13 Pretokovna zaščita v distribucijskih omrežjih

PRETOKOVNA ZAŠČITA V
DISTRIBUCIJSKIH OMREŽJIH
Seminar pri predmetu Razdelilna in industrijska omrežja
Profesor: prof.dr. Grega Bizjak
Študijsko leto: 2014/2015
Avtor: Bernarda Baš
KAZALO
KAZALO .................................................................................................................................................... 2
UVOD ....................................................................................................................................................... 3
NAMEN .................................................................................................................................................... 4
SELEKTIVNOST IN DIMENZIONIRANJE PRETOKOVNE ZAŠČITE V SN IN NN OMREŽJIH ........................... 4
PRETOKOVNE ZAŠČITNE NAPRAVE.......................................................................................................... 5
PRETOKOVNI RELE ............................................................................................................................... 5
PRETOKOVNO NAPETOSTNO KRMILJEN RELE (OC-VCRS) IN PRETOKOVNO NAPETOSTNO OMEJEN
RELE (OC-VRRS) ................................................................................................................................... 7
VAROVALKE ......................................................................................................................................... 7
IZPUŠNE VAROVALKE (EXPULSION FUSE) ............................................................................................ 8
TOKOVNO OMEJILNA VAROVALKA (CURRENT-LIMITING FUSES) ....................................................... 9
ODKLOPNIK ........................................................................................................................................ 10
ODKLOPNIK S SISTEMOM ZA AVTOMATSKI PONOVNI VKLOP (APV) ................................................ 11
LOČILNIK (SECTIONALIZER) ................................................................................................................ 12
LOČILNO STIKALO .............................................................................................................................. 12
KOORDINACIJA ZAŠČITNIH ELEMENTOV ............................................................................................... 13
KOORDINACIJA VAROVALKA-VAROVALKA ........................................................................................ 13
KOORDINACIJA VAROVALKA-ODKLOPNIK S SISTEMOM APV ............................................................ 13
KOORDINACIJA VAROVALKA-ODKLOPNIK ......................................................................................... 13
KOORDINACIJA ODKLOPNIK Z APV-ODKLOPNIK Z APV ..................................................................... 14
KOORDINACIJA ODKLOPNIK-ODKLOPNIK S SISTEMOM APV............................................................. 14
VPRAŠANJA ............................................................................................................................................ 15
NALOGA ................................................................................................................................................. 15
VIRI IN LITERATURA ............................................................................................................................... 15
Bernarda Baš
2
UVOD
V distribucijskem sistemu lahko pričakujemo več napak; napake zaradi zunanjih ali notranjih vzrokov
in začasne ali trajne. Napake iz notranjih vzrokov imajo nekaj specifičnih posledic:
 Termični učinki; kjer teče velik tok se to odraža na pregrevanju opreme sistema (kabli, vodi, stroji
in transformatorska navitja), kar lahko škodi izolacijskem materialu in tako celo stopi prevodnik.
Na primer trifazni kratek stik na srednji napetosti lahko na zbiralki stopi do 50 kg bakra v 1
sekundi, temperatura pa je lahko celo višja od 10000°C. Električni tok mora biti seveda odklopljen
z odklopnikom ali varovalko dovolj hitro, da temperatura ne doseže kritične vrednosti in da ni
poškodb na elementih.
 Elektrodinamični efekt toka povzroča elektrodinamične sile, ki se kažejo v elementih omrežja.
Odklopniki, oz. v splošnem stikalne naprave, morajo biti sposobne zdržati višje elektrodinamične
sile, ki so proporcionalne vršni vrednosti toka. V nasprotnem primeru se ločljivi kontakti teh
naprav odprejo pod vplivom nasprotnih odbijajočih elektrodinamičnih sil.
 Na bremenu pri nepoškodovanih elementih omrežja se lahko pojavi upad napetosti, ki je
običajno nižji od bremenske napetosti. Če napaka traja predolgo, to vodi do ustavitve motorjev.
 Stikalni sunki: preklapljanje toka v induktivnih tokokrogih in kritičnih situacijah, kot so resonanca,
lahko povzroči prenapetosti, kjer lahko maksimalna vršna vrednost doseže dva ali trikratnik RMS
(root mean square) vrednosti nazivne napetosti.
 Prenapetosti: nastanejo v primerih stikov med fazo in zemljo.
Elementi in naprave distribucijskega sistemi so izpostavljeni nadtoku. Nadtok lahko nastane zaradi
nenormalnih pogojev v sistemu, kot so preobremenitev in kratki stiki ali v normalnih pogojih kot sta
vklopni tok transformatorja ali zagon motorja. Zato je v normalnih obratovalnih pogojih zelo
uporabno upravljanje povpraševanja, razvodi in mehki zagon motorja. Poleg tega so distribucijski
sistemi opremljeni z zaščitnimi releji, ki omogočijo stikalni opremi, da se odzove le v nenormalnih
pogojih. Zaščitni rele in stikalni elementi so lahko kombinirani z enim elementom kot sta odklopnik in
varovalka.
Bernarda Baš
3
NAMEN
Pretokovna in kratkostična zaščita je izredno pomembna v vsakem električnem prenosnem sistemu,
prav tako pa tudi v distribucijskem. Odklopniki, odklopniki z avtomatskim ponovnim vklopom,
varovalke odklopijo kratkostični, okvarni tok. Kratkostična zaščita je izbira opreme, umestitve opreme
in nastavitev ter koordinacije naprav za izboljšanje učinkovite izolacije in odprave napak s čim
manjšim vplivom na porabnika kot je le mogoče .
Najbolj pomembno je, da dobra zaščita odpravi napake hitro, z namenom, da prepreči:
 Požare in eksplozije
 Nadaljnjo škodo elementom sistema kot so transformatorji in vodi, kabli
Prekinitve tokokroga naj bi se pojavile le zaradi napake, ne pa zaradi hitro povečane obremenitve.
Zaščitne naprave morajo delovati tako, da vedno odklopijo kolikor se le da malo porabnikov.
Najpogosteje izberemo distribucijsko zaščito glede na standardne nastavitve, opremo in postopke.
Standardizacija naredi delovanje distribucijskega sistema lažje, če je narejeno konsistentno. Še ena
značilnost distribucijske zaščite je, da ni vedno možno v celoti uskladiti vse naprave, npr. varovalke. Z
velikim okvarnim tokom je nemogoče uskladiti dve varovalki v seriji zaradi visokega toka, ki lahko
stopi in odpre obe varovalki v približno enakem času.
SELEKTIVNOST IN DIMENZIONIRANJE PRETOKOVNE ZAŠČITE V SN IN
NN OMREŽJIH
Zelo pomembna lastnost pretokovne zaščite je selektivnost. Selektivnost je sposobnost razlikovanja
releja med napakami oz. pogoji, za katere je potreben takojšen ukrep in za tiste, za katere je
predviden ukrep z zamikom. Releji morajo biti sposobni prepoznati motnje na zaščitno opremo in v
določenih primerih ignorirati vse napake zunaj njihovega zaščitnega območja. Namen releja je, da je
selektiven v smislu, da v primeru napake minimalno število naprav deluje oz. odklopi in s tem prekine
napajanje čim manj porabnikom. Primer selektivne naprave je diferenčna zaščita; drugi tipi zaščite s
časovno zakasnitvijo naj bi bile relativno selektivne. Če so zaščitne naprave različnih karakteristik
delovanja, je zelo pomembno da je selektivnost določena v celotnem kratkostičnem tokokrogu.
Primarni nalogi zaščite distribucijskega sistema sta:
 Zmanjševanje trajanje okvare
 Zmanjševanje števila prizadetih odjemalcev
Sekundarni cilji so odprava napake v najkrajšem možnem času, omejevanje prekinitve dobave na čim
manjši del sistema, zaščita naprave uporabnika, zaščita sistema od nepotrebnih prekinitev dobav,
odklop okvarjenih delov.
Pri dimenzioniranju zaščite je nujno upoštevati naslednje parametre:
 Struktura sistema in njegovi načini delovanja
 Ozemljitev
 Tokovne karakteristike virov ter njihov prispevek k okvari
Bernarda Baš
4


tip bremena
potrebe po neprekinjene dobave
Določevanje nastavitev (npr. zakasnjen čas) vsake zaščitne naprave temelji na koordinaciji med
napravi tako, da je zagotovljeno optimalno delovanje sistema.
Zaščita je omejena v smislu, da se okvara zgodi najprej, za tem pa zaščita odreagira. Zaščita ne more
preprečiti nastanek okvare. Lahko pa omeji njihove učinke in trajanje. Princip delovanja je, da sistem
razdelimo na cone. Vsaka cona je posebej ščitena, da je lahko izolirana v času okvare. Uporablja se
tudi rezervna zašita v primeru odpovedi primarne. Rezervna zaščita je zakasnjena tako, da da
prednost primarni zaščiti.
PRETOKOVNE ZAŠČITNE NAPRAVE
Pretokovne zaščitne naprave, ki se uporabljajo v distribucijskih sistemih so pretokovni releji,
odklopniki, odklopniki s sistemom za avtomatski ponovni vklop, varovalke in ločilniki.
PRETOKOVNI RELE
Rele je električno napravo, ki povzroči določeno spremembo v istem ali drugem električnem
tokokrogu v odvisnosti od spremenljive električne ali druge neelektrične veličine. Sestavljata ga
indikatorski (merilni del), ki je lahko dinamičen ali statične, in sprožilni (izvršilni del). Ker so releji
vezani preko merilnih transformatorjev, so zelo hitri, natančni in občutljivi. Pri uporabi relejne zaščite
potrebujemo za proženje stikal pomožni vir napajana in prožilno tuljavico.
Pretokovni rele mora odreagirati, kadar je prekoračena nastavljena vrednost električnega toka.
Priključimo ga na sekundarno stran tokovnega merilnega transformatorja.
Tok, ki je potreben za delovanje pretokovnega releja je fiksen ali nastavljiv. Kontakti releja zaprejo in
prožijo odklopnik, kadar je tok iz sekundarija tokovnega transformatorja do releja presežen glede na
nastavljenega. Obstajajo trije tipi karakteristik delovanja pretokovnih relejev:
a) Zaščita z določenim tokom
Ko določen tok doseže ali preseže določen prag, rele v trenutku ukrepa kot je prikazano na spodnji
karakteristiki. Rele je nastavljen glede na lokacijo v omrežju. Dlje od vira kot se nahaja rele, nižja je
vrednost toka. Kadar je impedanca sistema nizka, je težko razpoznati med okvarnim tokom na eni in
drugi strani distribucijske postaje, kar vodi do ne dovolj dobre selektivnosti. To je torej slabost tega
tipa zaščite. Ko pa je impedanca velika ima zaščita prednost reduciranja relejevega delovanja za hude
napake. Sistem je tako selektivnejši, če so uporabljeni releji z različnimi karakteristikami.
Bernarda Baš
5
Slika 1: Določen tok
b) Določena časovna zakasnitev
Ko tok doseže določeno mejo se rele sproži po nastavljenem času. Prednost take zaščite je da se čas
zakasnitve lahko nastavi v odvisnosti od položaja releja. Tako se rele, ki je bližje okvari, sproži hitreje
kot rele višje v omrežju. Slabost pa je, da ob pojavu napake blizu dovodov potreben daljši čas preden
zaščita izklopi tok.
Slika 2: Določena časovna zakasnitev
c) Časovno inverzna zaščita
Ta zaščita deluje hitreje, višji kot je tok. Karakteristika je prikazana na spodnji sliki. Zaradi zahtev
posameznih aplikacij, so na voljo z inverzno, »zelo« inverzno in »ekstremno« inverzno časovno
karakteristiko.
Slika 3: Časovno inverzna zaščita
Čas proženja releja (vseh treh primerov) mora biti prilagojen v taki meri, da je rele bližje mestu
napake odreagira prej kot katerakoli druga zaščita.
Bernarda Baš
6
PRETOKOVNO NAPETOSTNO KRMILJEN RELE (OC-VCRS) IN PRETOKOVNO NAPETOSTNO OMEJEN
RELE (OC-VRRS)
Okvare blizu izoliranih generatorjev lahko povzročijo padec napetosti, zato morajo biti releji z
določeno časovno zakasnitvijo opremljeni še z napravami za nadziranje napetosti. Takšni releji s
povečano zanesljivostjo so pretokovni napetostno krmiljeni in pretokovni napetostno omejeni releji.
Pretokovni napetostno krmiljeni rele ne deluje, dokler napetost ne pade pod določeno mejo in ima
tokovno nastavitev nastavljeno nižje od nazivnega toka.
VAROVALKE
Varovalka je pretokovna zaščitna naprava z varnostnim vložkom, ki se ob prevelikem toku ob
preobremenitvi ali kratkem stiku, stopi. Zato je glavni namen varovalke odstraniti trajne napake z
zamenjavo odsluženega segmenta voda oz. opreme sistema. Varovalke je narejena tako, da pregori v
nekem času, ta čas pa je odvisen od velikosti nadtoka.
Varovalka je pretokovna zaščitna naprava, ki vključuje zaznavanje in prekinjanje okvare oz. toka.
Deluje v odvisnosti od velikosti in trajanja toka, ki teče skozi. Varovalka lahko prenese neprekinjen
tok in zato ko ta tok preseže določeno vrednost, varovalka odreagira in prekine faze oz. fazo
tokokroga ali elementa, v katerem je okvara. Mehanizem prekinitve je izveden v dveh procesih:
termični in prekinitveni proces.
Pri termičnem procesu gre za to, da ko steče zadosti višji tok od trajnega nazivnega, se tokovni
odzivni element stopi, preden so doseženi drugi temperaturni pogoji. Po taljenju mora biti tok
odveden. Za lažjo ilustracijo odnosa med tokom, ki povzroča taljenje in časom, ki je potreben, da se
notranjost stali, podajajo proizvajalci varovalk časovno krivuljo v odvisnosti od toka. Primer krivulje
vidimo, na spodnji sliki.
Slika 4: Temperaturna krivulja varovalke
Bernarda Baš
7
Na začetku prekinitvenega procesa tok še vedno teče. Pojavi se iskrenje in traja nekaj časa, da se tok
prekine. Imenujemo ga »arcing time« in je definiran kot čas, ki preteče od taljenja notranjosti
varovalke do končne prekinitve tokokroga. Po prekinitvi lahko pride do takojšnega prehodnega stanja
in vrnitve oz. obnovitve napetostnih razmer. Varovalka mora biti zasnovana tako, da takšne razmere
prenese.
Varovalke nad 600 V so kategorizirane kot močnostne distribucijske varovalke in jih delimo na:
 Izpušne
 S tekočim polnjenjem
 Tokovno omejilne (current limiting)
Varovalke so dimenzionirane na podlagi
 Tipa sistema, na primer nadzemni, podzemni, delta ali ozemljen sistem
 Nazivne napetosti sistema
 Maksimalnega okvarnega toka
 Razmerja X/R na mestu delovanja
 Ostali faktorji, kot so: varnost, rast porabe…
Leta 1951 so objavili standard, ki navaja varovalke kot tiste z želeno in tiste z neželeno vrednostjo
tokov za taljenje distribucijskih varovalk in njihovih pripadajočih temperaturnih krivulj. Glavna razloga
za takšno delitev sta enostavna zamenljivost varovalk in določeno zaporedje tokovnih razredov, da
bo varovalko na določenem tokovnem nivoju ščitila naslednja varovalka na višjem tokovnem nivoju.
Želene vrednosti toka so 6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 in 200 A, neželene pa 8, 12, 20, 30, 50 in 80 A.
Ta standard deli varovalke tudi na tip K (hitre) in T (počasne). Razlika v teh dveh tipih je v času taljenja
talilnega vložka, ki ga definira hitrostno razmerje:
ℎ𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠𝑡𝑛𝑜 𝑟𝑎𝑧𝑚𝑒𝑟𝑗𝑒 =
𝑚𝑒𝑗𝑛𝑖 𝑝𝑟𝑒𝑝𝑢𝑠𝑡𝑛𝑖 𝑡𝑜𝑘 𝑝𝑟𝑖 0.1 𝑠
𝑚𝑒𝑗𝑛𝑖 𝑝𝑟𝑒𝑝𝑢𝑠𝑡𝑛𝑖 𝑡𝑜𝑘 𝑝𝑟𝑖 300 𝑎𝑙𝑖 600 𝑠
Pri 0,1 in 300 s je talilni tok vrednosti 6-100 A in pri 0,1 in 600 s pa je talilni tok v vrednostih 140-200
A. Zato je hitrostno razmerje za K tip med 6 in 8, za T tip pa med 10 in 13.
IZPUŠNE VAROVALKE (EXPULSION FUSE)
Izpušne varovalke so najbolj pogosta zaščita v distribucijskih tokokrogih. Njihova cena je nizka in jih
je enostavno zamenjati. Prekinitev okvarnega toka je relativno hitra in lahko celo odklopi v polovici
cikla pri velikih tokovih.
Po stalitvi notranjosti ostane v cevi varovalke iskrenje s precejšnjo energijo, kar povzroči hitro
povečanje tlaka. To sili ioniziran plin ven, kar pomaga preprečiti iskrenje. Pri ugasitvi plemena oz.
obloka pomaga poleg ekstremno visokega tlaka še raztezanje obloka.
Izpušne varovalke omejujejo trajanje okvare in dovolijo, da steče največja vrednost toka, saj ga
prekine ob prehodu skozi nič. Zato se lahko pojavi napetost, ker ta ni nujno v fazi s tokom.
Bernarda Baš
8
Slika 5: Delovanje izpušne varovalke
Spodaj na sliki vidimo, da sta prikazani dve krivulji, minimalna talilna krivulja in totalna maksimalna
krivulja. Minimalni talilni čas je 90 % od povprečnega talilnega časa, podan od proizvajalec, za večino
aplikacij. Totalni prekinitveni čas je povprečje talilnega časa plus čas iskrenja plus tolerance
proizvajalca. Slika prikazuje dve krivulji za varovalko 50 A, v primeru, da je ta hitra ali počasna.
Proizvajalčev minimalni stalilni čas za varovalke manjše ali enake 10 A se navadno začne pri 300 s, in
za varovalke nad 100 A pri 600 s.
Slika 6: Karakteristiki K in T varovalke
TOKOVNO OMEJILNA VAROVALKA (CURRENT-LIMITING FUSES)
Te varovalke imajo poleg prekinitve okvarnega toka še sposobnost zmanjšanja velikosti električnega
toka. Znane so po njihovih zmožnosti odklopa pri visokih tokih do 50 kA, zato se uporabljajo za
zaščito pri visokih napetostih.
Poznamo več tipov:
 Rezervne
 Za splošen namen
 Za celotni obseg
Bernarda Baš
9
Prednost teh varovalk:
 Manj hrupne kot izpušne
Slabosti teh varovalk:
 Hitro spreminajoč tok povzroči napetostne konice U=L di/dt
 Slaba odzivnost pri manjših tokovih
 Koordinacija
 Visoka cena
Slika 7: Tokovno omejilna varovalka
ODKLOPNIK
Odklopniki so stikala, s katerimi vklapljamo tokokroge v normalnih stanjih obremenitve in so stalni
elementi sistema. V primerih kratkih stikov in podobnih nenormalnih preobremenitev pa so
sposobni izklopiti velike tokove. So pogosto uporabljeni v razdelilnih postajah.
Delimo jih glede na prekinitveni medij:
 Vakuumski odklopnik
 Oljne
 Zračni
 Odklopnik z žveplovim heksaluoridom
V distribucijskih postajah so najpogostejši z oljnim ali vakuumskim medijem, v novejših pa
prevladujejo vakuumski in heksafluoridni.
Določeni so glede na maksimalno vrednost napetosti (po standardu ANSI C37.06-1997; IEEE Std.
C37.010-1999). Pri nižji medfazni napetosti so odklopniki sposobni izklopiti večje tokove.
Primer:
Odklopnik z U= 15 kV in I= 18 kA, uporabljen pri U=12,47 kV in maksimalni medfazni napetosti 13,1
kV lahko odklopi 20 kA.
15 𝑘𝑉
∙ 18 𝑘𝐴]
[
13,1 𝑘𝑉
Bernarda Baš
10
ODKLOPNIK S SISTEMOM ZA AVTOMATSKI PONOVNI VKLOP (APV)
Je naprava, ki avtomatsko prekine in ponovno sklene izmenični električni tokokrog. Detektira okvaro,
odklopi in se nato avtomatično zapre. Ob trajni okvari bo poskušal z nekajkratnim odpiranjem in
zapiranjem odpraviti napako in bo na koncu ostal odprt, če ne bo dobil signala od operaterja.
Ponovno vklapljanje je lahko krmiljeno elektronsko, elektromehansko ali hidravlično.
Manjši odklopniki, ki v normalnem stanju prevajajo 50-200 A odklopijo od 2-5 kA. Večji odklopniki , ki
so lahko uporabljeni v RTP-jih, z normalnim tokom do 1120 A, lahko odklopijo okvarni tok od 6-16
kA. Standardno naredi 4 poskuse. Preden se odpre.
Testirani so za razmerje X/R po standardu ANSI/IEEE C37.60-1981.
Odklopniki s sistemom za APV se veliko uporabljajo v manjših postajah in distribuciji, medtem ko se
odklopnik bolj uporabljajo v prenosnem omrežju. Trifazni APV odklopniki se uporabljajo za
zagotavljanje zaščite v večjih tokokrogih, medtem ko lahko enofazni nadomeščajo varovalke.
Obstaja tudi možno za neavtomatsko oz. ročno odklapljanje.
Morajo pa tej odklopniki biti sposobni prekiniti asimetrične tokove, ki se določajo glede na razmerje
X/R.
Lokacija
 Na območjih izpostavljenim strelam: strele so lahko razlog za zelo velike okvarne tokove z velikim
potencialom za škode. Čas med nastankom okvare in odprave je lahko 75 ms.
 Na manj dostopnih mestih: taka postavitev omogoča hitri preklop ter rekonfiguracija omrežja.
Čas izpada se zmanjša ter število potrebnih intervencij se zmanjša.
 Žarkasta vezava: žarkasta vezava zahteva več zaščitnih elementov. To dosežemo s koordinacijo
serijsko vezanih odklopnikov z APV.
 Stikališča: za primarno zaščito.
 Veje: da bi preprečili izpade.
 Kogeneracija: pri kogeneracijskih enotah uporabljamo odklopnike z avtomatskim ponovnim
vklopom za preprečevanje priklopa nesinhroniziranega generatorja.
Slika 8: Enofazi odklopnik s sistemom APV
Bernarda Baš
Slika 9: Trifazni odklopnik s sistemom APV
11
LOČILNIK (SECTIONALIZER)
Ločilnik je pretokovna zaščitna naprava, ki se vgrajuje skupaj z odklopnikom oz. odklopnikom z APV.
Ob trajni okvari se ločilnik po več neuspelih poskusih vklopa odpre. Odpre se v času, ko odklopnik
izklopi tok. Ločilniki se uporabljajo za vidno ločitev elementov, npr dela pod napetostjo in dela, ki ni
pod napetostjo.
Glede na nazivni tok ločilnika je določen maksimalen tok skozenj v normalnih obratovalnih pogojih.
Mehanska obremenitev je določena z udarnim tokom, vzdržljivost ločilnika pa je odvisna od njegove
konstrukcije.
Slika 10: Ločilnik
LOČILNO STIKALO
Od ločilnika se razlikuje po tem, da omogoča izklop manjših obremenitev. Pogosto se uporabljajo v
kombinaciji z visokonapetostnimi varovalkami. Izklop varovalke na eni fazi ob nastopu kratkega stika
povzroči tripolni izklop ločilnega stikala.
Slika 11: Ločilno stikalo
Bernarda Baš
12
KOORDINACIJA ZAŠČITNIH ELEMENTOV
Pretokovne zaščitne naprave se izbirajo na podlagi časovnih, tokovnih karakteristik in razporejenosti
na omrežju. Odzvi razporedimo na časovno zaporedje – selektivnost oz. koordinacija. S pomočjo
selektivnosti se zmanjša čas izpadov in število prizadetih odjemalcev, hkrati pa je lažje odkrivanje
napak.
KOORDINACIJA VAROVALKA-VAROVALKA
Princip koordinacije varovalka-varovalka je, da celotni čas okvare ne preseže 75 % minimalnega
talilnega časa naslednje varovalke na višjem tokovnem nivoju. Vrednost 75 % je izbrana zato, da
kompenziramo učinke bremenskega toka, temperature okolice in obrabo talilnega elementa
varovalke zaradi gretja ob manjši pretokovnih obremenitvah.
Če se krivulji dveh varoval ne sekata je koordinacija s stališča selektivnosti lahko dosežena. Če pa se
krivulji sekata, predstavlja presečišče mejno vrednost toka do katere je lahko dosežena delna
koordinacija.
Slika 12: Koordinacija varovalka-varovalka
KOORDINACIJA VAROVALKA-ODKLOPNIK S SISTEMOM APV
Odklopnik s sistemom APV se uporablja v kombinaciji z varovalko kot dodatna zaščita, ker pri uporabi
varovalk pogosto pride do izpadov. Nastavljen je tako, da se sproži preden pregori varovalka, ki je
namenjena odpravljanju trajnih okvar, medtem ko je odklopnik s sistemom APV namenjen
odpravljanju kratkotrajnih okvar, za katere bi bilo škoda pregoreti varovalke. Odklopnik z APV je
nastavljen tako, da odreagira pred varovalko in potem spet vklopi. Ob trajni napaki pa je le-ta
odpravljena s pomočjo varovalke.
KOORDINACIJA VAROVALKA-ODKLOPNIK
Ta koordinacija je precej podobna koordinaciji varovalka-odklopnik z APV. Čas med ponovnimi vklopi
odklopnika je daljši kot čas v prejšnem primeru. Minimalni čas odkloplnika je tipično 5 s, medtem ko
je minimalni čas med ponovnim vklopom odklopnika z APV 0,5 s. Če je varovalka ščiteni element je
Bernarda Baš
13
ustrezna koordinacija dosežena, kadar je minimalni talilni čas varovalke 135 % skupnega časa
reakcije odklopnika in z njim povezanimi releji. Kadar pa varovalko uporabljamo kot zaščiteni
element, je koordinacija dosežena, ko je odpiralni čas releja 150 % celotnega časa odprave napake
varovalke (rele je zakasnjen in ne odreagira, dokler varovalka ne odpravi napake).
Odklopnik mora hitro odpraviti okvaro po hitro, preden varovalka pregori, ta pa mora odpraviti
okvaro preden se sproži časovno zakasnjen odklopnik.
Varovalka, ki ščiti podzemne kable ni treba koordinirati s hitrim proženjem odklopnika, saj ponavadi
na kabelskem omrežju ni krakotrajnih okvar.
KOORDINACIJA ODKLOPNIK Z APV-ODKLOPNIK Z APV
Takšna potreba koordinacije se pojavi v naslednjih primerih:
 Če imamo 2 trifazna odklopnika s sistemom za APV
 Če imamo 2 enofazna odklopnika s sistmeom za APV
 Če imamo en enofazni in en trifazni odklopnik s sistemom APV
Pravilno koordinacijo dosežeo na različne načine, odvisno od tipa odklopnika. Upoštevati moramo
naslednje omejitve:
 Časovni razmik manjši od dveh period sproži oba odklopnika APV naenkrat
 Časovni razmik med 2 in 12 period lahko sproži oba odklopnika APV naenkrat
 Časovni razmik večji od 12 period zagotavlja sporžitev obeh odklopikov APV naenkrat
KOORDINACIJA ODKLOPNIK-ODKLOPNIK S SISTEMOM APV
Ključni faktor pri tej koordinaciji je ponastavitveni čas med vklop in izklopom pretokovnih relejev
(rele, ki proži odklopnik). V primeru neustrezno nastavljene časovne zakasnitve lahko pride do
lažnega proženja.
Rele APV reagira v določenih intervalih (na primer 15, 30, 45 s/cikel), ko je odklopnik sprožen. Če gre
za trajno okvaro, se odklopnik po določenm številu poskusov vklopa postavi v razklenjen položaj.
Bernarda Baš
14
VPRAŠANJA
1.
2.
3.
4.
Kakšne vrste »pretokov« poznamo?
Kako se pred njimi zaščititi?
Dimenzioniranje pretokovne zaščite v SN in NN omrežjih?
Katere so pretokovne zaščitne naprave?
NALOGA
Odklopnik nazivne napetosti 15 KV in toka 18 kA uporabimo pri maksimalni medfazni napetosti 13,1
kV. Kolikšen tok lahko odklopi?
VIRI IN LITERATURA




Turan Gönen, Electric Power Distribution System Engineering, CRC Press,2008
Abdelhay A. Sallam et all, Electric Distribution Systems, IEEE Press, 2011
Tom A. Short, Electric Power Distribution Handbook, CRC Press, 2004
http://www.hubbellpowersystems.com/switching/dist/reclosers/description.asp
Bernarda Baš
15