Dobór przekładników prądowych polega na ustaleniu następujących cech i parametrów

- typu i rodzaju wykonani

- napięcia znamionowego

- prądu znamionowego pierwotnego i wtórnego

- mocy znamionowej,

- klasy dokładności,

- wytrzymałości cieplnej (znamionowego krótkotrwałego prądu cieplnego ),

- wytrzymałości dynamicznej (znamionowego prądu szczytowego).

Warunki środowiskowe określają rodzaj wykonania oraz izolację przekładnika (wykonanie wnętrzowe, napowietrzne, o izolacji przeciwzabrudzeniowej, o izolacji suchej lub olejowej). Pozostałe wymogi dotyczące cech konstrukcyjnych przekładników są stawiane przez techniczne warunki pracy. Napięcie znamionowe przekładnika powinno być równe lub wyższe niż napięcie znamionowe sieci.

Prąd znamionowy pierwotny przekładnika powinien być równy lub nieco większy niż prąd obciążenia. Okresowe przeciążenia nie powinny przekraczać o więcej niż 20%

znamionowego prądu pierwotnego. Przy niewielkich wartościach prądu obciążenia, mniejszych niż 0,05 prądu znamionowego, nie jest zachowana dokładność transformacji.

Prąd znamionowy wtórny wynosi zwykle 5 A. Przy dużych odległościach od przekładników do miejsca zainstalowania przyrządów pomiarowych (nastawni), celem zmniejszenia strat w przewodach doprowadzających, jest wskazane stosowanie przekładników o prądzie znamionowym wtórnym 1A.

Moc znamionowa przekładników, odpowiadająca wymaganej klasie dokładności, powinna być większa od obciążenia obwodu wtórnego, ustalonego jako suma mocy pobieranej przez poszczególne odbiorniki i przyrządy oraz mocy traconej w przewodach łączących i na rezystancjach zestyków. W układach trójfazowych obciążenie powinno być wyznaczone z uwzględnieniem układu połączeń przekładników i odbiorników (mierników).

Moc traconą w zestykach obwodu wtórnego szacuje się wg zależności
P=I²_2nR_z

, przy czym przyjmuje się Rz = 0,1
w obwodach rozdzielni napowietrznych

oraz 0,05
- we wnętrzowych. W celu zachowania klasy dokładności obciążenie przekładników pomiarowych nie powinno być mniejsze niż 0,25 mocy znamionowej, a przekładników zasilających wskaźniki oraz przekaźniki zabezpieczeń nadmiarowych - 0,5 mocy znamionowej.

Klasa dokładności przekładników powinna być odpowiednia do rodzaju oraz klasy przyrządów zainstalowanych w obwodach wtórnych. Klasa przekładnika powinna odpowiadać klasie najbardziej dokładnego miernika w obwodzie, a zalecane jest stosowanie przekładników o klasę dokładniejszych.

Wartości współczynników bezpieczeństwa FS przekładników zasilających mierniki powinny być niewielkie (5 lub 10). a zasilających przekaźniki - większe (15, 20, 30). Przy obciążeniach strony wtórnej mocą różną od znamionowej można w przybliżeniu przyjmować, że iloczyn mocy i współczynnika FS ma wartość stałą.

Liczniki energii do celów rozliczeniowych powinny być zasilane z oddzielnych przekładników lub z osobnych rdzeni przekładników klasy nie gorszej niż 0,5 - niekiedy nawet klasy 0,2. W obwodach liczników nie powinny być instalowane inne mierniki lub przekaźniki.

APARATY ELEKTRYCZNE WYSOKIEGO NAPIĘCIA

1. Łączniki

Ze względu na zdolność łączenia i funkcje, jakie spełniają w układzie elektroener- getycznym - warunkujące ich rozwiązania konstrukcyjne - łączniki wysokiego napięcia dzieli się na:

- wyłączniki,

- rozłączniki,

- odłączniki,

- uziemniki,

- zwierniki,

- bezpieczniki.

Obecnie są rozpowszechnione, wytwarzane i rozwijane następujące typy wyłączników: małoolejowe, pneumatyczne (powietrzne), z sześciofluorkiem siarki, próżniowe i magnetowydmuchowe.

Wyłączniki na napięcie 110 kV i wyższe są budowane jako małoolejowe, z sześciofluorkiem siarki oraz pneumatyczne. W większości krajów zaniechano produkcji i stosowania wyłączników małoolejowych na napięcia 110 kV i wyższe, chociaż jeszcze nadal pozostają w eksploatacji.

Na średnie napięcia są budowane wyłączniki małoolejowe, z sześciofluorkiem siarki, magnetowydmuchowe oraz próżniowe. Najbardziej rozpowszechnioną i najtańszą konstrukcją są wyłączniki małoolejowe, ze względu na prostą budowę i technologię wytwarzania. W wyłącznikach małoolejowych gaszenie łuku odbywa się w specjalnych komorach gaszeniowych, wykonanych z materiałów o dużej wytrzymałości mechanicznej (żywice epoksydowe z dodatkiem włókien szklanych). Obecnie najczęściej stosuje się komory gaszeniowe sztywne, w których gazy i pary oleju powstałe pod wpływem łuku mają utrudnioną drogę wydostania się na zewnątrz komory, w wyniku czego ciśnienie w komorze osiąga znaczne wartości, rzędu megapaskali.

Intensywność procesów dejonizacyjnych i skuteczność gaszenia łuku zależą od ciśnienia gazów i par w komorze gaszeniowej, a więc od wartości prądu łuku.

W wyłącznikach o prostych komorach gaszeniowych mogą występować

trudności w skutecznym gaszeniu łuku prądów o niewielkich wartościach, szczególnie prądów pracy jałowej transformatorów i prądów ładowania linii kablowych i napowietrznych, co stanowi istotne ograniczenie zakresu ich stosowania.

Niektóre obecnie budowane wyłączniki małoolejowe mają komory gaszeniowe przystosowane do gaszenia łuków prądów zarówno o bardzo dużych jak i małych wartościach, rzędu dziesiątków kiloamperów oraz kilku amperów.

W wyłączniku o konstrukcji komorowej , styk ruchomy jest wykonany w postaci tulei z otworami w górnej części, zakończonej czopem,natomiast styk nieruchomy wykonany jest w postaci sworznia.

Zwierniki mają konstrukcję jednoprzerwową o siecznym ruchu noża. Zwiernik w stanie otwartym ma napiętą sprężynę załączającą, a zamknięcie zwiernika następuje w wyniku odryglowania zamka ręcznie przez obsługę lub pod wpływem wyzwalaczy, współpracujących z układem zabezpieczeń. Prędkość ruchu styku w czasie załączania jest duża, co powoduje, że odznaczają się one dużymi wartościami prądów załączalnych.

W niektórych konstrukcjach rozdzielnic średnich napięć stosuje się zwierniki trójfazowe zamiast uziemników (spełniają tę samą funkcję). Zaletą takiego rozwiązania jest przede wszystkim zwiększone bezpieczeństwo w przypadkach błędnego załączania łącznika na zwarcie, gdyż zwierniki są przystosowane do takich czynności łączeniowych.

2. Bezpieczniki

Bezpieczniki średnionapięciowe są przeznaczone do zabezpieczenia od skutków zwarć transformatorów, silników, przekładników, baterii kondensatorów oraz odgałęzień linii o niewielkich obciążeniach. Zastosowanie bezpieczników z rozłącznikami lub odłącznikami umożliwia wyeliminowanie drogich wyłączników, przy zachowaniu zadowalającej technicznej sprawności układu zasilania.

Najbardziej rozpowszechnioną konstrukcją są bezpieczniki z materiełem drobnoziarnistym jako gasiwem. Elementy topikowe wykonuje się z drutu srebrnego lub miedzianego srebrzonego (pojedynczego lub w postaci wiązki utworzonej z kilku drutów połączonych równolegle), nawiniętych na wspornik ceramiczny w postaci gwiazdy cztero- lub sześcioramiennej. Całość jest umieszczona w rurze izolacyjnej - zwykle porcelanowej, wypełnionej czystym piaskiem kwarcowym o odpowiedniej ziarnistości. Rury izolacyjne wkładek są szczelnie zamknięte denkami w postaci metalowych okuć o kształcie walcowym lub są dodatkowo wyposażone w specjalnie ukształtowane styki nożowe.

Bezpieczniki z piaskiem kwarcowym jako gasiwem charakteryzują się m.in.:

- zdolnością wyłączania prądów zwarciowych o dużych wartościach

przed osiągnięciem przez nie wartości szczytowej (prądu udarowego),

- dużą zdolnością wyłączalną rzędu 500-:-700 MV A, a w przypadku bezpieczników przekładnikowych - praktycznie nieograniczoną (większą niż 1500 MV A).

Do wad bezpieczników, ograniczających zakres ich zastosowania, zalicza się:

- jednofazowe wyłączanie,

- niewielkie wartości prądów znamionowych wkładek,

- długie czasy łukowe przy przerywaniu prądów o niewielkich wartościach (minimalne prądy wyłączalne zawierają się w granicach 2 -:- 5-krotnej wartości prądów znamionowych wkładek bezpiecznikowych),

-występowanie przepięć łączeniowych przy przerywaniu prądów zwarciowych (rzędu 3-5-krotnej wartości napięcia znamionowego).

Bezpieczniki przekładnikowe są przeznaczone wyłącznie do ochrony przekładników napięciowych przed skutkami zwarć. Prąd znamionowy wkładek wynosi ok. 0,8 A. Bezpieczniki te ograniczają prąd zwarciowy do kilkudziesięciu amperów. Przepięcia łączeniowe są zbliżone do tych, jakie występują w bezpiecznikach innych typów.

W bezpiecznikach gazowowvdmuchowych element topikowy jest umieszczony w rurze z materiału izolacyjnego, wydzielającego pod wpływem temperatury duże ilości gazów. Ciśnienie gazów i skuteczność gaszenia łuku zależy od wartości prądu wyłączeniowego. Przy prądach o niewielkich wartościach, aby zapewnić skuteczne gaszenie łuku, wykonuje się bezpieczniki o elementach topikowych w specjalnej otulinie lub zawierające dwie współosiowe tuleje. Tuleja wewnętrzna - do przerywania prądów o niewielkich wartościach - pęka przy przerywaniu prądów o wartościach bardzo dużych, gdyż powstają znaczne ilości gazów.

W celu lepszego gaszenia łuku element topikowy jest połączony z jednej strony z elektrodą stałą a z drugiej, przez elektrodę linkową, ze sprężyną napinającą, umieszczoną w dolnej, otwartej części rury. Po przepaleniu się topika. sprężyna wyciąga linkę, powodując szybkie wydłużenie się łuku. co razem z wydmuchiwanymi gazami powoduje skuteczne gaszenie łuku. W bezpiecznikach gazowydmuchowych zgaszenie łuku następuje przy przejściu prądu przez zero, a zatem nie mają one zdolności ograniczania prądów zwarciowych. Bezpieczniki mogą być wielokrotnie regenerowane.

W Polsce bezpieczniki gazowydmuchowe wykonuje się na 15 kV i prądy od 4 do 25 A, z przeznaczeniem do instalowania w napowietrznych stacjach transformatorowych słupowych.

3. Przekładniki

Przekładniki służą do transformacji, w stałym stosunku, pierwotnych wartości napięć i prądów na wartości znormalizowane umożliwiające ich zdalny i bezpieczny pomiar za pomocą przyrządów o niewielkich zakresach pomiarowych oraz zasilanie przekaźników automatyki sterowniczej i zabezpieczeniowej,

a przez to kierowanie pracą stacji.

Rozróżnia się przekładniki prądowe i napięciowe, budowane w wykonaniach przeznaczonych do zasilania układów pomiarowych (przekładniki pomiarowe) i układów zabezpieczeniowych (przekładniki zabezpieczeniowe). Przekładniki pomiarowe są niekiedy stosowane również w obwodach automatyki zabezpieczeniowej.

Przekładniki prądowe są budowane na wszystkie wartości napięć znamionowych od 0,5 kV do najwyższych oraz znamionowe prądy pierwotne I _1n o znormalizowanych wartościach: 5 - 10 - 15 - 20 - 30 - 50 - 75 A i ich dziesiętnych wielokrotnościach. Prądy znamionowe wtórne wynoszą 5 A, i 1 A rzadziej 2 A.

Moce znamionowe przekładników, określone iloczynem kwadratu prądu znamionowego wtórnego i impedancji znamionowej strony wtórnej, wynoszą od 2,5 V . A do 30 V . A i powyżej 30 V . A, w zależności od potrzeb, przy klasach dokładności 0,1; 0,2; 0,5; l; 3 i 5. Zwiększenie obciążenia ponad wartość znamionową powoduje pogorszenie klasy dokładności.

Warunki pracy, w których prąd pierwotny zawiera się w granicach 0,05 -:- 1,2 I _1n uznaje się za normalne i w takich zakresach są normowane dopuszczalne błędy transformacji.

Przekładniki przeznaczone specjalnie do celów zabezpieczeń mają uzwojenia wtórne, których klasa dokładności jest oznaczona symbolami 5P i l0P. Ich dopuszczalne błędy całkowite przy prądzie pierwotnym granicznym wynoszą odpowiednio 5 i 10%.

W przypadkach zwarć i przepływu prądów o dużych wartościach istnieje prawdopodobieństwo zniszczenia przyrządów pomiarowych, przyłączonych do uzwojeń wtórnych przekładników. Powinna być zatem zachowana korelacja właściwości zasilanych przyrządów i przekładników, określonych następującymi parametrami:

- znamionowym prądem bezpiecznym przyrządów, oznaczającym najmniejszą wartość prądu pierwotnego, przy którym błąd całkowity przekładnika prądowego jest równy lub większy niż 10% przy obciążeniu znamionowym;

- znamionowym współczynnikiem bezpieczeństwa przyrządów FS, równym stosunkowi znamionowego prądu bezpiecznego przyrządów do znamionowego prądu pierwotnego przekładnika; bezpieczeństwo przyrządów zasilanych przez przekładnik jest większe, gdy wartość współczynnika bezpieczeństwa FS jest mniejsza.

Występuje analogia pomiędzy współczynnikiem bezpieczeństwa przyrządów FS oraz wcześniej powszechnie używanym pojęciem "liczba przetężeniowa", oznaczająca wielokrotność znamionowego prądu pierwotnego przekładnika, przy którym błąd prądowy wynosi 10%.

Cieplna wytrzymałość zwarciowa przekładników jest charakteryzowana znamionowym krótkotrwałym prądem cieplnym Ith' odpowiadającym przyjmowanemu dotychczas powszechnie prądowi cieplnemu jednosekundowemu I _c1 .

Dla przekładników krajowych, w zależności od konstrukcji

I _th = (60-:-240) I_1n.

Wytrzymałość zwarciową dynamiczną określa prąd szczytowy równy często 2,5-krotnej wartości I _th .

Przekładniki prądowe są budowane jako jednofazowe, jedno- lub wielordzeniowe, z dwoma lub trzema rdzeniami umieszczonymi we wspólnej obudowie . Poszczególne uzwojenia o różnej mocy znamionowej i klasie dokładności są przeznaczone do zasilania różnych odbiorników (mierników prądu i mocy, liczników energii, przekaźników). Zastosowanie przekładników wielordzeniowych umożliwia uniknięcie konieczności stosowania kilku szeregowo połączonych przekładników jednordzeniowych.

Rys.Przekrój przekładnika prądowego trójrdzeniowego, olejowego na napięcie 245 kV

1- zaciski uzwojenia pierwotnego, 2 - obudowa aluminiowa, 3 - izolator porcelanowy. 4 - izolacja wysokonapięciowa, 5 - uzwojenie strony pierwotnej,

6 - rdzenie przekładnika z uzwojeniami strony wtórnej,

7 - skrzynka z zaciskami uzwojeń wtórnych, 8 - zbiornik

Przekładniki napięciowe są budowane na wszystkie znormalizowane napięcia pierwotne oraz na napięcia
-razy mniejsze .pierwsze z nich mają obydwa zaciski izolowane i są przeznaczone do włączenia na napięcie między przewodowe, drugie zaś - do pomiaru napięć fazowych przy uziemionym jednym zacisku uzwojenia pierwotnego. Napięcie znamionowe wtórne wynosi przeważnie 100 V, a przy napięciu znamionowym pierwotnym U_n /
jest równe 100/
V. W rozbudowanych obwodach wtórnych stosuje się niekiedy przekładniki o napięciu wtórnym odpowiednio 200 i 200/
V.

Napięcie znamionowe uzwojenia dodatkowego wynosi 100, 100/
lub 100/3 V.

Znormalizowane wartości mocy znamionowych przy współczynniku mocy obwodu wtórnego równym 0,8 (indukcyjnym) wynoszą od 10 do 500 V . A.

4

Klasy dokładności wynoszą 0,1; 0,2; 0,5; 1 i 3 przy napięciu pierwotnym w granicach 0,8 -;- 1,2 U_1n i obciążeniu od 25 do 100% obciążenia znamionowego.

Przekładniki napięciowe przeznaczone do zasilania obwodów napięciowych przekaźników zabezpieczeniowych mają uzwojenia wtórne, których klasę dokładności oznacza się 3P i 6P, z możliwością wystąpienia błędu napięciowego odpowiednio 3 i 6%.

Klasy dokładności przekładników napięciowych pojemnościowych (rys. ), z pojemnościowymi dzielnikami napięcia wynoszą 0,5; 1 i 3 - do pomiaru w przedziale

99 -;- 101 % częstotliwości znamionowej oraz 3P i 6P do zabezpieczeń w przedziale

96 -;-102%.

Rys. Przekładnik wysokiego napięcia zawierający w jednej obudowie pojemnościowy przekładnik napięciowy oraz przekładnik prądowy

1 przekładnik prądowy dwurdzeniowy;

2 - przekładnik indukcyjny napięciowy;

3 - ogranicznik przepięć; R - rezystor wstępnego obciążenia; L _k - indukcyjność kompensująca

C 1,C₂- pojemności dzielnika napięcia

Gabaryty przekładników prądowych i napięciowych są znaczne. Ich masy wynoszą od ok. 400 kg (w tym 100 kg oleju) przy napięciu 110 kV do kilku ton przy wyższym napięciu. Przekładniki pojemnościowe mają masy ok. dwukrotnie mniejsze. Transport przekładników jest trudny ze względu na znaczną masę, zawartość oleju, kształt oraz dużą wrażliwość na uszkodzenia.

Dobór przekładników prądowych polega na ustaleniu następujących cech i parametrów

- typu i rodzaju wykonani

- napięcia znamionowego

- prądu znamionowego pierwotnego i wtórnego

- mocy znamionowej,

- klasy dokładności,

- wytrzymałości cieplnej (znamionowego krótkotrwałego prądu cieplnego ),

- wytrzymałości dynamicznej (znamionowego prądu szczytowego).

Warunki środowiskowe określają rodzaj wykonania oraz izolację przekładnika (wykonanie wnętrzowe, napowietrzne, o izolacji przeciwzabrudzeniowej, o izolacji suchej lub olejowej). Pozostałe wymogi dotyczące cech konstrukcyjnych przekładników są stawiane przez techniczne warunki pracy. Napięcie znamionowe przekładnika powinno być równe lub wyższe niż napięcie znamionowe sieci.

Prąd znamionowy pierwotny przekładnika powinien być równy lub nieco większy niż prąd obciążenia. Okresowe przeciążenia nie powinny przekraczać o więcej niż 20%

znamionowego prądu pierwotnego. Przy niewielkich wartościach prądu obciążenia, mniejszych niż 0,05 prądu znamionowego, nie jest zachowana dokładność transformacji.

Prąd znamionowy wtórny wynosi zwykle 5 A. Przy dużych odległościach od przekładników do miejsca zainstalowania przyrządów pomiarowych (nastawni), celem zmniejszenia strat w przewodach doprowadzających, jest wskazane stosowanie przekładników o prądzie znamionowym wtórnym 1A.

Moc znamionowa przekładników, odpowiadająca wymaganej klasie dokładności, powinna być większa od obciążenia obwodu wtórnego, ustalonego jako suma mocy pobieranej przez poszczególne odbiorniki i przyrządy oraz mocy traconej w przewodach łączących i na rezystancjach zestyków. W układach trójfazowych obciążenie powinno być wyznaczone z uwzględnieniem układu połączeń przekładników i odbiorników (mierników).

Moc traconą w zestykach obwodu wtórnego szacuje się wg zależności
P=I²_2nR_z

, przy czym przyjmuje się Rz = 0,1
w obwodach rozdzielni napowietrznych

oraz 0,05
- we wnętrzowych. W celu zachowania klasy dokładności obciążenie przekładników pomiarowych nie powinno być mniejsze niż 0,25 mocy znamionowej, a przekładników zasilających wskaźniki oraz przekaźniki zabezpieczeń nadmiarowych - 0,5 mocy znamionowej.

Klasa dokładności przekładników powinna być odpowiednia do rodzaju oraz klasy przyrządów zainstalowanych w obwodach wtórnych. Klasa przekładnika powinna odpowiadać klasie najbardziej dokładnego miernika w obwodzie, a zalecane jest stosowanie przekładników o klasę dokładniejszych.

Wartości współczynników bezpieczeństwa FS przekładników zasilających mierniki powinny być niewielkie (5 lub 10). a zasilających przekaźniki - większe (15, 20, 30). Przy obciążeniach strony wtórnej mocą różną od znamionowej można w przybliżeniu przyjmować, że iloczyn mocy i współczynnika FS ma wartość stałą.

Liczniki energii do celów rozliczeniowych powinny być zasilane z oddzielnych przekładników lub z osobnych rdzeni przekładników klasy nie gorszej niż 0,5 - niekiedy nawet klasy 0,2. W obwodach liczników nie powinny być instalowane inne mierniki lub przekaźniki.

3.2.4. Dławiki zwarciowe

Dławiki zwarciowe instaluje się w różnych punktach sieci średniego napięcia celem zmniejszenia wartości mocy i prądów zwarciowych. Są to cewki bezrdzeniowe wykonane z przewodnika o odpowiednio dużym przekroju, zależnym od prądu znamionowego. Dławiki buduje się z cewek nawiniętych spiralnie, płasko połączonych szeregowo w kolumny, z zachowaniem 4-:- 5 centymetrowych odstępów zapewniających chłodzenie. Jednofazowe kolumny mocuje się na izolatorach i montuje w zestawy trójfazowe. Kolumny ustawia się przeważnie jedna na drugiej.

Reaktanację dławika wyraża się w procentach (reaktancja względna). Określa ją zależność

W której: Xd- reaktancja dławika przy częstotliwości znamionowej, W.o.; Ind' Und - prąd i napięcie znamionowe dławika.

W czasie normalnej pracy, przy przepływie przez dławik prądu robocze-

go I r' występuje na nim spadek napięcia

przy czym: Un - napięcie znamionowe sieci w miejscu zainstalowania dławika;

- kąt przesunięcia fazowego.

Wartości mocy i prądu zwarciowego przy zwarciu za dławikiem mogą być wyliczone wg zależności

w których

Przy czym Xs -reaktancja systemu odpowiadająca mocy zwarciowej przy zwarciu przed dławikiem

W obliczeniach praktycznych często zachodzi konieczność wyznaczenia reaktancji dławika Xd celem ograniczenia mocy zwarciowej do wartości
.

Korzysta się z zależności

W przypadkach zwarć za dławikiem, przez dławik przepływa prąd zwarciowy Iz2' zależny od parametrów układu elektroenergetycznego i parametrów dławika. Napięcie na szynach zbiorczych, równe spadkowi napięcia na dławiku, określa wzór

W której

przy czym
-moc przepustowa (znamionowa) dławika

W przypadkach zwarć za dławikiem, przez dławik przepływa prąd zwarciowy
, zależny od parametrów układu elektroenergetycznego i parametrów dławika. Napięcie na szynach zbiorczych, równe spadkowi napięcia na dławiku, określa wzór

Napięcie to w przeciętnych warunkach jest równe 0,70 -,:-0,95 wartości napięcia znamionowego. Oznacza to, że inne odbiory zasilane ze wspólnych szyn zbiorczych nie odczują zwarcia za dławikiem jako istotnego zakłócenia. Jest to

dodatkowa i bardzo istotna - niekiedy o pierwszorzędnym znaczeniu - korzyść wynikająca ze stosowania dławików.

Dławiki buduje się na napięcia do 30 kV, prądy znamionowe od 100 do 4000 A oraz reaktancje zwarcia 4,6,8 i 10%, a dławiki szynowe nawet 12 -,:-15%.

W niektórych krajach są rozpowszechnione tzw. dławiki zdwojone wykonane z dwóch połączonych szeregowo cewek. Zasilanie jest przyłączone do części środkowej, a linie odbiorcze do poszczególnych wyprowadzeń cewek. W wyniku istniejącego sprzężenia magnetycznego między cewkami, uzyskuje się znaczne obniżenie spadków napięć na dławikach w warunkach pracy normalnej, przy zbliżonym obciążeniu obydwu linii. W przypadkach zwarć w jednej z linii, dławik ogranicza prąd zwarciowy w linii uszkodzonej, lecz jednocześnie może powodować wzrost napięcia w linii nieuszkodzonej ponad wartość znamionową, co jest jedną z istotnych wad tego typu dławików.

3.2.5. Iskierniki i odgromniki

Izolacja urządzeń elektroenergetycznych jest narażona na uszkodzenia podczas eksploatacji, wskutek występowania przepięć o wartościach wyższych niż wytrzymałość izolacji. Rozróżnia się tzw. przepięcia wewnętrzne oraz zewnętrzne (atmosferyczne).

Przepięcia wewnętrzne mogą być wywołane zwarciami niesymetrycznymi, jedno- i dwufazowymi z ziemią, oraz czynnościami łączeniowymi takimi jak: wyłączanie nieobciążonych transformatorów i linii, załączanie nieobciążonych linii długich, nagłą zmianą obciążenia. Największe spodziewane wartości przepięć są rzędu 2,5 -:-4,5 maksymalnej chwilowej wartości napięcia znamionowego. Bardzo wysokimi wartościami przepięć charakteryzują się tzw. przepięcia ferrorezonansowe, występujące w przypadkach uszkodzeń urządzeń lub szczególnie niekorzystnych układów połączeń, w których tworzy się obwód szeregowo połączonych indukcyjności i pojemności.

Przepięcia atmosferyczne mają charakter aperiodyczny o wartościach dochodzących do kilku tysięcy kilowoltów przy wyładowaniach piorunowych bezpośrednich, oraz do 200 -:- 300 k V przy wyładowaniach pobliskich (przepięcia indukowane). Przepięcia indukowane stanowią zagrożenie izolacji urządzeń średnich napięć. Natomiast dla linii i urządzeń o napięciu 110 kV i wyższym nie są w zasadzie niebezpieczne, ze względu na wytrzymałość udarową izolacji tych urządzeń większą niż spodziewane wartości przepięć.

W celu ograniczenia możliwości występowania przepięć o wartościach powodujących uszkodzenia izolacji urządzeń i aparatów stosuje się - w określonych miejscach sieci elektroenergetycznej - specjalne urządzenia (odgromniki, iskierniki). Ograniczają one przepięcia do określonego poziomu, niższego niż wytrzymałość izolacji urządzeń z zachowaniem pewnego "zapasu izolacji"

uwzględniającego m.in. możliwość zmniejszania się z czasem wytrzymałości izolacji w stosunku do wartości początkowej.

Iskierniki należą do najprostszych środków ochrony przeciwprzepięciowej. Ich działanie następuje w przypadkach przepięć o wartościach przekraczających wytrzymałość przerwy powietrznej iskiernika, co powoduje zwarcie obwodu z ziemią i spadek napięcia do zera. Po zadziałaniu nadal płynie prąd następczy wywołany napięciem roboczym, który musi być przerwany przez odpowiedni wyłącznik.

Ze względu na miejsce zainstalowania rozróżnia się iskierniki liniowe i stacyjne. Iskierniki liniowe instaluje się na izolatorach i chronią one izolację (porcelanę, żywice epoksydowe) tych izolatorów przed działaniem łuku w przypadkach wystąpienia przeskoków i wyładowań łukowych. Iskierniki stacyjne, zainstalowane na transformatorach lub aparatach elektrycznych, są dodatkowymi elementami ochrony przeciwprzepięciowej tych obiektów. Iskierniki mają stromą charakterystykę czsowo-napięciową, stąd skuteczność ochrony przy stromych udarach jest niewielka (rys. ).

Jako materiał na rezystory odgromników zaworowych stosuje się powszechnie karborund (węglik krzemu - SiC), w postaci stosu złożonego z krążków lub bloków cylindrycznych o średnicy do 100 mm i wysokości od 10 do 60 mm. Oprócz właściwych rezystorów zmiennooporowych (roboczych), ograniczających wartości prądów następczych, są stosowane rezystory karborundowe o nieliniowej charakterystyce i bardzo dużych wartościach rezystancji. Bocznikują one przerwy iskierników (rys.), umożliwiając uzyskanie pożądanego rozkładu napięcia w warunkach pracy normalnej i przy działaniu odgromników. Spotykane są konstrukcje ze sterowaniem pojemnościowym i rezystancyjno-pojemnościowym.

Odgromniki zaworowe, w zależności od napięcia, buduje się z jednego (do 40 kV) lub z kilku członów. Każdy człon składa się z szeregowo połączonych bloków (rys.), zawierających iskierniki, rezystory zmiennooporowe robocze i sterujące oraz kondensatory umieszczone w szczelnej obudowie porcelanowej.

Rys. Schemat elektryczny jednego członu odgromnika z magnetycznym gaszeniem łuku prądu następczego

1- rezystory zmiennooporowe robocze,

2 - iskiernik zapłonowy,

3 - cewka gasząca z iskiernikiem bocznikującym,

4 - rezystor sterujący.

5 - pojemności sterujące

Wartości napięć obniżonych odgromników, porównywane z poziomem ochrony, określa się przy znamionowych prądach wyładowczych Iwn o kształcie 8/20
, które wynoszą 1,5; 2,5; 5 i 10 kA. Odgromniki te powinny wytrzymywać co najmniej 2 udary o kształcie 4/10
i granicznej obciążalności udarowej, które dla odgromników o prądach wyładowczych od 1,5 do 10 kA wynoszą odpowiednio 10, 25, 60 i 100 kA.

Obecnie niektóre finny podjęły produkcję nowej generacji odgromników tzw. beziskiernikowych z warystorami z tlenków metali. Warystory, umieszczone w hermetycznej porcelanowej obudowie, łączy się w sposób trwały pomiędzy przewód roboczy i ziemię. Przy napięciach roboczych bardzo duże rezystancje ograniczają prądy do wartości rzędu jednego miliampera; prądy te przepływają stale. W przypadkach przepięć rezystancja warystorów maleje bardzo gwałtownie, odprowadzając prąd wyładowczy o znacznej wartości do ziemi bez przepięć.Właściwości i parametry odgromników beziskiernikowych są porównywalne lub lepsze niż odgromników z rezystorami karborundowymi. Przykładowo, firma ABB wytwarza odgromniki beziskiernikowe typu MWM o następujących parametrach znamionowych: napięcie sieci do 800 kV, prąd wyładowczy 20 kA, obciążalność udarowa 150 kA, prąd zwarciowy sieci do 50 kA.

Odgromniki warystorowe mają znacznie prostszą konstrukcję ze względu na brak iskierników. Przeto są tańsze i mają blisko trzykrotnie mniejsze masy oraz dwukrotnie mniejsze gabaryty niż odgromniki zaworowe karborundowe o takich samych lub zbliżonych podstawowych parametrach.

6. Zasady doboru aparatów elektrycznych

Kryteria ogólne

Parametry i właściwości aparatów elektrycznych instalowanych w określonych warunkach środowiskowych i technicznych powinny być dobrane w sposób zapewniający ich prawidłowe działanie w czasie technicznie i ekonomicznie uzasadnionym, w pracy normalnej i przy zakłóceniach, związanych głównie z przepływem prądów zwarciowych oraz z przepięciami.

Duża różnorodność aparatów powoduje utrudnienia w ustaleniu jednolitych kryteriów doboru. Jednak można wyróżnić kryteria ogólne, obowiązujące przy doborze wszystkich aparatów oraz inne - specyficzne dla poszczególnych rodzajów. Do wymagań ogólnych, których spełnienie jest niezbędne przy ustaleniu parametrów wszystkich aparatów, należy zaliczyć narażenia wynikające z:

- warunków środowiskowych,

- warunków napięciowych spowodowanych napięciem roboczym

oraz przepięciami,

- obciążenia prądem roboczym,

- cieplnego i dynamicznego oddziaływania prądów zwarciowych.

Wszystkie aparaty należy dobierać na podstawie aktualnych katalogów i norm, podających parametry aparatów oraz szczegółowe warunki ich instalowania.

Szkodliwe oddziaływanie środowiska na aparaty elektryczne, określone różnorodnymi czynnikami, nie może być większe od tego, na jakie aparat został zbudowany i oznaczony. Ogólnie rozróżnia się dwie podstawowe konstrukcje aparatów: wnętrzowe i napowietrzne. Podział ten w niektórych przypadkach jest niezadowalający, gdyż nie ujmuje szczegółowych warunków określających mikroklimat w miejscu zainstalowania aparatu. Odporność aparatów na oddziaływanie mikroklimatu (spowodowane działalnością człowieka) jest określona rodzajem osłon, głównie w aparatach wnętrzowych lub specjalnym wykonaniem izolacji w aparatach przystosowanych do pracy w warunkach napowietrznych.

Napięcie znamionowe aparatu powinno być w zasadzie równe napięciu znamionowemu sieci w miejscu jego zainstalowania. W środowisku o dużym zanieczyszczeniu gazami agresywnymi lub pyłami (w szczególności przewodzącymi) należy stosować aparaty o izolacji przeciwzabrudzeniowej lub aparaty o napięciu znamionowym o jeden stopień wyższym niż napięcie sieci. To ostatnie nie dotyczy bezpieczników, gdyż przy wyższych napięciach wkładki elementy topikowe są dłuższe, co w przypadkach zwarć i działania bezpieczników może powodować przepięcia o wartościach wyższych niż dopuszczalne.

Wytrzymałość elektryczna udarowa izolacji aparatów o napięciu znamionowym równym napięciu sieci jest przeważnie wyższa od przepięć wewnętrznych. Wytrzymałość ta jest lub może być niższa niż przepięcia atmosferyczne wywołane wyładowaniami piorunowymi. Jeżeli takie zagrożenia występują, to aparaty i urządzenia powinny być chronione za pomocą odgromników lub iskierników.

Prądy znamionowe aparatów In są określane przy obciążeniu ciągłym, przy określonej obliczeniowej temperaturze otoczenia
, wynoszącej dla klimatu umiarkowanego 25 -:- 40°C. Przyrosty temperatur torów prądowych oraz innych części aparatów zainstalowanych w pomieszczeniach lub terenach otwartych o temperaturze otoczenia nie wyższej niż .90 nie przekroczą wartości granicznych dopuszczalnych, jeżeli spełniony jest warunek

I _n
I _obl

w którym I _obl - prąd obliczeniowy równy prądowi znamionowemu odbiornika

lub przy zasilaniu grup odbiorników - prądowi wyznaczonemu z największej

mocy średniej w ciągu określonego czasu, tzw. mocy szczytowej zwykle 15-, rzadziej 30-minutowej.Warunek nie może być podstawą doboru aparatów, w szczególności łączników do pracy manewrowej, związanej z częstymi i ciężkimi rozruchami.

Przy zabudowaniu aparatów w rozdzielnicach lub wewnątrz innych osłon ograniczających wymianę ciepła, w których występują wyższe temperatury, dopuszczalny prąd ciągły aparatu jest mniejszy. Przy braku szczegółowych ustaleń podawanych przez wytwórcę wartość prądu ciągłego aparatu pracującego w temperaturze otoczenia
może być oszacowana wg wzoru

I^_n = I_n

w którym
- graniczna dopuszczalna długotrwale temperatura torów

prądowych.

Większość aparatów może być dorywczo przeciążona prądem większym niż prąd dopuszczalny ciągły dla danych warunków otoczenia. Dopuszczalne przeciążenie łączników wysokiego napięcia (o ile nie podaje się innych informacji) wynosi 20% przez okres nie przekraczający 30 minut. Przerwy pomiędzy kolejnymi przeciążeniami nie powinny być krótsze niż 5 godzin, a średnia wartość prądu w dowolnym okresie 5 godzin obejmującym przeciążenie nie powinna być większa niż dopuszczalny prąd ciągły.

Wytrzymałość aparatów na cieplne działanie prądów zwarciowych jest określona cieplnym n-sekundowym prądem zwarciowym, najczęściej jedno- lub trzysekundowym (I
. Powinien być spełniony warunek

I_cn
I_tz

w którym: Itz - zastępczy tz-sekundowy prąd zwarciowy; tz - czas trwania

zwarcia w sekundach.

Przy krótkich czasach trwania zwarcia, krótszych niż n sekund, powinien być spełniony warunek, że Icn
Itz lub należy uzyskać od producenta dodatkowe informacje o wytrzymałości aparatu w tych warunkach.

Dynamiczną wytrzymałość zwarciową aparatów określa się znamionowym prądem szczytowym i_nsz, a dla łączników - ponadto znamionowym prądem załączalnym i_{n zał}' Prądy te muszą być większe niż największa chwilowa wartość prądu udarowego w obwodzie.

Odległość od zacisków przyłączowych aparatu do najbliższego wspornika (izolatorów wsporczych szyn zbiorczych) nie może być większa od l_nmax wyliczonej wg zależności

i _nsz

l _max = l_nmax
--------

i_u

w której: i_u - wartość prądu udarowego, l_nmax - największa odległość do najbliższego wspornika wyznaczana dla prądu i _nsz,.Odległości l_nmax powinny być podane w katalogach łączników; są one przeważnie równe trzykrotnemu rozstawowi osi biegunów.

Kryteria szczegółowe doboru różnych rodzajów aparatów

Dobór łączników wysokiego napięcia polega na analizie przewidywanych warunków pracy i ustaleniu następujących parametrów:

l) typu łącznika i rodzaju wykonania,

2) napięcia znamionowego i prądu znamionowego ciągłego,

3) prądu wyłączalnego symetrycznego,

4) prądu wyłączalnego niesymetrycznego,

5) mocy wyłączalnej,

6) przewidywanego cyklu łączeniowego i czasu wyłączenia,

7) cieplnej i dynamicznej wytrzymałości zwarciowej,

8) największej odległości do najbliższego wspornika,

9) napięcia powrotnego,

10) rodzaju napędu,

11) ceny.

Przy doborze odłączników nie uwzględnia się parametrów 3), 4), 5), 6) i 9), a przy doborze rozłączników - 4) i 9).

Typ łącznika ustala się przy uwzględnieniu miejsca zainstalowania łącznika (rodzaj klimatu, pomieszczenie zamknięte, przestrzeń otwarta) oraz wymagań technicznych i eksploatacyjnych stawianych łącznikom. Przy rozbudowie rozdzielni należy dążyć do zastosowania łączników takich typów, jakie są już zainstalowane.

Najbardziej zróżnicowane wymagania dotyczą wyłączników, gdyż nie wszystkie nadają się do określonych warunków pracy. Dotyczyć to może wyłączników przeznaczonych do łączenia:

- transformatorów przy pracy jałowej,

- baterii kondensatorów oraz nieobciążonych linii,

-odbiorników o dużej częstości łączeń.

Do wyłączania transformatorów przy pracy jałowej mogą być stosowa- ne wyłączniki małoolejowe, odznaczające się stosunkowo wolnym narastaniem wytrzymałości przerwy przy przerwaniu prądów o niewielkich wartościach lub wyłączniki wyróżniające się niewielkimi wartościami prądów ucięcia, np. wyłączniki z sześciofluorkiem siarki.

Do załączania i wyłączania baterii kondensatorów oraz długich, nieobciążonych linii napowietrznych i kablowych powinno się stosować wyłączniki, w których zwiększanie się wytrzymałości przerw międzystykowych przebiega bardzo szybko, a wyłączenie odbywa się bez wielokrotnych zapłonów łuku, co mogłoby prowadzić do niebezpiecznych przepięć. Do baterii kondensatorów nadają się wyłączniki próżniowe i z szeciofluorkiem siarki a do łączenia linii napowietrznych wyłączniki próżniowe oraz wyłączniki SF₆

Do sterowania odbiorników o znacznej częstości łączeń, większej niż 10 łączeń na dobę, przy znacznych wartościach prądów wyłączeniowych, np. pieców łukowych, należy stosować wyłączniki odznaczające się dużą trwałością mechaniczną i łączeniową. Nie nadają się do tego celu wyłączniki małoolejowe. Natomiast szczególnie są przydatne wyłączniki magnetowydmuchowe, wyłączniki z sześciofluorkiem siarki oraz próżniowe, jeżeli te ostatnie nie będą wywoływały niebezpiecznych przepięć łączeniowych powodowanych ucięciem prądu. Zależy to od właściwości zastosowanych łączników oraz parametrów sterowanych obwodów.

Inne, szczególnie ważne cechy łączników to ich zdolność do przerywania prądów łączeniowych. Prąd wyłączalny symetryczny i niesymetryczny łącznika (wyłącznika, rozłącznika) powinien być co najmniej równy największej spodziewanej wartości odpowiedniego prądu wyłączeniowego (zwarciowego), występującego po czasie równym najmniejszemu możliwemu opóźnieniu rozdzielania się styków. Prąd wyłączeniowy niesymetryczny uwzględnia się jedynie w przypadkach, w których czas ten jest mniejszy niż 0 l s.

Również moc wyłączalna łącznika musi być co najmniej równa największej spodziewanej mocy wyłączeniowej (zwarciowej).

Wyłączniki współpracujące z automatyką SPZ (samoczynnego ponownego załączania) muszą być przystosowane do dwukrotnego wyłączenia zwarcia w bardzo krótkich odstępach czasu. Dobrze nadają się do tego celu wyłączniki próżniowe, w których każde z wyłączeń przebiega praktycznie w takich samych warunkach. W wyłącznikach małoolejowych, w których proces usuwania par i gazów pochodzących z rozkładu oleju i ponownego napełnienia komór po pierwszym wyłączeniu trwa stosunkowo długo, drugie wyłączenie może przebiegać w znacznie trudniejszych warunkach niż pierwsze. Z tych względów, prąd wyłączalny wyłączników małoolejowych, współpracujących z zespołem przekaźnikowym do SPZ, może być znacznie mniejszy niż takich samych wyłączników przy jednorazowym przerywaniu prądu zwarciowego. Właściwości te powinny być uwzględnione przy ustalaniu parametrów łączników przeznaczonych do pracy w układach z SPZ.

Podawane w katalogach wyłączników wartości prądów wyłączalnych

obowiązują dla:

- napięć roboczych nie wyższych niż górne napięcie łączeniowe

-pojedynczych wyłączeń cykli łączeniowych podanych w katalogach

- przebiegów napięć powrotnych nie ostrzejszych od tych,przy których zostały ustalone parametry łączników

Bardziej niekorzystne od probierczych przebiegi napięć powrotnych mogą występować jedynie przy zwarciach bezpośrednio za dużymi transformatorami, generatorami oraz dławikami ograniczającymi prądy zwarcia. Układy probiercze i sposoby liczenia napięć powrotnych określa norma PN- 74/E-05002. W przypadkach, w których rzeczywiste warunki pracy są trudniejsze od probierczych, zdolności wyłączalne wyłączników powinny być uzgodnione z wytwórcą. Uzgodnienia nie są potrzebne , jeżeli składowa okresowa prądu wyłączeniowego nie przekracza 0,6 wartości znamionowego prądu wyłączalnego wyłącznika..

Wyłączniki powinny być dobierane na warunki zwarciowe, jakie mogą wystąpić w perspektywie 10-;- 15 lat bez konieczności ich wymiany.

Do sterowania mniej ważnych odbiorów średniego napięcia zaleca się stosować rozłączniki lub nawet odłączniki z bezpiecznikami. W zależności od przeznaczenia rozróżnia się rozłączniki transformatorowe, kondensatorowe, ogólnego przeznaczenia oraz silnikowe (styczniki wysokiego napięcia).

Rozłączniki transformatorowe i kondensatorowe charakteryzują się dobrymi właściwościami

gaszenia łuku prądu o niewielkich wartościach współczynników mocy (015) odpowiednio indukcyjnych i pojemnościowych. Rozłączniki ogólnego przeznaczenia wyróżniają się znacznymi wartościami prądów wyłączalnych w obwodach indukcyjnych przy cos fi>0.7.

Dobór przekładników prądowych polega na ustaleniu następujących cech i parametrów

- typu i rodzaju wykonani

- napięcia znamionowego

- prądu znamionowego pierwotnego i wtórnego

- mocy znamionowej,

- klasy dokładności,

- wytrzymałości cieplnej (znamionowego krótkotrwałego prądu cieplnego ),

- wytrzymałości dynamicznej (znamionowego prądu szczytowego).

Warunki środowiskowe określają rodzaj wykonania oraz izolację przekładnika (wykonanie wnętrzowe, napowietrzne, o izolacji przeciwzabrudzeniowej, o izolacji suchej lub olejowej). Pozostałe wymogi dotyczące cech konstrukcyjnych przekładników są stawiane przez techniczne warunki pracy. Napięcie znamionowe przekładnika powinno być równe lub wyższe niż napięcie znamionowe sieci.

Prąd znamionowy pierwotny przekładnika powinien być równy lub nieco większy niż prąd obciążenia. Okresowe przeciążenia nie powinny przekraczać o więcej niż 20%

znamionowego prądu pierwotnego. Przy niewielkich wartościach prądu obciążenia, mniejszych niż 0,05 prądu znamionowego, nie jest zachowana dokładność transformacji.

Prąd znamionowy wtórny wynosi zwykle 5 A. Przy dużych odległościach od przekładników do miejsca zainstalowania przyrządów pomiarowych (nastawni), celem zmniejszenia strat w przewodach doprowadzających, jest wskazane stosowanie przekładników o prądzie znamionowym wtórnym 1A.

Moc znamionowa przekładników, odpowiadająca wymaganej klasie dokładności, powinna być większa od obciążenia obwodu wtórnego, ustalonego jako suma mocy pobieranej przez poszczególne odbiorniki i przyrządy oraz mocy traconej w przewodach łączących i na rezystancjach zestyków. W układach trójfazowych obciążenie powinno być wyznaczone z uwzględnieniem układu połączeń przekładników i odbiorników (mierników).

Moc traconą w zestykach obwodu wtórnego szacuje się wg zależności
P=I²_2nR_z

, przy czym przyjmuje się Rz = 0,1
w obwodach rozdzielni napowietrznych

oraz 0,05
- we wnętrzowych. W celu zachowania klasy dokładności obciążenie przekładników pomiarowych nie powinno być mniejsze niż 0,25 mocy znamionowej, a przekładników zasilających wskaźniki oraz przekaźniki zabezpieczeń nadmiarowych - 0,5 mocy znamionowej.

Klasa dokładności przekładników powinna być odpowiednia do rodzaju oraz klasy przyrządów zainstalowanych w obwodach wtórnych. Klasa przekładnika powinna odpowiadać klasie najbardziej dokładnego miernika w obwodzie, a zalecane jest stosowanie przekładników o klasę dokładniejszych.

Wartości współczynników bezpieczeństwa FS przekładników zasilających mierniki powinny być niewielkie (5 lub 10). a zasilających przekaźniki - większe (15, 20, 30). Przy obciążeniach strony wtórnej mocą różną od znamionowej można w przybliżeniu przyjmować, że iloczyn mocy i współczynnika FS ma wartość stałą.

Liczniki energii do celów rozliczeniowych powinny być zasilane z oddzielnych przekładników lub z osobnych rdzeni przekładników klasy nie gorszej niż 0,5 - niekiedy nawet klasy 0,2. W obwodach liczników nie powinny być instalowane inne mierniki lub przekaźniki.

Przekładniki napięciowe dobiera się ze względu na następujące cechy

i parametry:

- rodzaj konstrukcji

- napięcia znamionowe pierwotne i wtórne.

- moc znamionową,

- klasę dokładności.

Konstrukcje i izolacje przekładników powinny być odpowiednie do występujących narażeń środowiskowych (wykonanie wnętrzowe, napowietrzne, z izolacją suchą lub olejową).

Napięcie znamionowe pierwotne powinno odpowiadać rzeczywistemu napięciu pracy przekładników. Dla przekładników pracujących w układzie V (niepełnej gwiazdy) jest to napięcie międzyprzewodowe (liniowe), dla przekładników połączonych w gwiazdę napięcie pierwotne powinno być U _1n/
.

W przypadkach możliwej pracy sieci z jednofazowymi doziemieniami utrzymującymi się długotrwale, jest wskazany dobór przekładników o napięciu znamionowym pierwotnym równym napięciu międzyprzewodowemu.

Moc znamionowa przekładników, odpowiadająca wymaganej klasie dokładności, powinna być nie mniejsza niż obciążenie obwodu wtórnego. Pobór mocy nie powinien być mniejszy od określonej wartości, wynikającej z wymogów dotyczących klasy dokładności, równej zwykle 0,25 mocy znamionowej.

Wymagana klasa dokładności przekładników napięciowych, podobnie jak przekładników prądowych, powinna odpowiadać klasie najbardziej dokładnego miernika, a zalecane jest stosowanie przekładników o klasę dokładniejszych.

Układ połączeń przekładników w niepełną gwiazdę (układ V) stosuje się w sieciach o napięciu do 30 kV, do zasilania watomierzy i liczników trójfazowych, dwuukładowych oraz mierników i przekaźników wymagających jedynie napięć międzyprzewodowych. Układy połączone w gwiazdę są stosowane w rozbudowanych układach pomiarowych i zabezpieczeni owych.

Przekładniki zabezpieczeniowe klas 3P i 5P są stosowane do zasilania układów zabezpieczeń, których prawidłowe działanie zależy od poprawnej transformacji prądów i kąta przesunięcia fazowego (zabezpieczenia kierunkowe, odległościowe itp.), a przekładniki 6P i 10P do zasilania zabezpieczeń nadmiarowych i niedomiarowych.

Odgromniki powiny być dobrane w sposób zapewniający skuteczną wieloletnią ochronę izolacji urządzeń. Dobór odgromników zaworowych polega na ustaleniu następujących parametrów:

- najwyższego napięcia roboczego,

- znamionowego prądu wyładowczego,

• poziomu ochrony przeciwprzepięciowej,

- klasy zwarciowej.

Napięcie robocze odgromnika powinno być nie mniejsze niż najwyższe spodziewane napięcie między dowolną nieuszkodzoną fazą a ziemią.

W sieciach o izolowanym punkcie neutralnym lub kompensowanych, które mogą długotrwale pracować z jednofazowym doziemieniem, napięcie robocze odgromnika ustala się jako równe najwyższemu napięciu roboczemu siecI.

W sieciach o skutecznie uziemionym punkcie neutralnym najwyższe napięcie robocze odgromnika ustala się wg zależności

?

w której ke - współczynnik określony ilorazem najwyższych wartości napięć faz nieuszkodzonych względem ziemi w czasie zwarcia doziemnego i napięcia fazowego, które wystąpiłoby w tym samym miejscu bez zwarcia; przyjmuje się ke= 1,4 dla sieci 110 kV oraz ke = 1,3 dla sieci 220 i 400 kV.

Napięcia robocze odgromników instalowanych w sieciach 110,220 i 400 kV powinny wynosić odpowiednio 96,184 i 315 kV.

Znamionowe wartości prądów wyładowczych mogą być ustalone na podstawie wymagań zestawionych [3] w tabl. 3.5.

Znamionowe wartości prądów wyładowczych mogą być ustalone na podstawie wymagań zestawionych [3] w tabl. 3.5.

Tablica 3.5. Wskazówki doboru znamionowych prądów wyładowczych I"w odgromników zaworowych

Poziom ochrony odgromników przy przepięciach piorunowych Vop oraz łączeniowych Vow powinien być niższy niż znamionowe napięcja probiercze udarowe Vip oraz łączeniowe Viw izolacji chronionych urządzeń, z zachowaniem pewnego pozjomu bezpieczeństwa

Vip> 1,3 UoP Uiw> 1,15Uow

Odgromniki powinny być instalowane możliwie blisko chronionych obiektów, gdyż przy bardzo dużych stromościach narastania prądu wyładowczego spadki napięć na reaktancjach odcinków linii pomiędzy chronionym urządzeniem a odgromnikiem oraz na rezystancji uziemienia odgromnika mogą spowodować, że napięcie na zaciskach chronionego urządzenia może być znacznie wyższe niż na zaciskach odgromnika. Największa odległość od ogromników do zacisków chronionych urządzeń o napięciach niższych niż 60 kV wynosi 20 m, a przy napięciach 60-;.-110, 220 i 400 kV odpowiednio 40,60 i 80 m.

(3.29)

3.

W stacjach odgromniki umieszcza się na ogół między transformatorami a ich wyłącznikami; odgromniki do ochrony punktów gwiazdowych transformatorów łączy się bezpośrednio do zacisku tego punktu na kadzi.

Zakres produkcji i zastosowania odgromników wydmuchowych jest znacznie skromniejszy aniżeli odgromników zaworowych. W Polsce odgromniki wydmuchowe są stosowane:

- w stacjach transformatorowych zasilających linie niskiego napięcia, przy czym największa długość przewodów łączących odgromniki z chronionym transformatorem nie może przekraczać 6 m;

- w rozdzielniach 10-;- 30 k V na wejściu każdej linii napowietrznej,

niezależnie od zainstalowanych odgromników zaworowych przy transformatorze lub na szynach zbiorczych tej rozdzielni;

- przy głowicach kablowych w miejscu przejścia linii napowietrznej w kablową;

- na podejściach linii napowietrznych na słupach drewnianych, w od-

ległości 200 -;- 300 m od stacji z transformatorami, o łącznej mocy 1600 k V . A

i większej;

- w miejscach połączeń linii napowietrznej na słupach drewnianych i przewodzących;

- w liniach na słupach drewnianych przy odłącznikach słupowych i w punktach pomiarowych.

Odgromników wydmuchowych nie stosuje się:

- w miejscach o silnym zabrudzeniu atmosfery;

- w sieciach, w których wartości prądów zwarciowych nie mieszczą się

w zakresie między dolną i górną granicą prądową odgromnika;

- gdy nie można spełnić wymogów w zakresie bezpiecznej strefy wydmuchu.

Dobór odgromników wydmuchowych polega na ustaleniu następujących parametrów znamionowych:

- najwyższego napięcia roboczego,

- dolnej i górnej granicy prądowej,

- prądu wyładowczego,

- poziomu ochrony,

- wartości przerwy iskiernika zewnętrznego.

Wartość górnej granicy prądowej odgromnika nie powinna być mniej- sza niż wartość prądu początkowego przy zwarciu trójfazowym. Dolna granica prądowa odgromników w sieciach z punktem neutralnym izolowanym i skompensowanych powinna być mniejsza niż najmniejsza wartość prądu zwarcia dwufazowego. Nie uwzględnia się prądów jednofazowych zwarć doziemnych.

W sieciach o uziemionym punkcie neutralnym dolna granica prądowa powinna być nie większa niż najmniejsza spodziewana wartość prądu przy zwarciu jednofazowym.

5

12

---