„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI

Barbara Kapruziak

Eksploatacja stacji elektroenergetycznych
311[08].Z3.03

Poradnik dla ucznia









Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Henryk Kucharski
mgr inż. Grażyna Adamiec






Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska






Konsultacja:
dr inż. Bożena Zając






Korekta:
mgr inż. Jarosław Sitek




Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[08].Z3.03
„Eksploatacja stacji elektroenergetycznych” zawartego w modułowym programie nauczania
dla zawodu technik elektryk.














Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie
2. Wymagania wstępne
3. Cele kształcenia
4. Materiał nauczania

3
4
5
6

4.1. Charakterystyka stacji elektroenergetycznych

6

4.1.1. Materiał nauczania
4.1.2. Pytania sprawdzające
4.1.3. Ćwiczenia
4.1.4. Sprawdzian postępów

6

24
24
26

4.2. Zwarcia i przepięcia w stacjach elektroenergetycznych

27

4.2.1. Materiał nauczania .

4.2.2. Pytania sprawdzające
4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

27
34
34
36

4.3. Zasady eksploatacji stacji elektroenergetycznych

36

4.3.1. Materiał nauczania
4.3.2. Pytania sprawdzające
4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

36
38
38
39

5. Sprawdzian osiągnięć
6. Literatura

40
44

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Drogi Uczniu!

„Poradnik”, który Ci przekazujemy, będzie pomocny w przyswajaniu wiedzy o budowie

i eksploatacji stacji elektroenergetycznych, a także w kształtowaniu umiejętności rozpoznawania,
dobierania i eksploatacji urządzeń rozdzielczych oraz organizowania bezpiecznej pracy przy
urządzeniach elektroenergetycznych.
W „Poradniku” zamieszczono:

− wymagania wstępne określające umiejętności, jakie powinieneś posiadać, abyś mógł bez

problemów rozpocząć pracę z poradnikiem,

− cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie opanujesz w wyniku kształcenia w ramach tej

jednostki modułowej,

− materiał nauczania, czyli wiadomości teoretyczne konieczne do opanowania treści jednostki

modułowej,

− zestaw pytań sprawdzających, czy opanowałeś już podane treści,
− ćwiczenia, zawierające polecenia, sposób wykonania oraz wyposażenie stanowiska pracy,

które pozwolą Ci ukształtować określone umiejętności praktyczne,

− sprawdziany postępów pozwalające sprawdzić Twój poziom wiedzy po wykonaniu

ćwiczeń,

− sprawdzian osiągnięć opracowany w postaci testu, który umożliwi Ci sprawdzenie Twoich

wiadomości i umiejętności opanowanych podczas realizacji programu jednostki
modułowej,

− literaturę związaną z programem jednostki modułowej, umożliwiającą pogłębienie Twej

wiedzy z zakresu programu tej jednostki.

Życzę owocnego korzystania z tego „Poradnika”.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Aby rozpocząć pracę z niniejszym „Poradnikiem” i tym samym przystąpić do realizacji

jednostki modułowej „Eksploatacja stacji elektroenergetycznych” powinieneś umieć:
− komunikować się i pracować w zespole,

− dokonywać oceny swoich umiejętności,

− korzystać z różnych źródeł informacji,
− wyszukiwać, selekcjonować, porządkować, przetwarzać i przechowywać informacje niezbędne

do wykonywania zadań zawodowych,

− dokonywać jakościowej i ilościowej analizy zjawisk fizycznych,

− dokonywać klasyfikacji i porównań, poszukiwać analogii oraz dostrzegać związki

przyczynowo-skutkowe między wielkościami i zjawiskami,

− interpretować założenia teoretyczne i stosować je w praktyce,

− przedstawiać graficznie zależności oraz interpretację wykresów, tabel i schematów,

− analizować treść działania, dobierać metody i plan rozwiązania,
− uzasadniać działanie na podstawie określonej teorii, planować czynności, tabele pomiarów,

− prezentować wyniki opracowań,

− rysować schematy, montować układy, wykonywać pomiary,
− interpretować wyniki doświadczeń i dokonywać uogólnień,

− samodzielnie podejmować decyzje,

− rozróżniać i charakteryzować różne rodzaje łączników,
− posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektroenergetyki,

− swobodnie posługiwać się językiem technicznym.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej „Eksploatacja stacji elektroenergetycznych”

powinieneś umieć:
− rozpoznać elementy stacji elektroenergetycznej na jej schemacie (planie), na modelu oraz

w terenie,

− określić funkcje podstawowych urządzeń rozdzielczych,

− scharakteryzować konstrukcyjne rozwiązania stacji elektroenergetycznych,
− scharakteryzować wysokonapięciowe urządzenia rozdzielcze,

− obliczyć podstawowe parametry zwarć metodą PN,

− dobrać wysokonapięciowe urządzenia rozdzielcze,
− scharakteryzować ochronę przepięciową, zwarciową i przeciwporażeniową w stacjach

elektroenergetycznych,

− dobrać ochronę przepięciową, zwarciową i przeciwporażeniową w stacjach elektroenergetycznych,

− określić zasady eksploatacji stacji elektroenergetycznych,
− zorganizować stanowisko pracy zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy,

ochrony przeciwpożarowej, ochrony środowiska i wymaganiami ergonomii,

− posłużyć się sprzętem ochronnym przy urządzeniach wysokonapięciowych,

− skorzystać z literatury, norm, kart katalogowych wyrobów oraz instrukcji eksploatacji,
− zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej,

obowiązujące na stanowisku pracy.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Charakterystyka stacji elektroenergetycznych

4.1.1. Materiał nauczania

Podstawowe pojęcia dotyczące stacji
Stacja elektroenergetyczna (zwana stacją transformatorowo-rozdzielczą) – jest to obiekt
obejmujący zespół urządzeń służących do transformowania energii elektrycznej na inną
wartość napięcia oraz urządzeń służących do rozdzielania tej energii.
Stacja elektroenergetyczna składa się z:
− rozdzielni górnego napięcia,
− transformatorów,

− rozdzielni dolnego napięcia.

Rys. 1. Schemat stacji elektroenergetycznej [4]

Rozdzielnia obejmuje teren, budynek lub pomieszczenie, w którym mieści się

rozdzielnica wraz z urządzeniami pomocniczymi. Rozdzielnica zaś jest to zespół urządzeń
służących do rozdziału energii elektrycznej; w jego skład wchodzą urządzenia rozdzielcze
(wyłączniki, rozłączniki, odłączniki, bezpieczniki), pomiarowe, zabezpieczające, sterownicze
i sygnalizacyjne, stanowiące zwartą całość konstrukcyjną.

Na rozdzielnicę składają się szyny zbiorcze i pola rozdzielcze.
Szyny zbiorcze (prowadzone na izolatorach wzdłuż rozdzielni) stanowią zbiorczą

magistralę, do której przyłączone są wszystkie zbiegające się w stacji linie (zasilające
i odbiorcze). Wykonane są z miedzi lub aluminium w postaci profili płaskich, okrągłych,
rurowych lub celownikowych.

Pole rozdzielcze jest to element rozdzielnicy, który obejmuje urządzenia służące jednemu

celowi, np.

− przyłączaniu do szyn zbiorczych linii zasilającej,
− przyłączaniu do szyn zbiorczych linii odpływowej,

− wykonywaniu pomiarów itp.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

Klasyfikacja stacji elektroenergetycznych
I. Podział stacji ze względu na rozwiązanie konstrukcyjne:

− stacje napowietrzne,

− stacje wnętrzowe.

II. Podział stacji ze względu na liczbę zainstalowanych transformatorów:

− stacje jednotransformatorowe – stosowane w wiejskich i miejskich sieciach

średnich napięć (U < 110 kV)

− stacje dwutransformatorowe – stosowane w sieciach o napięciu U ≥ 110 kV
− stacje wielotransformatorowe – stosowane w szczególnie uzasadnionych

przypadkach, tzn. gdy:

• należy wydzielić transformator do zasilania tzw. odbiorów niespokojnych,

czyli odbiorów charakteryzujących się gwałtownymi wahaniami poboru mocy,
a tym samym napięcia,

• można w pewnych porach wyłączać część transformatorów ze względu na

zmienność obciążenia,

• dwa transformatory o maksymalnych mocach znamionowych nie spełniają

warunków doboru.

Wymagania stawiane stacjom elektroenergetycznym:
− pewność zasilania,
− prosty i przejrzysty układ połączeń,

− bezpieczeństwo obsługi w czasie eksploatacji,

− możliwość rozbudowy i modernizacji,
− ekonomiczność, czyli zapewnienie jak najniższych kosztów inwestycyjnych

i eksploatacyjnych.

Rodzaje obwodów w stacjach elektroenergetycznych:
1. Obwody główne (pierwotne) – obejmują wszystkie tory prądowe przewodzące prąd
roboczy i zajmują się przetwarzaniem i rozdziałem
energii elektrycznej.
2. Obwody pomocnicze (wtórne) – obejmują obwody pomiarowe, obwody zabezpieczeń,

sterowania i sygnalizacji, a ich zadaniem jest
zapewnienie prawidłowej pracy stacji
elektroenergetycznej i ciągłości dostawy energii.

Wyposażenie stacji elektroenergetycznych
1. Transformatory.
2. Wysokonapięciowe urządzenia rozdzielcze:

− szyny zbiorcze,
− izolatory stacyjne,

− odłączniki,

− rozłączniki,
− wyłączniki,

− bezpieczniki,

− napędy łączników.

3. Środki ochrony zwarciowej:

− dławiki zwarciowe,

− dławiki gaszące.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

4. Środki ochrony przepięciowej

− zwody poziome,

− zwody pionowe,

− ochronniki (odgromniki i iskierniki).

Odłączniki

Odłączniki są to łączniki, które zapewniają jedynie widoczną bezpieczną przerwę izolacyjną
w obwodzie, a nie są przystosowane do wyłączania prądów (nie posiadają ani obudowy, ani
komory gaszącej łuk elektryczny).

Podział odłączników ze względu na pełnioną funkcję:

1. Odłączniki – pełnią funkcję łącznika izolacyjnego i zapewniają widoczną przerwę

w obwodzie.

2. Uziemniki – pełnią funkcję przenośnych uziemiaczy i umożliwiają prawidłowe

uziemienie wszystkich faz obwodu, przy którym będą prowadzone prace.

Podział odłączników ze względu na miejsce zainstalowania:
1. Odłączniki wnętrzowe.
2. Odłączniki napowietrzne.

Podział odłączników ze względu na sposób zwierania i rozwierania styków:
1. Nożowe (sieczne) – stosowane w stacjach średniego napięcia.
2. Poziomo-obrotowe – stosowane w stacjach 110 kV i 220 kV:

− jednoprzerwowe,

− dwuprzerwowe.

3. Pionowe – stosowane w stacjach najwyższych napięć U ≥ 400 kV:

− wielokolumnowe,
− pantografowe.

a)

b)

c)

d)

Rys. 2. Rodzaje odłączników: a) poziomo-obrotowy jednoprzerwowy, b) poziomo-obrotowy

dwuprzerwowy, c) pionowy wielokolumnowy, d) pionowy pantografowy [4]

Odłącznik ze względu na brak komory gaszącej łuk nie może przerywać żadnych prądów.

Wszelkie manipulacje odbywają się w stanie bezprądowym. Jego praca związana jest z pracą
wyłącznika i uziemnika. Aby uniknąć błędnych czynności łączeniowych, w obwodzie stosuje
się blokady uniemożliwiające wykonanie niewłaściwych manipulacji.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Rodzaje blokad:
1. Blokada odłącznik – wyłącznik – nie pozwala wyłączyć odłącznika przy załączonym
wyłączniku (w przeciwnym wypadku powstałby łuk
niegasnący).
2. Blokada odłącznik – uziemnik – nie pozwala załączyć uziemnika przy załączonym
odłączniku (w przeciwnym wypadku powstałoby
zwarcie doziemne).
Do odłączników i uziemników stosuje się następujące rodzaje napędów:

− napędy ręczne,

− napędy pneumatyczne,

− napędy silnikowe.

Parametry i dobór odłączników:

− Napięcie znamionowe izolacji U

Ni

– określa maksymalne napięcie znamionowe sieci,

w której odłącznik może pracować. Napięcia znamionowe izolacji odpowiadają szeregowi
napięć znamionowych sieci i urządzeń.

− Znamionowy prąd ciągły I

N

– określa maksymalną wartość prądu, jaki może

przepływać przez odłącznik w sposób ciągły. Prądy znamionowe ciągłe, na które
budowane są odłączniki, wynoszą: 200, 400, 630, 800, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150,
4000, 5000, 6300, 8000, 10 000 A.

− Znamionowy prąd szczytowy i

Nsz

– dotyczy wytrzymałości zwarciowej dynamicznej

odłącznika; powinien być większy od prądu udarowego i

p

w danym miejscu sieci.

i

Nsz

≥ i

p

Znamionowe wartości maksymalne prądu szczytowego wynoszą:
25, 38, 50, 75, 100, 125, 250 kA.

− Znamionowy prąd trzysekundowy I

3N

(lub jednosekundowy I

1N

) – dotyczy

wytrzymałości zwarciowej cieplnej odłącznika; powinien spełniać warunek:

I

3N

≥ I

tz,

gdzie I

tz

oznacza zastępczy t

z

-sekundowy prąd zwarciowy.

Znamionowe wartości prądu znamionowego trzysekundowego wynoszą:
10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 100 kA.

Rozłączniki

Rozłączniki są to łączniki służące do przerywania prądów roboczych i prądów
przeciążeniowych o wartości nieprzekraczającej 10-krotnej wartości prądu znamionowego.
Posiadają zarówno obudowę, jak i komorę gaszącą łuk elektryczny.
Stosuje się je tam, gdzie wymagana jest niewielka zdolność łączeniowa, a napięcie nie
przekracza 30 kV.

Podział rozłączników ze względu na miejsce zainstalowania:
1. Rozłączniki wnętrzowe.
2. Rozłączniki napowietrzne.

Podział rozłączników ze względu na rodzaj pracy:
1. Rozłączniki ogólnego zastosowania.
2. Rozłączniki transformatorowe.
3. Rozłączniki kondensatorowe.
4. Rozłączniki silnikowe.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Sposoby gaszenia łuku w rozłącznikach:

− powietrzne przez wydłużenie łuku,

− gazowydmuchowe – za pomocą gazu emitowanego pod wpływem wysokiej

temperatury z komory łukowej wykonanej z materiałów gazujących (np. fibry),

− pneumatyczne – za pomocą sprężonego powietrza.

Napędy rozłączników:

1. Napędy ręczne:

− bezpośrednie,

− pośrednie.

2. Napędy pneumatyczne.

Parametry i dobór rozłączników:

− napięcie znamionowe izolacji U

Ni,

− znamionowy prąd ciągły I

N,

− znamionowy prąd wyłączalny i

Nws

:

• dla warunków roboczych – jest to maksymalny prąd, jaki może być wyłączany

(podawany dla różnych wartości cos φ),

• dla warunków zwarciowych – jest równy znamionowemu prądowi

wyłączalnemu wkładki topikowej,

− znamionowy prąd załączalny i

Nzał

– jest to maksymalny prąd, jaki może być

załączony przez rozłącznik; prąd ten musi spełniać zależność:

i

Nzał

≥ i

p

,

gdzie i

p

– prąd udarowy w danym miejscu sieci,

− znamionowy prąd szczytowy i

Nsz

– określa mechaniczną wytrzymałość rozłącznika

w stanie zamkniętym na działanie prądu zwarciowego; prąd ten musi spełniać
zależność:

i

Nsz

≥ i

p

− znamionowy prąd trzysekundowy I

3N

(lub jednosekundowy I

1N

) – określa cieplną

wytrzymałość rozłącznika w stanie zamkniętym na działanie prądu
zwarciowego; prąd ten musi spełniać zależność:

I

3N

≥ I

tz,

gdzie I

tz

oznacza zastępczy t

z

– sekundowy prąd zwarciowy.

Wyłączniki

Wyłączniki są to łączniki umożliwiające wyłączanie, oprócz prądów roboczych
i przeciążeniowych, również prądów zwarciowych.
Posiadają obudowę i komorę gaszącą łuk elektryczny.

Podział wyłączników ze względu na sposób gaszenia łuku:
1. Wyłączniki olejowe:

− pełnoolejowe,
− małoolejowe.

2. Wyłączniki pneumatyczne.
3. Wyłączniki ekspansyjne (wodne).
4. Wyłączniki samogazujące.
5. Wyłączniki próżniowe.

Wyłączniki pełnoolejowe

W wyłączniku tym układ styków nieruchomych i ruchomych znajduje się w zbiorniku

z olejem. Podczas wyłączania styk ruchomy przesuwa się w dół i między stykami zapala się

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

łuk elektryczny. Pod wpływem wysokiej temperatury łuku olej wokół niego zamienia się w gaz
tworząc tzw. pęcherz gazowy. Gaz ten, zawierający w większości wodór, ma dobre
właściwości dejonizacyjne, a więc przyspiesza gaszenie łuku.

Cechy wyłączników pełnoolejowych:

− duże ilości palnego oleju, będącego jednocześnie izolacją i materiałem gaszącym,

− niebezpieczeństwo wybuchu,

− duże gabaryty,
− duży ciężar,

− niewielkie moce zwarciowe,

− niewielka zdolność wyłączalna.

Z uwagi na szereg (wymienionych wyżej) wad, wyłącznik pełnoolejowy praktycznie nie

jest już stosowany – zastępuje go wyłącznik małoolejowy.

Wyłączniki małoolejowe

Cechy wyłączników małoolejowych:

− mniejsza zawartość oleju (kilka % ilości stosowanej w wyłącznikach

pełnoolejowych),

− olej pełni funkcję jedynie czynnika gaszącego łuk elektryczny (rolę izolacji przejmują

materiały izolacyjne stałe: porcelana, żywice, tworzywa),

− stosowane są w dużym zakresie napięć: od 6 kV do 220 kV,
− każdy biegun wyłącznika wykonany jest w postaci izolacyjnej tulei wypełnionej olejem,

gdzie wewnątrz znajduje się komora gasząca łuk,

− typowe rozwiązania komór gaszących:

• komora podłużno-strumieniowa,
• komora poprzeczno-strumieniowa,

• komora różnicowa,

• komora reakcyjna.

Wyłączniki pneumatyczne

Cechy wyłączników pneumatycznych:

− czynnik gaszący łuk – sprężony czynnik gazowy: powietrze (najczęściej) lub SF

6

(sześciofluorek siarki – gaz o właściwościach izolacyjnych kilkakrotnie lepszych od
powietrza),

− szybkie i skuteczne gaszenie łuku,
− gaszenie łuku odbywa się poprzez:

• chłodzenie łuku,

• mechaniczne usuwanie zjonizowanych cząstek (jednocześnie z chłodzeniem).

− intensywność gaszenia nie zależy od wartości prądu łuku,

− możliwość stosowania sprężonego powietrza nie tylko do gaszenia łuku, ale również

do napędu,

− stosowane są w pełnym zakresie napięć (nawet do 750 kV),
− typowe rozwiązania komór gaszących:

• poprzecznostrumieniowe,

• podłużnostrumieniowe (najczęściej stosowane),
• promieniowostrumieniowe,

− konieczność stosowania dodatkowych instalacji sprężonego gazu (wada),

− praca w układzie ciśnieniowym:

• otwartym (z powietrzem),

• zamkniętym (z SF

6

),

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

− trudności z uszczelnieniem układu zamkniętego.

Obecnie najczęściej stosowane są wyłączniki pneumatyczne.

Wyłączniki ekspansyjne (wodne)

Cechy wyłączników ekspansyjnych:

− czynnik gaszący łuk – ekspansyna (woda z domieszką glikolu),

− niewielkie moce wyłączalne,
− problemy z gnilnym i korozyjnym działaniem wody.

Z uwagi na szereg wad wyłączniki te stosowane są bardzo rzadko.

Wyłączniki samogazujące

Cechy wyłączników samogazujących:

− czynnik gaszący łuk – strumień gazów wydobywających się pod wpływem wysokiej

temperatury z elementów otaczających styki (wykonanych z materiałów
samogazujących: fibry lub żywic syntetycznych),

− konieczność wymiany elementów gazujących co kilka wyłączeń.

Wyłączniki te również są rzadko stosowane.

Wyłączniki próżniowe

Cechy wyłączników próżniowych:

− bardzo szybkie gaszenie łuku,
− niewielkie wymiary ze względu na małe odległości między stykami, rzędu kilku-

kilkunastu mm (dzięki dużej wytrzymałości elektrycznej próżni),

− bezpieczeństwo w środowisku wybuchowym,

− duża częstość łączeń prądu roboczego,
− duża trwałość łączeniowa,

− mała liczba niezbędnych zabiegów konserwacyjnych.

Wyłączniki próżniowe stosowane są przy średnich napięciach.
Parametry i dobór wyłączników (większość jest taka sama jak dla rozłączników):

− napięcie znamionowe izolacji U

Ni,

− znamionowy prąd ciągły I

N,

− znamionowy prąd wyłączalny I

Nws

; prąd ten powinien spełniać warunki:

− dla czasu własnego wyłącznika przy otwieraniu równego: t ≥ 0,1 s:

I

Nws

≥ I

ws

,

gdzie prąd wyłączalny I

ws

w danym miejscu sieci oblicza się dla czasu t

z

=0,1s, przy

czym czas t

z

to czas opóźnienia rozdzielania styków, czyli czas, jaki upływa od

chwili zaistnienia zwarcia do chwili rozdzielenia styków wyłącznika,
− dla czasu własnego wyłącznika przy otwieraniu: t < 0,1s:

I

Nwns

≥ I

wns

,

gdzie prąd wyłączalny I

wns

oblicza się dla czasu równego czasowi własnemu wyłącznika

przy otwieraniu,

− znamionowy prąd załączalny i

Nzał,

− znamionowy prąd szczytowy i

Nsz

,

− znamionowy prąd trzysekundowy I

3N

(lub jednosekundowy I

1N

).

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Bezpieczniki

Bezpieczniki można zaliczyć do grupy wyłączników, traktując je jako wyłączniki jednorazowe.

Budowa bezpieczników WN (wysokiego napięcia)

− podstawa bezpiecznika (służy do włączenia bezpiecznika w obwód elektryczny),

− wkładka topikowa (wymienialny element bezpiecznika).

Rodzaje bezpieczników WN
1. Bezpieczniki ograniczające

− wielkiej mocy,

− przekładnikowe,

− trakcyjne.

2. Bezpieczniki gazowydmuchowe.

Bezpieczniki ograniczające
Budowa wkładki topikowej:

− rura porcelanowa zamknięta obustronnie, szczelnie, metalowymi denkami,
− wsporniki ceramiczne o przekroju gwiazdy cztero- lub sześcioramiennej umieszczone

wewnątrz rury,

− srebrne profilowane druty topikowe (w liczbie od jednego do kilkunastu w zależności od

wartości prądu znamionowego wkładki) nawinięte śrubowo na wspornikach,

− piasek kwarcowy (ułatwiający zgaszenie łuku), wypełniający wnętrze rury izolacyjnej.

Bezpieczniki gazowydmuchowe
Budowa wkładki topikowej:

− rura izolacyjna,

− daszek,

− styk,
− topik,

− styk topiku,

− sprężyna,
− elektroda linkowa,

− osłona gazująca topiku,

− komora gasząca z materiału samogazującego.

Działanie bezpiecznika:

Po przepaleniu drutu topikowego, sprężyna naciągająca go powoduje wysuwanie się

elektrody z tulei i wydłużanie łuku elektrycznego. Ponadto z materiału otaczającego komorę
gaszącą pod wpływem wysokiej temperatury wydobywa się gaz, który uchodząc na zewnątrz
gasi łuk.
Gaszenie łuku odbywa się:

− w osłonie gazującej topiku – przy przerywaniu niewielkich prądów,

− w komorze gaszącej – w przypadku gaszenia dużych prądów.

Zaletą bezpieczników gazowydmuchowych jest możliwość regeneracji wkładki przez wymianę:

a. styku topiku,
b. topiku z osłoną,
c. elektrody linkowej.

Parametry bezpieczników WN:

− napięcie znamionowe bezpiecznika – powinno być równe napięciu znamionowemu

systemu, w którym ma on być zainstalowany,

− prąd znamionowy ciągły wkładki topikowej I

bN

– jest to taka wartość prądu płynącego

długotrwale przez wkładkę, która nie wywołuje przekroczenia dopuszczalnej

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

temperatury poszczególnych części bezpiecznika lub innych niepożądanych następstw.
Dobór tego prądu jest zależny od rodzaju zabezpieczanych urządzeń:

• w przypadku silników wysokiego napięcia prąd ten powinien umożliwiać

przepływ prądu rozruchowego silnika bez zadziałania,

• w przypadku baterii kondensatorów prąd ten powinien być dobrany na 2-krotną

wartość prądu znamionowego baterii,

• w przypadku zabezpieczenia przewodów przed przeciążeniami prąd ten

powinien być dobrany do obciążalności długotrwałej przewodu,

− znamionowy prąd wyłączalny (symetryczny) bezpiecznika I

Nws

– jest to początkowy

prąd zwarciowy o największej wartości, jaki bezpiecznik może wyłączyć bez
uszkodzenia jego konstrukcji; powinien być co najmniej równy prądowi
początkowemu zwarcia I

k

”

I

Nws

≥ I

k

”

− prąd ograniczony bezpiecznika i

ogr

– jest to maksymalna chwilowa wartość, jaką

zdoła osiągnąć prąd zwarciowy zanim nastąpi przepalenie topiku i wyłączenie prądu;
powinien być odpowiednio dostosowany do wartości znamionowego prądu
szczytowego i

Nsz

urządzenia, które zabezpiecza i musi być spełniona zależność:

i

Nsz

≥ 1,5 · i

ogr

Podstawy bezpiecznikowe dobiera się według kart katalogowych bezpiecznika.

Izolatory stacyjne

Izolatory są to urządzenia wykonane z materiałów nieprzewodzących, służące do podtrzymywania

elementów innych urządzeń elektrycznych znajdujących się pod napięciem.
Izolatory stacyjne stosuje się w napowietrznych i wnętrzowych stacjach elektroenergetycznych.

Rodzaje izolatorów stacyjnych:

1) izolatory wsporcze – służą do sztywnego mocowania (podtrzymywania) szyn lub

elementów urządzeń,

2) izolatory przepustowe – służą do przeprowadzenia przewodu (szyny) pod napięciem

przez ścianę budynku, obudowę lub inną osłonę.

Oznaczenia izolatorów stacyjnych (wg PN)

− część słowna: IZOLATOR,

− wyróżnik literowo-cyfrowy charakteryzujący szczegóły konstrukcyjne i wielkości

znamionowe.

Oznaczenia literowe:

SW – izolator stacyjny wsporczy wnętrzowy,
SWN – izolator stacyjny wsporczy napowietrzny,
Z – przystosowany do pracy w II lub III strefie zabrudzeniowej,
W, U, R – typ złącza (widlaste, uchowe, rurowe); brak litery oznacza złącze
gniazdowe.

Po oznaczeniu literowym podaje się liczby oznaczające kolejno:

− wytrzymałość mechaniczną na zginanie (w kN),

− najwyższe dopuszczalne napięcie izolatora (w kV),

− prąd znamionowy (w kA) – tylko dla izolatorów przepustowych,
− napięcie probiercze udarowe (w kV).

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

Szyny zbiorcze

Szyny zbiorcze prowadzi się na izolatorach wzdłuż rozdzielni i przyłącza się do nich wszystkie

linie zasilające i odbiorcze. Systemy szyn i sposoby połączenia z liniami i transformatorami mają duży
wpływ na pewność zasilania odbiorców. W stacjach elektroenergetycznych można wyróżnić kilka
rozwiązań układów rozdzielni, w których zastosowano różne rodzaje systemów szyn zbiorczych:

− układy o pojedynczym systemie szyn zbiorczych,
− układy o podwójnym systemie szyn zbiorczych,

− układy o wielokrotnym systemie szyn zbiorczych.

Obok układów zawierających powyższe systemy szyn zbiorczych występują także układy

bezszynowe:

− układy blokowe,
− układy mostkowe,

− układy wielobokowe.

Układy o pojedynczym systemie szyn zbiorczych

Pojedynczy system szyn zbiorczych stanowi jeden ciąg szyn zbiorczych ułożonych wzdłuż

rozdzielnicy. System ten może być wykonany jako:

− niesekcjonowany (rozdzielnica jest zasilana jedną tylko linią),

− sekcjonowany (rozdzielnica jest zasilana dwiema liniami).

System niesekcjonowany charakteryzuje się niewielką pewnością zasilania – uszkodzenie

szyn zbiorczych lub któregoś z elementów pola zasilającego powoduje przerwę w dostawie
energii do wszystkich odbiorców podłączonych do szyn.

Rys. 3. Układ rozdzielnicy o pojedynczym systemie szyn zbiorczych niesekcjonowanych [4]

przy czym:

- odłącznik

- wyłącznik

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

System sekcjonowany posiada szyny zbiorcze podzielone na dwie części – tzw. sekcje,

połączone ze sobą za pomocą sprzęgła sekcyjnego (podłużnego). Rozdzielnica jest zasilana dwiema
niezależnymi liniami – w czasie normalnej pracy obie sekcje pracują niezależnie od siebie (sprzęgło
jest otwarte), zaś w przypadku uszkodzenia jednego pola zasilania rozdzielnica jest zasilana
z drugiego pola zasilającego (sprzęgło jest zamknięte). Dzięki temu możliwa jest nieprzerwana
praca rozdzielnicy, przez co zwiększa się pewność zasilania.

Rys. 4. Układ rozdzielnicy o pojedynczym systemie szyn zbiorczych sekcjonowanych [4]

Rys. 5. Sprzęgło sekcyjne (podłużne) [4]

Układy o pojedynczym systemie szyn zbiorczych stosuje się

przede wszystkim w sieciach

niskiego napięcia, ale również w sieciach średniego napięcia i sporadycznie w sieciach wysokiego
napięcia (110 kV), do zasilania odbiorców mniej ważnych z punktu widzenia ciągłości dostawy
energii.

Układy o podwójnym systemie szyn zbiorczych

Podwójny system szyn zbiorczych stanowią dwa niezależne ciągi szyn zbiorczych prowadzone

wzdłuż rozdzielnicy.

Zazwyczaj, w czasie pracy normalnej, odbiory przyłączone są do jednego systemu (głównego),

zaś drugi stanowi rezerwę. W celu zmniejszenia mocy zwarciowych stosuje się niekiedy niezależną
pracę obu systemów szyn zbiorczych jednocześnie.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Rys. 6. Układ rozdzielnicy o podwójnym systemie szyn zbiorczych [4]

1 – sprzęgło systemowe (poprzeczne)

W układzie dwusystemowym występuje sprzęgło systemowe (poprzeczne), które pełni

następujące funkcje:

− przenosi obciążenie z jednego systemu na drugi,

− łączy oba systemy do pracy równoległej.

Podwójny system szyn zbiorczych stosowany jest w przypadku wysokich wymagań

dotyczących niezawodności zasilania, najczęściej w sieciach 110 kV, a także w sieciach średnich
i najwyższych napięć.

W systemie podwójnym istnieje jeszcze możliwość rozdzielenia odbiorów na dwie niezależne

grupy; w tym celu stosuje się dodatkowo sekcjonowanie systemu głównego (w bardzo dużych
rozdzielniach dzieli się na sekcje oba systemy szyn zbiorczych).

Rys. 7. Podwójny system szyn zbiorczych sekcjonowany [4]

1 – sprzęgło systemowe (poprzeczne)
2 – sprzęgło sekcyjne (podłużne)

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Układy o wielokrotnym systemie szyn zbiorczych są rzadko stosowane; jedynie w bardzo

dużych stacjach węzłowych. Działają na zasadzie podobnej do stacji dwusystemowych.

Układy blokowe są układami bezszynowymi, w których rozdział napięcia następuje po

stronie dolnego napięcia transformatora. Charakteryzują się ograniczeniem liczby wyłączników
(oszczędność); stosowane są w stacjach o napięciu U ≥ 110 kV.

Układy mostkowe (układy H) składają się z dwóch układów blokowych połączonych

poprzeczką zastępującą szyny. Stosowane są w stacjach przemysłowych na napięcie 110 kV.

Układy wielobokowe (mogą być np. w kształcie kwadratu lub sześcioboku) stosowane są

w sieciach najwyższych napięć, przy U ≥ 400 kV.

Rodzaje pól rozdzielczych

Pole rozdzielcze jest elementem rozdzielnicy i obejmuje urządzenia służące jednemu tylko

celowi, np. przyłączeniu linii zasilającej do szyn zbiorczych. Istnieją następujące rodzaje pól
rozdzielczych:

− pola liniowe,

• dopływowe,
• odpływowe,

− transformatorowe,

− sprzęgłowe,
− pomiarowe,

− odgromnikowe.

Konstrukcyjne rozwiązania stacji elektroenergetycznych

Istnieją dwa podstawowe rodzaje stacji elektroenergetycznych:

− stacje napowietrzne,

− stacje wnętrzowe.

Stacje napowietrzne buduje się głównie dla napięć U ≥ 110 kV.

Cechy stacji napowietrznych
Zalety:

− zdecydowanie niższe koszty inwestycyjne w porównaniu z kosztami stacji

wnętrzowych ze względu na brak budynku,

− krótki okres budowy,

− łatwa rozbudowa,

− łatwa eksploatacja,
− przejrzysta budowa.

Wady:

− zajmują duży teren,

− duży wpływ na ich pracę mają warunki zewnętrzne:

• stopień zabrudzenia atmosfery – nie buduje się tych stacji na obszarach objętych

IV strefą zabrudzeniową,

• warunki atmosferyczne – zachodzi konieczność stosowania rozbudowanej ochrony

odgromowej,

− wysokie koszty wykonania obwodów pomocniczych.

Podczas budowy stacji napowietrznych należy pamiętać o tym, że:

− teren stacji musi być ogrodzony: ogrodzenie zewnętrzne o wysokości min. 2 m,

wykonane z prefabrykatów betonowych,

− teren rozdzielnicy napowietrznej powinien być otoczony ogrodzeniem wewnętrznym

(wysokość ok. 1 m),

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

− aparatura i inne elementy będące pod napięciem powinny być umieszczone na

odpowiedniej wysokości, na specjalnych konstrukcjach żelbetowych lub stalowych
(ochrona przed przypadkowym dotknięciem),

− jeśli nie jest możliwe spełnienie powyższego warunku, należy stosować ogrodzenia

ochronne (poręcze, osłony pełne i siatkowe).

Stacje wnętrzowe budowane są głównie na napięcia średnie, do 30 kV (przy wyższych

napięciach koszty gwałtownie rosną). Budowanie stacji wnętrzowych dla wyższych napięć
ma miejsce jedynie w uzasadnionych przypadkach (warunki zabrudzeniowe, terenowe).

Cechy stacji wnętrzowych
Zalety:

− zajmowanie niewielkiego terenu,

− łatwość przeglądów i konserwacji,
− brak wpływu na pracę stacji warunków zewnętrznych: atmosferycznych i zabrudzeń.

Wady:

− wysokie koszty inwestycyjne (konieczność postawienia budynku),

− długi okres budowy stacji,
− trudności z rozbudową.

Podczas budowy stacji wnętrzowych należy pamiętać o tym, że:

− budynki rozdzielni powinny być wykonane z materiałów niepalnych,

− drzwi pomieszczeń, w których znajdują się urządzenia elektryczne powinny otwierać się

na zewnątrz,

− transformatory powinny być ustawione na zewnątrz budynków (umieszczone wewnątrz

wymagają dużej powierzchni i stwarzają niebezpieczeństwo pożaru oraz wybuchu),

− w przypadku wnętrzowej lokalizacji transformatorów (dotyczy to transformatorów

niewielkich gabarytowo) ich komory powinny spełniać następujące warunki:
• posiadać wyjście na zewnątrz budynku,
• zapewniać dobrą wentylację (prawidłowe chłodzenie transformatorów),

• posiadać dół ściekowy lub ściek do odprowadzenia oleju,

• mieć taką lokalizację, by nie znajdowały się ani nad, ani pod pomieszczeniami

powszechnego użytku,

• nie powinno być okien,

• w jednej komorze powinien być umieszczony tylko jeden transformator.

Innymi rozwiązaniami stacji elektroenergetycznych są stacje słupowe i stacje kontenerowe.

Stacje słupowe są stacjami średniego napięcia i stawiane są na terenach wiejskich, o luźnej
zabudowie.

Stacja wyposażona jest w transformator (o mocy do 250 kVA), baterię kondensatorów,

odłącznik oraz skrzynkową rozdzielnicę niskiego napięcia. Urządzenia stacji umieszczone są na
podeście montażowym na słupie lub na ziemi pod słupem (wtedy stacja musi być ogrodzona).

Stacje kontenerowe stosowane są w gęstej zabudowie miejskiej, a także do zasilania placów

budowy oraz zakładów przemysłowych.

Dobór urządzeń stacji

Dobór transformatorów

1) Dobór liczby transformatorów

Liczba transformatorów zależy od ważności zasilanych odbiorników i ich wrażliwości
na przerwy w dostawie energii.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Rodzaje odbiorników:

− odbiorniki kategorii I – przerwa w zasilaniu może spowodować zagrożenie życia

ludzkiego bądź też przerwanie procesu technologicznego,

− odbiorniki kategorii II – przerwa w zasilaniu może spowodować straty surowców

wtórnych,

− odbiorniki kategorii III – nie zaliczone do I i II kategorii.

Przy doborze transformatorów należy zapewnić rezerwę dla zasilania wszystkich odbiorników
kategorii I (muszą więc być co najmniej dwa transformatory) oraz uzasadnionej ekonomicznie
części odbiorników kategorii II.

2) Dobór mocy transformatora

− w stacjach jednotransformatorowych:

S

N

>

S

O

S

N

– moc znamionowa transformatora,

S

O

– moc zapotrzebowana przez odbiorniki,

− w stacjach dwutransformatorowych:

S

N1

= S

N2

= S

N

2

O

N

S

S

≥

oraz S

N

≥ S

r

S

r

– moc rezerwowa ( moc zapotrzebowana przez 100% odbiorników kategorii

i pewną część odbiorników kategorii II – w praktyce przyjmuje się też 100%
z uwagi na bardzo długi czas remontu transformatorów).

3) Dobór grupy połączeń transformatorów.

Tabela 1. Zalecane grupy połączeń transformatorów [4]

Rodzaj transformatora

Zakres pracy

Grupa połączeń

Dwuuzwojowe

do 250 kVA

315 - 500 kVA

630 - 1600 kVA

2 - 40 MVA

Yy0, Yz5
Dy5, Yy0
Dy5, Yy0, Yd5
Yy0, Yd11

Trójuzwojowe

10/6,3/6,3 - 40/40/40 MVA

Yy0/d11, Yd11/d11

Najbardziej uniwersalną grupą połączeń jest Yy0 – można ją stosować do wszystkich napięć
i mocy znamionowych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

4) Dobór transformatorów do warunków zwarciowych

Wytwórca podaje dla każdego transformatora wartość dopuszczalnego prądu zwarciowego I

zd

(jako krotność prądu I

N

). Powinna być ona większa od obliczonego ustalonego prądu zwarciowego

I

k

w danym punkcie:

I

zd

≥ I

k

Wytrzymałość udarowa transformatorów i

ud

, podawana jako krotność prądu I

zd,

musi być

większa od obliczonego prądu udarowego i

p

w sieci:

i

ud

≥ i

p

Potrzeby własne stacji

Zapotrzebowanie mocy na potrzeby własne waha się w granicach od kilkunastu do kilkuset

kilowatów.

Urządzenia potrzeb własnych zasilane są niskim napięciem z rozdzielnicy potrzeb własnych

prądu przemiennego i stałego.

Obwody prądu przemiennego

Prądem przemiennym zasila się:

− obwody oświetlenia stacji,

− obwody ogrzewania stacji,

− napędy przełączników zaczepów transformatorów,
− sprężarki (przy zastosowaniu napędu pneumatycznego aparatów),

− napędy silnikowe łączników,

− prostowniki,
− obwody łączności.

Układy zasilania rozdzielnic potrzeb własnych prądu przemiennego
− w stacjach niskiego napięcia (U < 1 kV) zasilanie potrzeb własnych odbywa się

bezpośrednio z szyn głównych.

− w stacjach średniego napięcia (6...30 kV) wykorzystuje się jeden transformator potrzeb

własnych przyłączony do szyn zbiorczych SN.

RPW – rozdzielnica potrzeb własnych

Rys. 8. Układ zasilania rozdzielnicy potrzeb własnych w stacji średniego napięcia [4]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

− w stacjach wysokiego napięcia (U ≥ 110 kV) wykorzystuje się dwa transformatory

potrzeb własnych.

Rys. 9. Układ zasilania rozdzielnicy potrzeb własnych w stacji wysokiego napięcia [4]

Obwody prądu stałego
Prądem stałym zasila się:
− zabezpieczenia,
− układy sterowania i sygnalizacji,

− układy automatyki,

− obwody oświetlenia awaryjnego,
− obwody łączności.

Urządzenia te zasila się z rozdzielnicy potrzeb własnych prądu stałego.

Źródła napięcia stałego w stacji:
− bateria akumulatorów,

− prostowniki zasilane z rozdzielnicy potrzeb własnych prądu przemiennego.

Wartość napięcia na szynach rozdzielnicy prądu stałego: 230 V lub 110 V; dla potrzeb

łączności – 24 V.

Układy zasilania rozdzielnicy potrzeb własnych prądu stałego:

− układ buforowy (stosowany najczęściej).

W czasie pracy normalnej oba źródła (bateria akumulatorów i prostownik) pracują równolegle.

W czasie zaniku napięcia przemiennego odbiory zasila tylko bateria akumulatorów. Po ponownym
pojawieniu się napięcia przemiennego bateria akumulatorów zostaje doładowana.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

RPW

Rys. 10. Układ buforowy zasilania rozdzielnicy potrzeb własnych prądu stałego [4]
1, 2 - łączniki

− układ z podwójną ładownicą,

− układ z baterią dodatkową.

Obwody pomocnicze i nastawnie

Obwody pomocnicze (wtórne) służą do wykonywania pomiarów, sygnalizacji i sterowania

pracą obwodów głównych oraz zabezpieczają je przed uszkodzeniem.

Od poprawnego działania obwodów pomocniczych zależy sprawna, bezzakłóceniowa praca

stacji.

W skład obwodów pomocniczych wchodzą układy:

− obwody pomiarowe – zawierające mierniki i liczniki do pomiaru różnych wielkości

charakteryzujących pracę obwodów głównych,

− obwody zabezpieczeń przekaźnikowych do wykrywania uszkodzeń i zakłóceń,

− obwody sterowania umożliwiające zdalne sterowanie łącznikami,
− układy regulacji samoczynnej,

− obwody sygnalizacji – zapewniające sygnalizację stanu łączników oraz sygnalizację

zakłóceniową o wystąpieniu nieprawidłowości w pracy urządzeń,

− obwody blokad manipulacyjnych zapobiegające błędnym manipulacjom łączeniowym,
− obwody automatyki sieciowej,

− obwody rejestracji zakłóceń.

Obwody wtórne zbiegają się w nastawni – centralnym punkcie stacji elektroenergetycznej.
W skład wyposażenia nastawni wchodzą:

− tablice sterowniczo - pomiarowe,

− pulpit dyspozytorski,
− tablice i szafy z aparaturą zabezpieczającą i licznikami.

Tablice sterowniczo - pomiarowe tworzą ciąg szaf, gdzie na stronie frontowej w górnej

części znajdują się mierniki, zaś w dolnej części – schemat synoptyczny (listewkowy schemat
układu obwodów głównych stacji). Na schemacie, w miejscach odpowiadających lokalizacji
łączników umieszczone są wskaźniki położenia i sterowniki kwitujące.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

Pulpit dyspozytorski umieszczony jest w środkowej części pomieszczenia, na wprost frontowej

części tablic sterowniczo - pomiarowych tak, by wszystkie wskaźniki były widoczne przez obsługę
dyżurną.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania przebiegu
ćwiczeń i ich wykonania.

1. Co to jest stacja elektroenergetyczna?
2. Jak można podzielić stacje elektroenergetyczne?
3. Jakie urządzenia wchodzą w skład wysokonapięciowych urządzeń rozdzielczych?
4. Do czego służą wyłączniki?
5. Do czego służą rozłączniki?
6. Do czego służą odłączniki?
7. Na czym polegają blokady odłączników?
8. Jak dzielą się wyłączniki WN?
9. Jakie są rodzaje systemów szyn zbiorczych?

10. Jakie są rodzaje sprzęgieł stosowanych w układach rozdzielnic?
11. Czym charakteryzują się stacje napowietrzne?
12. Czym charakteryzują się stacje wnętrzowe?
13. Jak dobiera się moc transformatorów w stacjach dwutransformatorowych?
14. Jakie układy potrzeb własnych stacji zasila się prądem stałym?
15. Jakie układy potrzeb własnych stacji zasila się prądem przemiennym?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj manipulacji łączeniowych prowadzących do załączenia i wyłączenia obwodu

zawierającego wyłącznik i odłącznik.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wykonać na makiecie układu wszystkie czynności związane z jego załączeniem,
2) wykonać wszystkie czynności związane z wyłączeniem układu,
3) uzasadnić wybraną przez siebie kolejność czynności łączeniowych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− makieta do demonstracji działania układów z łącznikami WN.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy pracy wyłącznika pneumatycznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wskazać na planszy elementy budowy wyłącznika pneumatycznego,
2) podać funkcje głównych części składowych tego wyłącznika,
3) omówić cechy charakterystyczne wyłącznika pneumatycznego,
4) ocenić jego przydatność w stacjach elektroenergetycznych, bazując na jego wadach

i zaletach.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

Wyposażenie stanowiska pracy:

− plansza przedstawiająca budowę wyłączników WN.

Ćwiczenie 3

Scharakteryzuj stację elektroenergetyczną obejrzaną podczas wycieczki dydaktycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapisać w arkuszu obserwacji wszystkie elementy stacji, które udało Ci się rozpoznać

w czasie wycieczki do rzeczywistej stacji elektroenergetycznej,

2) rozpoznać te elementy na planie stacji i na modelu znajdującym się w pracowni szkolnej,
3) wymienić funkcje rozpoznanych elementów,
4) porównać swoje opracowanie z notatkami kolegów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− funkcjonująca stacja elektroenergetyczna,

− plan stacji,

− model stacji.

Ćwiczenie 4

Dokonaj wyboru typu stacji elektroenergetycznej wiedząc, że:

a) będzie usytuowana na Śląsku,
b) zlokalizowana będzie w terenie gęsto zabudowanym,
c) władze lokalne przygotowały znaczną dotację na jej budowę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wymienić skutki, które pociąga za sobą charakterystyczna lokalizacja stacji,
2) wymienić cechy (zalety i wady) poznanych typów stacji – zapisać je na kartce,
3) wybrać stację, której cechy według Ciebie najbardziej pasują do symulowanej sytuacji,
4) uzasadnić swój wybór.

Wyposażenie stanowiska pracy

− kartki papieru,
− mazaki.

Ćwiczenie 5

Narysuj schemat układu rozdzielnicy o podwójnym systemie szyn zbiorczych wiedząc, że

w systemie głównym występują 3 sekcje.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) ustalić, jakie sprzęgła zastosujesz we wskazanym układzie,
2) dobrać niezbędną liczbę tych sprzęgieł (zwrócić uwagę, że każda sekcja działa jak odrębny

układ o podwójnym systemie szyn zbiorczych),

3) określić minimalną konieczną liczbę pól rozdzielczych, by układ działał prawidłowo.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Wyposażenie stanowiska pracy:

− duże arkusze papieru,

− ołówek lub długopis.

Ćwiczenie 6

Dobierz moc transformatorów, które będą zainstalowane w stacji dwutransformatorowej,

znając moce odbiorników podłączonych do tej stacji:

Rodzaj odbiornika

Odbiorniki
kategorii I

Odbiorniki

kategorii II

Odbiorniki

kategorii III

Moc zapotrzebowana 1250 kW

2700 kW

3950 kW

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) obliczyć moc zapotrzebowaną przez odbiorniki,
2) obliczyć moc rezerwową,
3) dobrać moc transformatora zgodnie z kryteriami.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− kalkulator,

− kartka papieru.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:
1) określić pojęcie stacji?

2) wymienić rodzaje stacji?

3) wymienić rodzaje wysokonapięciowych urządzeń rozdzielczych?

4) wskazać różnice między wyłącznikiem, rozłącznikiem i odłącznikiem?
5) omówić działanie blokad odłączników?

6) wymienić rodzaje wyłączników WN?

7) scharakteryzować poszczególne systemy szyn zbiorczych?

8) porównać stacje wnętrzowe i napowietrzne?

9) dobrać urządzenia stacji?

10) omówić potrzeby własne stacji?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

4.2. Zwarcia i przepięcia w stacjach elektroenergetycznych

4.2.1. Materiał nauczania

Zwarcia

Zwarcie jest to zakłócenie polegające na połączeniu bezpośrednim lub za pośrednictwem

niewielkiej impedancji dwóch punktów należących do różnych faz lub też punktu dowolnej fazy
z ziemią.
Rodzaje zwarć:

− trójfazowe,
− trójfazowe z ziemią,

− dwufazowe,

− dwufazowe z ziemią,
− jednofazowe z ziemią.

Przyczyny zwarć:

− przepięcia atmosferyczne i łączeniowe,

− zawilgocenie izolacji,
− mechaniczne uszkodzenie izolacji,

− starzenie izolacji,

− wady fabryczne izolacji,
− wady fabryczne urządzeń,

− mechaniczne uszkodzenie konstrukcji urządzeń,

− błędne połączenia,
− pomyłki,

− zwierzęta,

− gałęzie drzew,
− zdarzenia losowe.

Skutki zwarć:

− termiczne: zniszczenie izolacji, stopienie przewodów, zniszczenie lub stopienie styków

aparatury rozdzielczej,

− dynamiczne: rozrywanie przewodów, wyginanie szyn, niszczenie izolatorów, niszczenie

konstrukcji urządzeń elektrycznych,

− wtórne: przerwy w dostawie energii, zanik napięcia, pożary, kalectwo lub śmierć człowieka.

Środki służące do ograniczania możliwości powstawania zwarć:

− wysoki poziom wyszkolenia obsługi,
− wysoka jakość urządzeń,

− wnikliwa kontrola techniczna,

− staranna konserwacja urządzeń,
− prawidłowa ochrona przed zwarciami i przepięciami,

− odpowiednia ochrona tras linii przesyłowych.

Środki ograniczające skutki zwarć:

− dobór urządzeń do wartości prądów zwarciowych, które mogą wystąpić w danym punkcie

sieci,

− stosowanie szybkich i skutecznych zabezpieczeń wyłączających odcinek sieci, w którym

nastąpiło zwarcie.

− stosowanie dławików w celu zmniejszenia wartości prądów zwarciowych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Przebieg prądu zwarciowego

W niniejszym opracowaniu zostanie omówiony przypadek zwarcia w pobliżu generatora

(maszyn wirujących synchronicznych i indukcyjnych).

Rys. 11. Przebieg prądu zwarciowego przy zwarciu w miejscu odległym od generatora [4]

Obliczanie zwarć metodą PNE

Wykonanie obliczeń zwarciowych ma na celu uzyskanie danych, na podstawie których

można prawidłowo dobrać urządzenia i przekroje przewodów w sieciach.
Zastosowanie metody PNE pozwala obliczyć następujące wielkości zwarciowe:

I

k

”

– prąd zwarciowy początkowy: wartość skuteczna składowej okresowej prądu

zwarciowego dla chwili t =0,
I

k

– prąd zwarciowy ustalony: wartość skuteczna składowej okresowej prądu

zwarciowego po ustaniu stanu nieustalonego,
i

p

–

prąd zwarciowy udarowy: największa wartość chwilowa prądu zwarciowego,

i

DC

–

prąd zwarciowy nieokresowy: składowa nieokresowa prądu zwarciowego,

I

b

– prąd wyłączeniowy symetryczny: wartość skuteczna za jeden okres składowej

okresowej w chwili rozdzielania styków łącznika,

I

b asym

– prąd wyłączeniowy asymetryczny: prąd I

b

z uwzględnieniem prądu i

CD,

I

th

– prąd zastępczy cieplny: wartość skuteczna prądu przemiennego dającego ten sam

skutek cieplny, jaki w czasie trwania zwarcia T

k

daje rzeczywisty prąd zwarciowy,

S

k

”

– moc zwarciowa: umowna moc w punkcie zwarcia charakteryzująca wielkości

zwarciowe w tym punkcie.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

OBLICZENIA

1. Wartość prądu zwarciowego początkowego oblicza się ze wzoru:

Z

U

c

I

N

"
k

⋅

⋅

=

3

gdzie:

"
k

I – prąd zwarciowy początkowy w kA, c – współczynnik udziału,

U

N

– napięcie znamionowe w kV,

Z – impedancja zastępcza obwodu zwarciowego

w Ω

Z rysunku 11. wynika:

"
k

I = I

b

=

I

k

2. Wartość prądu udarowego oblicza się ze wzoru:

"
k

p

I

i

⋅

⋅

=

2

χ

gdzie: χ –

współczynnik udaru, zależny od stosunku R/X obwodu; odczytuje się z wykresu

na rys.12

Rys. 12. Przebieg zależności współczynnika udaru od stosunku R/X [4]

3. Wartość prądu zwarciowego nieokresowego oblicza się ze wzoru:

Q

k

T

T

"
k

DC

e

I

i

−

⋅

⋅

= 2

gdzie:

T

k

- czas trwania zwarcia,

T

Q

- stała czasowa źródła i obwodu

X

R

f

T

Q

⋅

⋅

=

π

2

4. Wartość prądu zwarciowego niesymetrycznego oblicza się ze wzoru

2

2

2

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

=

DC

b

basym

i

I

I

5. Wartość prądu zastępczego cieplnego oblicza się ze wzoru:

n

m

I

I

"
k

th

+

=

gdzie:

m i n wyznacza się na podstawie wykresów;

m – zależy od wartości współczynnika udaru X oraz od T

k

(rys.13)

n – zależy od wartości stosunku prądów I

k

”

/ I

k

oraz od czasu trwania zwarcia

T

k

(rys.14)

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Rys. 13. Wykres do wyznaczenia parametru m [4]

Rys. 14. Wykres do wyznaczania parametru n [4]

6. Wartość mocy zwarciowej oblicza się ze wzoru:

S

k

”

= 3·

U

N

·I

k

”

Należy zwrócić uwagę na fakt, że moc zwarciowa to pojęcie umowne, ponieważ w chwili
zwarcia U = 0.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Ochrona zwarciowa

Dławiki zwarciowe

Dławik zwarciowy jest cewką o dużej reaktancji indukcyjnej, bezrdzeniową (tzn. nie posiada

rdzenia ferromagnetycznego, aby reaktancja nie zależała od wartości przepływającego prądu).

Rodzaje dławików zwarciowych ze względu na miejsce zainstalowania:
− dławiki szynowe (sekcyjne),

− dławiki liniowe.

Rys. 15. Rodzaje dławików: DL – liniowy, DS – szynowy [4]

Zadania dławika :
− obniżenie mocy zwarciowej,

− utrzymanie napięcia na szynach stacji w czasie zwarcia.

Dobór dławików
1. Wybór typu dławika.
2. Dobór napięcia znamionowego

U

N

– nie może być niższe niż napięcie znamionowe sieci.

3. Dobór prądu znamionowego

I

N

– musi być większy od maksymalnego prądu, jaki może

płynąć przez dławik.

4. Dobór reaktancji indukcyjnej znamionowej procentowej

x

d%

– musi być taka, aby

zmniejszyła moc zwarcia z wartości

S

k1

”

do

S

k2

”

.

Reaktancję indukcyjną procentową dobiera się na podstawie zależności:

x

d%

≥ 1,1 · √3 ·

U

N

· I

N

( 1/

S

”

k2

− 1/S

”

k1

) · 100%

gdzie:

U

N

– napięcie znamionowe w kV,

I

N

– prąd znamionowy w kA,

S

k1

”

,

S

k2

”

– moc zwarcia w MVA.

Dławiki buduje się na następujące wartości znamionowe:
− napięcia: 6, 10, 15, 30 kV,

− prądu: 160, 250, 400, 630, 1000, 1250, 1500, 2000 A,

− reaktancji procentowej: 4, 6, 8, 10 %.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Dławiki gaszące

Dławiki gaszące stosuje się w celu ograniczenia prądu zwarciowego o charakterze

pojemnościowym, który płynie podczas zwarć jednofazowych w sieciach średniego napięcia
o izolowanym punkcie neutralnym.
Dławiki gaszące włącza się między punkt neutralny transformatora a ziemię; płynący przez
dławik prąd indukcyjny kompensuje w miejscu zwarcia prąd pojemnościowy.

Rys. 16. Jednofazowe zwarcie z ziemią w sieci z dławikiem gaszącym [4]

I

zC -

–

ziemnozwarciowy prąd pojemnościowy

I

Zl

–

kompensujący prąd indukcyjny

Ochrona przepięciowa stacji

W stacjach elektroenergetycznych urządzenia narażone są na przepięcia:
− dochodzące liniami,

− spowodowane bezpośrednimi wyładowaniami atmosferycznymi.

Do ochrony przed przepięciami dochodzącymi liniami stosuje się odgromniki i iskierniki.

Odgromniki instalowane są osobno na każdej sekcji i w każdym systemie szyn zbiorczych.
W celu ochrony transformatorów przed przepięciami odgromniki instaluje się pomiędzy
chronionym uzwojeniem transformatora a łącznikiem.
Można zrezygnować ze stosowania w stacji odgromników w następujących przypadkach:
− gdy stacja połączona jest z sąsiednimi stacjami tylko kablami, a do tych stacji nie

wchodzą linie napowietrzne,

− gdy stacja połączona jest z liniami napowietrznymi przez transformatory (transformator musi

być chroniony),

− gdy stacja połączona jest z liniami napowietrznymi lub z sąsiednimi stacjami za

pośrednictwem odcinków kablowych o długości powyżej 2 km.

Od bezpośrednich wyładowań atmosferycznych są chronione stacje, w których zainstalowano
transformatory o mocy większej niż 1,6 MVA.
Ochronę przed bezpośrednimi uderzeniami pioruna stanowią:
− zwody pionowe, czyli kilkumetrowe pręty stalowe zamocowane na konstrukcjach

wsporczych stacji lub na specjalnych masztach (w stacjach napowietrznych) – określa się
dla nich strefy chronione.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

a)

b)

Rys. 17. Strefy ochronne zwodów pionowych: a) pojedynczego, b) dwóch [4]
1 – rzut poziomy na wysokości h

1

, 2 – rzut poziomy na wysokości h

2,

3 – rzut poziomy na poziomie ziemi

− zwody poziome niskie (piorunochrony) umieszczane na obiektach budowlanych

(w stacjach wnętrzowych)

Ochrona przeciwporażeniowa w stacjach

Ochrona przeciwporażeniowa ma na celu niedopuszczenie do przepływu przez ciało

człowieka prądu rażeniowego lub ograniczenie czasu przepływu prądu przez szybkie
wyłączenie zasilania, by zapobiec powstaniu groźnych dla zdrowia i życia skutków.

W celu zabezpieczenia przed porażeniem stosuje się ochronę podstawową i ochronę dodatkową,

a w szczególnych przypadkach także uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej.

Zadaniem ochrony podstawowej (przed dotykiem bezpośrednim) jest niedopuszczenie do

dotknięcia przez człowieka przewodzących części obwodu elektrycznego. Do środków
ochrony podstawowej zalicza się :
− izolację roboczą metalowych części obwodów elektrycznych urządzeń,

− osłony gołych części znajdujących się pod napięciem,

− umieszczanie gołych części będących pod napięciem w trudno dostępnych miejscach,

− właściwe odstępy izolacyjne gołych szyn rozdzielni od jej metalowej obudowy,
− poręcze lub przegrody wykonane z materiałów nieprzewodzących utrudniających

niezamierzone dotknięcie gołych szyn.

W urządzeniach WN ochronę przeciwporażeniową dodatkową (przed dotykiem pośrednim)

wykonuje się przez zastosowanie uziemień ochronnych, polegających na uziemieniu części
przewodzących, nie należących do obwodu elektroenergetycznego, np. obudowy, pomosty,
konstrukcje stacji, konstrukcje i osłony rozdzielnic, rurociągi, słupy, ogrodzenia, bariery ochronne,
podstawy izolatorów itp.

W przypadkach technicznie uzasadnionych można łącznie z uziemieniem ochronnym

stosować uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej w postaci:
− izolacji stanowisk,

− powłok elektroizolacyjnych,
− wstawek izolacyjnych w elementach przewodzących,

− ogrodzeń.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

Uziemienia ochronne wykonuje się za pomocą uziomów i przewodów uziemiających.

Uziomy mogą być naturalne (rurociągi, przewodzące fundamenty, stalowe konstrukcje)
i sztuczne.
W stacjach stosuje się zazwyczaj uziomy kratowe, wykonane przeważnie z taśmy lub linki
stalowej ocynkowanej położonej na głębokości 80 cm.

Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej stwierdza się na podstawie

wyników pomiarów i obliczeń.

Uznaje się ją za skuteczną, gdy zostanie spełniony jeden z następujących warunków:

− przewidywane wartości napięć rażeniowych dotykowych nie przekroczą największych

dopuszczalnych wartości,

− przewidywane wartości napięć dotykowych między przedmiotami metalowymi a ziemią nie

przekroczą największych dopuszczalnych wartości napięć rażeniowych,

− przewidywana wartość napięcia uziomowego nie przekroczy:

• 3-krotnej wartości dopuszczalnego napięcia rażeniowego, jeżeli do uziomu są

przyłączone urządzenia wchodzące w skład sieci elektroenergetycznej z bezpośrednio
uziemionym punktem neutralnym,

• 1,5-krotnej wartości dopuszczalnego napięcia rażeniowego, jeżeli do uziomu są

przyłączone tylko urządzenia wchodzące w skład sieci elektroenergetycznej
z kompensacją prądu zwarcia doziemnego oraz sieci z punktem neutralnym
izolowanym.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania przebiegu
ćwiczeń i ich wykonania.
1. Jakie są rodzaje zwarć?
2. Jakie znasz przyczyny zwarć?
3. Jakie są skutki zwarć?
4. Jakie środki przeciwzwarciowe stosuje się, by zapobiec powstaniu zwarć?
5. Dlaczego dławik zwarciowy jest cewką bez rdzenia ferromagnetycznego?
6. Jakie zadania pełni dławik zwarciowy?
7. Jakie są kryteria doboru dławików zwarciowych?
8. Jakie środki ochrony przepięciowej stosuje się w stacjach elektroenergetycznych?
9. W jaki sposób zapewnia się w stacjach przeciwporażeniową ochronę dodatkową?
10. Co to są uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy pracy tych środków ochrony przepięciowej, które udało Ci się

zaobserwować w czasie wycieczki dydaktycznej do stacji elektroenergetycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wypisać na kartce wszystkie znane Ci środki ochrony przepięciowej,
2) porównać te zapisy z treścią notatki sporządzonej w czasie wycieczki,
3) wskazać te środki ochrony, które rozpoznałeś w zwiedzanej stacji,
4) omówić krótko ich działanie,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

5) skonfrontować swoje notatki z notatkami kolegów, uzupełnić ewentualnie swoje zapiski,
6) wziąć udział w dyskusji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− funkcjonująca stacja elektroenergetyczna,

− arkusz obserwacji.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy pracy stacji elektroenergetycznej z uwzględnieniem ochrony zwarciowej,

przepięciowej i przeciwporażeniowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wskazać na makiecie główne elementy stacji elektroenergetycznej,
2) wskazać środki ochrony przepięciowej i krótko je scharakteryzować,
3) zaznaczyć strefy ochronne zwodów zidentyfikowanych na makiecie,
4) wskazać możliwą lokalizację środków ochrony zwarciowej i przeciwporażeniowej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− makieta przedstawiająca stację napowietrzną.

Ćwiczenie 3

Dobierz dławik zwarciowy do pracy w sieci 15 kV, jeżeli wiadomo, że maksymalny prąd,

jaki popłynie przez dławik będzie wynosił 200 A, a moc zwarciową chcemy ograniczyć od
wartości 200 MVA do wartości 150 MVA.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wypisać na kartce dane wynikające z treści zadania,
2) wypisać w punktach kryteria doboru dławików,
3) wyznaczyć kolejno napięcie znamionowe dławika, prąd znamionowy i obliczyć

(zwracając uwagę na jednostki) reaktancję procentową,

4) dobrać na podstawie danych z katalogu wymagane wartości znamionowe.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− katalogi urządzeń WN,

− kartka,
− długopis,

− kalkulator.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

4.2.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:
1) wskazać przyczyny zwarć?

2) podać skutki zwarć?

3) wymienić środki przeciwzwarciowe?

4) wyjaśnić, dlaczego dławik zwarciowy nie ma rdzenia?

5) podać jaką rolę pełni dławik zwarciowy?

6) wymienić środki ochrony przepięciowej stosowane w stacjach?

7) dobrać dławik zwarciowy?

8) wymienić uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej?

4.3. Zasady eksploatacji stacji elektroenergetycznych

4.3.1. Materiał nauczania

Eksploatacja stacji elektroenergetycznych

Wszelkie przełączenia i manipulacje ruchowe w stacjach elektroenergetycznych powinny być

wykonywane rozważnie, w sposób celowy i bezpieczny. Błędy i uchybienia mogą być groźne
w skutkach, mogą zagrażać bezpieczeństwu, mogą spowodować uszkodzenie urządzeń
i długotrwałe przerwy w zasilaniu. Aby takim zdarzeniom zapobiec, w eksploatacji powinno się
przestrzegać dwóch zasad:
− na terenie stacji mogą przebywać samodzielnie jedynie osoby upoważnione do jej obsługi,

− należy wykonywać tylko manipulacje ruchowe przewidziane w szczegółowej instrukcji

stanowiskowej lub nakazane przez osoby sprawujące kierownictwo lub dozór nad
eksploatacją urządzeń.

Upoważnieni pracownicy większość czynności łączeniowych mogą wykonywać

jednoosobowo. Dwuosobowo powinny być wykonywane czynności łączeniowe związane ze
szczególnym zagrożeniem, np. wymagające zbliżenia się na niebezpieczną odległość do nie
osłoniętych części znajdujących się pod napięciem.

Prace na czynnych urządzeniach energetycznych mogą być wykonywane na polecenie

pisemne, ustne lub bez polecenia.

Na podstawie polecenia pisemnego można wykonywać prace w warunkach szczególnego

zagrożenia dla życia i zdrowia ludzkiego, przy zastosowaniu odpowiednich środków
zabezpieczających zdrowie i życie.

Bez poleceń dozwolone jest wykonywanie:
− czynności związanych z ratowaniem zdrowia i życia ludzkiego,

− zabezpieczenia urządzeń i instalacji przed zniszczeniem,

− prac eksploatacyjnych określonych w instrukcjach przez uprawnione i upoważnione osoby.

Obowiązkiem osoby dopuszczającej pracownika do pracy jest:
− przygotowanie miejsca pracy,
− dopuszczenie do wykonania pracy,

− sprawdzenie wykonanej pracy,

− zlikwidowanie miejsca pracy po jej zakończeniu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

Dokumentacja techniczna urządzeń

Dokumentacja techniczna obejmuje:
− założenia techniczno-ekonomiczne,

− projekt techniczny.
Założenia techniczno-ekonomiczne są dokumentem decyzyjno-projektowym i powinny
zawierać:
− cel i charakterystykę techniczną układu napędowego,

− zestawienie podstawowego wyposażenia,

− analizę wariantowych rozwiązań,
− harmonogram realizacji,

− wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwporażeniowej, ochrony

przeciwpożarowej, ochrony środowiska itp.

− określenie projektowanej wielkości kosztów i wskaźników techniczno-ekonomicznych,
− opisy wymaganych przepisami urządzeń bądź pozwoleń na realizację układu.
Projekt techniczny powinien zawierać:
− opis techniczny,

− niezbędne obliczenia techniczne,
− rysunki konstrukcyjne, montażowe i schematy.

Sprzęt ochronny

Sprzęt ochronny obejmuje wszelkie przenośne przyrządy i urządzenia chroniące osoby

pracujące przy urządzeniach elektrycznych lub w pobliżu tych urządzeń przed porażeniem
prądem elektrycznym, szkodliwym działaniem łuku lub urazami mechanicznymi.
Sprzęt ochronny dzieli się na 4 grupy:

−

sprzęt izolujący,

−

sprzęt chroniący przed pojawieniem się napięcia,

−

sprzęt zabezpieczający przed działaniem łuku elektrycznego i obrażeniami mechanicznymi,

−

sprzęt pomocniczy.

Sprzęt izolujący dzieli się na:

− zasadniczy: drążki i kleszcze izolacyjne, wskaźniki napięcia, rękawice dielektryczne, izolacyjne

narzędzia monterskie,

− dodatkowy: kalosze izolacyjne, dywaniki i chodniki gumowe, pomosty izolacyjne,

półbuty dielektryczne.

Jako sprzęt chroniący przed pojawieniem się napięcia służą urządzenia przenośne do

uziemienia i zwierania (uziemiacze przenośne i zarzutki).

Jako sprzęt izolacyjny wskazujący obecność napięcia stosowane są wskaźniki napięcia do

750 V, wskaźniki wysokiego napięcia, amperomierze cęgowe oraz uzgadniacze faz.

Do sprzętu zabezpieczającego zalicza się: słupołazy, szelki bezpieczeństwa, okulary

ochronne, maski przeciwgazowe, pasy bezpieczeństwa.

Sprzęt pomocniczy stanowią: ogrodzenia, barierki i liny, płyty izolacyjne, siatki ochronne

oraz tablice ostrzegawcze.

Sprzęt ochronny, niezależnie od przeglądów sprzętu, poprzedzających każdorazowe

użycie, powinien być poddawany okresowym próbom napięciowym.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania przebiegu
ćwiczeń i ich wykonania.
1. Jakie czynności można wykonywać w stacjach bez poleceń?
2. Z czego składa się dokumentacja techniczna?
3. Jakie elementy zawiera projekt techniczny?
4. Jak się dzieli sprzęt ochronny?
5. Co wchodzi w skład sprzętu izolującego?
6. Co zalicza się do sprzętu zabezpieczającego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Znajdź w Internecie różne akty prawne, ustawy bądź rozporządzenia właściwych ministrów

dotyczące zasad eksploatacji urządzeń elektrycznych i energetycznych, bezpieczeństwa i higieny
pracy przy urządzeniach elektrycznych, organizacji pracy przy urządzeniach energetycznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wykonać samodzielnie pracę,
2) zapisać na pulpicie odnalezione materiały,
3) zaprezentować na forum klasy efekty swoich poszukiwań.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Wyobraź sobie, że jesteś pracownikiem stacji elektroenergetycznej. Otrzymałeś polecenie

dokonania naprawy urządzenia o wysokości 2,5 m. Jednocześnie zalecono Ci zachować szczególną
ostrożność, ponieważ będziesz wykonywał pracę w pobliżu urządzeń będących pod napięciem.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zastanowić się, jakie zagrożenia związane są z Twoim zadaniem,
2) ustalić, jaki sprzęt będzie Ci potrzebny,
3) zastanowić się, czy powinieneś wykonać to zadanie bez asekuracji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− Kodeks Pracy,

− wybrane elementy sprzętu ochronnego.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

4.3.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz

:

1) wymienić czynności niewymagające wydania polecenia?

2) wymienić elementy projektu technicznego?

3) wymienić części składowe dokumentacji technicznej?

4) podać, jak się dzieli sprzęt

ochronny?

5) podać, co wchodzi w skład sprzętu izolacyjnego?

6) podać, co zalicza się do sprzętu zabezpieczającego?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

Test I

Instrukcja dla ucznia.

1. Przeczytaj dokładnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Odpowiedzi udzielaj wyłącznie na karcie odpowiedzi.
4. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
5. Test zawiera 10 pytań.
6. Do każdego pytania podane są cztery odpowiedzi, z których tylko jedna jest prawidłowa.
7. Zaznacz prawidłową odpowiedź zaczerniając właściwe pole w karcie odpowiedzi.
8. W przypadku pomyłki zaznacz błędną odpowiedź kółkiem, a następnie zaczernij pole

z odpowiedzią prawidłową.

9. Za każde poprawne rozwiązanie zadania otrzymujesz jeden punkt.
10. Za udzielenie błędnej odpowiedzi, jej brak lub zakreślenie więcej niż jednej odpowiedzi –

otrzymujesz zero punktów.

11. Uważnie czytaj treść zadań i proponowane warianty odpowiedzi.
12. Nie odpowiadaj bez zastanowienia; jeśli któreś z pytań sprawi Ci trudność – przejdź do

następnego. Do pytań, na które nie udzieliłeś odpowiedzi, możesz wrócić później.

13. Pamiętaj, że odpowiedzi masz udzielać samodzielnie.
14. Na rozwiązanie testu masz 25 minut.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Do stworzenia widocznej przerwy w obwodzie służy:

a) wyłącznik,
b) odłącznik,
c) rozłącznik,
d) dławik.

2. Stacje napowietrzne stosuje się przy napięciu:

a)

U ≥ 110 kV,

b)

U < 110 kV,

c)

U < 30 kV,

d)

U ≤ 15 kV.

3. Najczęściej stosuje się wyłączniki:

a) olejowe,
b) ekspansyjne,
c) pneumatyczne,
d) samogazujące.

4. Sprzęgło podłużne stosuje się do:

a) łączenia systemów do pracy równoległej,
b) przenoszenia obciążenia z jednego systemu na drugi,
c) łączenia sekcji,
d) uruchamiania silników.

5. W podwójnym systemie szyn zbiorczych o trzech sekcjach występują:

a) 2 sprzęgła sekcyjne i 1 systemowe,
b) 2 sprzęgła sekcyjne i 3 systemowe,
c) 3 sprzęgła sekcyjne i 1 systemowe,
d) 4 sprzęgła sekcyjne i 2 systemowe.

6. Prądem stałym w stacji zasila się:

a) napędy silnikowe łączników,
b) układy automatyki,
c) prostowniki,
d) sprężarki.

7. Do utrzymania napięcia na szynach w stacji służą:

a) dławiki gaszące,
b) wyłączniki,
c) dławiki zwarciowe,
d) odgromniki.

8. Do środków ochrony przepięciowej nie należą:

a) iskierniki,
b) zwody,
c) odgromniki,
d) bezpieczniki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

9. W celu uniknięcia błędnych manipulacji łączeniowych w obwodzie stosuje się:

a) ochronniki,
b) blokady,
c) zwody,
d) dławiki.

10. Intensywność gaszenia łuku nie zależy od prądu łuku w wyłącznikach:

a) ekspansyjnych,
b) olejowych,
c) samogazujących,
d) pneumatycznych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko …..................................................................................................

Eksploatacja stacji elektroenergetycznych

Zaznacz poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź Punkty

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

Razem:

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

6. LITERATURA

1. Bartodziej G., Kałuża E.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP ,Warszawa 2000
2. Grad J.: Aparaty i urządzenia elektryczne. Ćwiczenia. WSiP, Warszawa 1996
3. Jabłoński W.: Zapobieganie porażeniom elektrycznym w urządzeniach elektroenergetycznych

wysokich napięć. WNT, Warszawa 1992

4. Kotlarski W., Grad J.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 1999
5. Kotlarski W.: Sieci elektryczne. WSiP, Warszawa 1994
6. Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 2001
7. Poradnik montera elektryka. Praca zbiorowa. WNT, Warszawa 1997
8. Przepisy budowy urządzeń elektroenergetycznych. Wydawnictwa Przemysłowe WEMA,

Warszawa 1997

9. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 17.09.1999 r. w sprawie bezpieczeństwa

i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych (Dz.U. Nr 80, poz.91).