„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI
Eleonora Muszyńska
Charakteryzowanie procesów przesyłania i rozdzielania
energii elektrycznej 311[08].O3.03
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inż. Maria Pierzchała
mgr Jerzy Chiciński
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska
Konsultacja:
dr Bożena Zając
Korekta:
mgr inż. Jarosław Sitek
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[08].O3.03
„Charakteryzowanie procesów przesyłania i rozdzielania energii elektrycznej” zawartego
w modułowym programie nauczania dla zawodu technik elektryk 311[08].
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie
4
2. Wymagania wstępne
5
3. Cele kształcenia
6
4. Materiał nauczania
7
4.1. Rodzaje sieci elektroenergetycznych i ich przeznaczenie
7
4.1.1. Materiał nauczania
4.1.2. Pytania sprawdzające
4.1.3. Ćwiczenia
4.1.4. Sprawdzian postępów
7
8
9
10
4.2. Linie napowietrzne – rodzaje i części składowe
11
4.2.1. Materiał nauczania
4.2.2. Pytania sprawdzające
4.2.3. Ćwiczenia
4.2.4. Sprawdzian postępów
11
12
13
14
4.3. Przewody, izolatory, konstrukcje wsporcze i osprzęt
14
4.3.1. Materiał nauczania
4.3.2. Pytania sprawdzające
4.3.3. Ćwiczenia
4.3.4. Sprawdzian postępów
14
16
17
18
4.4. Kable elektroenergetyczne i typowy osprzęt kablowy
19
4.4.1. Materiał nauczania
4.4.2. Pytania sprawdzające
4.4.3. Ćwiczenia
4.4.4. Sprawdzian postępów
19
20
20
21
4.5. Linie kablowe – sposoby układania kabli
22
4.5.1. Materiał nauczania
4.5.2. Pytania sprawdzające
4.5.3. Ćwiczenia
4.5.4. Sprawdzian postępów
22
23
24
25
4.6. Stacje elektroenergetyczne – rodzaje i podstawowe układy połączeń
25
4.6.1. Materiał nauczania
4.6.2. Pytania sprawdzające
4.6.3. Ćwiczenia
4.6.4. Sprawdzian postępów
25
27
27
28
4.7. Elementy obwodów głównych: transformatory energetyczne, szyny
zbiorcze, wyłączniki, odłączniki, przekładniki i dławiki zwarciowe
28
4.7.1. Materiał nauczania
4.7.2. Pytania sprawdzające
4.7.3. Ćwiczenia
4.7.4. Sprawdzian postępów
28
31
31
32
4.8. Typowe rozwiązania konstrukcyjne stacji
33
4.8.1. Materiał nauczania
4.8.2. Pytania sprawdzające
4.8.3. Ćwiczenia
4.8.4. Sprawdzian postępów
33
34
34
34
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
4.9. Ochrona przepięciowa i zwarciowa stacji elektroenergetycznych
35
4.9.1. Materiał nauczania
4.9.2. Pytania sprawdzające
4.9.3. Ćwiczenia
4.9.4. Sprawdzian postępów
35
37
37
38
4.10. Obwody pomocnicze stacji – rodzaje i przeznaczenie
39
4.10.1. Materiał nauczania
4.10.2. Pytania sprawdzające
4.10.3. Ćwiczenia
4.10.4. Sprawdzian postępów
39
40
41
42
5. Sprawdzian osiągnięć
43
6. Literatura
48
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
1. WPROWADZENIE
Poradnik, który masz przed sobą, będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu
charakteryzowania procesów przesyłania i rozdzielania energii elektrycznej.
Wiadomości i umiejętności z tej dziedziny zostały określone w jednostce modułowej
311[08].O3.03 „Charakteryzowanie procesów przesyłania i rozdzielania energii elektrycznej”.
Jest to jednostka modułowa zawarta w module „Gospodarowanie energią elektryczną”.
W poradniku zamieszczono:
− szczegółowe cele kształcenia,
− materiał nauczania dotyczący poszczególnych tematów,
− pytania sprawdzające,
− ćwiczenia,
− sprawdziany postępów,
− przykładowy zestaw zadań testowych przygotowany na potrzeby sprawdzenia
efektywności kształcenia.
Jednostka modułowa „Charakteryzowanie procesów przesyłania i rozdzielania energii
elektrycznej” została podzielona na 10 tematów. Każdy z nich zawiera ćwiczenia i materiał
nauczania niezbędny do ich wykonania.
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczeń odpowiedz na pytania sprawdzające (są one
zamieszczone w każdym rozdziale po materiale nauczania). Udzielone odpowiedzi pozwolą
Ci sprawdzić, czy jesteś dobrze przygotowany do wykonania zadań.
Po zrealizowaniu każdego tematu możesz sprawdzić swoje osiągnięcia w tym zakresie.
W tym celu odpowiedz sobie na specjalnie przygotowane pytania w sprawdzianie postępów.
Treść programu jednostki modułowej zawiera podstawowe zagadnienia związane
z budową i funkcjonowaniem linii oraz stacji elektroenergetycznych. W wyniku realizacji
programu powinieneś opanować umiejętności:
− rozróżniania podstawowych pojęć z zakresu sieci elektroenergetycznych,
− klasyfikowania i rozpoznawania rodzajów linii i stacji elektroenergetycznych,
− rozpoznawania i charakteryzowania elementów linii oraz urządzeń rozdzielczych,
− czytania prostych schematów linii i stacji.
Po zakończeniu realizacji programu tej jednostki modułowej nauczyciel sprawdzi Twoje
wiadomości i umiejętności za pomocą testu pisemnego. Abyś miał możliwość dokonania
ewaluacji swoich działań, rozwiąż przykładowy test sumujący zamieszczony na końcu
poniższego poradnika.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej 311[08].O3.03
„Charakteryzowanie procesów przesyłania i rozdzielania energii elektrycznej” powinieneś
umieć:
− rozróżniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki,
− stosować ważniejsze wzory z zakresu elektrotechniki,
− charakteryzować zjawiska zachodzące w polu elektrycznym i magnetycznym,
− rozróżniać materiały stosowane w elektrotechnice,
− odczytywać proste schematy i na ich podstawie dokonywać analizy,
− korzystać z literatury technicznej, podręczników, norm, katalogów oraz przepisów
budowy i eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych,
− wykorzystywać technologię komputerową i informacyjną,
− pracować w grupie i indywidualnie,
− analizować i wyciągać wnioski,
− oceniać swoje umiejętności,
− uczestniczyć w dyskusji,
− przygotowywać prezentację,
− prezentować siebie i grupę, w której pracujesz,
− stosować różne sposoby przekazywania przygotowanych informacji,
− przestrzegać przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
i ochrony środowiska.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− sklasyfikować sieci elektroenergetyczne,
− odczytać proste schematy sieci elektroenergetycznych,
− sklasyfikować linie elektroenergetyczne,
− rozpoznać części składowe linii elektroenergetycznej na schemacie, modelu oraz
w terenie,
− rozpoznać przewody i kable stosowane w liniach elektroenergetycznych po ich wyglądzie
i oznaczeniu literowo-cyfrowym,
− rozróżnić podstawowe rodzaje słupów i izolatorów na rysunkach i w terenie,
− rozróżnić i scharakteryzować osprzęt do budowy linii napowietrznych i kablowych,
− rozróżnić podstawowe rodzaje stacji elektroenergetycznych,
− rozpoznać elementy obwodów głównych stacji elektroenergetycznej na schemacie
i wskazać ich przeznaczenie,
− scharakteryzować proste rozwiązania konstrukcyjne stacji elektroenergetycznych,
− scharakteryzować typowe wysokonapięciowe urządzenia rozdzielcze,
− scharakteryzować ochronę przepięciową i zwarciową stacji elektroenergetycznych,
− wyjaśnić funkcje obwodów pomocniczych w stacjach,
− skorzystać z literatury technicznej, norm, katalogów oraz przepisów budowy i eksploatacji
urządzeń elektroenergetycznych.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4.
MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Rodzaje sieci elektroenergetycznych i ich przeznaczenie
4.1.1. Materiał nauczania
System elektroenergetyczny (SEE) tworzy zespół wzajemnie powiązanych sieci
elektroenergetycznych najwyższych napięć (NN), wysokich napięć (WN), średnich napięć
(SN) i niskich napięć (nn) wraz ze stacjami elektroenergetycznymi i elektrowniami. Zbiór
tych urządzeń przeznaczony jest do wytwarzania, przesyłu i rozdziału energii elektrycznej,
jest połączony ze sobą funkcjonalnie w celu realizacji procesu ciągłej dostawy energii
elektrycznej odbiorcom.
Rys. 1. Schemat ideowy fragmentu SEE [1, 9]
Sieć elektroenergetyczna jest ważnym podzbiorem systemu. Jest to zespół linii
napowietrznych i kablowych oraz stacji elektroenergetycznych, połączonych w układy,
zapewniających przesył i transformację energii elektrycznej zużywanej u odbiorców
komunalno-bytowych i przemysłowych.
Ze względu na pełnione funkcje rozróżnia się dwa rodzaje sieci elektroenergetycznych:
1) sieci przesyłowe,
2) sieci rozdzielcze.
Sieci przesyłowe – służą do przesyłania energii elektrycznej na większe odległości,
a więc w skali międzynarodowej, krajowej lub okręgowej. Ich elementami są linie i stacje
łączące duże centra wytwarzania energii elektrycznej z centrami zapotrzebowania na tę
energię (są to obecnie sieci o napięciach znamionowych: 220 kV, 400 kV, 750 kV, a czasami
nawet 1000 kV).
G
~
G
~
elektrownia I
elektrownia II
linia 400 kV
220 kV
110 kV
15 kV
110 kV
6 kV
6 kV
odbiorniki
wysokiego
napięcia
400/230 V
odbiorniki niskiego napięcia
220 kV
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Sieci rozdzielcze – rozdzielają i doprowadzają energię elektryczną do odbiorców
finalnych (przemysł, odbiorcy indywidualni). Są to sieci 110 kV, średnich napięć i niskich
napięć. Sieci rozdzielcze mieszczące się wewnątrz pomieszczeń noszą nazwę instalacji
(w praktyce są to sieci do 1 kV).
Wartości napięć stosowanych w sieciach elektroenergetycznych są znormalizowane.
Wyróżniamy następujące poziomy napięć znamionowych prądu przemiennego
o częstotliwości 50 Hz:
a) do 1 kV jednofazowe: 6, 12, 24, 48, 60, 110, 230, 400 V,
b) do 1 kV trójfazowe: 230/400 V, 400/690 V, 1000 V,
c) powyżej 1 kV: 3, 6, 10, 15, 20, 30, 110, 220, 400, 750, 1000 kV.
Sieci elektroenergetyczne mogą pracować z punktem neutralnym uziemionym lub
izolowanym względem ziemi. Linie najwyższych napięć i większość linii niskiego napięcia
pracują z punktem neutralnym uziemionym. Taki układ sieci pozwala na szybkie zadziałanie
zabezpieczeń w razie zwarcia doziemnego.
Sieci średnich napięć pracują z punktem neutralnym izolowanym względem ziemi lub
z punktem neutralnym uziemionym przez odpowiednią impedancję.
Podstawowe układy sieci elektroenergetycznych można podzielić na:
a) otwarte, w których energia dopływa do odbiornika z jednej strony,
b) zamknięte, w których energia może dopływać do odbiornika z dwóch lub więcej stron.
Sieci zamknięte zapewniają lepszą pewność zasilania odbiorników oraz mniejsze spadki
napięcia.
Oprócz sieci przesyłowych prądu przemiennego coraz częściej eksploatowane są układy
przesyłowe prądu stałego oraz stacje przekształtnikowe.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Jakie są podstawowe zadania sieci elektroenergetycznej?
2) Jakie urządzenia wchodzą w skład sieci elektroenergetycznych?
3) Jakie podstawowe zadania realizują sieci przesyłowe?
4) Jakie podstawowe zadania realizują sieci rozdzielcze?
5) Dlaczego podając wartość napięcia znamionowego niekiedy podaje się dwie wartości (na
przykład 230/400 V), a czasami jedną (na przykład 1000 V)?
6) Jakie poziomy napięć znamionowych prądu przemiennego 50 Hz przewiduje Polska
Norma?
7) Jaką sieć nazywamy siecią otwartą?
8) Jaką sieć nazywamy siecią zamkniętą?
9) Co to znaczy, że sieć pracuje z uziemionym punktem neutralnym?
10) Jakie sieci pracują z izolowanym punktem neutralnym i jaki ma to wpływ na pracę tych
sieci?
11) W jaki sposób uziemienie punktu neutralnego wpływa na pracę sieci?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj schematy sieci elektroenergetycznych:
− z punktem neutralnym uziemionym,
− z punktem neutralnym izolowanym względem ziemi,
− z punktem neutralnym uziemionym przez impedancję Z.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyjaśnić co to jest punkt neutralny, jaka jest jego rola i na czym polega jego uziemienie,
2) narysować zadane układy sieci elektroenergetycznych,
3) podać definicje i właściwości narysowanych sieci.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń,
− przybory do pisania i rysowania.
Ćwiczenie 2
Scharakteryzuj przedstawione na rysunkach przykłady sieci elektroenergetycznych.
Wyjaśnij, które sieci zaliczamy do otwartych, a które do zamkniętych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyjaśnić, które sieci zaliczamy do otwartych, a które do zamkniętych,
2) odpowiedź uzasadnić.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń, długopis.
Ćwiczenie 3
Scharakteryzuj krajowy system sieci elektroenergetycznych najwyższych napięć.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować kontur mapy Polski,
2) zaznaczyć, z pomocą nauczyciela, najważniejsze centra wytwarzania energii,
3) zaznaczyć sieci 400 kV i 750 kV,
4) zaprezentować wyniki pracy, wyciągając wnioski dotyczące sposobu pracy sieci.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
Wyposażenie stanowiska pracy:
− kontur mapy Polski,
− przybory kreślarskie.
Uwaga: Ćwiczenie można wykonać pod kierunkiem nauczyciela bądź też w formie projektu
dotyczącego schematu całej krajowej sieci (nie tylko 400 kV).
W przypadku pracy projektowej, aby wykonać ćwiczenie powinieneś sam
wyszukiwać informacje w różnych źródłach.
Ćwiczenie 4
Korzystając z przepisów prawa energetycznego wyszukaj informacje na temat
prowadzenia ruchu sieciowego i eksploatacji sieci.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wymienić zadania operatora sieci przesyłowej,
2) wyjaśnić, na podstawie jakiego dokumentu prowadzona jest eksploatacja sieci i ruch
sieciowy (jakie informacje zawarte są w tym dokumencie?).
Wyposażenie stanowiska pracy:
− Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 20 grudnia 2004 r. w sprawie
szczegółowych warunków przyłączenia podmiotów do sieci elektroenergetycznej, ruchu
i eksploatacji tych sieci (Dz. U. Z 2005 r. Nr 2, poz. 6).
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) zdefiniować pojęcie sieci elektroenergetycznej?
2) wymienić urządzenia, które wchodzą w skład sieci?
3) dokonać podziału sieci w zależności od napięcia znamionowego?
4) dokonać podziału sieci w zależności od pełnionej funkcji?
5) narysować schemat sieci z uziemionym punktem neutralnym?
6) narysować schemat sieci otwartej?
7) podać definicję sieci zamkniętych?
8) narysować schemat sieci z punktem neutralnym uziemionym przez
impedancję?
9) odczytać proste schematy sieci elektroenergetycznych?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
4.2. Linie napowietrzne – rodzaje i części składowe
4.2.1. Materiał nauczania
Elektroenergetyczne linie napowietrzne składają się z konstrukcji wsporczych,
przewodów, izolatorów, osprzętu oraz zainstalowanych łączników, zabezpieczeń, ochrony
odgromowej i przeciwporażeniowej. Łączą one źródła wytwarzania lub przetwarzania energii
elektrycznej z centrami jej odbioru. Prowadzone przez rozległe tereny są narażone na
działanie różnorodnych czynników klimatycznych, topograficznych i środowiskowych.
Napięcie znamionowe linii jest to wartość skuteczna napięcia międzyprzewodowego, na
które linia jest zbudowana.
Pod względem funkcji, jaką spełniają, rozróżniamy:
− linie przesyłowe, których zadaniem jest wyprowadzenie energii z elektrowni, przesyłanie
energii na większe odległości, wymiana energii między systemami, zasilanie dużych
zgrupowań odbiorców,
− linie rozdzielcze wysokich napięć, których zadaniem jest przesyłanie energii z głównych
punktów zasilania do sieci średniego napięcia,
− linie rozdzielcze średnich napięć, których zadaniem jest przesyłanie energii w sieci
rozdzielczej średniego napięcia i zasilanie większych odbiorców lub odbiorników,
− linie rozdzielcze niskich napięć, które odpowiedzialne są za zasilanie energią
poszczególnych odbiorców i odbiorników.
Część linii napowietrznej zawarta między sąsiednimi konstrukcjami wsporczymi nazywa
się przęsłem.
Rys. 2. Widok przykładowego przęsła z najważniejszymi parametrami geometrycznymi [6]
A, B – punkty zawieszenia przewodu,
f – pionowa odległość między przewodem a prostą łączącą punkty zawieszenia przewodu w środku rozpiętości
przęsła,
h
A
– wysokość zawieszenia przewodu na konstrukcji wsporczej A,
h
B
– wysokość zawieszenia przewodu na konstrukcji wsporczej B,
b – spad przęsła,
a – rozpiętość przęsła – pozioma odległość między osiami sąsiednich konstrukcji wsporczych.
Kilka kolejnych przęseł tworzy sekcję odciągową. Na końcach sekcji odciągowej mocuje
się przewody do słupów w taki sposób, aby przyjmowały siłę naciągu przewodów.
Zawieszenie przelotowe przewodu – zawieszenie przewodu na izolatorze liniowym
stojącym lub łańcuchu izolatorów wiszących, w przypadku gdy siły naciągu przewodu są
f
A
B
b
h
A
a/2 a/2
a
h
B
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
z obu stron jednakowe lub, gdy różnica naciągu jest nieznaczna, na przykład na skutek
nierównych rozpiętości przęseł z obu stron słupa.
Zawieszenie odciągowe przewodu – zawieszenie przewodu na izolatorze liniowym
stojącym lub łańcuchu izolatorowym w przypadku przenoszenia naciągu.
Skrzyżowanie występuje wtedy, gdy pokrywają się lub przecinają jakiekolwiek części
rzutów poziomych dwóch lub kilku linii elektrycznych albo linii elektrycznej i drogi
komunikacyjnej, budynku czy budowli.
Zbliżenie występuje wtedy, gdy odległość rzutu poziomego linii elektrycznej od rzutu
poziomego innej linii, szyny kolejowej, wody, budynku jest mniejsza niż połowa wysokości
zawieszenia najwyżej położonego nieuziemionego przewodu zbliżającej się linii.
Elektroenergetyczną linię napowietrzną na skrzyżowaniach i zbliżeniach z budynkami
należy tak prowadzić, aby jej zakładanie, istnienie i utrzymanie linii nie powodowało
przeszkód ani trudności w jej użytkowaniu. Zaleca się, aby:
− przęsło linii znajdujące się nad budynkiem było jak najkrótsze,
− nie prowadzić przewodów elektrycznych nad kominami i budynkami krytymi materiałami
łatwopalnymi,
− nie krzyżować i nie zbliżać do budynków linii o napięciu 110 kV i wyższym,
− nie stawiać słupów linii o napięciu wyższym niż 1 kV w strefach zbliżeń z obiektami.
Zabrania się krzyżować budynki mieszkalne i przemysłowe, w których stale przebywają
ludzie, liniami o napięciu 220 kV i wyższym.
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co nazywamy elektroenergetyczną linią napowietrzną?
2) Jak rozumiesz napięcie znamionowe linii?
3) Jaki istnieje podział linii napowietrznych pod względem wartości napięcia
znamionowego?
4) Jaki istnieje podział linii pod względem funkcji, jaką spełniają?
5) Co to jest przęsło i sekcja odciągowa?
6) Co to jest zwis w liniach napowietrznych?
7) W jakich warunkach występuje największy zwis normalny przewodu?
8) Od czego zależy wielkość zwisu przewodu linii napowietrznej?
9) Co to jest sadź i w jakich warunkach występuje największe naprężenie normalne
w przewodzie?
10) Jakie przyjmuje się orientacyjne rozpiętości przęsła w liniach NN, SN, WN?
11) W ile przewodów roboczych wyposażona jest linia niskiego napięcia, a w ile wysokiego
napięcia?
12) Jaka jest wymagana najmniejsza odległość pionowa od budynku do przewodów linii
o napięciu do 1 kV?
13) Jakimi zasadami należy się kierować przy wyborze trasy linii napowietrznej?
14) Jakie elementy linii podlegają uziemieniu ochronnemu?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Korzystając z normy „Elektroenergetyczne linie napowietrzne” wyszukaj informacje na
temat:
1) Jak warunki klimatyczne wpływają na projektowanie linii?
2) Jakie jest oddziaływanie linii napowietrznych?
3) Jakie są najmniejsze dopuszczalne odległości między przewodami?
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z układem normy (5 minut),
2) wyszukać informacje na dany temat (~15 minut),
3) zaprezentować krótko opracowany materiał, zwracając uwagę na poprawność wypowiedzi
(5 minut).
Wyposażenie stanowiska pracy:
− Polska Norma „Elektroenergetyczne linie napowietrzne”,
− kartka i długopis.
Ćwiczenie 2
Przedstaw różne sposoby rozmieszczania przewodów w liniach napowietrznych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się ze sposobami rozmieszczania przewodów,
2) wyjaśnić pojęcia: układ płaski, układ trójkątny, układ jedno- i dwutorowy,
3) sporządzić notatkę i zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− podręczniki, katalogi, normy.
Ćwiczenie 3
Korzystając z informacji zawartych w podręczniku lub innych źródłach, przygotuj
prezentację na temat: „Co to jest naprężenie przewodu, w jakich wyraża się jednostkach, od
czego zależy i w jakich warunkach występuje największe naprężenie w przewodzie?”
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pracować w grupach dwuosobowych (lub pojedynczo w domu),
2) wyszukać w różnych źródłach wiadomości na temat naprężenia,
3) zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− podręczniki, katalogi, normy.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wyjaśnić, co to jest elektroenergetyczna linia napowietrzna?
2) wyjaśnić pojęcie napięcia znamionowego linii?
3) podzielić linie pod względem pełnionej funkcji?
4) podać definicję przęsła?
5) podać definicję sekcji odciągowej?
6) omówić sposoby rozmieszczania przewodów w liniach?
7) wyjaśnić pojęcie zwisu?
8) wyjaśnić, co to jest skrzyżowanie?
9) wyjaśnić, co to jest zbliżenie?
10) wyjaśnić, jakie zawieszenie nazywamy przelotowym?
11) wyjaśnić pojęcie obostrzenia?
12) podać zasady prowadzenia linii napowietrznych?
13) rozpoznać części składowe linii na schemacie i modelu?
14) rozpoznać części składowe linii w terenie?
4.3. Przewody, izolatory, konstrukcje wsporcze, osprzęt
4.3.1. Materiał nauczania
Przewody
Materiały, z których wykonuje się przewody linii napowietrznych powinny mieć
odpowiednie właściwości – dużą konduktywność, odporność na działania atmosferyczne
i chemiczne, odporność na drgania, dużą wytrzymałość mechaniczną.
Obecnie w liniach przesyłowych stosuje się prawie wyłącznie gołe przewody stalowo-
aluminiowe. Są to linki (przewody wielodrutowe), w których rdzeń stalowy przenosi
obciążenia mechaniczne, a prąd przewodzony jest głównie przez oplot aluminiowy.
Linki skręcane są w zależności od przekroju z 7, 19, 37, 61 drutów. Druty
w poszczególnych warstwach są skręcone spiralnie z dość dużym skokiem. Skręty spirali
w sąsiadujących warstwach są przeciwne. Linki takie oznacza się symbolem AFL, następnie
podaje się dwie liczby. Pierwsza określa stosunek przekrojów znamionowych części
aluminiowej i stalowej, druga przekrój znamionowy linki w mm
2
. Na przykład AFL – 8 525.
W liniach najwyższych napięć stosuje się przewody wiązkowe. Przewód wiązkowy
tworzący jedną fazę linii składa się z 2, 3, 4 linek utrzymywanych w stałej od siebie
odległości (20 cm) za pomocą odstępników.
Przewody odgromowe chronią przewody robocze przed bezpośrednimi wyładowaniami
atmosferycznymi. Są uziemione na każdym słupie.
Obecnie widoczna jest tendencja do stosowania w liniach napowietrznych przewodów
izolowanych, na przykład AACXS 12/20 kV – przewód napowietrzny izolowany o żyle
stopowej aluminiowej (AA), zagęszczone (C), o izolacji z polietylenu usieciowanego (XS).
Izolatory
Izolatory to części składowe linii napowietrznych wykonane najczęściej z porcelany lub
z tworzyw sztucznych. Ich zadaniem jest izolowanie przewodów linii od siebie oraz od
konstrukcji wsporczych.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
1 – głowa
2 – żłobek szyjki
3 – klosz
4 – trzon
1 – kołpak
2 – klosze
W grupie izolatorów liniowych wyróżnia się izolatory wiszące (pniowe i kołpakowe)
oraz stojące (pniowe i deltowe).
Rys. 3. Izolator wiszący pniowy z kołpakami uchwytowymi [źródło własne]
Rys. 4. Izolator stojący deltowy typu LDS [źródło własne]
Podstawowe parametry charakteryzujące izolatory to: napięcie znamionowe (kV), droga
upływu (cm), droga przeskoku (cm), droga przebicia (cm), napięcie probiercze 50 Hz pod
deszczem (kV), napięcie probiercze udarowe o kształcie 1,2/50 µs (kV), napięcie przeskoku
50 Hz na sucho i pod deszczem (kV), obciążenie probiercze (kN), wytrzymałość mechaniczna
(kN), wytrzymałość elektromechaniczna (kN).
Oznaczenia izolatorów:
L – izolator liniowy,
S – izolator stojący,
W – izolator wsporczy,
K – izolator wiszący kołpakowy,
G – izolator odciągowy,
Z – izolator przeciwzabrudzeniowy,
D – izolator o konstrukcji w kształcie litery delta,
P – izolator o konstrukcji pniowej (nieprzebijalny),
Ł – łańcuch izolatorowy.
Konstrukcje wsporcze
Rodzaj konstrukcji wsporczych w liniach napowietrznych uzależniony jest od
przeznaczenia i rodzaju pracy, a także od napięcia znamionowego linii.
Ze względu na przeznaczenie i rodzaj pracy w linii słupy dzielą się na przelotowe,
narożne, odporowe, odporowo-narożne, krańcowe, rozgałęźne, skrzyżowaniowe.
1. Słup przelotowy jest przeznaczony do podtrzymywania przewodów bez przejmowania
naciągu lub przejmuje nieznaczny naciąg i jest ustawiony na szlaku prostym lub na
załomie wynikającym z wytrzymałości słupa, jednak nie przekraczającym 5
o
.
2. Słup odporowy jest przeznaczony do przejmowania naciągu, ustawiony na szlaku prostym
lub na załomie nie przekraczającym 5
o
i stanowi punkt oporowy dla umiejscowienia
zakłóceń mechanicznych.
3. Słup narożny jest przeznaczony do podtrzymywania przewodów i przejmowania
wypadkowej naciągu wynikającej z kąta załomu, na którym jest ustawiony.
4. Słup odporowo-narożny jest przeznaczony do przejmowania naciągu i spełnia funkcje
słupa odporowego i narożnego.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
5. Słup krańcowy jest przeznaczony do przejmowania jednostronnego naciągu przewodów
i jest ustawiony na zakończeniu linii.
6. Słup rozgałęźny jest ustawiony w punkcie rozgałęzienia linii i w zależności od spełnianej
funkcji łączy w sobie cechy różnych słupów.
7. Słup skrzyżowaniowy jest to słup obliczony ze zwiększonym bezpieczeństwem
w przypadku skrzyżowań linii z różnymi obiektami.
Ze względu na materiał do budowy słupów stosuje się obecnie żerdzie żelbetowe,
strunobetonowe oraz kształtowniki stalowe. W liniach wysokiego napięcia (110 kV
i wyższym) stosuje się prawie wyłącznie słupy kratowe wykonane z kształtowników
stalowych.
Osprzęt
Osprzęt to zespół elementów wyposażenia mechanicznego służący do połączeń oraz
zawieszeń przewodów i izolatorów na konstrukcjach wsporczych.
Rozróżnia się następujące rodzaje osprzętu:
1. Osprzęt izolatorowy – przeznaczony do mocowania części ceramicznych izolatorów
liniowych. Do osprzętu tego zaliczamy trzony, kabłąki, wieszaki.
2. Osprzęt ochronny – przeznaczony do zabezpieczania izolatorów przed termicznym
działaniem łuku elektrycznego, poprawy rozkładu napięcia na łańcuchach izolatorowych,
ograniczania zakłóceń radiowych i telewizyjnych Są to różnorodne rożki oraz pierścienie
ochronne.
3. Osprzęt przeciwdrganiowy – przeznaczony do tłumienia drgań przewodów. W liniach
napowietrznych stosuje się tłumiki pętlowe oraz Stockbridge’a.
4. Osprzęt przewodowy – przeznaczony do uchwycenia i łączenia przewodów. Do osprzętu
takiego zalicza się: uchwyty, złączki, zaciski, odstępniki.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Jakie rodzaje przewodów stosuje się w elektroenergetycznych liniach napowietrznych?
2) Co oznacza symbol AFL – 6 240?
3) Co oznacza symbol AACXS?
4) Jakie znasz zalety przewodów izolowanych w stosunku do przewodów gołych?
5) Jakie rozróżnia się typy izolatorów liniowych?
6) Na czym polega zawieszenie przelotowe przewodów?
7) Na czym polega zawieszenie odciągowe przewodów?
8) Jak mocowane są do konstrukcji wsporczych izolatory NN, a jak izolatory WN?
9) Jakie rozróżnia się rodzaje słupów elektroenergetycznych ze względu na materiał,
z którego są wykonane?
10) Jakie rozróżnia się rodzaje słupów ze względu na ich przeznaczenie?
11) Jakie zadania spełnia słup przelotowy, a jakie słup odporowy?
12) Co to jest osprzęt i jakie znasz rodzaje osprzętu?
13) Jakie zadania pełni w liniach osprzęt przewodowy i izolatorowy?
14) Jakie zadania pełni w liniach osprzęt ochronny i przeciwdrganiowy?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zgromadzony na Twoim stanowisku pracy osprzęt jest stosowany w liniach
napowietrznych. Podziel dostępne Ci elementy na cztery grupy: osprzęt przewodowy,
ochronny, przeciwdrganiowy i izolatorowy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) na podstawie wyglądu zewnętrznego nazwać wszystkie elementy osprzętu i zakwalifikować
je do odpowiedniej grupy,
2) wyjaśnić rolę poszczególnych elementów osprzętu i sposób montażu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− skrzynka zawierająca co najmniej 24 elementy osprzętu.
Ćwiczenie 2
Spośród dostępnych Ci próbek przewodów znajdź:
− linkę stalowo-aluminiową,
− przewód samonośny,
− linkę aluminiową,
− linkę stalową,
− przewód przeciwdrganiowy,
− przewód odgromowy z wbudowanym światłowodem.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) na podstawie wyglądu zewnętrznego wybrać właściwe przewody spośród wielu
pozostałych,
2) podać nazwę i symbol wybranego przewodu,
3) omówić rolę poszczególnych przewodów w liniach napowietrznych.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− próbki różnych przewodów stosowanych w elektroenergetyce (na stanowisku mogą być
zgromadzone nie tylko przewody stosowane w liniach napowietrznych).
Ćwiczenie 3
Wyjaśnij, jakie rodzaje słupów przedstawione są na podanym niżej fragmencie trasy linii
napowietrznej.
1
2
3
4
5
6
7
8
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) podać nazwę wszystkich konstrukcji wsporczych, przedstawionych na rysunku,
2) wyjaśnić, co to jest sekcja odciągowa i zaznaczyć ją na rysunku.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń, przybory kreślarskie,
− podręcznik.
Ćwiczenie 4
Korzystając z informacji dostępnych w podręczniku przygotuj miniprojekt na temat
rodzajów, budowy i działania osprzętu przeciwdrganiowego. Notatkę uzupełnij o dodatkowe
informacje zaczerpnięte z różnych źródeł lub też z obserwacji (możesz zamieścić stosowne
zdjęcia).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać informacje na podany temat,
2) zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− stanowisko z dostępem do Internetu, podręczniki, poradniki.
Uwaga: Podobne projekty można polecić uczniom z zakresu izolatorów lub konstrukcji
wsporczych.
Ćwiczenie można wykonywać na zajęciach lekcyjnych lub w postaci pracy
domowej w czasie określonym przez nauczyciela.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wyjaśnić budowę linek stalowo-aluminiowych?
2) wyjaśnić budowę przewodów izolowanych?
3) podać definicję przewodu odgromowego?
4) wyjaśnić, co to są przewody wiązkowe?
5) podać definicję izolatora pniowego?
6) podać definicję izolatora kołpakowego?
7) wyjaśnić przeznaczenie słupa przelotowego?
8) wyjaśnić rolę słupa odporowego i narożnego?
9) wyjaśnić rolę słupa skrzyżowaniowego?
10) podzielić osprzęt na cztery grupy?
11) omówić działanie pętli tłumiącej?
12) omówić zadania osprzętu ochronnego?
13) rozpoznać przewód po jego wyglądzie?
14) rozpoznać przewód po oznaczeniu literowo-cyfrowym?
15) rozróżnić podstawowe rodzaje słupów i izolatorów na rysunkach
i w terenie?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
4.4. Kable elektroenergetyczne i typowy osprzęt kablowy
4.4.1. Materiał nauczania
Najważniejszą częścią kabla jest izolowany przewodnik prądu – żyła. Żyły przewodzące
kabla są wykonywane z aluminium lub z miedzi. Kable mogą zawierać jedną, dwie, trzy lub
cztery żyły. W przypadku kabli wielożyłowych żyły mogą mieć kształt okrągły lub owalny.
Jako izolację żył stosuje się papier nasycony olejem mineralnym lub syciwem, tworzywa
termoplastyczne (polwinit lub polietylen), olej lub gaz pod ciśnieniem.
W celu wyrównania i zmniejszenia naprężeń pola elektrycznego w pobliżu żyły stosuje
się ekrany. Są one wykonane z papieru metalizowanego lub półprzewodzącego albo też
z polietylenu przewodzącego. Ekran nie tylko powoduje równomierny rozkład pola
elektrycznego wokół żyły, ale również tworzy barierę cieplną utrudniającą nagrzewanie
izolacji przy przepływie prądu zwarciowego.
Szczelna powłoka chroni izolację kabla przed wilgocią, czynnikami chemicznymi
i wpływami zewnętrznymi.
Osłona kabla chroni powłokę przed przecięciem lub zarysowaniem. Wykonuje się ją
z papieru kablowego, przędzy jutowej, tworzyw sztucznych, syciwa ochronnego lub
ochronnej polewy bitumicznej.
Pancerz chroni kabel przed uszkodzeniami mechanicznymi. Tworzą go najczęściej druty
lub taśmy stalowe owinięte wokół kabla.
Wypełniacz jest to materiał izolacyjny wypełniający szczeliny między izolacją żył
a powłoką kabla. Na wypełniacze stosuje się zwykle te same materiały, z których wykonuje
się izolację.
Do oznaczania budowy kabli stosuje się odpowiednie symbole:
K – kabel o żyłach miedzianych i izolacji z papieru nasyconego olejem oraz powłoce
ołowianej,
A – przed K – kabel z żyłami aluminiowymi, a na końcu symbolu – zewnętrzna osłona
włóknista,
Y – przed K – powłoka polwinitowa, a po K – izolacja polwinitowa,
X – znaczenie jak Y, lecz w odniesieniu do polietylenu,
S – po X – izolacja z polietylenu usieciowanego,
S – po K – kabel sygnalizacyjny,
Al – przed K – powłoka aluminiowa,
Ft, Fp, Fo – pancerz z taśm stalowych (t), drutów płaskich (p), drutów okrągłych (o),
KWO – kabel wysokonapięciowy olejowy,
H – przed K (po Y) – kabel z żyłami ekranowanymi,
3 – przed H – kabel trójpłaszczowy,
y – na końcu symbolu – zewnętrzna osłona polwinitowa,
x – na końcu symbolu – zewnętrzna osłona polietylenowa,
k – zewnętrzna osłona z taśm polwinitowych,
n – po K – kabel z syciwem nieściekającym,
żo – na końcu symbolu – kabel z żyłą ochronną żółto-zieloną,
RE – żyła robocza okrągła jednodrutowa,
RM – żyła robocza okrągła wielodrutowa,
RMC – żyła robocza okrągła wielodrutowa zagęszczana,
SE – żyła robocza sektorowa jednodrutowa,
SM – żyła robocza sektorowa wielodrutowa,
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Po symbolu kabla umieszcza się oznaczenie jego napięcia znamionowego U
o
/U
N
, a także
liczbę żył i ich przekrój.
Osprzęt kablowy jest to zbiór elementów wyposażenia mechanicznego, przeznaczony do
wykonywania i ochrony połączeń między kablami, do rozgałęziania i zakańczania kabli. Do
podstawowego osprzętu kablowego zaliczamy: mufy, głowice, złączki, końcówki.
Mufy służą do połączenia dwóch lub więcej kabli tak, aby wytrzymałość mechaniczna
i elektryczna złącza była nie mniejsza niż wytrzymałość samego kabla.
Głowice służą do przyłączania kabli do różnych urządzeń i szczelnego zakańczania kabli
oraz zapewniają wymaganą wytrzymałość elektryczną i mechaniczną zakończenia.
Rozróżnia się następujące rodzaje osprzętu:
1) tradycyjny żeliwny,
2) taśmowy,
3) termokurczliwy,
4) prefabrykowany,
5) specjalistyczny.
4.4.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Jaką rolę pełni w kablu żyła?
2) Jaką rolę pełni w kablu ekran?
3) Jaką rolę pełni w kablu pancerz?
4) Jaką literą oznacza się w kablu izolację polwinitową, a jaką polietylenową?
5) Jaką literą oznacza się pancerz?
6) Jakie kable nazywa się kablami olejowymi?
7) Jakie kable nazywa się suchymi?
8) Czym charakteryzują się kable rdzeniowe, a czym kable ekranowane?
9) Co to są kable gazowe?
10) Co to jest osprzęt kablowy i jakie znasz rodzaje tego osprzętu?
11) Co to jest głowica kablowa?
12) Co to jest mufa kablowa?
13) Jaki osprzęt nazywamy termokurczliwym?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Odczytaj oznaczenia literowo-cyfrowe kabli i rozpoznaj ich rodzaj:
1) KWOy,
2) YKYFoy 0,6/1 kV 4x50 mm
2
,
3) XHAKXS 10 kV 1x400 mm
2
,
4) YKY-żo 0,6/1 kV 5x10 mm
2
,
5) AKnFtA 6/10 kV 3x120 RMC mm
2
,
6) YHKXS 15 kV 1x120 mm
2
,
7) HKnFt 12/20 kV 3x240 RMC mm
2
,
8) YKSYFoy-żo 0,6/1 kV 25x1,5 RE mm
2
.
Sposób wykonania ćwiczenia
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) dla każdego podanego symbolu zapisać pełną nazwę kabla w zeszycie do ćwiczeń,
2) omówić budowę wskazanych kabli.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń, długopis.
Ćwiczenie 2
Spośród dostępnych Ci próbek kabli wybierz pięć i na podstawie ich wyglądu
zewnętrznego podaj właściwy symbol.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pracować samodzielnie mając 10 minut na wykonanie ćwiczenia,
2) na podstawie wyglądu zewnętrznego nazwać wszystkie wybrane próbki kabla zwracając
uwagę na poprawność nazewnictwa,
3) wyjaśnić rolę poszczególnych warstw w kablu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− skrzynka zawierająca co najmniej 10 różnych odcinków kabli elektroenergetycznych.
Ćwiczenie 3
Wśród dostępnych Ci elementów wyposażenia mechanicznego znajdź elementy zaliczane
do osprzętu kablowego. Omów rolę poszczególnych elementów osprzętu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pracować samodzielnie mając 10 minut na wykonanie ćwiczenia,
2) na podstawie wyglądu zewnętrznego nazwać wszystkie elementy osprzętu,
3) podać przeznaczenie poszczególnych elementów osprzętu i sposób montażu,
4) zwracać szczególną uwagę na poprawność wypowiedzi.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− skrzynka zawierająca różne elementy osprzętu kablowego.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wymienić zasadnicze elementy budowy kabla?
2) rozróżnić kable rdzeniowe i ekranowane?
3) rozpoznać rodzaj kabla na podstawie symbolu?
4) podać przeznaczenie kabla na podstawie jego wyglądu?
5) podać definicję osprzętu kablowego?
6) wymienić rodzaje osprzętu i jego przeznaczenie?
7) opisać zastosowanie osprzętu taśmowego?
8) opisać zastosowanie osprzętu termokurczliwego?
9) rozróżnić osprzęt do budowy linii kablowych?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
4.5. Linie kablowe – sposoby układania kabli
4.5.1. Materiał nauczania
Elektroenergetyczną linią kablową nazywa się kabel wielożyłowy lub wiązkę kabli
jedno- żyłowych w układzie wielofazowym albo kilka kabli jedno- lub wielożyłowych
połączonych równolegle, łącznie z osprzętem, ułożonych na wspólnej trasie i łączących
zaciski tych samych dwóch urządzeń elektrycznych jedno- lub wielofazowych albo jedno- lub
wielobiegunowych.
Linie kablowe prowadzi się zwykle tam, gdzie niemożliwe lub niewskazane jest
stosowanie linii napowietrznej. Dobierając trasę kabla należy kierować się następującymi
zasadami:
1) dążyć do wybierania tras maksymalnie prostych, unikać skrzyżowań z przeszkodami
terenowymi i uzbrojeniem podziemnym,
2) trasa kabla powinna przebiegać wzdłuż istniejących lub projektowanych ciągów
liniowych (ulic, dróg, rowów) lub przez trawniki w pasach przeznaczonych do tych
celów,
3) unikać terenów zalewowych, mogących ulegać podmywaniu, narażonych na wstrząsy,
przesunięcia gruntu, szkodliwe wpływy chemiczne oraz miejsc nie osłoniętych przed
działaniem promieni słonecznych,
4) trasa kabli i sposób ich ułożenia powinny być tak dobrane, aby kable nie były narażone na
uszkodzenia mechaniczne i utrudnione oddawanie ciepła,
5) prowadzenie kabli przez pomieszczenia i strefy zagrożone wybuchem lub pożarem należy
ograniczyć do kabli zasilających urządzenia w tych pomieszczeniach i strefach,
6) kable wzajemnie rezerwujące się należy prowadzić innymi trasami.
Kable mogą być układane w rozmaitych warunkach: w ziemi, w blokach i rurach,
w kanałach i tunelach, w budynkach, na mostach, molach, nadbrzeżach.
Bezpośrednio w ziemi kable układa się na dnie wykopu. Szerokość wykopu uzależniona
jest od liczby kabli układanych równolegle i jednocześnie powinna zapewniać możliwość
swobodnego poruszania się w nim (około 35 cm), natomiast głębokość uzależniona jest od
rodzaju układanego kabla:
1) 50 cm dla kabli oświetlenia ulicznego,
2) 70 cm dla kabli na napięcie nie przekraczające 1 kV, z wyjątkiem terenów użytków
rolnych,
3) 80 cm dla kabli na napięcie powyżej 1 kV do 15 kV, z wyjątkiem terenów użytków
rolnych,
4) 90 cm dla kabli na napięcie do 15 kV układanych na użytkach rolnych,
5) 100 cm dla kabli na napięcie powyżej 15 kV.
W przypadku niemożności zachowania takiej głębokości na jakimś odcinku należy
zastosować rurę ochronną.
Kabel układa się w wykopie na dziesięciocentymetrowej warstwie podsypki piaskowej,
a po ułożeniu zasypuje się go również warstwą piasku o grubości 10 cm. Na piasku, w celu
oznaczenia trasy kabla i dla ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi, układa się wzdłuż
całej trasy folię z tworzywa sztucznego o grubości co najmniej 0,5 mm. Szerokość folii
powinna być taka, aby przykrywała cały kabel i nie mniejsza niż 20 cm. Dla kabli do 1 kV
stosuje się folię niebieską, a powyżej 1 kV czerwoną.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
Rys. 5. Przekrój wykopu kablowego dla pojedynczego kabla [źródło własne]
1 – kabel, 2 – piasek, 3 – ziemia, 4 - folia
Kabel układa się w wykopie linią falistą zostawiając zapas wynoszący ok. 3% długości
wykopu. Zapas ten ma skompensować ewentualne przesunięcia gruntu.
Trasa linii kablowej powinna być odpowiednio oznakowana. Kable ułożone w ziemi
powinny być zaopatrzone w trwałe oznaczniki, rozmieszczone w odstępach nie większych niż
10 m oraz przy mufach i w miejscach charakterystycznych, na przykład przy skrzyżowaniach,
wejściach do kanałów, rur itp. Kable ułożone w powietrzu powinny być zaopatrzone w trwałe
oznaczniki przy głowicach lub skrzynkach oraz w takich miejscach, aby odróżnienie nie
sprawiało trudności.
Oznaczniki kabli ułożonych w kanałach i tunelach należy umieszczać w odległości nie
większej niż 20 m.
Oznacznikami są trwałe napisy określające symbol i numer ewidencyjny linii, symbol
kabla, znak użytkownika kabla, znak fazy (przy kablach jednożyłowych), rok ułożenia kabla.
Na terenach niezabudowanych trasę należy oznaczyć widocznymi oznacznikami
w postaci słupków betonowych z trwałymi napisami symbolu kabla (K – kabel, M – mufa).
Oznaczniki kablowe należy umieszczać w odstępach nie mniejszych niż 100 m (jeśli
trasa jest prosta). Przy skrzyżowaniu kabli z rzekami trasę należy oznaczyć na obu brzegach
trwałymi tablicami ostrzegawczymi.
W kanałach lub tunelach kable należy układać na dnie, na ścianach albo na konstrukcjach
wsporczych. Kable układane na ścianach nie powinny do siebie bezpośrednio przylegać.
W budynkach kable można układać na ścianach, pod sufitami, na konstrukcjach nośnych
mocowanych do ścian, stropów, konstrukcji stalowej, w kanałach pod podłogą kanałach
ściennych, w rurach, blokach kablowych. Wprowadzenie kabli do budynków wymaga
wykonania zabezpieczenia przed uszkodzeniami mechanicznymi (należy wykonać specjalną
osłonę otaczającą kabel).
4.5.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest linia kablowa?
2. Jakimi zasadami należy się kierować przy wyborze trasy linii kablowej?
3) Gdzie można układać kable elektroenergetyczne?
4) Na jakich głębokościach zakopuje się kable w ziemi?
5) Dlaczego kabel należy układać na podsypce piaskowej?
6) Czy wolno układać kable warstwami?
7) Dlaczego kabel należy układać w wykopie faliście?
8) W jaki sposób powinny być oznaczone kable?
9) Jakie napisy powinny być umieszczone na oznacznikach?
3
4
1
2
~ 30cm
25cm
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
10) W jaki sposób oznacza się trasę linii kablowej?
11) W jaki sposób wykonuje się skrzyżowania kabli i zbliżenia między sobą?
12) Jak układa się kable w budynkach?
13) W jaki sposób wprowadza się kabel do budynku?
14) Jak układ się kable w kanałach?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zaprojektuj sposób ułożenia kabli elektroenergetycznych w kanale i tunelu kablowym.
Uwzględnij możliwość układania kabli o różnych napięciach znamionowych (rodzaj i ilość
kabli, a także rodzaj kanału lub tunelu dowolna).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pracować w grupach dwuosobowych, mając 30 minut na wykonanie zadania,
2) zapoznać się z definicją kanału i tunelu,
3) zapoznać się z różnymi sposobami rozmieszczenia kabli z uwzględnieniem ich napięcia
znamionowego,
4) narysować i opisać odpowiednie rysunki,
5) zaprezentować wyniki swojego projektu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− podręcznik lub poradnik elektroenergetyka,
− przepisy odpowiednich norm,
− przybory kreślarskie.
Ćwiczenie 2
Narysuj przekrój poprzeczny trasy ułożonych w ziemi 3 kabli niskiego napięcia i 2 kabli
średniego napięcia, oznaczając dokładnie położenie poszczególnych kabli względem siebie
oraz folii lub siatki. Podczas wykonywania zadania korzystaj z podręczników oraz norm
dotyczących zasad układania kabli.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z przepisami odpowiednich norm dotyczących zasad układania kabli w ziemi
z uwzględnieniem kabli o różnych napięciach znamionowych,
2) narysować przekrój wykopu, dostosowując jego wymiary do liczby kabli i ich napięcia
znamionowego,
3) zaznaczyć położenie kabli w wykopie oraz poziome i pionowe odległości miedzy nimi.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− norma PN-76/E-05125 „Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe”,
− podręczniki i poradniki elektroenergetyka.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) podać definicję linii kablowej?
2) podać zalety i wady linii kablowej w stosunku do napowietrznej?
3) wyjaśnić zasady układania kabli w ziemi?
4) podać głębokości zakopywania kabli w ziemi?
5) wyjaśnić zasady oznaczania kabli?
6) wyjaśnić zasady oznaczania trasy kablowej?
7) omówić zasady układania kabli w kanałach i tunelach?
8) omówić zasady układania kabli w budynkach?
9) omówić zasady wprowadzania kabli do budynków?
4.6. Stacje elektroenergetyczne – rodzaje i podstawowe układy
połączeń
4.6.1. Materiał nauczania
Stacje elektroenergetyczne mają na celu przetwarzanie i rozdział energii elektrycznej
o żądanych parametrach pomiędzy poszczególnych odbiorców przy zachowaniu pewności
dostawy.
Stacja elektroenergetyczna jest to zespół urządzeń służących do przetwarzania i rozdziału
lub tylko rozdziału energii elektrycznej. Zespół tych urządzeń znajduje się we wspólnym,
wydzielonym pomieszczeniu lub ogrodzonym terenie, albo jest umieszczony na wspólnych
konstrukcjach wsporczych wraz z urządzeniami pomocniczymi.
Zazwyczaj podziału stacji elektroenergetycznych dokonuje się ze względu na:
a) wartość napięcia znamionowego,
b) sposób wykonania,
c) spełnianą rolę.
Stacje, w których następuje rozdzielanie energii elektrycznej przy różnych poziomach
napięć, wyposażone w transformatory lub przekształtniki prądu przemiennego na prąd stały
i odwrotnie, nazywa się stacjami transformatorowo-rozdzielczymi.
Rys. 6. Stacja transformatorowo-rozdzielcza [6]
Stacje, w których występuje tylko rozdział energii przy tym samym poziomie napięcia,
nazywa się stacjami rozdzielczymi.
Rys. 7. Stacje rozdzielcze [6]
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
Stacje transformatorowe to takie stacje, które przeprowadzają transformację energii, czyli
przetwarzanie energii prądu przemiennego z jednego napięcia na inne przy zachowaniu tej
samej częstotliwości.
Rys. 8. Stacja transformatorowa
[6]
Stacje elektroenergetyczne mogą być zasilane jedną, dwiema lub wieloma liniami:
Rys. 9. Sposoby zasilania stacji [3]
1 – stacja końcowa zasilana z odczepu,
2 – stacja końcowa zasilana jedną linią,
3 – stacja przelotowa zasilana dwiema liniami,
4 – schematycznie zaznaczony system elektroenergetyczny.
Ze względu na pełnioną rolę stacje elektroenergetyczne dzieli się na:
a) stanowiące węzeł sieci najwyższych napięć.
b) wyprowadzające moc z elektrowni.
c) zasilające sieć rejonową, miejską lub przemysłową.
d) zasilające sieć rozdzielczą.
Rozdzielnią nazywa się wyodrębnioną część stacji (wydzielony zespół pomieszczeń lub
wydzielony teren), gdzie znajduje się zespół urządzeń rozdzielczych określonego napięcia,
umożliwiający rozdział energii elektrycznej i dokonywanie czynności łączeniowych.
Wszystkie tory prądowe przewodzące prądy robocze nazywa się obwodami głównymi,
natomiast obwody zabezpieczeń, sterowania, sygnalizacji i pomiarów to obwody pomocnicze.
W każdej stacji wyróżnia się składniki główne charakteryzujące się określonym
przeznaczeniem. Najważniejsze z nich to:
− szyny zbiorcze,
− pola rozdzielni,
− stanowiska transformatorów,
− stanowiska przekształtników,
− pomieszczenia urządzeń pomocniczych,
− nastawnie (sterownie).
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
4.6.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) Co to jest stacja elektroenergetyczna?
2) Jaką rolę pełni stacja w systemie elektroenergetycznym?
3) Jaką stację nazywamy rozdzielczą, a jaką transformatorowo-rozdzielczą?
4) Co to jest rozdzielnia, a co to jest rozdzielnica?
5) Jakie zasadnicze składniki znajdują się w każdej stacji?
6) Jakie czynniki mają wpływ na pewność zasilania w stacji?
7) W jakich przypadkach stosuje się stacje jednotransformatorowe?
8) W jakich przypadkach stosuje się stacje dwutransformatorowe?
9) W jakich przypadkach stosuje się stacje wielotransformatorowe?
4.6.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Która ze stacji przedstawionych na rysunku (stacja 1 czy stacja 2) zapewnia większą
pewność działania?
Odpowiedź uzasadnij.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować sposób zasilania odbiorników w stacji nr 1,
2) przeanalizować sposób zasilania odbiorników w stacji nr 2,
3) porównać oba sposoby zasilania, zaprezentować wyniki swojej analizy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń,
− podręcznik (np. E. Musiała „Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne”).
Ćwiczenie 2
Wykonaj projekt stacji elektroenergetycznej lub jej części.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z rodzajami stacji elektroenergetycznych, ich przeznaczeniem
i wyposażeniem,
2) w części praktycznej wykonać projekt stacji elektroenergetycznej.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
Wyposażenie stanowiska pracy:
− podręczniki, poradniki, katalogi, czasopisma fachowe.
Uwaga: Wytwór końcowy projektu może obejmować dowolny fragment lub wydzieloną część
stacji elektroenergetycznej. Czas na wykonanie projektu: 3 tygodnie.
4.6.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) podać definicję stacji?
2) rozpoznać stację na schemacie lub planie?
3) sklasyfikować stacje ze względu na pełnioną rolę?
4) sklasyfikować stacje pod względem liczby transformatorów?
5) wymienić zasadnicze elementy w każdej stacji?
6) wyjaśnić, co to jest rozdzielnia?
7) narysować schemat stacji transformatorowo-rozdzielczej?
8) narysować schemat stacji rozdzielczej?
9) narysować schemat stacji transformatorowej?
4.7. Elementy obwodów głównych: transformatory energetyczne,
szyny zbiorcze, wyłączniki, odłączniki, przekładniki i dławiki
zwarciowe
4.7.1. Materiał nauczania
Transformatory stosuje się do zmiany wartości napięcia przemiennego o tej samej
częstotliwości, a także do łączenia sieci o różnych napięciach znamionowych.
Transformatory energetyczne w stacjach są to zwykle transformatory trójfazowe
przystosowane do pracy w warunkach napowietrznych lub wnętrzowych.
Buduje się je jako dwuuzwojeniowe, trójuzwojeniowe, a niekiedy jako
jednouzwojeniowe (autotransformatory).
Czasami w przypadku bardzo dużych jednostek stosuje się transformatory lub
autotransformatory jednofazowe i tworzy zestawy złożone z trzech jednostek jednofazowych.
Przy doborze transformatorów głównymi kryteriami są wymagania techniczne
i optymalny wynik gospodarczy. Moc transformatora musi być dostosowana do obciążenia
stacji: moc znamionowa dobranej jednostki powinna być co najmniej równa mocy obciążenia
szczytowego S
m
. Dla stacji jednotransformatorowych, gdy wymagania co do niezawodności
są niewielkie, warunek doboru jest postaci:
S
t1
≥ S
m
W stacji wymagania niezawodności zasilania często powodują konieczność instalowania
większej liczby jednostek. Wtedy należy określić moc, którą stacja musi nadal dostarczać
przy uszkodzeniu jednego transformatora S
rez.
Przy doborze dwóch takich samych transformatorów dolna granica mocy każdego z nich
S
t2
wynika z warunków:
S
t2
≥ S
m
/2, S
t2
≥ S
rez
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
Przy czym S
m
oznacza maksymalną moc dostarczoną przez stację podczas pracy
normalnej.
Jeśli układ stacji przewiduje zainstalowanie trzech transformatorów, to ich moc
minimalna przy identycznych transformatorach jest określona warunkami:
S
t3
≥ S
m
/3 S
t3
≥ S
rez
/2
Istnieją przypadki, gdy mimo wymaganej niewielkiej niezawodności celowe jest
zainstalowanie w stacji więcej niż jednego transformatora. Może to nastąpić na przykład
w przypadku zakładu przemysłowego o bardzo zmiennym obciążeniu.
Pracę równoległą dwóch transformatorów można przedstawić schematycznie jak na
rys.10.
Rys. 10. Symbol pracy równoległej dwóch transformatorów [4]
Szyny zbiorcze są miejscem połączenia linii oraz transformatorów i tworzą w ten sposób
węzeł sieciowy. W zależności od wielkości stacji, liczby linii, liczby transformatorów i roli
stacji w systemie stosuje się układy z pojedynczym, podwójnym, potrójnym systemem szyn
zbiorczych. Poszczególne fragmenty szyn mogą być podzielone na sekcje. Stosuje się też
układy wielobokowe, mostkowe oraz blokowe.
Do szyn zbiorczych przyłączone są pola rozdzielni.
W rozdzielnicach wnętrzowych na szyny zbiorcze stosuje się szyny sztywne (płaskie,
ceownikowe, okrągłe lub rurowe). Są one nieizolowane i pomalowane odpowiednio:
faza L1 – barwa żółta,
faza L2 – barwa zielona,
faza L3 – barwa fioletowa,
szyna neutralna – barwa jasnoniebieska.
W celu uzyskania większej przejrzystości schematy szyn zbiorczych przyjęto rysować
jako jednokreskowe. Przykładowy schemat pojedynczego, niesekcjonowanego systemu szyn
zbiorczych przedstawia rys. 11.
Rys. 11. Schemat pojedynczego systemu szyn zbiorczych: 1 – symbol odłącznika, 2 – symbol wyłącznika [3]
Pojedynczy system szyn jest stosowany w rozdzielniach nie będących ważnymi
ogniwami systemu elektroenergetycznego.
Wyłączniki służą do załączania i wyłączania prądów roboczych oraz zwarciowych przy
pełnym napięciu roboczym. Ze względu na możliwość wyłączania prądów zwarciowych
1
2
1
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
wyłączniki muszą zawierać układy do przerywania dużych prądów i gaszenia łuku
powstałego po przerwaniu prądu – w komorze gaszeniowej.
Obecnie są spotykane w eksploatacji następujące rodzaje wyłączników:
− małoolejowe – olej służy w nich tylko do gaszenia łuku,
− pneumatyczne (powietrzne) – łuk jest gaszony strumieniem sprężonego powietrza,
− gazowe z SF6 – mają komorę gaszeniową wypełnioną sześciofluorkiem siarki,
− próżniowe,
− magnetowydmuchowe.
Odłączniki są przeznaczone do zamykania i otwierania obwodów w stanie bezprądowym.
Spełniają w obwodzie funkcję łącznika izolacyjnego i mają za zadanie zapewniać widoczną
przerwę izolacyjną. Są pozbawione komór gaszących, a więc nie mają możliwości wyłączania
prądów roboczych. Przepisy dopuszczają jednak za pomocą odłączników przerywanie
niewielkich prądów: stanu jałowego transformatorów niezbyt dużych mocy, przekładników
napięciowych oraz krótkich odcinków linii napowietrznych lub kablowych pracujących bez
obciążenia.
Ze względu na miejsce zainstalowania odłączniki dzielą się na napowietrzne i
wnętrzowe. Ze względu na sposób zwierania i rozwierania styków rozróżniamy odłączniki:
− nożowe (rys. 12),
− poziomo-obrotowe jednoprzerwowe i dwuprzerwowe,
− pionowo-obrotowe wielokolumnowe i pantografowe.
Rys. 12. Odłącznik nożowy [źródło własne]
Odłączniki wykonuje się zwykle jako jednofazowe, jednak w niektórych przypadkach
łączy się je trwale w zestawy trójbiegunowe.
Niektóre konstrukcje odłączników wyposażone są w uziemniki umożliwiające uziemienie
urządzeń odłączonych od napięcia.
Przekładniki służą do transformacji, w stałym stosunku, pierwotnych wartości prądów
i napięć w celu umożliwienia pomiaru ich wartości przy zachowaniu galwanicznej separacji
od części znajdujących się pod wysokim napięciem.
Przekładniki pozwalają na pomiary prądów i napięć z określoną klasą dokładności.
Współpracują z układami pomiarów mocy, prądów, napięć, energii oraz układami automatyki
zabezpieczeniowej i telemechaniki.
Rozróżnia się przekładniki prądowe i napięciowe.
Dławiki zwarciowe są stosowane w sieciach średnich napięć. Zawierają one szereg
cewek o dużej liczbie zwojów. Ich rezystancja jest pomijalnie mała w stosunku do reaktancji
(około 1%) i dlatego na schematach zastępczych dławik reprezentowany jest tylko przez
reaktancję X
D
.
Zadaniem dławików jest ograniczanie prądów zwarciowych w urządzeniach
energetycznych. Stosowane są one, gdy istnieje konieczność ograniczenia mocy zwarcia ze
względu na niedostateczną wytrzymałość zwarciową innych urządzeń (szyn, transformatorów
czy przekładników).
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
Rys. 13. Symbol dławika [4]
4.7.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Jaka jest rola transformatorów energetycznych w stacjach?
2) Z jakich podstawowych elementów składa się transformator energetyczny?
3) Które uzwojenie transformatora nazywamy pierwotnym, a które wtórnym?
4) Co nazywamy przekładnią transformatora trójfazowego?
5) Co to jest autotransformator?
6) Co to jest transformator trójuzwojeniowy?
7) Co nazywamy polem rozdzielni?
8) Jakie znasz rodzaje pól rozdzielczych i co one zawierają?
9) Jakimi barwami oznacza się gołe szyny i przewody robocze prądu przemiennego?
10) Jakie znasz układy szyn zbiorczych?
11) Jakie jest zasadnicze przeznaczenie odłączników?
12) Jakie parametry określają się właściwości zwarciowe wyłącznika?
13) Do czego służą przekładniki prądowe i napięciowe?
14) W jaki sposób oznacza się zaciski przekładników prądowych a w jaki napięciowych?
15) Jaka jest rola dławika w stacjach?
4.7.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Nazwij przedstawione obok symbole urządzeń stacyjnych, wyjaśnij rolę tych elementów
w stacjach.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) rozpoznać wszystkie urządzenia na podstawie symbolu graficznego,
2) wskazać przeznaczenie rozpoznanych urządzeń.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń,
− podręcznik lub poradnik elektroenergetyka.
Ćwiczenie 2
Na poniższym schemacie przedstawiona jest stacja 15/0,4 kV. Wyjaśnij rolę wszystkich
elementów wyposażenia.
a) b) c) d) e) f) g)
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) rozpoznać wszystkie urządzenia na podstawie symbolu graficznego,
2) wskazać przeznaczenie rozpoznanych urządzeń,
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń, podręcznik lub poradnik elektroenergetyka.
Ćwiczenie 3
Narysuj i objaśnij schemat układu połączeń rozdzielnicy o pojedynczym systemie szyn
zbiorczych:
1) niesekcjonowany,
2) sekcjonowany.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) narysować schematy jednokreskowe obu systemów szyn,
2) wymienić wszystkie elementy tych systemów,
3) dokonać analizy pod kątem wad i zalet obu układów.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− zeszyt do ćwiczeń, podręcznik lub poradnik elektroenergetyka.
4.7.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) omówić rolę transformatorów energetycznych w stacjach?
2) wyjaśnić, co oznacza układ Yz połączeń transformatora?
3) podać warunek doboru dwóch transformatorów w stacjach?
4) wyjaśnić, co to są szyny zbiorcze?
5) omówić budowę szyn zbiorczych?
6) wymienić podstawowe systemy szyn zbiorczych stosowanych w stacjach?
7) wymienić rodzaje łączników WN?
8) wyjaśnić działanie wyłącznika małoolejowego?
9) wymienić podstawowe rodzaje i zadania odłączników?
10) omówić rolę przekładników prądowych i napięciowych?
11) podać cechy pozwalające odróżnić przekładnik prądowy od napięciowego?
12) narysować symbol dławika przeciwzwarciowego?
13) wyjaśnić rolę dławika w stacji elektroenergetycznej?
14) rozpoznać elementy obwodów głównych stacji na schemacie?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
4.8. Typowe rozwiązania konstrukcyjne stacji
4.8.1. Materiał nauczania
Ze względu na sposób wykonania stacje dzieli się na:
− wnętrzowe,
− napowietrzne.
W stacjach wnętrzowych całe wyposażenie instalowane jest w specjalnie do tego celu
przeznaczonym budynku lub w części budynku o innym przeznaczeniu.
Stacje napowietrzne mają urządzenia rozdzielcze instalowane bez budynku, na
specjalnych konstrukcjach wsporczych w otwartym terenie. Transformatory w takich stacjach
są również w wykonaniu napowietrznym.
Stacje napowietrzne mają następujące zalety:
− nie jest potrzebny budynek, w którym instaluje się aparaturę rozdzielczą,
− łatwa jest przebudowa stacji,
− uzyskuje się wygodny dostęp oraz łatwy transport aparatury i elementów konstrukcyjnych,
− czas budowy jest krótki,
− układy rozdzielnic są przejrzyste i łatwe do obserwacji, proste jest usuwanie wszelkich
uszkodzeń.
Wadą stacji napowietrznych jest zależność warunków eksploatacji od warunków
zewnętrznych.
Stacje napowietrzne muszą mieć rozbudowaną ochronę odgromową.
Stacje wnętrzowe charakteryzują się następującymi zaletami:
− obsługa stacji nie jest uzależniona od warunków zewnętrznych, co ułatwia dokonywanie
wszelkich przeglądów i napraw,
− mała powierzchnia zabudowy zapewnia dużą swobodę lokalizacji,
− istnieją dobre warunki pracy przy instalowaniu i montażu aparatury,
− prosta jest ochrona odgromowa.
Do wad stacji wnętrzowych zaliczamy:
− długi cykl budowy oraz trudność w rozbudowie,
− możliwość rozprzestrzeniania się awarii ze względu na znaczne skupienie urządzeń
w bliskim sąsiedztwie.
Najprostszym rozwiązaniem konstrukcyjnym są stacje słupowe. W takim rozwiązaniu,
transformator z aparaturą wysokonapięciową i rozdzielnicą niskonapięciową umieszczony jest
na słupach linii napowietrznej średniego napięcia. Takie wykonanie jest możliwe przy
zasilaniu napięciem średnim stacji z jednym transformatorem niedużej mocy
(do 250 kVA).Tak zasila się peryferyjne osiedla o niskiej zabudowie, wieś, większe
gospodarstwo rolne, mały zakład przemysłowy, plac budowy.
Stacje kioskowe (kontenerowe) z jednym transformatorem o mocy nie przekraczającej
630 kVA, obniżającym napięcie ze średniego na niskie, mogą mieć postać kiosków lub
kontenerów stojących na ziemi lub częściowo zagłębionych w ziemi. Mogą mieć obudowę
betonową lub metalową. Służą do zasilania osiedli mieszkaniowych w miastach, parków
i terenów rekreacyjnych, osiedli podmiejskich, placów budów, zakładów przemysłowych
i warsztatów rzemieślniczych.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
4.8.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Wyjaśnij, jakie są różnice między stacją kioskową i słupową?
2) Co to jest wnętrzowa stacja elektroenergetyczna?
3) Jakie wady i zalety mają stacje wnętrzowe?
4) Jakie wady i zalety mają stacje napowietrzne?
5) Jaką stację nazywamy napowietrzno-wnętrzową?
6) Jakie czynniki decydują o rozwiązaniu konstrukcyjnym stacji?
4.8.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Mając do dyspozycji katalogi różnych stacji elektroenergetycznych (kontenerowej,
słupowej, podziemnej, jednotransformatorowej, dwutransformatorowej) przygotuj krótką
prezentację dotyczącą jednej konkretnej stacji. Twoja prezentacja powinna zawierać
informacje na temat:
a) konstrukcji stacji,
b) posadowienia stacji,
c) parametrów elektrycznych stacji,
d) wyposażenia rozdzielnic.
Sposób wykonania zadania
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś przygotować informacje na temat:
1) przeznaczenia i konstrukcji stacji,
2) posadowienia stacji,
3) parametrów elektrycznych stacji,
4) wyposażenia rozdzielnic.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− katalogi różnych stacji elektroenergetycznych.
− zeszyt do ćwiczeń.
Czas na wykonanie zadania – 30 minut.
Sposób prezentacji dowolny, możesz wykorzystać różne metody i środki prezentacji.
4.8.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wymienić rozwiązania konstrukcyjne stacji?
2) scharakteryzować stację słupową?
3) scharakteryzować stację kioskową?
4) scharakteryzować stację napowietrzną?
5) scharakteryzować stację wnętrzową?
6) podać wady i zalety różnych rozwiązań konstrukcyjnych stacji?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
4.9. Ochrona przepięciowa i zwarciowa stacji
elektroenergetycznych
4.9.1. Materiał nauczania
Wzrost napięcia w układzie przesyłowym powyżej jego najwyższego napięcia roboczego
nazywa się przepięciem.
Źródłami przepięć mogą być zarówno czynniki zewnętrzne (przepięcia zewnętrzne), jak
i zmiany zachodzące w samym układzie elektroenergetycznym (przepięcia wewnętrzne).
Podstawowymi czynnikami wywołującymi przepięcia zewnętrzne są wyładowania
atmosferyczne. Wyróżnia się przepięcia atmosferyczne bezpośrednie, powstające podczas
uderzeń pioruna w elementy układu i przepięcia indukowane – powstające podczas
wyładowań atmosferycznych występujących poza układem.
Przepięcia wewnętrzne są efektem stanów przejściowych w układzie przesyłowym po
zaistnieniu w nim zmian manewrowych lub awaryjnych. Dzielą się one na przepięcia
dorywcze wolnozmienne i przepięcia łączeniowe szybkozmienne.
Do środków ochrony przepięciowej i odgromowej stacji należą ograniczniki przepięć
i urządzenia osłonowe.
Podstawowymi ogranicznikami przepięć są iskierniki i odgromniki zaworowe
iskiernikowe i beziskiernikowe, natomiast urządzeniami osłonowymi są przewody
odgromowe i urządzenia piorunochronne.
Ograniczniki przepięć mają za zadanie zmniejszenie fali przepięciowej do wymaganego
poziomu, bezpieczne odprowadzenie prądu tej fali do ziemi i zamknięcie drogi dla prądu
następczego po jej zaniku.
Rys. 14. Schemat iskiernika [źródło własne]
Iskiernik służy do ograniczenia wartości szczytowej przepięć bez zapewnienia
przerwania prądu zwarciowego przy napięciu roboczym po stłumieniu fali przepięciowej. Jest
to układ dwóch elektrod, których odstęp zależy od napięcia znamionowego linii.
Ponieważ iskierniki nie zapewniają zgaszenia łuku po zaniku fali, konieczne jest
wyłączenie linii spod napięcia ( stosuje się w tym celu automatykę SPZ).
Poza brakiem zdolności gaszenia łuku wadą iskierników jest strome ucinanie fali
przepięciowej i dość stroma charakterystyka udarowa
Rys. 15. Schemat odgromnika zaworowego bez sterowania [źródło własne]
1 – iskiernik wielokrotny
2 – rezystor zmiennooporowy
1 – przewód fazowy
2 – elektrody iskiernika
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
Odgromniki zaworowe iskiernikowe nie mają tych wad co iskierniki. Składają się one ze
stosu warystorów (2), z szeregowo z nimi połączonych wieloelektrodowych iskierników (1)
i szczelnej obudowy. Przy wyższych napięciach są budowane jako kilkuczłonowe oraz
dodatkowo wyposażane są w pierścienie i warystory sterujące.
Odgromniki beziskiernikowe są wyposażone w warystory z tlenków metali (na
przykład ZnO). Pojawienie się przepięć powoduje w nich płynne, gwałtowne przejście
dużych prądów.
Urządzenia osłonowe są to środki służące do zapobiegania bezpośrednim trafieniom
piorunów w chroniony obiekt i ograniczania oddziaływań elektromagnetycznych wyładowań
piorunowych na obiekt.
Urządzenia piorunochronne składają się ze zwodów, przewodów odprowadzających
i uziemień oraz dodatkowych ekranów i połączeń wyrównawczych. Są one stosowane do
ochrony budynków i niektórych urządzeń zewnętrznych stacji. Zwodem jest górna część
urządzenia piorunochronnego, przeznaczona do przejmowania na siebie wyładowań
piorunowych, rozwijających się w kierunku chronionego obiektu. Rozróżnia się zwody
pionowe i poziome.
Zwarciem nazywamy zakłócenie polegające na połączeniu poprzez bardzo małą
impedancję dwóch lub więcej punktów obwodu, które w normalnych warunkach mają różne
potencjały. Przyczynami zwarć mogą być:
− przepięcia łączeniowe i atmosferyczne,
− zawilgocenie oraz starzenie się izolacji,
− zanieczyszczenie izolatorów,
− długotrwałe przeciążenia i pomyłki łączeniowe,
− mechaniczne uszkodzenia izolacji i konstrukcji urządzeń,
− wady fabryczne,
− zarzucanie drutów na przewody linii napowietrznych,
− obecność zwierząt w stacjach czy liniach napowietrznych.
Zwarć nie da się uniknąć nawet w najlepiej zaprojektowanych i wykonanych
oraz eksploatowanych sieciach, jednak należy dążyć do tego, aby maksymalnie ograniczyć
zarówno cieplne, jak i dynamiczne ich skutki.
Środkami służącymi do ograniczenia możliwości powstawania zwarć są:
− wysoki poziom wyszkolenia obsługi urządzeń elektrycznych,
− dobra jakość urządzeń i staranna konserwacja,
− prawidłowa ochrona przed nadmiernym obciążeniem i przed przepięciami,
− odpowiednia ochrona tras linii elektroenergetycznych,
W celu ograniczenia skutków działania prądów zwarciowych na sieć stosuje się
następujące środki:
− zmniejszenie prądów zwarciowych przez zwiększenie impedancji obwodu zwarciowego
(rozcinanie sieci pracujących równolegle, sekcjonowanie szyn, dławiki zwarciowe),
− odpowiednie zabezpieczenia szybko wyłączające uszkodzony odcinek linii,
− odpowiedni dobór urządzeń do mocy zwarciowych w danym miejscu sieci.
Skutecznym środkiem ochrony zwarciowej jest stosowanie dławików zwarciowych. Ze
względu na miejsce zainstalowania rozróżnia się dławiki szynowe oraz dławiki liniowe.
Stosuje się też dławiki podwójne z uzwojeniami bifilarnymi (przeciwnie nawiniętymi),
znoszącymi wzajemnie pola magnetyczne.
W sieciach średnich napięć, które pracują z izolowanym punktem neutralnym, stosuje się
tzw. dławiki gaszące. Włącza się je między punkt neutralny a ziemię i w czasie zwarcia
uzyskuje się przez to kompensację prądu zwarcia o charakterze pojemnościowym.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
Skuteczność ochrony stacji przed skutkami zwarć i przepięć uzależniona jest również od
prawidłowego wykonania uziemienia stacji Od uziemień tych wymaga się przede wszystkim,
aby ich rezystancja nie przekraczała wartości dopuszczalnej dla danego rodzaju stacji.
4.9.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co to jest przepięcie i jakie znasz rodzaje przepięć?
2) Co to są ograniczniki przepięć?
3) Co to jest iskiernik i jaka jest jego rola?
4) Jak zbudowany jest iskiernikowy odgromnik zaworowy?
5) Jaka jest zasada działania niesterowanego odgromnika zaworowego?
6) Co to są zwody pionowe i poziome?
7) Z jakich elementów składa się instalacja odgromowa obiektu?
8) Co to jest zwarcie, jakie są przyczyny i skutki zwarć?
9) Jakie znasz rodzaje zwarć?
10) Jaki jest przybliżony przebieg prądu zwarciowego?
11) Jak należy chronić stacje przed skutkami zwarć?
4.9.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przygotuj prezentację na temat ochrony stacji za pomocą:
a) zwodów poziomych,
b) zwodów pionowych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pracować indywidualnie,
2) zapoznać się z rodzajami i budową zwodów,
3) narysować obiekt budowlany (stację wnętrzową) i zaznaczyć na nim elementy składowe
instalacji odgromowej,
4) narysować strefę ochronną pochodzącą od jednego, dwóch i trzech zwodów pionowych,
5) zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− stanowisko z dostępem do Internetu,
− podręczniki lub poradniki,
− zeszyt do ćwiczeń.
Uwaga: Zadanie można wykonywać w grupach dwuosobowych pracując na zajęciach
lekcyjnych. Można też przydzielić grupom jedno z dwóch zadań: a) lub b).
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Ćwiczenie 2
Korzystając z informacji zawartych w Internecie i różnych innych źródłach, przygotuj
krótką prezentację na następujące tematy:
1) Co to jest koordynacja izolacji i jak ją zapewnić?
2) Jakie wady i zalety charakteryzują iskierniki i odgromniki zaworowe?
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać informacje na zadany temat,
2) przygotować prezentację i zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− stanowisko z dostępem do Internetu,
− podręczniki lub poradniki,
− zeszyt do ćwiczeń.
4.9.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) podać definicję przepięcia?
2) wymienić rodzaje przepięć?
3) omówić skutki przepięć?
4) wymienić środki ochrony przepięciowej?
5) omówić działanie i zastosowanie iskierników?
6) omówić działanie i zastosowanie odgromników?
7) podać definicję zwarcia?
8) wymienić przyczyny zwarć?
9) wyjaśnić, jakie są skutki zwarć?
10) wyjaśnić, na czym polega ochrona stacji przed skutkami zwarć?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
4.10. Obwody pomocnicze stacji – rodzaje i przeznaczenie
4.10.1. Materiał nauczania
Obwody pomocnicze nazywa się również obwodami wtórnymi. Służą one do pomiaru,
sygnalizacji i sterowania obwodami głównymi oraz zabezpieczają je przed uszkodzeniami.
W skład obwodów pomocniczych wchodzą:
a) układy pomiarowe z miernikami, rejestratorami i licznikami, służące do pomiaru:
− prądu – w układzie bezpośrednim (tzn. z użyciem tylko amperomierza) lub
pośrednim za pośrednictwem przekładnika prądowego i amperomierza,
− napięcia – w układzie bezpośrednim (tzn. z użyciem tylko woltomierza) lub
pośrednim za pośrednictwem przekładnika napięciowego i woltomierza,
− mocy czynnej w układzie półpośrednim lub pośrednim tzn. z użyciem watomierza
(kW, MW) oraz przekładników prądowych i napięciowych,
− mocy biernej – w układzie półpośrednim lub pośrednim tzn. z użyciem miernika do
pomiaru mocy biernej (kVar, MVar) oraz przekładników prądowych i napięciowych,
− współczynnika mocy cosφ – z użyciem miernika do pomiaru cosφ w układzie
półpośrednim lub pośrednim,
− energii elektrycznej – z użyciem licznika energii elektrycznej czynnej lub biernej
w układzie półpośrednim lub pośrednim.
b) układy elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej EAZ, wykrywające
uszkodzenia, takie jak zwarcie, przeciążenie, zanik napięcia, odwrócenie kierunku
przepływu mocy, zmniejszenie częstotliwości.
W stacjach elektroenergetycznych stosuje się następujące rodzaje zabezpieczeń:
− nadprądowe – bezzwłoczne i zwłoczne,
− kierunkowe,
− różnicowe,
− odległościowe,
− gazowo-przepływowe,
− ziemnozwarciowe,
c) układy elektroenergetycznej automatyki restytucyjnej (EAR), samoczynnie
przywracającej zasilanie po wystąpieniu zakłócenia (samoczynne załączenie rezerwy SZR
i samoczynne ponowne załączenie SPZ),
d) rejestratory zakłóceń, samoczynnie zapisujące przebiegi prądu i napięcia w wybranych
miejscach obwodów głównych podczas zakłócenia, co ułatwia ocenę ich przyczyn
i skutków,
e) układy sterowania, telemechaniki i telemetrii, służące, na przykład do zdalnego
zamykania i otwierania łączników i do zdalnych pomiarów,
f) układy sygnalizacji stanu położenia łączników oraz wystąpienia zakłóceń,
g) blokady manipulacyjne, czyli zabezpieczenia przed błędnymi łączeniami,
h) układy regulacji.
Obwody pomocnicze obejmują również dodatkowe urządzenia zapewniające prawidłową
pracę stacji. Zaliczamy do nich:
1) instalacje oświetlenia i ogrzewania,
2) instalacje sprężonego powietrza,
3) instalacje wodne i kanalizacyjne,
4) instalacje ochrony przeciwporażeniowej i odgromowej,
5) instalacje i urządzenia łączności.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
Obwody pomocnicze przedstawia się na rysunkach za pomocą schematów
funkcjonalnych (blokowych), ideowych (umożliwiających dokładną analizę działania) oraz
montażowych (zawierających informacje o wykonaniu połączeń między poszczególnymi
elementami).
Ważniejsze symbole graficzne stosowane na schematach przedstawia rys. 16.
Rys. 16. Ważniejsze symbole przekaźników: a) przekaźnik nadprądowy,
b) przekaźnik nadprądowy na duże wartości rozruchowe, c) przekaźnik nadprądowy zwłoczny,
d) przekaźnik podnapięciowy, e) przekaźnik podimpedancyjny [4]
Rys. 17. Przykładowy uproszczony schemat zabezpieczenia transformatora o mocy 1 MVA [4]
Dla prawidłowej pracy urządzeń pomocniczych stacji w warunkach normalnych
i zakłóceniowych istotna jest ciągłość dostawy energii. Urządzenia pomocnicze mogą być
zasilane zarówno prądem przemiennym, jak i stałym. Źródłem napięcia stałego są baterie
akumulatorów i urządzenia prostownicze. Baterie akumulatorów ładuje się za pomocą
prostownika w sposób ciągły lub okresowy.
Istnieją różne sposoby współpracy baterii akumulatorów z prostownikami. Do najczęściej
stosowanych zaliczamy układ buforowy oraz układ z dodatkową baterią.
4.10.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co wchodzi w skład obwodów pomocniczych?
2) Jaką rolę pełnią obwody pomocnicze w stacjach?
3) Jakie zadania spełniają układy sterowania?
4) Jakie zadania pełnią układy sygnalizacji i manipulacyjne?
5) Co oznacza pojęcie automatyka prewencyjna, a co automatyka restytucyjna?
6) Co oznaczają skróty EAZ i EAR?
7) Co oznaczają skróty: SPZ i SZR?
8) Jakie znasz rezerwowe źródła zasilania?
9) Jakie urządzenia i obwody w stacjach mogą być zasilane prądem stałym?
10) W jakim miejscu stacji zbiegają się wszystkie obwody pomocnicze?
11) Za pomocą jakich schematów przedstawia się obwody pomocnicze?
I
>>
t
I
>
U
<
Z
<
I
>
a) b) c) d) e)
(1
÷30) kV
0,4 kV
t
I>
Tr
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
4.10.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przedstawiony na rysunku schemat przedstawia buforowy układ do zasilania rozdzielnicy
prądu stałego w stacjach. Przeanalizuj działanie tego układu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) podać jest cel stosowania baterii akumulatorów i prostowników,
2) wyjaśnić zasadę współpracy baterii i prostownika w czasie normalnej pracy,
3) wyjaśnić zasadę działania układu w czasie awarii,
4) wyjaśnić zasadę działania układu po ponownym pojawieniu się napięcia,
5) zaprezentować wyniki swojej analizy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− podręczniki, poradniki, katalogi i prospekty,
− zeszyt do ćwiczeń, długopis.
Ćwiczenie 2
Przeanalizuj działanie nadprądowego bezzwłocznego zabezpieczenia transformatora na
podstawie przedstawionego poniżej schematu.
(Wyjaśnienie znaczenia wszystkich symboli przedstawionych na schemacie pozwoli Ci
analizować zasadę działania układu).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyjaśnić znaczenie wszystkich symboli z rysunku,
2) dokonać analizy działania układu,
3) zaprezentować wyniki pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− podręczniki, poradniki, katalogi i prospekty,
− zeszyt do ćwiczeń, długopis.
1
3
2
~
4
1 – bateria
2 – prostownik
3 – wyłącznik
4 – przełącznik
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
Ćwiczenie 3
Przeanalizuj zasadę działania najprostszego przekaźnika nadprądowego K32
współpracującego z wyłącznikiem:
S
1
– sprężyna wyłączająca
S
2
– sprężyna zwrotna
Z – zapadka zamka wyłącznika
L – cewka wyłączająca
T
1
– przekładnik prądowy
Q
2
– wyłącznik
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyjaśnić, co to jest elektromagnes i jaką rolę może pełnić ruchoma zwora,
2) wyjaśnić budowę wyłącznika i rolę zapadki,
3) przeanalizować działanie układu,
4) zaprezentować wyniki swojej analizy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− podręczniki, poradniki, katalogi i prospekty,
− zeszyt do ćwiczeń, długopis.
4.10.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wyjaśnić rolę obwodów pomocniczych w stacjach?
2) wymienić obwody pomocnicze w stacjach?
3) wymienić zadania EAZ?
4) wymienić zadania EAR?
5) narysować symbol przekaźnika nadprądowego i podnapięciowego?
6) wymienić urządzenia potrzeb własnych zasilane prądem
przemiennym?
7) wymienić urządzenia potrzeb własnych zasilane prądem stałym?
8) wyjaśnić, co to jest nastawnia?
9) analizować pracę obwodów pomocniczych na podstawie schematów?
Q
2
S
1
S
2
T
1
I
L
K 32
Z
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję – masz na tę czynność 5 minut.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test składa się z 21 zadań dotyczących charakteryzowania procesów przesyłania
i rozdzielania energii elektrycznej.
5. Na rozwiązanie wszystkich zadań masz 40 minut.
6. Odpowiedzi udzielaj wyłącznie na załączonej karcie odpowiedzi.
7. Wszystkie zadania to zadania wielokrotnego wyboru. Zawierają cztery możliwe
odpowiedzi, z których tylko jedna jest poprawna. Zaznacz poprawną odpowiedź,
zaczerniając właściwe pole w karcie odpowiedzi. Jeśli się pomyliłeś, to otocz błędną
odpowiedź kółkiem i zaznacz nową odpowiedź.
8. Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz 1 punkt, za złą odpowiedź lub brak odpowiedzi
0 punktów.
9. Możesz uzyskać maksymalnie 21 punktów.
10. Pamiętaj, że pracujesz samodzielnie.
11. Po zakończeniu testu podnieś rękę i zaczekaj, aż nauczyciel odbierze od Ciebie pracę.
Powodzenia!
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1. Kabel o żyłach miedzianych w izolacji polietylenowej i powłoce polwinitowej oznacza się
symbolem:
a) YAKY,
b) YKY,
c) YKXS,
d) YKX.
2. Symbolem AKnFtA oznacza się:
a) kabel z żyłami aluminiowymi o izolacji papierowej przesyconej syciwem
nieściekającym i powłoce ołowianej, opancerzony taśmami stalowymi, z osłoną
włóknistą,
b) kabel z żyłami miedzianymi o izolacji papierowej przesyconej syciwem nieściekającym
i powłoce ołowianej, opancerzony taśmami stalowymi, z osłoną włóknistą,
c) kabel z żyłami aluminiowymi o izolacji papierowej przesyconej syciwem
nieściekającym i powłoce ołowianej, opancerzony drutami okrągłymi, z osłoną
włóknistą,
d) kabel z żyłami miedzianymi o izolacji papierowej przesyconej syciwem nieściekającym
i powłoce ołowianej, opancerzony taśmami stalowymi, z osłoną polwinitową.
3. Pokazany obok symbol oznacza:
a) dławik,
b) przekładnik napięciowy,
c) przekładnik prądowy,
d) odłącznik.
4. Przewody w liniach napowietrznych powinny charakteryzować się:
a) dużą rezystywnością,
b) dużą konduktywnością,
c) dużą przenikalnością dielektryczną,
d) dużą przenikalnością magnetyczną.
5. Sieci przesyłowe mają w Polsce napięcia znamionowe:
a) 110 kV, 220 kV, 400 kV, 750 kV,
b) 220 kV, 400 kV, 750 kV,
c) 110 kV, 220 kV,
d) 230/400 V.
6. Największy zwis przewodu linii napowietrznej występuje w temperaturze:
a) – 25
o
C i +25
o
C,
b) + 25
o
C i –5
o
C,
c) +40
o
C i – 25
o
C,
d) –5
o
C i +40
o
C.
7. Przewód oznaczony symbolem AsXS oznacza
a) linkę stalowo-aluminiową,
b) przewód izolowany stosowany w sieciach średnich napięć,
c) linkę stosowaną jako przewód odgromowy,
d) samonośny przewód izolowany stosowany w liniach niskich napięć.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
8. Kabel na napięcie powyżej 15 kV układa się na głębokości?
a) 70 cm,
b) 80 cm,
c) 90 cm,
d) 100 cm.
9. Wadą iskiernika jest to, że:
a) każde przepięcie powoduje zwarcie doziemne i przerwę w dostawie energii,
b) każde przepięcie powoduje przeskok między elektrodami,
c) każde przepięcie powoduje przebicie izolacji chronionego urządzenia,
d) każde przepięcie powoduje wydzielanie się dużej ilości gazów.
10. Sprzęgło podłużne w stacji łączy:
a) dwa systemy szyn zbiorczych,
b) dwa transformatory energetyczne,
c) dwie sekcje jednego systemu szyn,
d) dwa pola rozdzielcze.
11. Przedstawiony obok schemat oznacza:
a) stację rozdzielczą,
b) stację transformatorową,
c) stację transformatorowo-rozdzielczą,
d) stację przekształtnikową.
12. Odłączniki stosowane w stacjach mają za zadanie:
a) wyłączać prądy zwarciowe,
b) wyłączać prądy jałowe transformatorów niedużych mocy,
c) wyłączać prądy przeciążeniowe,
d) wyłączać prądy zwarciowe i przeciążeniowe.
13. Sekcja odciągowa to odcinek linii elektroenergetycznej zawarty między:
a) dwoma kolejnymi słupami przelotowymi,
b) dwoma kolejnymi słupami mocnymi,
c) słupem przelotowym a słupem mocnym,
d) stacją a najbliższym słupem przelotowym.
14. W przedstawionym niżej układzie pola liniowego brakuje:
a) odłącznika szynowego,
b) przekładnika prądowego,
c) odłącznika liniowego,
d) wyłącznika.
15. Mufę kablową oznacza się na schematach symbolem:
a)
b)
c)
d)
?
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
16. Izolator nieprzebijalny to izolator, w którym:
a) długość drogi przebicia jest większa niż połowa drogi przeskoku w powietrzu,
b) długość drogi przeskoku w powietrzu jest większa niż połowa drogi przebicia,
c) długość drogi przebicia jest mniejsza niż połowa drogi przeskoku w powietrzu,
d) długość drogi przeskoku w powietrzu jest mniejsza niż połowa drogi przebicia.
17. Układ z rezerwą ukrytą charakteryzuje się tym, że:
a) jeden system nie jest obciążony w czasie normalnej pracy i podczas awarii przejmuje
na siebie zasilanie wszystkich odbiorców,
b) jeden system nie jest obciążony w czasie normalnej pracy i podczas awarii przejmuje
na siebie zasilanie tylko ważniejszych odbiorców,
c) dwa systemy są obciążone w czasie normalnej pracy, a podczas awarii jednego
systemu drugi przejmuje zasilanie wszystkich lub ważniejszych odbiorców,
d) dwa systemy są obciążone w czasie normalnej pracy, a podczas awarii jednego
systemu drugi automatycznie wyłącza się.
18.
Symbol Yyd transformatora oznacza:
a) transformator trójfazowy trójuzwojeniowy w układzie gwiazda–gwiazda–trójkąt,
b) transformator trójfazowy dwuuzwojeniowy w układzie gwiazda–trójkąt,
c) transformator trójfazowy trójuzwojeniowy w układzie gwiazda–trójkąt–trójkąt,
d) transformator trójfazowy trójuzwojeniowy w układzie trójkąt–gwiazda–trójkąt.
19. W celu ograniczenia przepięć do bezpiecznej wartości stosuje się:
a) przekładniki pomiarowe,
b) odgromniki zaworowe,
c) transformatory obniżające,
d) wyłączniki.
20. W podanym układzie dwusystemowym element oznaczony cyfrą 1 i 2 oznacza
odpowiednio:
a) przekładnik prądowy i wyłącznik,
b) transformator i uziemnik,
c) przekładnik napięciowy i odłącznik,
d) przekładnik prądowy i odłącznik.
21. W przedstawionej sytuacji, aby przejść z zasilania systemu I na system II, należy:
a) otworzyć 1, wyłączyć 3, zamknąć 2, załączyć 3,
b) wyłączyć 3, otworzyć 1, zamknąć 2, załączyć 3,
c) zamknąć 2, wyłączyć 3, otworzyć 1, załączyć 3,
d) wyłączyć 3, zamknąć 2, załączyć 3, otworzyć 1.
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
47
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko ……………………………………………………………………………
Charakteryzowanie procesów przesyłania i rozdzielania energii elektrycznej
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
11
a b c d
12
a b c d
13
a b c d
14
a b c d
15
a b c d
16
a b c d
17
a b c d
18
a b c d
19
a b c d
20
a b c d
21
a b c d
Razem
„
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
48
6. LITERATURA
1. Bartodziej G., Kałuża E.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 1980
2. Grad J.: Aparaty i urządzenia elektryczne – ćwiczenia. WSiP, Warszawa 1996
3. Kotlarski W., Grad J.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 1997
4. Kotlarski W.: Sieci elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 1997
5. Laskowski J.: Poradnik elektroenergetyka przemysłowego. COSiW SEP, Warszawa 1999
6. Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 1998
7. Orlik W.: Egzamin kwalifikacyjny elektryka w pytaniach i odpowiedziach.
Wydawnictwo KaBe, Krosno 2001
8. Poradnik: Aktywizacja ucznia w procesie kształcenia. ŁCDNiKP, Łódź 2002
9. Praca zbiorowa: Elektroenergetyczne układy przesyłowe. WNT, Warszawa 1997
10. Praca zbiorowa: Projektowanie stacji elektroenergetycznych. WNT, Warszawa 1980
11. PN-E-01002: 1997 Słownik terminologiczny elektryki – kable i przewody
12. PN-75/E-05100 Elektroenergetyczne linie napowietrzne
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
przesyłanie i rozdzielanie energii 11
PRZESYŁ I ROZDZIAŁ ENERGII ELEKTRYCZNEJ CW1
Nowe techniki przesyłu i rozdziału energii elektrycznej, Stacja 110-kampus, Stacja 110/15 kV Kampus
Nowe techniki przesyłu i rozdziału energii elektrycznej, Stacja Elektroenergetyczna Campus UJ., &quo
I Wasiak Elektroenergetyka w zarysie Przesył i rozdział energii elektrycznej (2)
Przesył i dystrybucja energii elektrycznej Frąckowiak KŁ 2012
Dom Nocy 09 Przeznaczona rozdział 10 11 TŁUMACZENIE OFICJALNE
ĆWICZENIA PRZESYŁ I DYSTRYBUCJA ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Biznes i Energia z 11 lutego 09 (nr 29)
16 Rozdzielanie energii elektrycznej
EKSPLOATACJA SIECI PRZESYŁOWWYCH I DYSTRYBUCYJNYCH ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Opracowanie PIDE 19str, Semestr VII, Semestr VII od Grzesia, Przesył i dystrybucja energii elektrycz
Energia 11
Procesy Rozdzielania Projekt 1 2 11 5 warianty
Automatyzacja wytwarzania i rozdziału
więcej podobnych podstron