Wiadomości ogólne
Wiadomości ogólne
Klasyfikacja urządzeń
Urządzenia elektroenergetyczne – wszystkie urządzenia
i elementy instalacji elektrycznych wysokiego i niskiego napięcia o
dużych
mocach
znamionowych
(rzędu
dziesiątek
kW
i większych), przeznaczone do wytwarzania, przesyłania, rozdziału i
przetwarzania energii elektrycznej.
Urządzenia elektryczne – urządzenia niskiego napięcia
o umiarkowanych mocach znamionowych, tworzące instalacje
elektryczne w obiektach przemysłowych i nieprzemysłowych.
Do tej grupy można zaliczyć również urządzenia teletechniczne,
pomiarowe, sygnalizacyjne, sterowania, monitorowania itp.
2
Klasyfikacja urządzeń
Aparaty elektryczne – urządzenia elektryczne
przeznaczone do wykonywania w warunkach roboczych i
zakłóceniowych czynności:
Łączeniowych (łączniki różnych typów)
Pomiarowych, głównie dużych wartości prądów i napięć
(przekładniki, dzielniki napięcia)
Ograniczania prądów zwarciowych (dławiki, ograniczniki prądu,
wyłączniki ograniczające, bezpieczniki)
Ograniczania przepięć (iskierniki, ograniczniki przepięć)
Rozruchowych i regulacyjnych.
3
Podstawowe pojęcia i definicje
Napięcie
znamionowe
izolacji
–
wartość
napięcia
międzyprzewodowego, na którą izolacja została zbudowana
i oznaczona, i która wytrzymuje w określonych warunkach wartości
napięć probierczych przez czas trwania próby.
Prąd znamionowy ciągły cieplny – wartość skuteczna prądu, na
którą
urządzenie
zostało
zbudowane
i
oznaczone.
W ustalonych warunkach działania (badania) urządzenia długotrwały
przepływ
prądu,
równy
prądowi
znamionowemu,
nie spowoduje podwyższenia się temperatury żadnej części urządzenia
ponad wartość graniczną dopuszczalną długotrwale.
4
Podstawowe pojęcia i definicje
Znamionowy prąd krótkotrwały (n-sekundowy) – wartość
skuteczna prądu zwarciowego (prądu zastępczego I
th
) o stałej wartości,
który w określonych warunkach może przepływać przez tory prądowe
urządzenia
przez
n
sekund
i
nie
spowoduje
w żadnej części urządzenia przekroczenia temperatury granicznej
dopuszczalnej krótkotrwale dla tych części ani sczepienia się styków w
łącznikach.
Prąd znamionowy szczytowy (prąd dynamiczny) – największa
chwilowa wartość prądu, który przepływając przez urządzenie nie
spowoduje uszkodzeń mechanicznych ani uszkodzenia izolacji. W
łącznikach prąd ten dotyczy skutecznie zamkniętych zestyków i nie
powinien być przyczyną trwałego sczepienia się styków rozłącznych.
5
Podstawowe pojęcia i definicje
Stacja transformatorowo-rozdzielcza – obiekt elektroenergetyczny
obejmujący teren, budowle i urządzenia, w których następuje przetwarzanie i
rozdział energii elektrycznej przy różnych poziomach napięć.
Rozdzielnia – wyodrębniona część stacji elektroenergetycznej zawierająca
wydzielone pomieszczenie, zespół pomieszczeń lub wydzielony teren, gdzie
znajduje się zespół urządzeń rozdzielczych określonego napięcia, umożliwiający
dokonywanie czynności łączeniowych.
Rozdzielnica – zespół urządzeń elektroenergetycznych składający się
z aparatury rozdzielczej, zabezpieczeniowej, pomiarowej, sterowniczej
i sygnalizacyjnej wraz z szynami zbiorczymi i elementami izolacyjnymi oraz
konstrukcją mechaniczną i osłonową, przeznaczony do rozdziału energii przy
jednym napięciu znamionowym.
6
Narażenia środowiskowe
Urządzenia elektryczne są stosowane w różnych warunkach
środowiskowych, które mogą wpływać niekorzystnie na pracę
i szybkość ich zużywania się. Warunki te określone są:
Temperaturą
Wilgotnością
Ciśnieniem
Zanieczyszczeniem otaczającego powietrza
7
Narażenia klimatyczne
8
Klimat
Wartości graniczne dopuszczalne
Temperatura powietrza
Wilgotność
względna %
Ciśnienie
hPa
Zimny
Najniższa śr. miesięczna <-15
o
C
-------------
> 775
Umiarkowany
Śr. miesięczna (-15
o
C - +25
o
C)
Najwyższa w roku <+37
o
C
--------------
>775
Gorący suchy
Najwyższa śr. miesięczna >+25
o
C
Najwyższa w roku przeważnie >37
o
C
śr. m. <80%
przy T=20
o
C
>775
Gorący wilgotny
Przynajmniej jedna śr. miesięczna temp. w roku
>20
o
C przy śr. miesięcznej wilgotności >80%
Wysokościowy
-----------------
--------------
<775
Narażenia napięciowe
Dopuszczalny długotrwały wzrost napięcia roboczego: U
rm
=k
r
U
N
Przepięcia:
Łączeniowe (dorywcze o częstotliwości sieciowej)
Atmosferyczne (przejściowe o krótkim czasie trwania)
Współczynnik przepięć:
Koordynacja izolacji (uwarstwienie dielektryków)
9
U
N
[kV]
6
10
15
20
30
110
220
400
750
U
rm
[kV]
7,2
12
17,5
24
36
123
245
420
765
k
r
1,2
1,2
1,16
1,2
1,2
1,12
1,11
1,05
1,02
rm
p
p
U
u
k
2
3
Warunki eksploatacji
(kompatybilność)
Poprawne
działanie
urządzeń
elektroenergetycznych
i energoelektronicznych wymaga spełnienia określonych warunków, w
szczególności w odniesieniu do:
Środowiska, w którym urządzenia mają pracować - kompatybilność
środowiskowa
Jakości układu zasilania – kompatybilność techniczna
Zakłóceń elektromagnetycznych – kompatybilność
elektromagnetyczna
Braku ujemnego wpływu na pracę innych urządzeń
technicznych,
np.
poprzez
wzrost
temperatury
w pomieszczeniu, wibracje, hałas i inne uciążliwości.
10
Kompatybilność środowiskowa
„Normalne” warunki eksploatacji:
Temperatura otoczenia zawiera się w granicach od 0 do +40
o
C
Wilgotność względna nie mniejsza niż 15% i nie większa od tej przy której w
danych warunkach następuje kondensacja pary
Powietrze powinno mieć 1 stopień czystości
„Nienormalne” warunki eksploatacji:
Temperatura wykracza poza zakres (0 +40
o
C)
W powietrzu występują zanieczyszczenia cząstkami stałymi, gazami
agresywnymi, spalinami lub parami oleju
Wahania temperatury przekraczają 5
o
C/h lub wahania wilgotności są większe
niż 5%/h
Wysokość nad poziomem morza >1000 m
11
Kompatybilność techniczna
Jakość energii elektrycznej:
Wartość skuteczna napięcia zasilania w czasie 15 minut nie powinna różnić się
od wartości znamionowej o -10% i +5% (<110 kV i 400kV) oraz 10% dla 110
i 220 kV
Częstotliwość napięcia zasilania równa 50Hz (od -0,5 Hz do +0,2 Hz)
Wahania napięcia i częstość ich występowania nie są większe niż wartości
graniczne dopuszczalne
Nie występuje asymetria napięć w układzie wielofazowym lub jest ona
odpowiednio mała
Odkształcenie
napięcia
zasilania
od
przebiegu
sinusoidalnego
o podstawowej częstotliwości, określone wartością współczynnika
odkształcenia harmonicznymi THD
u
nie powinno przekraczać
określonych dopuszczalnych wartości (od 1,5% do 8% w zależności od
wartości napięcia)
12
Kompatybilność elektromagnetyczna
Kompatybilnością
elektromagnetyczną
nazywamy
zdolność
urządzenia
elektrycznego
do
długotrwałego
poprawnego
funkcjonowania
w
środowisku
elektromagnetycznym
bez
niedopuszczalnie
szkodliwego
oddziaływania
na
środowisko
i pracujące tam inne urządzenia.
Urządzeniami
zakłócającymi
są
przeważnie
urządzenia
elektroenergetyczne (linie WN, transformatory, przekształtniki
energoelektroniczne). Obiektami zakłócanymi, są natomiast
urządzenia i układy ze zintegrowanymi elementami elektronicznymi
(odbiorniki
RTV,
komputery,
sieci
komputerowe
i telekomunikacyjne, układy sterowania i zabezpieczeń itp.).
13
Kompatybilność elektromagnetyczna
Środki ochrony:
Zwiększenie odległości między przewodami należącymi do różnych
obwodów do minimum 30 cm,
Zastosowanie kilku przewodów dwużyłowych zamiast jednego
wielożyłowego o wspólnej żyle powrotnej,
Galwaniczne rozdzielenie obwodów wtórnych,
Zastosowanie przewodów ekranowanych i ekranowanie aparatów,
Ograniczanie amplitudy i stromości narastania przepięć,
Wyrównywanie potencjałów,
Zastosowanie przekładników pośredniczących.
14
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ