivnim i prijenosnim mrežama (gdje je cosϕ > 0,7), a koji mogu sklapati struje manje ili jednake od In, te struje magnetiziranja neopterećenih transformatora, vodova i kabela; • učinski rastavljači za ograničenu upotrebu – pogodni samo za neku od prethodno navedenih primjena (npr. sklapanje neopterećenih transformatora); • učinski rastavljači za posebnu namjenu – služe za sklapanje kondenzatorskih baterija, visokonaponskih asinhronih motora i prigušnica. Učinski rastavljači su jednostavniji i jeftiniji od prekidača i u mnogo slučajeva nadomještaju prekidače i rastavljače. Kako nisu građeni za prekidanje struja kratkog spoja, obično se u seriju sa njima spaja osigurač. Ta je kombinacija (zbog osigurača) ograničena na upotrebu samo do 35 kV. Za gašenje luka koriste se plinovi koji se razvijaju prilikom isklapanja. Zbog pojave luka u komori raste pritisak koji dovodi do strujanja plinova okomito na smjer luka čime pomični kontakt oslobodi otvor komore.
učinski rastavljač za nazivni napon do 20 kV, nazivna struja do 630 A
Učinski rastavljač kod kojeg je medij za gašenje luka komprimirani zrak. Zrak se komprimira za vrijeme isklapanja i struji kroz sapnicu na mjesto nastanka luka.
8.4.5. Mjerni transformatori Mjerni transformatori se djele na strujne i naponske mjerne transformatore. Koriste se za transformisanje visokih izmjeničnih struja i napona na relativno male vrijednosti bezopasne za ljude i mjerne instrumente (naprimjer 5 (A), 100 (V)). Korištenjem mjernih transformatora u kolima visokog napona postiže se sigurnost ljudi, koji mjere, pošto su instrumenti uzemljeni i spajaju se na niskonaponskoj strani. Isto tako, konstrukcija instrumenata je jednostavnija zbog toga što se radi o niskom naponu. Mjerni transformatori imaju dva međusobno izolovana namotaja, primar sa brojem namotaja N1 i sekundar sa brojem namotaja N2. Na primarni namotaj dovodi se napon U1 pod čijim djelovanjem teče struja I1. Stvara se magnetnopobudna sila primara I1N1 koja u magnetnom kolu stvara magnetni fluks Φ. Pošto su primarna struja I1 i njen fluks Φ izmjenični, to će se u sekundarnom namotaju indukovati elektromagnetna sila E2 pod čijim će djelovanjem kroz opterećenje Z proticati struja I2. Tako nastaje na krajevima sekundara napon U2. Odabiranjem podesne konstrukcije i materijala velike magnetne propustljivosti za magnetno kolo transformatora, postiže se da gotovo cijeli magnetni fluks, generisan djelovanjem struje primarnog namotaja, 12
obuhvata namotaje sekundara. Ako nema rasipanja fluksa, onda se govori o idealnim transformatorima. U realnim uslovima uvijek postoji fluks rasipanja.
U pravilu, kod mjernih transformatora, primarna struja I1 je veća od sekundarne struje I2 i zbog toga je N1>N2. Primarni namotaji se rade sa različitim presjekom u funkciji nominalne primarne struje I1n. Kod transformatora sa primarnom strujom I1n većom od 500 (A), primar može predstavljati jedan namotaj u obliku bakarne šine koja prolazi kroz otvor jezgra. Kod naponskih transformatora napon na primaru U1 je veći od sekundarnog napona U2 i zato je N1>N2. Oba namotaja (i primar i sekundar) rade se od provodnika relativno malog presjeka. Prema standardima sekundarni nominalni napon U2n je ili 100 (V) ili 100/√3 (V) u ovisnosti od nominalnog primarnog napona U1n. Primarni i sekundarni namotaji se namataju na feromagnetnu jezgru prema shemama priključka kao na slici.
Naponski mjerni transformatori se mogu priključiti ili na linijski ili na fazni napon kao na slikama.
13
Strujni mjerni transformator 110 kV
Naponski mjerni transformator 110 kV
8.4.6. Odvodnici prenapona Temeljni zaštitni uređaj – odvodnik prenapona. Savremeno rješenje – metal-oksidni odvodnik prenapona (MO). Prethodna tehnologija – silicijkarbidni odvodnik prenapona (SiC). Prednosti metal-oksidnih odvodnika: • bolja U-I karakteristika od SiC odvodnika prenapona; • bolja sposobnost apsorpcije energije prenapona; • bolja pouzdanost. Metaloksidni odvodnik prenapona bez iskrišta Odvodnik koji ima u seriju i/ili paralelu spojene nelinearne otpornike bez integrisanog serijskog ili paralelnog iskrišta. Nelinearni metaloksidni otpornik Dio odvodnika koji posjeduje nelinearnu karakteristiku napon-struja, te djeluje kao mali otpor prilikom odvođenja prenapona, čime ograničava napon na svojim krajevima, odnosno kao visoki otpor u normalnom pogonskom stanju. Nazivni napon odvodnika Ur Maksimalno dopuštena efektivna vrijednost napona industrijske frekvencije (50 Hz) između njegovih priključaka kod koje pravilno funkcioniše prilikom privremenih prenapona. Nazivni napon (Ur) se koristi kao referentni parametar za specifikaciju radnih karakteristika odvodnika prenapona. Struja odvoda Impulsna struja koja prolazi odvodnikom.
14
Nazivna struja odvoda In Vršna vrijednost atmosferske udarne struje (strujni impuls oblika 8/20 μs) koja služi za klasifikaciju odvodnika. Preostali napon odvodnika Ures Vršna vrijednost napona koja se pojavljuje na priključcima odvodnika za vrijeme prolaza struje odvoda. Prenapon Bilo koji vremenski ovisni napon između jedne faze i zemlje ili između faza, čija je vršna vrijednost veća od vršne vrijednosti najvišeg dopuštenog napona opreme. Privremeni prenaponi Oscilatorni prenapon faza-faza ili faza-zemlja na određenom mjestu, relativno dugog trajanja, koji je neprigušen, odnosno slabo prigušen.
15
8.4.7. Jednopolne šeme rasklopnih postrojenja Polja po funkciji: dalekovodna polja (za priključak vodova na postrojenje); transformatorska polja (za priključak transformatora na postrojenje); spojna polja (za povezivanje sabirničkih sistema, u postrojenjima sa više sistema sabirnica); sekcijska polja; mjerna polja (za priključak naponskih mjernih transformatora radi mjerenja i zaštite); polja kondenzatorske baterije; polja kućnih transformatora (za vlastitu potrošnju postrojenja). Jednostruke i sekcionisane sabirnice
Dvostruke sabirnice
16
H-shema
Jednopolna šema prema IEC
17
18
