KLASICKÁ I NEKLASICKÁ ŘEŠENÍ VENKOVNÍCH ROZVODEN 123KV

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV ELEKTROENERGETIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF ELECTRICAL POWER ENGINEERING KLASICKÁ I NEKLASICKÁ ŘEŠENÍ VENKOVNÍCH ROZVODEN 123KV DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR Bc. LUKÁŠ PETRUCHA BRNO 2008

2

3

4

5 Bibliografická citace práce: PETRUCHA L. Klasická i neklasická řešení venkovních rozvoden 123kV. Diplomová práce. Brno: Ústav elektroenergetiky FEKT VUT v Brně, 2008, 77 stran. Prohlašuji, že jsem svou diplomovou práci vypracoval samostatně a použil jsem pouze podklady (literaturu, projekty, SW atd.) uvedené v přiloženém seznamu. Zároveň bych na tomto místě chtěl poděkovat vedoucímu diplomové práce Ing. Jaroslavě Orságové, Ph.D. za cenné rady a připomínky k mé práci, poskytnutou literaturu a svým rodičům za podporu během celé doby mého studia.

6 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav elektroenergetiky Diplomová práce Klasická i neklasická řešení venkovních rozvoden 123kV LUKÁŠ PETRUCHA vedoucí: Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. Ústav elektroenergetiky, FEKT VUT v Brně, 2007 Brno

7 BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Faculty of Electrical Engineering and Communication Department of Electrical Power Engineering Master s Thesis CONVENTIONAL AND UNCONVENTIONAL SOLVING OF 123 KV OUTDOOR SWITCHGEARS by LUKÁŠ PETRUCHA Supervisor: Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. Brno University of Technology, 2007 Brno

8 Abstrakt 9 ABSTRAKT Tato diplomová práce ukazuje některé možné provedení venkovních rozvoden o velmi vysokém napětí (vvn), především na hladině 123kV, ať už co se týče samotného osazení klasických venkovních rozvoden přístroji, jako jsou odpojovače, výkonové vypínače, svodiče přepětí, atd., tak i kompaktních zapojení. V práci jsou v úvodu vysvětleny základní pojmy teorie rozvoden a jaké hlavní přístroje a zařízení nám klasické (z hlediska přístrojového uspořádání) venkovní rozvodny vvn tvoří. Následně popisuje možná zapojení těchto přístrojů do celků samotných rozvoden podle hlediska možného dispozičního uspořádání přístrojů a přípojnicových systémů. Stejně velká pozornost je věnována novým, neklasickým (nestandardního řešení, co se týče přístrojového řešení), kompaktním řešením venkovních vvn modulů, ať už vzduchem izolovaných nebo pomocí zapouzdřené technologie s plynem SF 6, jež představují inovační řešení především z hlediska úspory zastavěné plochy, což hraje důležitou ekonomickou roli především při výstavbě nových rozvoden. V závěru je uvedeno také stručné zhodnocení výrobců a ekonomická stránka na výstavbu a provoz jednotlivých technologií. V práci jsou použity materiály firem ČEZ, a.s., Siemens, a.s., a Abb, a.s. KLÍČOVÁ SLOVA: rozvodna o napětí 123kV; venkovní rozvodna; přípojnice; vypínač; odpojovač; omezovač přepětí; transformátory proudu; transformátory napětí; kompaktní řešení; SF 6 ; HIS; technologie; dispoziční uspořádání; Siemens, a.s.; Abb a.s.;

9 Abstract 10 ABSTRACT This graduation theses shows some of possible versions of outdoor switchgears with very high voltage, especially on the level 123 kv both concerning own complement of classic outdoor switchgears with devices as are overvoltages limiter, disconnecting switchgears, circuit breakers, etc., and compact connections. In the introduction of my theses there are explained basic ideas and theories of switchgears and described main devices and equipments which create classic (from equipment setting point of view) outdoor switchgears of very high voltage. Subsequently it describes possible ways of linking-up of these devices in the complex of switchgears themselves according to possible dispositions arranged and busbars systems. The same focus is dedicated to new, non-classic (non-standard solution in terms of devices solution), compact solving of outdoor very high voltage modules either by air isolated or by means of enclosed technology with gas SF6 which represent innovative solving first of all from reduction of built up area point of view which is very important from economic point of view especially during constructions of new switchgears. In the end of my theses there are mentioned also brief evaluations of producers and economics for development and operation of individual technologies. I used for my work materials of companies CEZ, a. s., Siemens, a. s. and Abb, a. s. KEY WORDS: switchgear on level voltage 123kV; outdoor switchgear; busbar; circuit breakers; disconnecting switch; overvoltage limiter; compact switchgear; current transformers; voltage transformers; SF 6 ; HIS; technology; dispositions arranged; Siemens, a.s.; Abb, a.s.

10 Obsah 11 OBSAH SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM PŘÍLOH SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK ÚVOD ROZVODNÁ ZAŘÍZENÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE ZÁKLADNÍ PROVEDENÍ ELEKTRICKÝCH ROZVODNÝCH ZAŘÍZENÍ OBECNĚ PLATNÉ ZÁSADY PRO STANICE VVN ROZVODNA VVN V KLASICKÉM USPOŘÁDÁNÍ VYPÍNAČ VVN ODPOJOVAČ VVN (S UZEMŇOVAČEM, SAMOSTATNĚ UZEMŇOVAČ) PŘÍSTROJOVÉ TRANSFORMÁTORY VVN (PTP, PTN, PTK) PŘÍSTROJOVÝ TRANSFORMÁTOR PROUDU (PTP) PŘÍSTROJOVÝ TRANSFORMÁTOR NAPĚTÍ (PTN) KOMBINOVANÉ TRANSFORMÁTORY PROUDU A NAPĚTÍ (PTK) VÝKONOVÝ TRANSFORMÁTOR VVN OMEZOVAČ PŘEPĚTÍ VVN UZEMŇOVACÍ SOUSTAVA VVN TECHNOLOGIE HDO VVN ROZDĚLENÍ VENKOVNÍCH ROZVODEN DLE DISPOZIČNÍHO USPOŘÁDÁNÍ PŘÍPOJNICOVÉ SYSTÉMY ROZVODNY S PŘÍMÝMI PŘÍPOJNICEMI JEDNOSYSTÉMOVA ROZVODNA DVOU SYSTÉMOVÁ ROZVODNA TROJSYSTÉMOVÁ ROZVODNA ROZVODNA VVN VE TVARU H ROZVODNA VVN VE TVARU H V ROZŠÍŘENÉM PROVEDENÍ ROZVODNA VVN V PAPRSKOVÉM PROVEDENÍ (VYSUNUTÝ TRANSFORMÁTOR VVN/VN) ROZVODNY S OKRUŽNÍMI PŘÍPOJNICEMI POLYGONOVÉ ZAPOJENÍ ROZVODNY BEZ PŘÍPOJNIC ROZVODNY VVN S VĚTŠÍM POČTEM VYPÍNAČŮ NA JEDNU ODBOČKU PROVEDENÍ ROZVODNÝCH ZAŘÍZENÍ VVN ROZVODNY S PŘÍMÝMI PŘÍPOJNICEMI VENKOVNÍ ROZVODNY VVN BEZ PŘÍPOJNIC...44

11 Obsah 12 4 KOMPAKTNÍ ŘEŠENÍ ROZVODEN VVN KOMPAKTNÍ ŘEŠENÍ ROZVODEN 123KV S VÝSUVNÝMI VYPÍNAČI KOMPAKTNÍ ROZVODNA S VÝSUVNÝMI VYPÍNAČI SIMENS SIMOVER KOMPAKTNÍ ROZVODNA S VÝSUVNÝMI VYPÍNAČI SIEMENS SIMOVER C KOMPAKTNÍ ROZVODNA S VÝSUVNÝMI VYPÍNAČI COMPASS ABB KOMPAKTNÍ ROZVODNA S VÝSUVNÝMI VYPÍNAČI ABB LTB KOMPAKTNÍ ROZVODNA VVN S ROTAČNÍMI ODPOJOVAČI KOMPAKTNÍ ROZVODNA SIEMENS SIMONBREAKER VVN ROZVODNY 123KV VVN S ČÁSTEČNOU NEBO ZCELA ZAPOUZDŘENOU TECHNOLOGIÍ ZAPOUZDŘENÁ PLYNEM IZOLOVANÁ ROZVODNA HIS SIEMENS ZAPOUZDŘENÁ PLYNEM IZOLOVANÁ ROZVODNA PASS ABB SROVNÁNÍ JEDNOTLIVÝCH VARIANT ŘEŠENÍ SROVNÁNÍ JEDNOTLIVÝCH VÝROBCŮ SROVNÁNÍ JEDNOTLIVÝCH ŘEŠENÍ S NÁROKY NA PROSTOR A ZASTAVĚNOU PLOCHU EKONOMICKÉ HODNOCENÍ ŘEŠENÍ VENKOVNÍCH ROZVODEN VVN 123KV EKONOMICKÉ HODNOCENÍ NA VÝSTAVBU EKONOMICKÉ HODNOCENÍ NA PROVOZ A ÚDRŽBU CELKOVÉ SROVNÁNÍ ZASTOUPENÍ JEDNOTLIVÝCH ŘEŠENÍ ROZVODEN V ČR ZÁVĚR SOUČASNÝ STAV SHRNUTÍ NOVÝCH VĚDECKÝCH POZNATKŮ PRÁCE ZÁVĚRY PRÁCE A JEJÍ PŘÍNOS...69 POUŽITÁ LITERATURA PŘÍLOHA Č.1: JEDNOSYSTÉMOVÁ ROZVODNA VVN...72 PŘÍLOHA Č.2: DVOUSYSTÉMOVÁ ROZVODNA VVN...73 PŘÍLOHA Č.3: TROJSYSTÉMOVÁ ROZVODNA VVN...74 PŘÍLOHA Č.4: ROZVODNA VVN VE TVARU H...75 PŘÍLOHA Č. 5: ROZVODNA VVN VE TVARU H V ROZŠÍŘENÉM PROVEDENÍ...76 PŘÍLOHA Č.6: ROZVODNA VVN V PAPRSKOVÉM PROVEDENÍ...77

12 Seznam obrázků 13 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr Vypínače Live-Tank3AP1/2 VVN Siemens s pružinovými střádačovými pohony [17] 22 Obr Řešeni vypínačů Siemens zhášecí princip [17]...22 Obr Vypínač firmy ABB, a.s., LTB D 123kV pro venkovní rozvodny vvn [18]...22 Obr Modul Siemens Dead Tank venkovní rozvodny vvn 123kV a struktura Dead- Tank3AP1/2 VVN Siemens s pružinovými střádačovými pohony [16]...23 Obr rozpínací princip [16]...24 Obr Vypínač Dead-Tank PM firmy ABB Group 121kV [19]...24 Obr Odpojovač se dvěmi otočnými rameny v horizontální rovině firmy Siemens [13]...25 Obr pantografový odpojovač od firmy Siemens [14]...26 Obr odpojovač s jedním kontaktem otočným ve vertikální rovině od firmy Siemens [15]..27 Obr odpojovače pro hladinu 123kV firmy Siemens a jejich charakteristické hodnoty [15]...27 Obr Plynem izolovaný transformátor proudu Siemens TRENCH SAS PTP 123kV [8]...28 Obr Plynem izolovaný transformátor napětí Siemens TRENCH SVS PTN 123kV [8]...29 Obr Plynem izolovaný transformátor napětí firmy TRENCH PTN VVN 123kV [8]...30 Obr Omezovač přepětí Siemens 3EP2 se a popis štítkových hodnot [12]...32 Obr Řez částí omezovačem přepětí na hladinu 123kV firmy Siemens [12]...32 Obr blokové zjednodušené schémata jednoduchého systému přípojnic...36 Obr blokové zjednodušené schémata dvojitého systému přípojnic [1]...36 Obr blokové zjednodušené schémata trojitého systému přípojnic [1]...37 Obr blokové zjednodušené schéma H zapojení [1]...38 Obr Polygonová zapojení bez záložního vypínače [2]...40 Obr Polygonová zapojení se záložním vypínačem (Na dalších schématech je naznačen příklad spojení přes záložní vypínač při poruše nebo revizi jednoho z provozních vypínačů) [2]...40 Obr H schéma rozvodny [3]...41 Obr a) Rozvodna se třemi vypínači na dvě odbočky, b) rozvodna se dvěma vypínači na odbočku [3]...41 Obr Uspořádání klasické venkovní rozvodny vvn 123kV [3]...42 Obr Tandemové uspořádání rozvodny vvn 123kV [3]...43 Obr Kýlové uspořádání venkovní rozvodny vvn 123kV [3]...43 Obr H schéma venkovní vvn rozvodny 110kV bez systému přípojnic [3]...44

13 Seznam obrázků 14 Obr Zapojení rozvodny s výsuvnými vypínači SIEMENS SIMOVER (SIemens MOVable circuit breaker) [5]...45 Obr Úspora místa použitím výsuvného vypínače s elektromechanickým pohonem SIEMENS SIMOVER (SIemens MOVable circuit breaker) [5]...46 Obr Popis kompaktního modulu Siemens SIMOVER vvn [5]...46 Obr Výsuvný vypínač SIMOVER C (SIemens MOVERable circuit breaker - Compact solution) 123kV [4]...47 Obr Principiální výstavba jednotky Simover C [7]...48 Obr Spínací polohy kompaktní rozvodny Simover C [7]...48 Obr H schéma zapojení rozvodny vvn pomocí Simover C [7]...49 Obr Kompaktní venkovní rozvodna vvn od firmy ABB, a.s., COMPASS 123kV [20]...50 Obr Operační stavy kompaktní rozvodny COMPASS ABB, a.s. [21]...50 Obr Úspora místa použitím kompaktní rozvodny ABB COMPASS [21]...51 Obr Kompaktní rozvodna od firmy ABB, a.s. LTB pro hladinu 123kV [22]...51 Obr Odpojovač otočný s dvojitou vypínací dráhou od firmy SIEMENS - SIMOBREAKER [4]...52 Obr Kompaktní venkovní rozvodna vvn 123kV s použitým rotačním odpojovačem [4]..53 Obr Vysoce integrovaná rozvodna HIS Highly Integrated Switchgear 8DN8 do 123kV od firmy Siemens [6]...55 Obr Popis zapouzdřené plynem izolované rozvodny 8DN8 Siemens [6]...55 Obr Obrazový pohled na tři spínací stavy odpojovače jednotky s uzemňovačem [6]...56 Obr HIS rozvodna Siemens v H zapojení [6]...57 Obr Úspora místa pomocí HIS technologie v H zapojení [6]...57 Obr Zapojení pro dvojitý systém přípojnic s vyvedením na venkovní vedení [6]...58 Obr Zapojení pro dvojitý systém přípojnic s vyvedením na kabelové vedení [6]...58 Obr Podélný spínač přípojnic v HIS technologii [6]...59 Obr Úspora místa díky HIS technologii vzhledem ke klasickému zapojení [6]...59 Obr Jednosystémová rozvodna PASS-M0 i se schématem [11]...61 Obr Dvousystémová rozvodna PASS ABB [11]...61 Obr Schéma dvousystémové rozvodny PASS ABB [11]...61 Obr Grafické vyjádření potřebné plochy na výstavbu pro jednotlivá řešení rozvoden...64 Obr Grafické vyjádření nákladů na jednotlivé řešení venkovních vvn rozvoden:...65 Obr Přibližné roční náklady na jednotlivé řešení venkovních rozvoden...66 Obr Přibližné rozdělení řešení venkovních rozvoden vvn 123kV v ČR...68

14 Seznam tabulek 15 SEZNAM TABULEK Tab. 3-1 Přehled provedení přípojnic...34 Tab. 3-2 Realizace přípojnic pro napěťové hladiny...35 Tab. 3-3 Bezpečné vzdálenosti od živých částí...35 Tab Přehled potřebné zastavěné plochy pro jednotlivé řešení rozvoden...63 Tab Procentuální vyjádření nákladů na jednotlivé řešení venkovních rozvoden...65 Tab Přehled prováděných pravidelných kontrol zařízení:...66 Tab Vyhodnocení jednotlivých řešení...67

15 Seznam příloh 16 SEZNAM PŘÍLOH Příloha č.1: Jednosystémová rozvodna VVN (schéma ČEZ, a.s.)..72 Příloha č.2: Dvousystémová rozvodna VVN (schéma ČEZ, a.s.)..73 Příloha č.3: Trojsystémová rozvodna VVN (schéma ČEZ, a.s.)...74 Příloha č.4: Rozvodna VVN ve tvaru H (schéma ČEZ, a.s.)..75 Příloha č.5: Rozvodna VVN ve tvaru H v rozšířeném provedení (schéma ČEZ, a.s.).76 Příloha č.6: Rozvodna VVN v paprskovém provedení (schéma ČEZ, a.s.)...77

16 Seznam symbolů a zkratek 17 SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK TP DS TR SP SJZ EE VVN VN NN T. TL. R. W. HDO AC DC ČSN PNE ŘPÚ TT(r) IT IT(r) TN-C SF 6 PT PTP PTN PTK ZnO KSP SPP PSP SP PD Odd. Technická politika Distribuční soustava Transformovna (dle SJZ) Spínací stanice (dle SJZ) Systém jednotného značení Elektrická energie Velmi vysoké napětí Vysoké napětí Nízké napětí Transformátor (číselné označení dle SJZ) Tlumivka (číselné označení dle SJZ) Odporník (číselné označení dle SJZ) Přípojnice (číselné značení dle SJZ) Hromadné dálkové ovládání Střídavé napětí Stejnosměrné napětí Česká státní norma Podniková norma energetiky Řád preventivní údržby Síť VVN s rychlým vypnutím s přímo uzemněným nulovým bodem transformátoru Síť VN s izolovaným nulovým bodem transformátoru přes tlumivku Síť VN s rychlým vypnutím s izolovaným nulovým bodem transformátoru přes odporník Síť NN se společným ochranným a pracovním vodičem a uzemněným středem transformátoru na nn straně Hexafluorid síry (inertní plyn) Přístrojový transformátor Měřící Přístrojový transformátor proudu Přístrojový transformátor napětí Přístrojový transformátor kombinovaný Oxid zinku (ve vztahu k omezovačům přepětí) Kombinovaný spínač přípojnic (s vypínačem) Spínač pomocné přípojnic (s vypínačem) Podélný spínač přípojnic (s vypínačem) Spínač přípojnic (s vypínačem) Podélné dělení (bez vypínače)

17 Seznam symbolů a zkratek 18 DO ŘS BSP DM SKŘ HOK POK OK ZL KZL ASE AWE ČOV ČZV TVS OOPP NOZ EZS EPS CD PO OM PCB Dálkové ovládání Řídící systém Budova společných provozů Domek ochran Systém kontroly řízení Hlavní ocelové konstrukce Pomocné ocelové konstrukce Ocelové konstrukce Zemní lano Kombinované zemní lano Ovládací nebo přechodová skříň pro rozvodny 110 kv Rozváděč ochran a měření pro rozvodny 110 kv Čistička odpadních vod Čistička zaolejovaných vod Transformátor vlastní spotřeby Ochranné oděvy a pracovní pomůcky Neúspěšné opětné zapnutí (OZ) platí pro funkci vypínače Elektrická zabezpečovací signalizace Elektrická požární signalizace Centrální rajónní dispečink Požární ochrana Ochrana majetku Polykarbonové bifenyly Přípojnicový vypínač Přípojnicový odpojovač Odpojovač Vypínač Přístrojový transformátor proudu Přístrojový transformátor napětí

18 Úvod 19 1 ÚVOD Tato práce obsahuje obecný přehled venkovních rozvoden vvn 123kV, jejich vybavení, uspořádání, a standardní i nestandardní provedení podle obecných požadavků. V neposlední řadě i nastínění ekonomického hlediska při jejich realizaci. V práci jsou použity jako opěrné materiály od výhradních dodavatelů přístrojů vvn, především firmy Siemens, a.s. a firmy ABB, a.s. 1.1 Rozvodná zařízení elektrické energie Rozvodna vvn je zařízení sloužící k rozvodu napětí 110kV. Kromě standardních přístrojů vvn (může i nemusí být vybavena silovým transformátorem vvn/vn) je vybavena spínacími, měřícími a ochrannými prvky s vazbou řídícího systému pro možnost dálkového ovládání, měření, signalizace a regulace, včetně chránění. Bezpečnost a spolehlivost provozu silových zařízení sleduje, vyhodnocuje a případně zasahuje systém řízení (ŘS) a chránění, který je provázán všemi důležitými technologickými celky v rozvodně. [1] 1.2 Základní provedení elektrických rozvodných zařízení Podle umístění rozdělujeme rozvodná zařízení na: Krytá (používají se tam kde hrozí znečištění, např. popílkem, prachem ) Venkovní (nejběžnější, ekonomicky výhodnější) Výhoda venkovních rozvoden je dána jednak cenou (úspory nákladů na budovu), dále možností přehledného uspořádání přístrojů v odbočkách s menším nebezpečím zakouření při požáru a lepším chlazením přístrojů. Na druhé straně však může být venkovní rozvodna uspořádána pouze v jedné výškové hladině, čímž spotřebuje značný půdorysný prostor. Izolace přístrojů musí být u venkovních rozvoden zesílena proti atmosférickým vlivům. Rozvodny vvn 123kV se u nás provádějí jako venkovní, v případě zapouzdřeného provedení mohou být i vnitřní. Výjimkou je několik rozvoden 123kV, kde konstrukční provedení venkovního typu je kryto budovou. Zvyšování spotřeby elektrické energie je výrazné ve velkých městech a průmyslových oblastech. Zde se klade požadavek na minimální zastavěnou půdorysnou plochu a na to dostat přenos vvn co nejblíže ke spotřebě. Tento požadavek vede k novému způsobu provedení rozvoden vvn a to k provedení zapouzdřenému. Zapouzdřené rozvodny lze provádět jak v provedení krytém, tak v provedení venkovním. [1] Pozn. Prostředí rozvodny VVN dle jejího umístění charakterizuje PNE

19 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání Obecně platné zásady pro stanice vvn Jak už bylo řečeno provedení stanic VVN může být řešeno ve dvou rovinách pro venkovní prostředí a pro vnitřní prostředí. Rozvodny pro venkovní prostředí je možné řešit klasickým uspořádáním v řadě (tzv. řadové rozvodny) a to nejčastěji ve tvaru H (tzv. dvouřadé rozvodny s jedním systémem přípojnic s podélně dělenými odpojovači ), za předpokladu dispozice dostatku místa k její výstavbě, tzv. na zelené louce. Další možností bývá pouze rozšíření stávající venkovní řadové rozvodny i rozvodny typu H o nová pole, či využití stávajících provozních nebo prostorových rezervních polí rozvoden. Samostatnou variantou pro venkovní prostředí je výstavba kompaktních polí vvn na společné platformě (základu) ať už v klasickém, či zapouzdřeném provedení s izolací SF 6. Tato varianta se připouští v případě výstavby nových TR s ohledem na malé prostorové rezervy. Řešení zastřešením venkovních klasických polí rozvoden vvn se většinou nepoužívá a jedinou možností je případné zastřešení stání transformátorů vvn. Samotná výstavba a její každé technické řešení nové rozvodny vvn tzv. na zelené louce musí jednoznačně podléhat technicko-ekonomickému zhodnocení dle platné ME 41/01 při respektování potřeb a technických možností sítě vvn. [1] 2 ROZVODNA VVN V KLASICKÉM USPOŘÁDÁNÍ Jedná se o rozvodnu projektovanou a vystavěnou pro venkovní prostředí, která je osazena technologií, která je schopna provozu ve venkovních klimatických podmínkách. Zpravidla se jedná o technologie izolované nejčastěji vzduchem, olejem (odpojovače, výkonové transformátory, omezovače přepětí) nebo u novějších či zrekonstruovaných venkovních rozvoden technologiemi izolovanými plynem SF6 (vypínače, PT). 2.1 Vypínač vvn Vypínač pro venkovní rozvodny vvn se používají ve dvou variantách: - v jednopólovém uspořádání se samostatnými pohony pro každý pól zvlášť pro možnost i jednopólových OZ, pro vývody vedení vvn nebo pro KSP (kombinovaný spínač přípojnic) a SPP (spínač pomocné přípojnice) s možností volby náhradního provozu vývodů vedení. - v trojpólové uspořádání se společným pohonem pro všechny póly pro možnost pouze trojpólového OZ nebo provoz bez OZ pro vývody vedení (nebývá obvyklé), vývody transformátorů vvn tak generátorů nebo SP (spínače přípojnic) a PSP (příčného spínače přípojnic). V dřívějších řešeních jsme se setkávali převážně s vypínači tlakovzdušnými, které však pro provoz vyžadovaly centrálně řešenou výrobu stlačeného vzduchu v kompresorových stanicích. V současné době se v nově budovaných nebo rekonstruovaných rozvodnách používají již výhradně vypínače se zhášecím médiem SF 6. [1]

20 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 21 Jsou řešeny ve sloupcovém provedení, ať se samostatným pohonem pro každý pól nebo s jedním pohonem pro všechny tři póly. Pohony vypínačů jsou řešeny různými způsoby podle hladiny řídícího napětí i podle výrobce vypínače. [1] Řešení pohonu může být : a) s elektromotorickým pohonem a pružinovým střadačem b) s pneumatickým pohonem c) s hydraulickým pohonem Vypínače vvn se u současných klasických venkovních rozvodnách používají se zhášecími komorami plněnými izolačním plynem SF6 a jsou realizovány elektromotorickými střádačovými pružinovými pohony s AC nebo DC řídícím napětím. Ovládací napětí vypínače a napětí pohonu zaleží na požadavcích jednotlivých rozvoden a zvyklostí regionů. U výstavby nových rozvoden, či rozsáhlejších rekonstrukcí stávajících rozvoden s vazbou na stávající nebo nový systém vlastní spotřeby, je třeba respektovat napěťovou hladinu 110 nebo 220 V DC. Pro pohon vypínače platí napětí 230/400V AC. Ovládání vypínače je také možné přímo z pohonu vypínače bez přítomnosti ovládacího napětí tlačítky ZAP/VYP (cyklus neúspěšný OZ), popř. z ASE (ovládací přechodové skříně) nebo AWE (rozváděče ochran a měření) tlačítky ZAP/VYP, či z ovládacího terminálu a z ŘS (řídícího systému). Pro nouzové případy je možné natažení střádače pohonu vypínače ručně klikou. Vypínače musí splňovat parametry stanovené normami ČSN EN a ČSN EN , včetně pozdějších změn a dodatků. [1] Nejdůležitější veličiny určující typ vypínače jsou: 1. Nejvyšší napětí soustavy [kv] (123kV) 2.Jmenovitý proud [ka] (3150A nebo 4000A) 3. Jmenovitý vypínací proud [ka] (vypínací proudy 40 ka) 4. Jmenovitý dynamický proud [ka] (zapínací, dynamický proud 100 ka) 5. Vypínací doba ( max.) [ms] (60 ms) 6. Zapínací doba ( max.) [ms] (60 ms) 7. Jmenovitý tlak plynu SF 6 při 20 C [MPa] (tlak plynu je 0,5 MPa nebo případně 0,55 MPa) 8. Druh pohonu. Řešení vypínačů výrobců je podobné a v současné době jsou do České republiky nabízeny a dodávány převážně vypínače se zhášecím médiem SF 6 Live-Tank od výrobců Siemens, ABB, Areva.

21 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 22 Obr Vypínače Live-Tank3AP1/2 VVN Siemens s pružinovými střádačovými pohony [17] Popis: 1-zhášedlo, 2-podpůrný izolátor, 3-podpěrná konstrukce, 4-řídící skříň, 5-skříň pohonu 3AP1 FG společný pružinový střádačový pohon třípólového vypínače a společný nosný rám FE jednotlivé pružinové střádačové pohony pro jednopólové popř. třípólové spínání a společný nosný rám FI jednotlivé pružinové střádačové pohony pro jednopólové popř. třípólové spínání, póly jsou uspořádány jednotlivě s variabilní roztečí 3AP2 dvě zhášedla na každý pól Obr Řešeni vypínačů Siemens zhášecí princip [17] Popis: 1- připojovací praporec 2- držák kontaktů 3- hlavní kontakt 4- opalovací kontakt 5- zhášecí tryska 6- kontaktní válec 7- podstavec 8- připojovací praporec U vypínačů Live-Tank je jednotka zhášedla umístěna v izolátorovém plášti. Materiál tohoto pláště může být v provedení z porcelánu nebo z kompozitu se skleněným vláknem. Jednotka přerušovače se nachází na elektrickém potenciálu, je tedy live neboli živá. Napěťová hladina, pro které jsou tyto vypínače určeny, určuje průraznou vzdálenost izolátoru jak pro jednotku přerušovače, tak pro podpěrný izolátor pólového sloupce. [17] Obr Vypínač firmy ABB, a.s., LTB D 123kV pro venkovní rozvodny vvn [18]

22 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 23 Vypínač Live-Tank firmy ABB je určen pro venkovní rozvodny a stejně jako vypínač Live-Tank od firmy Siemens pracuje s inertním plynem SF6, a pohon je realizovaný s digitálním servomotorem. Možná je pak ještě instalace PTP, je-li to požadováno. Pracuje do zkratového proudu 40kA. Obr Modul Siemens Dead Tank venkovní rozvodny vvn 123kV a struktura Dead- Tank3AP1/2 VVN Siemens s pružinovými střádačovými pohony [16] Popis: 1 zhášecí komora, 2 kovový plášť, 3 vývodový kontakt, 4 měřící transformátor proudu (PTP), 5 základní rám, 6 skříň řízení s pohonem, 7 podpěrná konstrukce Znakem vlastností technologie Dead-Tank je umístění jednotky zhášedla v uzemněném kovovém pouzdře, které se proto označuje jako dead neboli mrtvé. Také v tomto uspořádání tvoří izolaci mezi komponenty zhášecí jednotky a kovovým pouzdrem náplň SF 6 [16]

23 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 24 Obr rozpínací princip [16] Sepnutý kontakt Otevírání: Hlavní kontakt Otevírání: Opalovací kontakt Rozepnutý kontakt v otevřené pozici ve vypnuté poloze Popis: 1-držák kontaktů 2-hlavní kontakt 3-opalovací kontakt 4-zhášecí tryska 5-kontaktní válec 6-podstavec Klasifikace vypínače Siemens Dead-Tank: Spíná bezpečně při vysokých nárocích na okolní teploty a je schopen vysokých množství spínacích operací stejně jako vypínač Live-Tank, kdy využívá zvláště silná porcelánová pouzdra. Vypínač je designem optimalizovaný s použitím posledních výpočetních technik. Použití těchto vypínačů se však v ČR nevyužívá z důvodů topologií sítí. Vypínač pokrývá celý teplotní v rozsah od 50 C až +55 C s 100% čistý plynem SF6. To vykonává k jeho plnému potenciálu během jeho celé životnosti [16] Základní technická data vypínačů Dead-Tank3AP1/2 vvn Siemens 1. Nejvyšší napětí soustavy [kv] (123kV) 2.Jmenovitý proud [ka] (4000A) 3. Jmenovitý vypínací proud [ka] (40kA) 6. Druh pohonu. (pružinový střádačový pohon) 7. Ovládací napětí [V] (110/230V) Obr Vypínač Dead-Tank PM firmy ABB Group 121kV [19] Výkonový vypínač 123kV PM se sestává z tří účinných hliníkových tanků obsahující vypínače jednotlivých pólů, které jsou připevněny na jednotnou konstrukci.. Pohyblivé kontakty vypínače jsou ovládané: Označení FSA (40 ka) - pružinový pohon Označení HMB (50/63 ka) - hydraulický pohon Izolačním médiem je plyn SF 6 [19] 2.2 Odpojovač vvn (s uzemňovačem, samostatně uzemňovač)

24 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 25 Jednopólový nebo trojpólový odpojovač se do venkovních rozvoden instaluje v několika variantách a používají se i odpojovače pro instalaci do systému hlavních přípojnic a do pomocné přípojnice (W5). Klasické vývodové odpojovače se používají pro instalaci do vývodů jednotlivých odboček, PD a v některých případech jako tzv. přemosťovací odpojovače pro náhradní provoz (KSP,SPP, PSP). Oba typy odpojovačů lze vybavit uzemňovači k zazkratování, (zajištění) systému přípojnic nebo vývodu. Dle konkrétního umístění se jedná o přípojnicové odpojovače s uspořádáním za sebou (kýlové), nebo vedle sebe, vývodové odpojovače s uspořádáním vedle sebe. Odpojovače obvykle bývají vybaveny jednofázovými nebo třífázovými asynchronními elektromotory. Pro pohon odpojovače/uzemňovače platí napětí 230/400V AC. Ovládání odpojovače/uzemňovače je možné přímo z pohonu odpojovače/uzemňovače tlačítky ZAP/VYP popř. z ASE nebo AWE tlačítky ZAP/VYP či z ovládacího terminálu a z ŘS. V případě nouze je možné ovládání odpojovače ručně klikou. Odpojovače musí splňovat parametry stanovené ČSN EN a ČSN EN , včetně pozdějších změn a dodatků. [1] Podle účelu je možné odpojovače rozdělit do tří skupin: a) přípojnicové b) vývodové c) k pomocné přípojnici nebo přemosťovací Podle provedení rozeznáváme: a) odpojovač se dvěma otočnými kontakty v horizontální rovině b) odpojovač s jedním kontaktem otočným ve vertikální rovině c) pantografový odpojovač Použití určitého typu závisí na způsobu řešení rozvodny. Odpojovače jsou vybaveny zemnícími noži, kterými se uzemňuje pracoviště pro bezpečnou práci na zařízení. Ovládání může být: a) tlakovzdušné ( převážně používané ve starších rozvodnách ) b) motorové ( používané u nových typů odpojovačů ). Důležité elektrické parametry popisující odpojovače jsou: 1. Nejvyšší napětí soustavy [kv] 2. Jmenovitý proud [A] 3. Jmenovitý krátkodobý proud [ka] 4. Jmenovitý dynamický proud [ka] Obr Odpojovač se dvěmi otočnými rameny v horizontální rovině firmy Siemens [13]

25 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 26 Trojpólový odpojovač 123kV, venkovního provedení, s póly uspořádanými za sebou na společném rámu, s elektromotorovými pohony, pro montáž na stoličku. 1 základová konstrukce 6 kontaktní hlavice 2 motorový pohon 5 otáčivé soustrojí 3 podpěrné izolátory 7 měděná lanka 4 proudové dráhy 8 místo připojení (kontakty) 9 proudová dráha Modulové uspořádání horizontálních odpojovačů SIEMENS nabízí také během provozu mnohočetné možnosti přizpůsobení přístrojů změněným požadavkům rozvodny: změna uspořádání vedle sebe za uspořádání za sebou a obráceně zvýšení jmenovitých proudů a zkratových odolností dodatečná instalace uzemňovačů přestavba uzemňovače 1 na uzemňovač 2 a obráceně Obr pantografový odpojovač od firmy Siemens [14] Popis: 1 nůžková ramena 2 ložiskový rám 3 podpěrný izolátor 4 otáčivý izolátor pohonu 5 motorový pohon Pantografové odpojovače lze použít tam, kde je kladen velký důraz na stávající plochu, neboť připojovací systém nepotřebuje žádnou plochu kolem sebe. Systémy otočných kontaktů s velkou tepelnou a dynamickou zatížitelností vedou proud v kloubových místech. Geometrie nůžek zajišťuje optimální chování v provozu. Firma Siemens RUHRTAL vyrábí pantografové odpojovače pro napěťové hladiny 123 kv se společným pohonem, nebo podle přání s jedním pohonem pro

26 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 27 každý pól. Pro vyšší napěťové hladiny se odpojovače osazují samostatným pohonem pro každý pól. [14] Obr odpojovač s jedním kontaktem otočným ve vertikální rovině od firmy Siemens [15] poloha zapnuto poloha vypnuto Velká vzdálenost mezi podpěrným izolátorem a izolátorem pohonu zaručuje napěťovou pevnost paralelní izolace i při silném namáhání slanou mlhou. Trubkové vodiče proudové dráhy těchto odpojovačů se otvírají ve vertikálním směru a umožňují tak malé fázové rozteče. Proudová dráha vertikálních odpojovačů Siemens RUHRTAL provádí dva pohyby: vertikální kyvný pohyb otočný pohyb okolo vlastní podélné osy Otočný pohyb vytváří kontaktní sílu, případné vrstvy námrazy se přitom rozlomí [15] Obr odpojovače pro hladinu 123kV firmy Siemens a jejich charakteristické hodnoty [15] Řešení odpojovačů je podobné a v současné době jsou do České republiky nabízeny a dodávány odpojovače výrobců Siemens, Areva, Alstom

27 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání Přístrojové transformátory vvn (PTP, PTN, PTK) Přístrojový transformátor proudu (PTP) Nejběžnější variantou v rozvodnách VVN je použití induktivního PTP s dvojnásobnou a trojnásobnou primární přepojitelností se třemi nebo čtyřmi sekundárními jádry (pro obchodní či referenční měření a pro systém chránění, včetně ŘS), kde izolačním médiem je plyn SF 6. PTP lze instalovat pro měření proudu na vývodech vedení a vývodech transformátorů. U nových rozvoden, musí být vždy respektován sekundární převod PTP na 1A (výjimkou jsou stávající rozvodny, u kterých lze tolerovat sekundární převod na 5A). Při použití pro fakturační měření musí být úředně ověřeny (dodávka včetně ověřovacích protokolů). PTP se skládají z magnetického obvodu se sekundárním vinutím, primárního tyčového vodiče, tlakové nádoby, porcelánového izolátoru a podstavce. Za provozu musí být na sekundární svorky, kam je vyvedeno sekundární napětí, připojena zátěž nebo svorky spojeny nakrátko. [1] PTP musí splňovat parametry stanovené ČSN EN , včetně pozdějších změn a dodatků. Obr Plynem izolovaný transformátor proudu Siemens TRENCH SAS PTP 123kV [8] 1 - Pojistný ventil 2 - Vinutí VVN 3 - Magnetické jádro 4 - Rozpěra 5 - Primární vodič 6 - Jádra proudových transformátorů 7 - Hlavové zapouzdření 8 - Propustná trubice 9 - Kapacitní stupňovaní 10 - Kompozitní izolátor 11 - Skříň svorkovnice Konstrukce a uspořádání plynem izolovaných transformátorů a olejových transformátorů se příliš neliší. Hlavní a podstatný rozdíl je v pouze izolačním médiu. (plyn SF6 je ekologický s lepšími zhášecími vlastnostmi, menší hmotností). Rozdíl fáze mezi vektory primárního a sekundárního proudu se při vhodném způsobu zapojení blíží nule. Rovnoměrně rozložené sekundární vinutí zabezpečují přesnou transformaci při nominálních i vysokých proudech. Nízko reaktanční tyčový tvar primárního vodiče zabezpečuje optimální zkratové parametry a výborné přechodové vlastnosti. [8]

28 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 29 Základní technické parametry: 1. Nejvyšší napětí soustavy 123kV 2. Jmenovitý primární proud 600A 3. Jmenovitý sekundární proud ( 5 příp. 1 A) 1A 4. Počet jader 3 5. Nadproudové číslo 5 6. Jmenovitý krátkodobý proud 40kA 7. Jmenovitý dynamický proud 100kA 8. Plyn SF Přístrojový transformátor napětí (PTN) Výlučně se používají induktivní PTN (v ojedinělých případech kapacitní) se dvěma sekundárními jádry, kde izolačním médiem je plyn SF 6 (u straších typů olej), lze je instalovat pro měření napětí na vývodech vedení a pro měření v polích KSP a SPP (pro obchodní měření a pro systém chránění, včetně ŘS). PTN pro fakturační měření musí být úředně ověřeny (dodávka včetně ověřovacích protokolů). Dále se instaluje 1ks PTN ke každé přípojnici do fáze L1 pro měření napětí na přípojnicích bez instalace jednopólového odpojovače. Platí pro řadové uspořádání rozvodny. [1] PTN musí splňovat parametry stanovené ČSN EN , včetně pozdějších změn a dodatků. Obr Plynem izolovaný transformátor napětí Siemens TRENCH SVS PTN 123kV [8] 1 - Pojistný ventil 2 - Vinutí VVN 3 - Magnetické jádro 4 - Rozpěra 5 - Primární vodič 6 - Jádra proudových transformátorů 7 - Hlavové zapouzdření 8 - Přepustní trubice 9 - Kapacitní stupňování 10 - Kompozitní izolátor 11 - Skříň svorkovnice

29 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 30 Transformátor je určen do venkovního prostoru k převodu měřené veličiny do měřicích přístrojů, elektroměrů, ochran a jiných podobných zařízení, vhodný je také na 'vybíjení' vedení. Optimalizovaná vvn cívka zabezpečuje rovnoměrné rozložení v podmínkách trvalého i přechodného elektrického namáhaní a transformátor je v podstatě neovlivnitelný venkovním rušivým magnetickým polem, neboť konstrukce je odolná ferorezonancím bez použití venkovního tlumení při malá výkonné konstrukci transformátoru. [8] Důležité technické parametry: 1. Nejvyšší napětí soustavy 123kV 2. Jmenovité primární napětí ( fázové ) 100/ 3 V; 0,2; 50 VA 3. Jmenovité sekundární napětí 110/ 3 V 4. Jmenovité sekundární napětí pomocných vinutí 100/ 3 V; 3P; 50 VA 5. plyn SF Kombinované transformátory proudu a napětí (PTK) Jsou induktivní PTK, s dvojnásobnou primární přepojitelností se třemi nebo čtyřmi sekundárními jádry (PTP) a dvěma nebo třemi sekundárními jádry (PTN), kde izolačním médiem je plyn SF 6, lze instalovat pro měření proudu a napětí na vývodech vedení.(obchodní či referenční měření a pro systém chránění, včetně ŘS). Dále se využívá pro měření v polích KSP a SPP. [1] PTK musí splňovat parametry stanovené ČSN EN , ČSN a ČSN EN , včetně pozdějších změn a dodatků. Obr Plynem izolovaný transformátor napětí firmy TRENCH PTN VVN 123kV [8] 1 - Pojistný ventil 2 - Vinutí VVN 3 - Magnetické jádro 4 - Rozpěra 5 - Primární vodič 6 - Jádra proudových transformátorů 7 - Hlavové zapouzdření 8 - Přepustní trubice 9 - Kapacitní stupňovaní 10 - Kompozitní izolátor 11 - Skříň svorkovnice

30 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 31 Předpokladem použití těchto PTK je vybavení rozvodny ochranami s 1A proudovými vstupy. Transformátor je určen do venkovního prostoru k převodu měřené veličiny do měřících přístrojů, elektroměrů, ochran a jiných podobných zařízení. [10] Důležité technické parametry: PTP: 1. Nejvyšší napětí soustavy 123kV 2. Jmenovitý primární proud A 3. Jmenovitý sekundární proud ( 5 příp. 1 A) 1A 4. Počet jader 3 5. Nadproudové číslo 5 6. Jmenovitý krátkodobý proud 40kA 7. Jmenovitý dynamický proud 100kA PTN: 1. Nejvyšší napětí soustavy 123kV 2. Jmenovité primární napětí ( fázové ) 100/ 3 V; 0,2; 50 VA 3. Jmenovité sekundární napětí 110/ 3 V 4. Jmenovité sekundární napětí pomocných vinutí 100/ 3 V; 3P; 50 VA PTK: Nejvyšší napětí pro zařízení Um Jmenovité zkušební střídavé napětí (efektivní hodnota) 123 kv 230 kv Kombinované měřící transformátory využívají jak měřící transformátory proudu i napětí v jediném komponentním systému. Díky tomuto uspořádání se zmenší nárok na zastavěnou plochu o polovinu oproti rozdělenému uspořádání. [10] 2.4 Výkonový transformátor vvn V rozvodně můžeme použít třífázový olejový regulační transformátor s třemi vinutími 115 (110) ±8x2%/vn/(6,3)kV, trvalý výkon 25, 40, 50 či 63 MVA, při maximální hladina akustického tlaku 65 db. Třetí vinutí 6,3kV je kompenzační, vyvedené dvěma průchodkami pro měřící účely. Regulace napětí bude provedena přepínačem odboček pod zatížením na straně 110kV, s možností místního i dálkového ovládání. Místní ovládání elektrickým tlačítkem nebo klikou. Jádro transformátoru třísloupcové z ocelových plechů s nízkými ztrátami, vinutí obou napětí měděná.

31 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 32 Ochrany, které jsou součástí transformátoru : - plynová - tepelná ochrana - (tato ochrana není povinná pouze se doporučuje) Nádoba bude připojena k uzemnění rozvodny přes průvlekový transformátor převodem x / 1 A či x / 5 A pro kostrovou ochranu stroje. [1] 2.5 Omezovač přepětí vvn Omezovače přepětí bývají instalovány před stáním výkonového transformátoru vvn jako ochrana proti přepětí v síti vvn a atmosférickému přepětí. Je ale je možné použít také na chránění vývodů vedení. Omezovač přepětí (ZnO) musí splňovat parametry stanovené ČSN EN a ČSN , včetně pozdějších změn a dodatků. [1] Obr Omezovač přepětí Siemens 3EP2 se a popis štítkových hodnot [12] 1 - Objednávací číslo 6 - Třída uvolnění přetlaku 2 - Jmenovité napětí 7 - Rok výroby 3 - Trvalé napětí 8 - Výrobní číslo 4 - Jmenovitý svodový proud 5 - Energetická třída 9 - Konstrukční čísla omezovače přepětí a doplňující údaje Obr Řez částí omezovačem přepětí na hladinu 123kV firmy Siemens [12] 1 - izolační těleso 2 - příruba s kanály pro odvod plynu 3 - těsnění 4 - přetlaková membrána 5 - tlaková pružina 6 - odpor kysličníku kovu (nelineární)

32 Rozvodna vvn v klasickém uspořádání 33 Odpory kysličníků kovů jsou silně nelineární, tzn. mají silně zakřivenou voltampérovou charakteristiku, takže za určitého napětí protéká omezovačem pouze tzv. svodový proud o několika ma. Při atmosférických nebo spínacích přepětích se stanou odpory silně vodivými (řádově v ohmech), čímž může rázový proud téci do země a přepětí je omezeno úbytkem napětí na omezovači ("zbytkové napětí"). Rázové proudy přitom mohou dosahovat do 1kA při spínacích přepětích a kA při rázových atmosférických přepětích. [12] 2.6 Uzemňovací soustava vvn Provedení uzemňovací soustavy venkovní rozvodny odpovídá normě PNE , která zcela zřetelně definuje postup při navrhování uzemňovací soustavy, včetně provedení, materiálu a počtu zemničů, potažmo celé uzemňovací soustavy rozvodny vvn. Spoje uzemňovací soustavy rozvoden vvn budou provedeny exotermickým svařováním. [1] 2.7 Technologie HDO vvn Pole HDO je vybaveno kromě klasické silové technologie ( trojpólový vypínač, přípojnicový odpojovač, PTP, PTN) vazebním členem, který slouží pro připojení další technologie HDO a tím vyvedení tónové energie do sítě vvn. Vazební člen obsahuje kondenzátorovou baterii v sérioparalelním zapojení, která je v případě technologie HDO 123kV složena zpravidla z 20 ks kondenzátorů na fázi. V uzlu této kondenzátorové baterie je umístěna balanční ochrana, která chrání jednotlivé kondenzátory proti přetížení. Každá fáze vazebního členu dále obsahuje jednofázový vazební transformátor (VT), uzemňovač, který je umístěný mezi VT a kondenzátorovou baterií a filtr pro nulovou složku, který umožňuje symetrický provoz i při poruše jedné fáze na zdroji tónového kmitočtu. Technologie HDO vvn musí splňovat parametry stanovené dle PNE , včetně pozdějších změn a dodatků. Technické parametry jednotlivých komponent vazebních prvků vycházejí z příslušného výkonu zařízení HDO a napěťové úrovně do které je technologie HDO zapojena. [1]

33 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání 34 3 ROZDĚLENÍ VENKOVNÍCH ROZVODEN DLE DISPOZIČNÍHO USPOŘÁDÁNÍ 3.1 Přípojnicové systémy Řešení každé rozvodny je dáno schématem. Provedení se liší podle toho, jakými vodiči jsou realizovány přípojnice a propojení mezi přístroji v odbočce. Různé možnosti jsou uvedeny v tab.3.1 Tab. 3-1 Přehled provedení přípojnic Typ Přípojnice Propojení v odbočce 1 Lanové lanové 2 Lanové profilové (nejčastěji trubkové ) 3 Profilové lanové 4 Profilové profilové Při návrhu rozvodny závisí výběr kombinací na ekonomických ukazatelích. Je nutné si uvědomit, že použití lanových vodičů vyžaduje konstrukci na zavěšení těchto vodičů, profilové vodiče zase podpěrné izolátory. Při klasickém provedení jsou přípojnicové systémy a odbočky na sebe kolmé, takže propojení je třeba řešit ve dvou rovinách. To se týká zvláště prostoru přípojnicových odpojovačů, kde je nutné provést propojení s přípojnicemi, vyřešení uzlu odpojovačů a propojení k vypínači. Nejnovější způsob řešení je bez lanových vodičů, kde přípojnice jsou řešeny trubkovými vodiči podobně jako propojení v odbočce. Dvouúrovňové připojení přípojnicových odpojovačů je řešeno pomocí pantografových odpojovačů. Při tomto způsobu je minimalizována potřeba nosné konstrukce, tu je nutno použít až při výstupu venkovních vedení z rozvodny. Další možností zjednodušení konstrukce rozvodny je využití vvn kabelů pro řešení přechodu mezi odbočkou rozvodny a výstupním venkovním vedením. Pomocí tohoto řešení lze konstruovat jednoduché rozvodny, kde odbočky jsou řazeny jen v jednom směru a přitom venkovní vedení přicházející a odcházející z rozvodny lze směrovat podle dispoziční potřeby. Dříve byl směr vedení výchozím parametrem pro celkovou konstrukci rozvodny. Uvedený nový trend může vést k typovému řešení. Rozlišení je dáno pouze uložením kabelů a vývodovými konstrukcemi. [2] Pro představu o velikosti vvn rozvoden v ČR nejvíce používaných, tj. typu 2 jsou v tabulce 3.2. uvedeny základní rozměry v [ mm ].

34 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání 35 Tab. 3-2 Realizace přípojnic pro napěťové hladiny Napětí 110 kv 220 kv Výška závěsných bodů přípojnic [ m ] 7 11 Výška závěsných bodů vedení [ m ] Fázová rozteč přípojnic [ m ] 2,3 4,6 Při návrhu rozvodného zařízení musí být dodrženy předepsané hodnoty pro vzdálenosti živých částí. Nejmenší dovolené vzdálenosti živých částí při větru o rychlosti 30 m/s do výše 20 m a 33,5 m/s ve výši 20 až 40 m nad povrchem země jsou dle ČSN viz tab. 3.3 [2] Tab. 3-3 Bezpečné vzdálenosti od živých částí Jmenovité napětí Nejmenší vzdálenost živých částí [m] [kv] Mezi sebou Od uzemněných vodivých částí 110 0,7 0, ,8 1, , ,5 3.2 Rozvodny s přímými přípojnicemi Počet a zapojení hlavních přípojnicových systémů (W1, W2, W3) může být zohledněno provozními požadavky a stupněm důležitosti napájených spotřebičů. Dodávku elektrické energie lze rozdělit podle důležitosti do tří skupin a podle nich volit řešení schéma. Druhou možností je smluvní, pak může být dohoda mezi konkrétním dodavatelem a odběratelem elektrické energie. Rozvodna vvn může být vybavena pomocnou přípojnicí (W5) v případě, kdy nelze připustit odstavení odbočky po celou dobu údržby vypínače nebo zařízení k němu příslušných (měřící transformátory, elektrické ochrany, ovládací signalizační a měřící obvody) v bez napěťovém stavu, volí se zapojení s pomocnou přípojnicí. Ta pak slouží jako záložní k převedení výkonu této odbočky. [1] Jednosystémova rozvodna Jedná se rozvodnu s jedním systémem přípojnic (W1) s poli vývodů vedení či vývodů transformátorů vvn/vn nebo vývodů generátoru buď na jednu stranu (jednořadá) nebo na obě strany či kombinovaně na obě strany, vybavená podélným dělením s vypínačem (PSP) viz obr. a) či pouze s odpojovačem (PD) viz obr. b) nebo bez podélného dělení viz obr c). Dle potřeby je rozvodna vybavena spínačem pomocné přípojnice (SPP) viz obr. d) pokud je pomocná přípojnice (W5) instalována. Její možné použití je v místech kde není požadavek na nepřerušený provoz při revizích a opravách (pro napájení spotřebičů třetí kategorie). [1]

35 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání 36 U rozvodných zařízení vvn se jednoduchý systém přípojnic používá pouze ve speciálním případě schéma pro distribuční transformovnu 110 kv/vn. Jeho řešení je uvedeno na obr V případě dvou přívodních odboček a dvou transformátorů je nazýváno schéma typu H. [3] Obr blokové zjednodušené schémata jednoduchého systému přípojnic Jednopólové detailní schéma od ČEZ a.s. viz příloha č Dvou systémová rozvodna Jedná se rozvodnu se dvěma systémy přípojnic (W1 a W2) s poli vývodů vedení či vývodů transformátorů vvn/vn nebo vývodů generátoru na obě strany či kombinovaně na obě strany, vybavená podélným dělením s odpojovačem (PD) viz obr. a). Dle potřeby je rozvodna vybavena kombinovaným spínačem přípojnic (KSP) viz obr. b) nebo spínačem pomocné přípojnice (SPP) viz obr. c) pokud je pomocná přípojnice (W5) instalována či pouze spínačem přípojnic (SP) viz obr. d). [1] Obr blokové zjednodušené schémata dvojitého systému přípojnic [1]

36 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání 37 Jednopólové detailní schéma ČEZ a.s. viz příloha č.2 Pozn. Rozvodna může být i v provedení s jedním systémem přípojnic ve tvaru U, obíhající okolo druhého systému přípojnic. Zpravidla systém přípojnic W1 obíhá systém přípojnic W Trojsystémová rozvodna Jedná se rozvodnu se třemi systémy přípojnic (W1, W2 a W3) s poli vývodů vedení či vývodů transformátorů vvn/vn nebo vývodů generátoru na obě strany či kombinovaně na obě strany, vybavená podélným dělením s odpojovačem (PD) viz obr. a). Dle potřeby je rozvodna vybavena kombinovaným spínačem přípojnic (KSP) viz obr. b) nebo spínačem pomocné přípojnice (SPP) viz obr. c) pokud je pomocná přípojnice (W5) instalována či pouze spínačem přípojnic (SP) viz obr. d). [1] Obr blokové zjednodušené schémata trojitého systému přípojnic [1]

37 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání 38 Jednopólové detailní schéma ČEZ a.s. viz příloha č Rozvodna vvn ve tvaru H Jedná se o rozvodu s jedním nebo dvěma poli vývodů vedení nebo vývodů transformátorů vvn/vn. Rozvodna je zpravidla vybavena podélním dělením (PD) s odpojovači buď v řadě nebo ve dvojitém systému přípojnic. [1] Obr blokové zjednodušené schéma H zapojení [1] Jednopólové detailní schéma ČEZ a.s. viz příloha č.4 Pozn. Svým provedení odpovídá dle ČSN dvouřadé rozvodně s jedním systémem přípojnic podélně dělenými odpojovači

38 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání Rozvodna VVN ve tvaru H v rozšířeném provedení Jedná se o rozvodu s více poli vývodů vedení nebo vývodů transformátorů vvn/vn. Rozvodna je zpravidla vybavena podélním dělením (PD) s odpojovači pro buď v řadě nebo ve dvojitém systému přípojnic. Rozvodna je rozšířena o další pole vývodu vedení či o pole vývodu transformátorů vvn/vn. [1] Jednopólové detailní schéma ČEZ a.s viz příloha č.5 Pozn. Svým provedení odpovídá dle ČSN rozšířené dvouřadé rozvodně s jedním systémem přípojnic podélně dělenými odpojovači Rozvodna VVN v paprskovém provedení (vysunutý transformátor VVN/VN) Jedná se rozvodnu s jedním polem vývodu vedení a transformátorem vvn/vn, tzv. na paprsku, bez zálohování ze sítě vvn. U předsunutého pole může být použito strhávání ochran tj. rozvodna je vybavena pouze s PTP a odpojovačem, vypínač je ve vzdálené rozvodně. [1] Jednopólové detailní schéma viz příloha č Rozvodny s okružními přípojnicemi Polygonové zapojení V rozvodnách s uvedeným zapojením jsou úseky přípojnic zapojeny do polygonu (např. do troj, čtyř až osmiúhelníků). Tato schémata se volí tam, kde se požaduje omezení následků zkratů v rozvodně na minimální počet odboček. Přestože tato schémata mají nejvyšší spolehlivostní ukazatele, je jejich použití ojedinělé. Jejich konstrukční řešení i následné rozšiřování je obtížné. Nastavování elektrických ochran je také složitější, než u rozvoden s dvojitými i trojitými systémy přípojnic. [2] Polygonové zapojení se provozuje: - bez záložního vypínače; schémata rozvodu s úseky přípojnic zapojenými do polygonu bez záložního vypínače jsou uvedena na obr se záložním vypínačem; (je společný pro všechny odbočky a je funkční obdobou pomocné přípojnice) obr Pozn. Uvedená polygonová zapojení venkovních rozvoden se používají jen ve velmi malém procentu (v ČR např. Říčany u Prahy)

39 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání 40 Obr Polygonová zapojení bez záložního vypínače [2] Obr Polygonová zapojení se záložním vypínačem (Na dalších schématech je naznačen příklad spojení přes záložní vypínač při poruše nebo revizi jednoho z provozních vypínačů) [2] 3.4 Rozvodny bez přípojnic Jsou to rozvodná zařízení vvn s malým počtem (nejvýše šest) odboček. Schéma je zvláštním případem zapojení s okružními přípojnicemi; jeden, případně dva úseky přípojnic jsou provedeny jako příčné spojky mezi odbočkami. Charakteristickým schématem používaným často u stanic vvn/vn je spojení do H (znázorněno na obr ). Uspořádání je vhodné pro jednoduché napájecí rozvodny vvn 110kV s jednoduchou přípojnicí, podélně dělenou dvěma odpojovači, v sérii (lze provádět údržbu za provozu), čímž je zabezpečena spolehlivost dodávky. [3]

40 Rozdělení venkovních rozvoden dle dispozičního uspořádání 41 Obr H schéma rozvodny [3] Schéma a) užívá se pro koncové elektrické stanice v distribuční síti, schéma b) v případech s průběžným vedením, schéma c) je zjednodušená forma pro elektrickou distribuční stanici připojenou na průběžné vedení. [3] 3.5 Rozvodny vvn s větším počtem vypínačů na jednu odbočku Schéma s větším počtem vypínačů na jednu odbočku se volí v rozvodnách s větším počtem odboček tam, kde se požaduje provoz odboček při poruše vypínače. - rozvodny s n+1 vypínači na n odboček: schéma s třemi vypínači na dvě odbočky viz obr a) Střední vypínač s odpojovači tvoří zálohu pro dvě vedlejší odbočky. - rozvodny s dvěma vypínači na odbočku: vyznačují se značnou provozní spolehlivost, ale také značnou nákladností a proto jsou opodstatněny pouze v případě mimořádného stupně důležitosti. Viz obr. b) [3] Obr a) Rozvodna se třemi vypínači na dvě odbočky, b) rozvodna se dvěma vypínači na odbočku [3]