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