Použitelnost metody řizemnění ostižené fáze (shuntingu) ři zemních sojeních v komenzovaných sítích vysokého naětí Ivan Cimbolinec, Tomáš Sýkora, Jan Švec, Zdeněk Müller ČVUT v Praze, FEL Tento řísěvek v úvodu stručně orovnává známé rinciy rovozování komenzovaných sítí vn, v dalším se ak odrobně zabývá využitím metody řizemnění ostižené fáze - shuntingu, kdy na základě teoretického rozboru a následného raktického měření v komenzované síti vysokého naětí definuje oblast bezečné alikace této metody. 1.ÚVODEM Ohlédneme-li se do nedávné historie a zaměříme-li se na roblematiku, která souvisí s rovozováním izolovaných a komenzovaných sítí vysokého naětí, ak vidíme významný technický okrok zejména v oblasti eliminace zemních oruchových roudů a ředevším lokalizace míst s jednoólovou izolační oruchou. Kromě čistě kabelových sítí vn ve velkých městech se v současné době rovozují řevážně sítě smíšené s neustále rostoucím odílem kabelových vedení. Kaacitní roudy rozsáhlých smíšených systémů ak dosahují nebezečně vysokých hodnot, které ohrožují jejich bezečný rovoz. Postuem času byly nalezeny a ostuně zdokonalovány metody, rinciy a systémy, které dokázaly více či méně eliminovat ředevším kaacitní roudy v místě zemní oruchy. Je otěšující, že některé starší a osvědčené metody ro komenzaci kaacitních roudů jsou stále využívány. Přiomeňme ty nejoužívanější z nich, jejich odlišnosti, výhody a nevýhody. Bauchův zhášecí transformátor, který byl oužíván ředevším v období řed rokem 1939. Nicméně jej lze satřit v rovozuschoném stavu ve starších transformovnách ještě v dnešní době. Bauchův zhášecí transformátor je zaojen na hlavní sběrnice rozvodny vn a není tedy otřeba aby vinutí vn naájecího transformátoru mělo vyvedenu nulu. Proto se tento zůsob komenzace kaacitních roudů oužíval zejména u transformoven s řevodovými transformátory 35/10 kv, kde na straně nižšího naětí 10 kv nebyl vyveden uzel hvězdy. Silové řevodové transformátory a samozřejmě i Bauchův zhášecí transformátor byly standardně umisťovány na krytá stanoviště do budovy transformovny. Je oučné, že již v tomto období byla stanoviště transformátorů a vyínačů s olejovou nální vybavena záchytnou vanou roti říadnému úniku transformátorového oleje, s odtokem do sběrné jímky. Petersenova zhášecí cívka a u nás s oblibou oužívané tlumivky řady ZTA, ZTB, ZTC z rodukce dřívějšího EGV České Budějovice a současné nástunické firmy EGE, které racují na shodném rinciu. Plynulá změna indukčnosti se u těchto tyů tlumivek dociluje změnou vzduchové mezery děleného jádra. Tlumivka je zaojena do uzlu hvězdy vn naájecího 1
transformátoru. Tlumivky této řady mají omocná měřící a výkonová vinutí, která umožňují jednak měřit naětí Uo mezi uzlem hvězdy vinutí vn a zemním otenciálem transformovny ři řiojené tlumivce a dále umožňují krátkodobá řiojení stavebnicových odorníků ro zvyšování činné složky oruchového roudu a tím i následné selektivní ůsobení zemních relé na ostižených vývodech vn. Ladění tlumivek a řiínání odorníku k omocnému výkonovému vinutí tlumivky je řízeno omocí automatik. Tlumivky lze umístit na venkovní i vnitřní stanoviště. Současně nabízená výkonová i naěťová řada tlumivek lně okrývá ožadavky distributorů na komenzaci kaacitních roudů ve smíšených sítích vn ro dvouhodinový i neřetržitý rovoz. Limitujícím faktorem je zde ouze velikost zbytkového oruchového roudu v místě zemního sojení. Při ladění tlumivky do rezonance se sleduje nalezení lokálního maxima růběhu 1. harm. U o. Swedish neutral je systém, který je rovněž zaojen do uzlu hvězdy vn naájecího transformátoru ale na rozdíl od ředchozích rinciů dokáže eliminovat i činnou složku oruchového zemního roudu. Významnou ředností tohoto systému je však rychlost odezvy na změnu kaacity systému vn ři změnách konfigurace naájené oblasti. Zatímco v říadě tlumivky ZTC se jedná o desítky sekund, oříadě jednotek minut, dokáže systém Swedish neutral omocí jednotlivě sínaných sekcí vinutí tlumivky a řídavných kondenzátorů, ředkomenzovat a omocí výkonového olovodičového invertoru ak dokomenzovat soustavu vn za několik málo sekund. Hlavním nedostatkem systému, kromě seriózně nerokázaného zětného vlivu na naájecí síť, je atrně jeho vysoká ořizovací cena. Shunt Shunting, je oměrně jednoduchá metoda, kdy se snažíme vytvořit v naájecí transformovně bočník k místu zemního sojení ( shunt ), řičemž orávněně ředokládáme, že většina oruchového roudu bude rocházet tímto bočníkem a místo zemního sojení tak bude roudově odlehčeno. Při srovnání s ředchozími metodami je evidentní, že metodou shuntingu nekomenzujeme kaacitní roud systému vn. Při říadných alikacích této metody v transformovnách s jedním systémem říojnic vn ostačuje ro montáž zařízení jedno rezervní ole ro instalaci tří jednoólových sínacích jednotek a vhodný rostor ro umístění řídicí automatiky. Ve větších transformovnách s více naájecími transformátory a více systémy říojnic vn ak musíme vše odle otřeby zmnožit. Významným kritériem ři řiojení shuntu do ostižené fáze omocí automatiky, je schonost automatiky bezečně nalézt ostiženou fázi a to i v říadech, kdy se nejedná o kovové zemní sojení, ale jen o deformaci fázových naětí ři oruše s velkým řechodovým odorem. Zařízení musí být vždy dimenzováno na dvouólový zemní zkrat. Protože metoda shuntingu není ři rovozování komenzovaných sítí vn na území České reubliky využívána ve větším rozsahu a nejsou tedy k disozici odrobnější údaje, oříadě nejsou k disozici relevantní zkušenosti s touto metodou, je další část tohoto řísěvku zaměřena na oužitelnost této metody ři raktických alikacích, s cílem definovat oblast, kdy je oužití této metody, z ohledu rovozování systému vn, bezečné. 2
2. ODLEHČENÍ MÍSTA ZEMNÍHO SPOJENÍ POMOCÍ SHUNTU, PŘIPOJENÉHO NA POSTIŽENOU FÁZI V NAPÁJECÍ TRANSFORMOVNĚ 110 kv/vn Při vzniku jednoólové izolační oruchy v komenzované soustavě vysokého naětí, teče místem oruchy ouze zbytkový roud, jehož velikost je dána ředevším stuněm vyladění zhášecí tlumivky řed oruchou a v menší míře svodovým roudem izolace vedení. V raktických alikacích se ředokládá, že maximální velikost oruchového roudu místem zemního sojení neřevyšuje hodnotu 0,1 I c ( 10 % kaacitního roudu sítě vn ). Ve smíšených sítích vysokého naětí dosahují kaacitní roudy nezřídka hodnot i řes 300 A a z toho důvodu musíme často rovozovat systém rozdělený do dvou či více oblastí, naájených dvěma či více transformátory, a to i v říadě, že by nám výkonově ostačoval jediný stroj. Velikost oruchového roudu, byť by byla ouze 10 % I c, nám zůsobuje roblémy ředevším u stožárových distribučních trafostanic, kde jsou solečná uzemnění vn a nn. Při zemním sojení, ke kterému dojde na této trafostanici, rotéká oruchový roud solečným uzemněním trafostanice a zůsobuje zvýšené krokové a dotykové naětí. Dotykové naětí se řenáší i na nulovací vodič PEN, který je sojen s otenciálem distribuční trafostanice. Obdobný roblém ociťujeme i ři oruchách na úsekových odojovačích v linkách venkovních vedení vn. Pokud se nám tedy odaří řesměrovat větší či menší část oruchového roudu I do nově řiojeného shuntu v naájecí transformovně, ak bychom měli mít vyhráno. 2.1. Poměry o vzniku zemního sojení bez řiojeného shuntu Po vzniku zemního sojení je v místě oruchy komenzován lný kaacitní roud sítě I c induktivním roudem tlumivky I l. Při otimálním vyladění je oruchový roud I minimální a je dán vztahem 2 2 ( I I ) I I = + (1) l c w kde I w je nekomenzovaná složka činného svodového roudu vedení. Je třeba mít na aměti, že kaacita vedení je rozrostřený arametr celého systému vn a velikost kaacitního roudu I c není roto ovlivněna konkrétním místem izolační oruchy. Velikost kaacitního roudu I ca jedné fáze je omezena kaacitou fáze roti zemi, res. její reaktancí X ca a fázovým naětím U f, které tok roudu vyvolává. Celkový kaacitní roud ři jednofázové izolační oruše je dán vztahem Ic= 3I ca (2) kaacitní reaktanci systému lze ak vyjádřit vztahem (3) X c = 3U s 3I c 3
Znalost velikosti X c nám omůže řesněji odvodit vliv řechodového odoru oruchy na celkovou velikost oruchového roudu. 2.2. Poměry o vzniku zemního sojení s následně řiojeným shuntem Po řiojení aralelního shuntu může dojít k symetrickému či asymetrickému řerozdělení kaacitního roudu sítě I c mezi místo oruchy a shunt, vždy ale musí dojít k asymetrickému rozdělení komenzačního roudu tlumivky I l. Je to zůsobeno tím, že kaacitní roud systému vn je rozrostřeným arametrem a vyvěrá z každého metru délky vedení, zatímco roud tlumivky vyvěrá z bodového zdroje, kterým je konkrétní naájecí transformovna 110 kv/vn, res. komenzační tlumivka a solečná zemnící soustava této transformovny. Přiojení shuntu v naájecí transformovně 110/22 KV Transformátor 110/22 KV 110 KV 22 KV Ua Ub I ca I cb Uc Us Us ca tlumivka I 2 2 ( I I ) Iw = l c + I ca cb cc Icc= 0 I L2 I C2 I C1 I cb I L1 I C1 + I C2 = Ic = I ca+i cb Obrázek 1: Toky roudů ři zemním sojení s řiojeným shuntem Rozdělení kaacitního roudu soustavy I c mezi místo zemního sojení a řidaný shunt je dáno vztahem I c1 I ztr sh = c (4) 2 2 ( R + R + R + R ) + X ztr sh R + R zdts v Kde: I c1 je kaacitní roud místem zemního sojení R ztr je odor zemnící soustavy transformovny 110 kv/vn je odor obvodu shuntu R sh 4
R zdts R X v I ca je odor solečného uzemnění distribuční trafostanice je řechodový odor oruchy je reaktance vedení vn od místa ZS k transformovně 110 kv/vn jsou zvýšené kaacitní roudy fází ři zemním sojení Pokud dojde k zemnímu sojení dále od transformovny, je třeba ři kontrole rozdělení toků kaacitních roudů, místem zemního sojení a shuntem, očítat i s reaktancí vedení X v mezi místem zemního sojení a naájecí transformovnou 110 kv/vn. Analogicky lze odvodit velikost roudu I c2 tekoucím shuntem, nicméně musí latit I c2 = I c I c1 (5) Pokud tedy nastane stav kdy bude latit, že ztr sh 2 2 ( R + R ) X R + R = + (6) zdts v ak bude rozdělení celkového kaacitního roudu systému I c symetrické a bude latit, že I c1 = I c2 (7) Rozdělení komenzačního roudu tlumivky I l mezi místo zemního sojení a řidaný shunt je dáno vztahem I l1 sh = Il (8) 2 2 ( R + R + R + R ) + X ztr sh R a stejně analogicky jako ve vztahu (5) latí, že zdts v I l2 = I l I l1 (9) V ředchozích úvahách jsme ředokládali, že řed začátkem zemního sojení byla síť vn vykomenzována a dále jsme ro zjednodušení zanedbávali činnou složku svodového roudu sítě I w. Rozdělení tohoto svodového roudu mezi místo zemního sojení a shunt je stejné, jako je rozdělení kaacitního roudu sítě I c odle vztahu (4) a (5). 3. PORUCHOVÝ PROUD I V MÍSTĚ PORUCHY Pokud latilo, že síť vn byla řed začátkem zemního sojení a řed řiojením shuntu vykomenzována a tedy latí, že I l = I c, místem oruchy tekl ouze zanedbatelný svodový roud I w. Po řiojení shuntu se odle očekávání odvede 5
z místa oruchy většina induktivní, činné i kaacitní složky oruchového roudu I. Při orovnání vztahů (4) a (5) je ale evidentní, že vždy dochází k nerovnoměrnému odlehčení místa oruchy a k většímu řerozdělení induktivního roudu do obvodu shuntu a tím k následnému vzrůstu oruchového roudu I v intencích se vztahem (1). Il I c < l I 1 c1 I a za určitých odmínek bude I < I 1 (10) kde: I je oruchový roud místem oruchy bez řiojeného shuntu I 1 je oruchový roud místem oruchy s řiojeným shuntem. 3.1. Metody vedoucí ke snížení hodnoty oruchového roudu Je zřejmé, že k asymetrickému řerozdělení kaacitních a induktivních roudů dochází v důsledku nestejných řechodových odorů zemnících soustav naájecí transformovny a distribučních trafostanic. Dominantním kritériem je ale oměr odoru v obvodu shuntu a řechodového odoru uzemnění transformovny 110 kv/vn, odle kterého se větví roud tlumivky I l na roud I l1, tekoucím do místa oruchy a roud I l2, tekoucím do obvodu shuntu. 3.1.1.Korekce roudů I l1, I l2 a současně roudů I c1, I c2 řídavným rezistorem Je teoreticky roveditelná vložením rezistoru do obvodu shuntu. Volba velikosti rezistoru, a to i v říadě, že se jedná o izolační oruchu tyu kovové zemní sojení, je určitým komromisem, rotože řešení je dáno vztahem (4) a současně vztahem (8). Navíc neznáme ani místo zemního sojení a tedy ani hodnoty řechodových zemních odorů distribučních trafostanic, které se mohou výrazně odlišovat. Pokud však budeme ro zjednodušení ředokládat, že řechodové odory uzemnění s řiojenými nulovacími vodiči PEN se u běžných distribučních stanic ohybují na hodnotách blízkých 2 Ω a řechodové odory zemnících soustav rozvoden na hodnotách blízkých 0,4 Ω, lze na základě těchto ředokladů odvodit i ožadovanou velikost rezistoru vloženého do obvodu shuntu. Přechodové odory v obvodu shuntu budeme ředokládat ve výši 0,1 Ω. Pro symetrické rozdělení kaacitních roudů mezi shunt a místo zemního sojení bude ři zanedbání X v latit R + R + R = R a tedy R = 2 0,4 0,1 = 1, 5 Ω sh sh ztr zdts sh Kde: R sh je řídavný odor v obvodu shuntu Pro symetrické rozdělení induktivních roudů by muselo analogicky latit R + R = R + R a tedy R = 0,4 + 2 0,1 = 2, 3 Ω sh sh ztr zdts sh Příklad: Dojde-li ke kovovému zemnímu sojení v těsné blízkosti naájecí transformovny ( X v = 0, R = 0 ) a bude-li celkový kaacitní roud I c v systému vn 300 A, získáme o dosazení do ředchozích vztahů (4) až (10) a oužitím obvyklých hodnot z ředchozího odstavce s komromisní volbou R sh = 2 Ω tyto výsledky. 6
I c1 = 166,7 A, I l1 = 140 A, I l1 I c1 = -26,7 A ( nedokomenzováno ) Pak bude celkový oruchový roud s oužitím vztahu ( 1) a za ředokladu, že I w = 0,1 I c 2 2 ( I I ) I I = + = 31,48 A ( za I w dosazeno 0,1 I c1 ) l c w Volba R sh je kritická a to zejména s ohledem na hodnotu X v, která souvisí se vzdáleností oruchy od transformovny. Pokusme se orovnat ředchozí výočet se stavem kdy k oruše dojde za jinak stejných odmínek cca 10 km od transformovny. X v = 10 km. 0,35 Ω/km = 3,5 Ω I c1 = 131,57 A, I l1 = 110,53 A. I l1 I c1 = -21,04 A ( nedekomenzováno ) 2 2 ( I I ) I I = + = 24,82 A l c w Abychom získali řehled o tom jak se bude chovat systém ři zemním sojení a ři změně velikosti R sh a R ztr, vložili jsme ožadované hodnoty solu s uvedenými matematickými vzorci do tabulek EXCEL. Především nás zajímala skutečná velikost oruchového roudu I v místě zemního sojení, res. jeho závislost na ostuných změnách R sh a R ztr Ve výočtech je uvažováno stejně jako v ředchozím odstavci, že k oruše došlo na stožárové DTS ve vzdálenosti 10 km od naájecí transformovny a do vzorců je roto zaracována odélná reaktance vrchního vedení X v.= 0,35 Ω/km. Poruchový roud v místě oruchy o řiojení zkratového bočníku ( shuntu ) Rztr Rsh Ic Itl Ic1 Ic2 Itl1 Itl2 I Ud 0 300,00 300,00 21,49 278,51 7,16 292,84 14,49 28,97 1 300,00 300,00 81,07 218,93 68,60 231,40 14,88 29,75 2 300,00 300,00 124,45 175,55 113,63 186,37 16,49 32,98 3 300,00 300,00 155,87 144,13 146,42 153,58 18,23 36,45 4 300,00 300,00 178,99 121,01 170,67 129,33 19,74 39,48 5 300,00 300,00 196,40 103,60 188,99 111,01 20,99 41,98 0,2 10 300,00 300,00 241,63 58,37 236,94 63,06 24,61 49,23 15 300,00 300,00 260,05 39,95 256,65 43,35 26,23 52,45 20 300,00 300,00 269,79 30,21 267,13 32,87 27,11 54,22 30 300,00 300,00 279,79 20,21 277,94 22,06 28,04 56,08 40 300,00 300,00 284,84 15,16 283,43 16,57 28,52 57,04 50 300,00 300,00 287,88 12,12 286,74 13,26 28,81 57,62 100 300,00 300,00 293,96 6,04 293,38 6,62 29,40 58,80 Tabulka 1: Poruchový roud I ři odoru uzemnění transformovny R ztr = 0,2 Ω 7
Poruchový roud v místě oruchy o řiojení zkratového bočníku ( shuntu ) Rztr Rsh Ic Itl Ic1 Ic2 Itl1 Itl2 I Ud 0 300,00 300,00 34,87 265,13 6,97 293,03 28,12 56,23 1 300,00 300,00 90,91 209,09 66,67 233,33 25,89 51,78 2 300,00 300,00 131,56 168,44 110,51 189,49 24,82 49,64 3 300,00 300,00 161,06 138,94 142,66 157,34 24,46 48,92 4 300,00 300,00 182,87 117,13 166,61 133,39 24,47 48,93 5 300,00 300,00 199,36 100,64 184,86 115,14 24,65 49,30 0,4 10 300,00 300,00 242,67 57,33 233,42 66,58 25,97 51,94 15 300,00 300,00 260,55 39,45 253,83 46,17 26,91 53,82 20 300,00 300,00 270,09 29,91 264,82 35,18 27,52 55,04 30 300,00 300,00 279,92 20,08 276,25 23,75 28,23 56,46 40 300,00 300,00 284,92 15,08 282,10 17,90 28,63 57,26 50 300,00 300,00 287,93 12,07 285,65 14,35 28,88 57,77 100 300,00 300,00 293,98 6,02 292,80 7,20 29,42 58,84 Tabulka 2: Poruchový roud I ři odoru uzemnění transformovny R ztr = 0,4 Ω Poruchový roud v místě oruchy o řiojení zkratového bočníku ( shuntu ) Rztr Rsh Ic Itl Ic1 Ic2 Itl1 Itl2 I Ud 0 300,00 300,00 47,51 252,49 6,79 293,21 41,00 81,99 1 300,00 300,00 100,13 199,87 64,79 235,21 36,73 73,47 2 300,00 300,00 138,22 161,78 107,51 192,49 33,68 67,37 3 300,00 300,00 165,95 134,05 139,04 160,96 31,62 63,23 4 300,00 300,00 186,53 113,47 162,72 137,28 30,25 60,50 5 300,00 300,00 202,17 97,83 180,89 119,11 29,35 58,71 0,6 10 300,00 300,00 243,67 56,33 230,01 69,99 27,94 55,87 15 300,00 300,00 261,05 38,95 251,07 48,93 27,95 55,89 20 300,00 300,00 270,37 29,63 262,54 37,46 28,15 56,30 30 300,00 300,00 280,05 19,95 274,58 25,42 28,54 57,07 40 300,00 300,00 284,99 15,01 280,79 19,21 28,81 57,61 50 300,00 300,00 287,98 12,02 284,57 15,43 29,00 58,00 100 300,00 300,00 293,99 6,01 292,24 7,76 29,45 58,90 Tabulka 3: Poruchový roud I ři odoru uzemnění transformovny R ztr = 0,6 Ω 8
Poruchový roud v místě oruchy o řiojení zkratového bočníku ( shuntu ) Rztr Rsh Ic Itl Ic1 Ic2 Itl1 Itl2 I Ud 0 300,00 300,00 70,58 229,42 6,42 293,58 64,55 129,10 1 300,00 300,00 116,87 183,13 61,22 238,78 56,86 113,73 2 300,00 300,00 150,35 149,65 101,85 198,15 50,78 101,56 3 300,00 300,00 174,90 125,10 132,24 167,76 46,10 92,21 4 300,00 300,00 193,28 106,72 155,39 144,61 42,54 85,09 5 300,00 300,00 207,39 92,61 173,39 126,61 39,83 79,65 1 10 300,00 300,00 245,58 54,42 223,46 76,54 33,05 66,11 15 300,00 300,00 262,00 38,00 245,72 54,28 30,84 61,68 20 300,00 300,00 270,93 29,07 258,09 41,91 29,98 59,96 30 300,00 300,00 280,31 19,69 271,30 28,70 29,44 58,89 40 300,00 300,00 285,14 14,86 278,20 21,80 29,35 58,69 50 300,00 300,00 288,08 11,92 282,44 17,56 29,35 58,71 100 300,00 300,00 294,01 5,99 291,10 8,90 29,54 59,09 Tabulka 4: Poruchový roud I ři odoru uzemnění transformovny R ztr = 1 Ω Porovnáním ředchozích tabulek 1 až 4, které jsou ostuně sestaveny ro celkové řechodové zemní odory naájecí transformovny v řadě 0,2 0,4 0,6 1 Ω, bylo zjištěno, že dominantní vliv na růst oruchového roudu I sk v místě zemního sojení má rávě řechodový odor zemnící soustavy naájecí transformovny. Pokud chceme tedy alikovat bez dalších dodatečných oatření metodu shuntingu, musíme mít na aměti, že ři kovových zemních sojeních a oruchách s nízkým řechodovým odorem dojde vždy k růstu oruchového roudu v místě oruchy. Vzájemné ovlivňování oruchového roudu I za ředokladu, že celkový řechodový odor zemnící soustavy transformovny R ztr = 1 Ω, rostoucím řídavným odorem R sh v obvodu shuntu, ukazuje následující graf 1. 350 300 250 200 Rsh Ic1 Itl1 150 I Ud 100 50 0 Graf 1: Závislost I U d, I c1, I tl1 v místě oruchy na změnu R sh odle tabulky 4 9
3.1.2. Korekce roudů I l1, I l2 a současně roudů I c1, I c2 řekomenzováním Tato možnost sadá bez dalších oatření, s ohledem na ředchozí matematické vztahy, síše do teoretické roviny. Pokud bychom chtěli do místa oruchy dodat chybějící komenzační roud I l, znamenalo by to mít k disozici další komenzační roud o velikosti dané vztahem (11) I l = I l1 ( R + R + R + R ) ztr sh R zdts sh 2 + X 2 v Nebude-li řidán do obvodu shuntu řídavný rezistor a budeme dále ředokládat tak jako v odstavci 3.1.1., že řechodový odor uzemnění transformovny 110 kv bude R ztr = 0,4 Ω, ak budeme otřebovat odle vztahu (11) další komenzační roud o velikosti I l = 1200 A Po řidání rezistoru do obvodu shuntu se však situace výrazně mění. Přidáním rezistoru o velikosti R sh = 2 Ω a výočtem odle ředchozího vztahu dostaneme tento výsledek I l = 57,14 A Výsledek ukazuje, že kombinací řídavného rezistoru do obvodu shuntu a následným řekomenzováním systému lze roblém usokojivě řešit. Místem zemního sojení by ak tekl oruchový roud o velikosti I = 13 A, což by bylo méně než 0,05 I c. 4. VLIV PŘECHODOVÉHO ODPORU PORUCHY V říadech kdy nedojde k ideálnímu kovovému zemnímu sojení a v místě oruchy je tedy řídavný řechodový odor oruchy R 0, dochází ři jeho růstu k oklesu oruchového roudu I. Z tabulky a grafu je vidět, že téměř celý oruchový roud je tvořen nevykomenzovaným roudem kaacitním. 10
Poruchový roud v místě oruchy o řiojení zkratového shuntu s R 0, Rsh=0 Rztr R Ic=Il Xc Ic1 Ic2 Itl1 Itl2 I Ud 0 300,00 133,00 70,58 229,42 6,42 126,58 64,55 129,10 2 300,00 133,00 53,35 246,65 4,85 128,15 48,79 97,59 5 300,00 133,00 37,40 262,60 3,40 129,60 34,20 68,41 10 300,00 133,00 24,34 275,66 2,21 130,79 22,26 44,52 20 300,00 133,00 14,12 285,88 1,28 131,72 12,92 25,84 30 300,00 133,00 9,91 290,09 0,90 132,10 9,07 18,14 1 40 300,00 133,00 7,63 292,37 0,69 132,31 6,98 13,96 60 300,00 133,00 5,22 294,78 0,47 132,53 4,78 9,55 100 300,00 133,00 3,20 296,80 0,29 132,71 2,93 5,85 150 300,00 133,00 2,15 297,85 0,20 132,80 1,97 3,94 200 300,00 133,00 1,62 298,38 0,15 132,85 1,49 2,97 250 300,00 133,00 1,30 298,70 0,12 132,88 1,19 2,38 300 300,00 133,00 1,09 298,91 0,10 132,90 1,00 1,99 Tabulka 5: Poruchový roud I ři řechodovém odoru oruchy R 0 350 300 250 200 R 150 100 50 R Ic1 Itl1 I Ud 0 Graf 2: Závislost I U d, I c1, I tl1 v místě oruchy na změnu R odle tabulky 5 5. MĚŘENÍ V KOMPENZOVANÉ SÍTI 22 kv Na základě ředchozího teoretického rozboru bylo rovedeno raktické měření v systému 22 kv. Po dohodě s distributorem (ČEZ Distribuce a.s.) byla jednoólová izolační orucha v komenzované síti vysokého naětí 22 kv situována na stožárovou trafostanici 1 x 400 kva Roudnice - vodárna, kde byla jedna fáze řiojena na neživou část (říhradovou konstrukci) této TS. Cílem měření bylo rokázat negativní vliv řizemnění ostižené fáze v transformovně 110/22 kv Roudnice na růst oruchového roudu v místě oruchy. 11
Tato negativní vlastnost metody řizemnění ostižené fáze byla nazvána odle autora tohoto článku CI aradoxem. Negativní vlastnost metody se rojeví vždy ři oruchách s nízkým řechodovým odorem oruchy, jak je zřejmé odle růběhů oruchového roudu na obrázku 2. Ohroženy jsou zejména stožárové trafostanice a úsekové odojovače venkovních vedení. Naoak ři zvětšení řechodového odoru oruchy, jak je zřejmé z obrázku 3, k negativním jevům nedochází a metoda snižuje velikost oruchového roudu v místě oruchy. 12:51:40 zanuto do ZS 13:06:30 zanutý shunt (kovové zemní sojení) 13:09:42 vynutí ZS se shuntem Obrázek 2: Přizemnění ostižené fáze ři kovovém zemním sojení 12
13:17:57 zanuté ZS s odorem oruchy 40 W 13:18:50 zanutý shunt 13:19:30 vynutí ZS Obrázek 3: Přizemnění ostižené fáze ři odoru oruchy 40 Ω 6. ZÁVĚREM Teoretickým rozborem i vlastním měřením v komenzované síti 22 kv ři zemním sojení bylo rokázáno, že uvedená metoda shuntingu není účinná tam, kde dochází ke kovovým zemním sojením ři současném nízkém řechodovém odoru uzemnění ostižené části zařízení v síti 22 kv. Ohroženy jsou zejména stožárové distribuční trafostanice, úsekové odojovače ve vedeních 22 kv a další části s nízkým řechodovým odorem uzemnění. Je evidentní, že se zvyšujícím se řechodovým odorem zemnících soustav naájecích transformoven 110 kv/vn dochází k významnému růstu oruchového roudu v místě oruchy. V těchto říadech dochází ři řiojení shuntu ke zhoršení stavu ve srovnání s komenzovanou sítí bez řídavného shuntu. Naoak říznivý vliv shuntu lze ozorovat ři nekovových zemních sojeních ři řetržených vodičích vn a jejich dotyku se zemí, kdy ůda v okolí oruchy vykazuje velkou rezistivitu. S rostoucím odorem oruchy významně klesá velikost 13
oruchového roudu. Z tabulek 1-4 lze odvodit, že ři odoru oruchy nad cca 50 Ω oteče místem oruchy ouze zanedbatelný roud. 7. LITERATURA [1] Poznámka k metodě řizemňování zemních sojení v sítích vysokého naětí. Ladislav Posíchal, Jaromír Dvořák, Miloš Kaláb, Elektroenergetika č. 2/2007 [2] Ošetření místa zemního sojení a lokalizace oruchy v síti 22 kv systémem řizemňování fáze. Petr Starý, Ivan Černý, Energie s.r.o., CIRED 2008 [3] ČSN 33 2000-5-54 14