ELKTRICKÉ ROZVODNÉ ZARIADENIA

DELÍME ICH:

7. podľa druhu

• Transformovne–zmenu napätia prenášanej elektrickej energie bez zmeny frekvencie.

• Meniarne– slúžia na zmenu druhu prúdu alebo frekvencie prenášanej elektrickej energie. Meniarne sa delia na usmerňovacie stanice meniace striedavý prúd na jednosmerný a striedačové stanice meniace jednosmerný prúd na striedavý.

• Spínacie stanice– rozdeľujú privedenú elektrickú energiu rovnakého napätia do viacerých vetiev elektrickej siete. Vo väčšine prípadov býva spínacia stanica integrovaná s transformovňou.

• Kompenzovne– slúžia na zmenu (reguláciu) parametrov prenosu elektrickej energie za účelom vyrovnania jalových zložiek striedavého prúdu. Využívajú sa najmä na reguláciu napätia zmenou jalového výkonu a kompenzáciu účinníka. Funkcie kompenzovní bývajú často zahrnuté do transformovní, príp. spínacích staníc.

8. začlenenie do elektrizačnej sústavy

• elektrické stanice výrobné –privádzajú vyrobenú elektrickú energiu do elektrizačnej
  sústavy a transformujú napätie alternátorov na napätie siete,

• uzlové elektrické stanice–tvoria spoločný bod medzi vetvami okružnej prenosovej sústavy a rozdeľujú elektrickú energiu rovnakého napätia,

• transformačné stanice– slúžia na spojenie prenosových sústav s rôznym napätím (400/220 kV) a na transformáciu 400/110 kV a 220/110 kV, často sú spájané s uzlovými stanicami do jednej elektrickej stanice,

• distribučné elektrické stanice– rozdeľujú elektrickú energiu, transformujú napätie (vvn/vn) a dodávajú elektrickú energiu spotrebným centrám,

• priemyslové elektrické stanice– rozdeľujú elektrickú energiu v priemyslových podnikoch priamo ku spotrebičom a transformujú napätie na nn, zvláštnym typom týchto staníc sú stanice zabezpečujúce vlastnú spotrebu elektrární a ostatných typov elektrických staníc.

9. spôsobu prevádzky

• s trvalou obsluhou,

• bez trvalej obsluhy,

• bez obsluhy.

Súčasťou elektrickej stanice je jedno alebo viac rozvodných zariadení.:

• rozvod elektrickej energie,

• istenie elektrických obvodov,

• meranie a kontrolu elektrických prístrojov,

• spínanie a prepínanie elektrických obvodov.

Rozvodné zariadenia sa delia na:

• rozvodne– veľké celky postavené a skúšané na mieste použitia,

• rozvádzače– zmontované a odskúšané ako jeden celok sa dopravujú na miesto montáže,

• rozvodnice– malé už vystrojené zariadenia určené pre rýchlu montáž.

 

SPÔSOBY PRIPOJENIA ELEKTRICKÝCH STANÍC DO ELEKTRIZAČNEJ SÚSTAVY

 

Elektrické stanice sú pripojené do elektrizačnej sústavy:

• zvláštnym vedením: pre koncového užívateľa,

• T spojením (odbočenie z vedenia)

• zaslučkovaním vedenia

 

Hlavné časti elektrických staníc

Elektrická stanica :

• stavebná časť

• technologická časť

Technologická časť elektrickej stanice sa skladá

• z hlavných silových zariadení, do ktorých patria rozvodné zariadenia, transformátory, zariadenia na kompenzáciu účinníka, kompenzáciu zemných prúdov, spojovacie vedenia,

• z riadiaceho a informačného systému, ktorý pozostáva zo zariadení na riadenia elektrickej stanice vrátane dispečerských komunikačných zariadení, hromadného diaľkového ovládania (HDO), vysoko- a nízkofrekvenčného prenosu, zo zariadení na istenie proti preťaženiu,

• spločné a pomocné obvody

ROZVODNÉ ZARIADENIA VN A VVN

 

-Účelom rozvodných zariadení je rozvádzať privedenú elektrickú energiu do viacerých odbočiek tvorených poliami.

-Polia sú navzájom prepojené pomocou vodičov prechádzajúcich pozdĺž rozvodného zariadenia, ktoré sa nazývajú prípojnice.

Prístrojové vybavenie poľa závisí od jeho funkcie (odbočka transformátora, vývodové pole vzdušného vedenia, pole KSP ,...).
Pretože musí umožňovať vykonávanie základných činností pre riadenie a prevádzku elektrizačnej sústavy musí vyhovovať požiadavkám elektrizačnej sústavy nielen po stránke izolačnej (z hľadiska menovitých napätí a prúdov), ale aj z hľadiska ďalších podmienok napr. mechanického namáhania.

 

Základné prvky poľa sú:

 

A. Vodiče, izolátory a nosné konštrukcie

• Vodiče

1. kryté rozvodne: pásové vodiče – Al alebo Cu

2. Vonkajšie rozvodne :majú lanové (AlFe) alebo trubkové (Al) vodiče

	hl. prípojnica	odbočka
AlFe	350 mm2	185 mm2

 

 

Laná sa zakotvujú na konštrukcie pomocou izolátorov, na ktoré sa upevňujú armatúrami a svorkami. Na pripojovacie svorníky prístrojov sa pripojujú prístrojovými svorkami.

 

Vodiče kontrolujeme:

1. odolnosť voči silovým a tepelným účinkom prevádzkových i poruchových prúdov a prepätí.

2. ťahy vo vodičoch

3. ich vzdialenosti od zeme, medzi sebou, prípadne od iných zariadení alebo vodičov pre rôzne atmosférické podmienky (teplota, vietor, námraza).

	prevádzková	Pri skrate
Káble s pryžovou izoláciou do 1 kV	60	200
Káble s pryžovou izoláciou do 10 kV	60	150
Káble s termoplastovou izoláciou	60	150
Káble s papierovou izoláciou a Al/ Pb plášťom 22kV	70	150
Holé vodiče Cu, Al, Fe		300
AlFe, trubkové vdiče Cu, Al	95	300

 

 

Najvyššie dovolené teploty vodičov v °C

 

Minimálny prierez vodiča S_min s ohľadom na oteplenie pri skrate sa vypočíta podľa vzťahu:

 

 

	kde je	K	koeficient rešpektujúci teplotu (pred skratom a po skrate) a vlastnosti materiálu vodiča; pre Cu = 185, Al = 120,7, Fe = 60.
		Ie	ekvivalentný otepľovací prúd pri skrate,
		t	doba trvania skratu.

 

Vzhľadom na to, že pri normálnej prevádzke a pri skratoch sa teplota vodičov mení, dochádza aj k zmenám ich dĺžky. Preto sa tuhé vodiče na podpierky ukladajú tak, že v strede svojej dĺžky sú uchytené v držiakoch pevne, v ostatných držiakoch posuvne. Zmena dĺžky vodičov sa kompenzuje pružnými spojkami. Tie sa umiestňujú aj nad dilatačnými škárami budov.

Pri zisťovaní dynamických účinkov skratových prúdov na vodiče sa vychádza zo vzťahu pre silu, pôsobiacu na jednotkovú dĺžku rovnobežných vodičov

 

 

	kde je	k1	koeficient rešpektujúci tvar vodiča a rozloženie prúdu v ňom, pre kruhové vodiče má hodnotu k1 = 1; pre obdĺžnikové vodiče sa určuje z nomogramov,
		k2	koeficient rešpektujúci vzájomné usporiadanie vodičov a fázový posun prúdov, u dvojpólového skratu má hodnotu  k2 = 1; pri trojpólovom skrate a rovinnom usporiadaní vodičov k2 = 0,87 pre stredný vodič a k2 = 0,81 pre krajný vodič; pri usporiadaní vodičov do rovnostranného trojuholníka  k2 = 0,85,
		ℓ	dĺžka vodiča medzi dvoma podperami,
		a	osová vzdialenosť medzi vodičmi rôznych fáz.

 

• Izolátory

Izolátory sa v elektrických staniciach používajú na upevnenie holých vodičov podoprením alebo zavesením, prípadne na priechod stenami alebo inými prepážkami.

 

Podľa funkcie

•  izolátory podperné (podpierky),

•  izolátory priechodné (priechodky),

• izolátory závesné.

 

Pre charakteristiku izolátorov sú dôležité

• menovité napätie,

• rázové skúšobné napätie,

• striedavé skúšobné napätie (za sucha alebo za mokra),

• mechanická pevnosť v ohybe (podpierky, priechodky)

• mechanická pevnosť v ťahu (závesné izolátory)

• mechanická pevnosť v krútení (vonkajšie izolátory).

Izolátory môžu byť tvorené:

• izolátorovými reťazcami z tanierových izolátorov,

• izolátorovými reťazcami z hmlových izolátorov,

• závesnými tyčovými izolátormi.

Pre zvýšenie mechanickej pevnosti sa izolátorové reťazce často zdvojujú. K izolátorom ďalej patria spojovacie, kotevné, nosné a ochranné armatúry, tlmiče vibrácií, spojky a svorky.

• Nosné konštrukcie

Nosné konštrukcie slúžia na zachytenie ťahov a tiaží vodičov a na montáž prístrojov a ďalších zariadení. U vonkajších rozvodní sa hlavné nosné konštrukcie (portály) vyrábajú z ocele (konštrukcie priehradové, rámové alebo z tenkostenných rúr) alebo železobetónu- beyúdržbové s, veľkou hmotnosťou.

Montujú na betónové základy, ktoré musia vyčnievať nad úroveň terénu aspoň 100 mm, aby ku konštrukcii nezatekala voda. K ďalším (pomocným) nosným konštrukciám patria nosné konštrukcie pre odpájače (stoličky), koľajnice pre elektrické prístroje a stroje, káblové lávky, stoličky pre káblové koncovky, zábradlia a pod.

Nosné konštrukcie sú namáhané

• ťahmi vodičov v prvom poli vedení zaústených do rozvodne,

• ťahmi vodičov v rozvodni,

• tlakom vetra (v smere vodičov a kolmo na vodiče) a

• v zvislom smere tiažou, spôsobenou hmotnosťou konštrukcie,

• vodičov,

• izolátorov a všetkých ďalších zariadení nesených konštrukciou, vrátane námrazku

• prechodnými zaťaženiami pri roztrhnutí vodiča (počíta sa s roztrhnutím jedného vodiča), pri skrate (zvýšenie ťahu vo vodičoch pôsobením skratových síl) alebo pri výstupe osôb na konštrukciu.

 

B. Spínacie prístroje

• Vypínače

Slúžia na zapínanie a vypínanie odbočky bez alebo pod zaťažením. V prípade poruchy vypínajú aj preťaženia a skraty.

-Vypínač musí vypnúť až do svojho menovitého vypínacieho prúdu všetky skratové prúdy s akoukoľvek zložkou s akýmkoľvek podielom jednosmernej zložky, pokiaľ neprekročí maximálnu hodnotu striedavej zložky.

-prevádzkové polohy, zapnuté a vypnuté.

-Úlohou vypínača je dosiahnuť čo v najkratšom čase veľký vzrast dielektrickej pevnosti. Skracuje sa tým vypínací čas a energia premenená vo vypínači na teplo je malá.

Najväčší výkon, ktorý vypínač spoľahlivo vypne, bez poškodenia akejkoľvek jeho časti, sa nazýva vypínací výkon a udáva ho vzťah:

 

 

 

	kde je	m	počet pólov vypínača,
		U	efektívna hodnota zotaveného  napätia po vypnutí,
		Ik	efektívna hodnota prúdu v okamihu  vypnutia.

 

 Z hľadiska spôsobu vytvárania dielektrickej pevnosti medzi kontaktmi delíme vypínače na:

• olejové

• maloolejové

• expanzné

• tlakovzdušné

• plynotvorné

• vákuové

• s elektronegatívnymi plynmi

 

• Odpájače

-spínanie obvodov bez prúdu.

-Zaisťujú viditeľné rozpojenie obvodu.

-pohon môže byť ručný, stlačeným vzduchom alebo elektrický.

• Prípojnicové- viditeľne odpájajú odbočku od systému prípojníc

• vývodové- - viditelne odpájajú vývod od prípojníc elektreckej stanice

 

• Odpínače

Spínajú výkony do menovitej hodnoty, nesmú vypínať skratové výkony. Pri zariadeniach vn sa používajú v spojení s poistkami ako ochrana proti skratu.

 

C. Prístrojové transformátory

 

-transformujú prúd alebo napätie meraného obvodu na hodnoty vhodné pre napájanie ochrán a meracích prístrojov.

Rozlišujeme :

• istiace (pre pripojenie ochrán)- presné predovšetkým v pracovnej oblasti

• meracie (pre meranie, reguláciu a riadenie). Presné i na hranici pracovnej oblasti, pri veľkých prúdoch a minimálnom napätí.

 

Ich inštalácia závisí na charaktere a dôležitosti poľa a taktiež od požiadaviek merania a ochrán poľa. Veľmi často bol v jednotlivých poliach nainštalovaný len prístrojový transformátor prúdu (PTP) a prístrojové transformátory napätia boli umiestnené v samostatnom poli merania, ktoré je spoločné pre celý systém prípojníc.

• Prístrojové transformátory napätia (PTN)

Pracujú v blízkosti stavu naprázdno.

Pripojujú sa

• medzi fázy meranej siete (dvojpólovo izolované) alebo

• medzi fázu a zem (jednopólovo izolované).

Svorky sekundárneho vinutia sa nesmú spojiť nakrátko. Menovité sekundárne napätie je 100 V resp. V

-Triedy presnosti sú 0,1 až 1 pre meranie a 1 alebo 3 pre istenie.

Pri meraní elektrickej energie za účelom fakturácie sa u vn používa trieda presnosti 0,5 a pri vyšších napäťových sústavách 0,2.

-Menovitá záťaž PTN je obvykle 60 V.A.

-Primárna strana PTN sa u vn môže istiť proti skratu poistkami min. 4 A, u vvn a zvn sa neistí. - -Prednostne sa majú používať jednopólovo izolované PTN

-Sekundárna strana PTN sa istí poistkami alebo ističmi na ochranu PTN pred preťažením.

U vvn sa uplatňujú aj konštrukcie kombinovaných PT, kde je v jednom telese umiestnený PTP aj PTN.

Vstupné svorky prístrojových transformátorov sa označujú M, N a výstupné m, n.

• Prístrojové transformátory prúdu (PTP)

pracovnú oblasť blízko chodu nakrátko.

-Primárne vinutie môže byť prepínateľné, menovitý výstupný prúd je 5 A (alebo 1 A – v prípadoch, keby na spojovacích vedeniach záťaže boli veľké úbytky napätia).

SR:

• 5 A a pre vvn a

• zvn 1 A. T

riedy presnosti sú rovnaké ako u PTN.

Menovitá záťaž PTP udávaná vo V.A značí súčet príkonov spotrebičov vrátane strát vo vedeniach, pri ktorých je ešte dodržaná trieda presnosti

(v SR :

• je to 15 V.A pre triedy presnosti 0,2 a 0,5

• 30 V.A pre triedy presnosti 1 a 3).

-Namiesto záťaže sa často udáva zaťažovacia impedancia – menovité bremeno. Pri vzraste bremena rastú chyby a pri rozpojení sekundárnych svoriek dochádza k vzniku prepätí.

-.Preto pri odpojení záťaže PTP musia byť jeho sekundárne svorky skratované.

-e nadprúdové číslo n, čo je násobok menovitého primárneho prúdu, pri ktorom chyba v prúdovom prevode dosiahne hodnotu 10 %.

-Pre meracie PTP má byť nadprúdové číslo čo najnižšie (n<5), pre istiace PTP sa požaduje vyššie (n>10).

- Krajný prevádzkový prúd PTP je 1,2 násobok menovitého primárneho prúdu.

PTP sa vyrábajú s jedno- alebo viaczávitovým primárnym vinutím a môžu byť jedno- alebo viacjadrové. Viacjadrové PTP majú napr. jedno sekundárne vinutie určené pre meranie a druhé pre istenie s príslušnými charakteristikami. Konštrukčne môžu PTP byť podperné, priechodzie alebo priechodkové (tyčové, násuvné, prstencové).

Primárny obvod PTP sa istí poistkami iba výnimočne, istenie sekundárneho obvodu je zakázané.

 

D. Vysokonapäťové poistky

Obmedzujú účinok skratových prúdov tým, že prerušia obvod skôr ako skratový prúd dosiahne maximum. Vypínajú len jednu fázu a preto sa používajú aj v kombinácii s odpínačom, ktorý po detekcii prerušenia prúdu v jednej fáze vypína všetky tri fázy.

 

 

 

E. Zvodiče prepätia

Prepätia v jednotlivých častiach elektrických sietí sú prechodného charakteru a majú charakter rázovej vlny. Zvodiče prepätia obmedzujú účinky vzniknutých prepätí (vonkajšie – atmosférické alebo vnútorné – spínacie) na hodnoty bezpečné pre chránené zariadenia. Používajú sa najmä na ochranu vonkajších vedení a transformátorov. Ochranné hladiny zvodičov prepätia sa volia na úrovni 80% izolačných hladín chránených zariadení (izolačná hladina je daná skúšobným napätím zariadenia)

• Ochranné iskrišťia

Poskytujú len hrubé chránenie zariadení proti prepätiu. Pri prepätí spôsobujú ochranné iskrištia prechodné spojenie so zemou, takže vzniká zemné spojenie alebo skrat. Používajú sa ako paralelná cesta na izolačných prvkoch elektrických zariadení a ich význam spočíva v tom, že prierazná dráha sa posunie od povrchu chráneného zariadenia a tým sa zabráni jeho zničeniu tepelným účinkom oblúka, ktorý vznikne po preskoku.

 

Obr. 4.1.4. Ochranné iskrište tyčového izolátora a schematická značka

• Bleskoistky

Sú určené na ochranu pred vysokými prechodnými prepätiami a na obmedzenie doby trvania a veľkosti následného prúdu. Obmedzujú najmä prepätia atmosférického pôvodu na bezpečnú hodnotu, ale môžu zlyhať pri pomalších spínacích javoch, pre ktoré sa výhodne uplatní koordinačné iskrište

Bleskoistka pôsobí ako dokonalý elektrický ventil, ktorý sa bez časového oneskorenia otvára pri nebezpečnom prepätí. Do činnosti sa uvedie po dosiahnutí tzv. zapaľovacieho napätia a zvedie prepäťovú vlnu do zeme, t. j. spojí na chvíľu chránené elektrické zariadenie nakrátko. Dôležitou vlastnosťou bleskoistky je, že so vzrastajúcim prúdom pretekajúcim cez ňu zostáva úbytok napätia takmer konštantný, čo vyplýva z jej voltampérovej charakteristiky.

V pokoji prechádza bleskoistkou malý zvodový prúd I_Z pri menovitom napätí U_n. Po vzniku prepätia sa zapáli bleskoistka pri nárazovom zapaľovacom napätí U_rz . Bleskoistkou potom tečie do zeme následný prúd. Napätie stúpa na zvyškové napätie U_zn, ktoré nesmie prekročiť hranicu nebezpečného napätia zariadenia, ktoré chráni. Keď dosiahne následný prúd veľkosť menovitého prúdu bleskoistky I_n, začne sa následný prúd zmenšovať až bleskoistkou zase preteká zvodový prúd pri menovitom napätí.

 

Obr. 4.1.5. Voltampérová charakteristika bleskoistky

 

Ventilová bleskoistka (zvodič prepätia s nelineárnymi odpormi a iskrišťami) má priaznivú zapaľovaciu charakteristiku pre striedavý prúd, pretože samočinne zháša následný prúd vyvolaný horením oblúka bez ohľadu na veľkosť skratového prúdu a strmosť zotaveného napätia bleskoistky. Nespôsobuje skrat v sieti, ani nebezpečné nárazové vlny. Skladá sa zo sériových iskríšť vzduchotesne uzavretých v porcelánovom puzdre, ktoré sú aj s ostatnými napäťovo závislými odporovými blokmi uzavreté vo vzduchotesnom porcelánovom plášti bleskoistky. Schéma zapojenia je na obr. 4.1.6.

 

Obr. 4.1.6. Schéma zapojenia ventilovej bleskoistky a jej charakteristika

 

Nelineárny odporník pozostáva z blokov v tvare valca z pórovitého materiálu, ktorých odpor závisí od napätia (karbid kremíka – SiC, sthyrit, resorbit). Napätie na odporovom bloku U sa mení v závislosti od prechádzajúceho prúdu I podľa vzťahu

 

,

 

kde je K materiálová a rozmerová konštanta odporového bloku. Čím menšiu hodnotu má súčiniteľ nelineárnosti α, tým menej sa mení napätie na odporníku pri zmene prechádzajúceho prúdu a tým menšia je maximálna hodnota zvyškového napätia. Súčiniteľ nelineárnosti má pre odporový blok na báze SiC hodnoty v rozsahu 0,14 až 0,32.

Ak prepätie dosiahne hodnotu nebezpečnú pre chránené zariadenia, vznikne prieraz iskríšť, čím sa pripoja rezistorové bloky. Ich odpor klesá na malú hodnotu, bleskoistkou tečie veľký prúd do zeme, takže prepätie nemôže dosiahnuť hodnotu, ktorá by prevýšila ochrannú hladinu chráneného zariadenia. Po zvedení prepätia klesne napätie na prevádzkové hodnoty, zvýši sa odpor rezistorov, bleskoistkou tečie iba malý následný prúd, ktorý je na iskrištiach ľahko prerušený pri najbližšom priechode nulou.

 

Obmedzovač prepätia (beziskrišťový zvodič prepätia na báze oxidov kovov – varistor) je bipolárna polovodičová súčiastka, ktorá má symetrickú a nelineárnu voltampérovú charakteristiku. Pri nízkych hodnotách napätia je varistor takmer v nevodivom stave a má veľký elektrický odpor. Ochranný účinok varistora spočíva v tom, že ak napätia na svorkách varistora prekročí prevádzkovú hodnotu, prechádza varistor do vodivého stavu a odvádza energiu prepätia do zeme. Prechod z nevodivého stavu do stavu vodivého trvá niekoľko nanosekúnd, typická doba reakcie je menej ako 25 ns. To predurčuje varistory, s ich pomerne veľkou výkonovou odolnosťou, ako perspektívny ochranný prvok určený predovšetkým na ochranu elektrických zariadení. Izolácia chráneného zariadenia je namáhaná zvyškovým napätím na varistore, ktoré vzniklo prechodom prúdu cez varistor. Po skončení zvodu sa hodnota odporu znova zvýši a varistorom netečie žiadny následný prúd zo siete, čo je veľká prednosť vzhľadom na iskrište. Prierazová charakteristika varistora je uvedená na obr. 4.1.7.

 

Obr.4.1.7. Prierazová charakeristika varistora a jeho schematická značka

 

Obr. 4.1.8. Mechanické usporiadanie obmedzovača prepätia vn

1 – varistor ZnO, 2 – elektródy, 3 – sklolaminátová výstuha, 4 – polymérové puzdro

 

 

 

 

 

 

F. Meracie a signalizačné zariadenia

Spracovávajú údaje z prístrojových transformátorov a monitorujú prevádzkový stav jednotlivých prvkov poľa. Získané údaje odovzdávajú informačnému a riadiacemu systému elektrickej stanice.

Podľa použitého napätia poznáme rozvodne: 6, 10, 22, 35, 110, 220, 400 a 750 kV. Rozvodne vn a vvn môžu byť podľa vyhotovenia realizované ako:

• vonkajšie, odolávajúce všetkým nepriaznivým vplyvom vonkajšieho prostredia, obr. 4.1.10.

• vnútorné, umiestené v obstavanom priestore, v ktorom sú chránené proti poveternostným vplyvom. Rozdeľujú sa na:

1. halové

2. komorové

3. skriňové

4. zapuzdrené

-šetria miesto

-ekologické+ chránené pred znečistením

-zvýšená ochrana prerd úrazom

 

 

               

Obr. 4.1.13. Vnútorná zapuzdrená rozvodňa Siemens 110 kV

 

 

Kritériá pre delenie rozvodní sú

• skratový výkon,

• počet odbočiek

1. malé

2. veľké

• výška odpájačov

1. nízké

2. polovysoké

3. vysoké

• počet prípojníc

1. 1systémové

2. 2systémové

3. 3systémové

• počet vypínačov:

1. s 1 vypinačom na odbočku

2. s 1,5 vypinačom na odbočku

3. s 2 vypinačmi na odbočku

 

PRVKY ROZVODNÍ

 

PRÍPOJNICE

 

Počet a zapojenie prípojnicových systémov je dané požiadavkami prevádzky a stupňom dôležitosti napájania jednotlivých vývodov.Rozvodné zariadenia môžu mať usporiadanie prípojnicových systémov priame okružné, alebo môžu byť bez prípojníc. Pri priamom usporiadaní môže byť prípojnicový systém delený priečne alebo pozdĺžne.

1. Priečne delenie delí prípojnice na hlavné a pomocné.

• Jednosystémový: pri oprave, revízii možno prerušiť dodávku elektriny

• viasystémový:

2. pozdĺžne: pri označovaní prípojnic sa použije ďalšie číslo

 

 

2.1.2 ODBOČKY

 

Odbočky obsahujú prístroje v počte a zložení, ktoré zodpovedajú ich funkcii.

a)	b)	c)	d)	e)	f)

Obr. 4.1.16. Hlavné a pomocné odbočky

a) generátorová, b) transformátorová s vyvedeným terciárnym vinutím, c) káblového vývodu, d) vzdušného vývodu, e) merania, f) bleskoistiek

 

Na obr. 4.1.17 sú uvedené odbočky vzdušného vývodu (VÝVOD), kombinovaného spínača prípojníc (KSP), spínača pomocnej prípojnice (SPP) a  spínača prípojníc (SP).

 

Obr. 4.1.17. Rôzne druhy odbočiek

 

 

4.1.2.1.3 TRANSFORMÁTORY

 

Transformátory sa v prenose a rozvode elektrickej energie používajú na zmeny napätia prenášanej elektrickej energie. V elektroenergetike môžu byť podľa účelu transformátory:

• Blokové, ktoré sú vo výrobni elektrickej energie v sérii s generátorom – v tých elektrárňach, kde je odber na inom, ako generátorickom napätí. Používajú sa dvoj alebo trojvinuťové transformátory (dva generátory pripojené na jeden transformátor) trojfázové alebo jednofázové. Ich výkon je daný výkonom generátora a vlastnej spotreby bloku.

• Spojovacie, ktoré spájajú dve elektrické siete s rôznym napätím. Používajú sa transformátory trojfázové, pri spájaní sietí zvn aj jednofázové (3 + 1) alebo autotransformátory. Ich výkony zodpovedajú potrebám napájaných oblastí so započítaním budúceho rozvoja.

• Priemyslové distribučné a vlastnej spotreby, ktoré napájajú rozvody objektov. Ich výstupné napätie je vn alebo nn, konštrukčne sú trojfázové. Ich výkon je daný výpočtovým zaťažením objektu.

• Izolačné, ktoré majú prevod 1:1 a galvanicky oddeľujú výrobné zdroje od vonkajších vedení, čím ich čiastočne ochraňujú pred atmosférickým prepätím, alebo slúžia na znižovanie skratových prúdov.

Transformátory je možné ďalej rozdeliť podľa počtu fáz, podľa počtu vinutí, podľa spôsobu riadenia napätia, podľa spôsobu chladenia alebo podľa konštrukcie.

 

Základné parametre transformátorov

• menovitý výkon: zdanlivý výkon z radu normalizovaného radu

• menovité napätie: V STN 35 1100 [331]- menovité napätia pre vstupnú a výstupnú stranu

• prevod: pomerom vstupného a výstupného napätia naprázdno, čo zodpovedá závitovému

pomeru

• • vstupnej strane sa vždy uvažuje napätie z  normalizovaného radu,

  • na výstupnej strane bývajú napätia vyššie- pri zaťažení sa znižuje úbytku napätia na vinutiach

  • Spojovacie transformátory zvn/zvn, zvn/vvn aj distribučné transformátory vvn/vn sa konštruujú ako regulačné (pri zaťažení) s odbočkami na vinutí vyššieho napätia, obvykle ± 8 x 2 %. Zvyšovanie napätia na výstupnej strane sa dosiahne reguláciou na nižšie číslo odbočky.

  • Distribučné transformátory majú prepínanie odbočiek v nezaťaženom stave, najčastejšie na vstupnom vinutí ± 5 %. Slúžia na kompenzáciu úbytkov napätí na dlhých vedeniach. Mechanické prepnutie sa robí v beznapäťovom stave.

• Straty

  • v železe- naprázdno

  • vo vinutí- nakrátko

• napätie nakrátko:

  • Je to napätie na vstupnej strane pri spojení výstupnej strany nakrátko, pri menovitom prúde výstupnej strany. Vyjadruje sa v percentách vstupného menovitého napätia. U trojvinuťových transformátorov, kde má tretie vinutie menší výkon, musí byť u jeho napätia nakrátko uvedené, pre výkon ktorého vinutia bolo určené.

  • Hodnota napätia nakrátko transformátora značne ovplyvňuje skratové prúdy za transformátorom a úbytky napätia v transformátore (transformátory s vyšším u_k majú nižšie skratové prúdy a vyššie úbytky napätia).

 

 

 

Ďalšími parametrami transformátorov sú: menovitá frekvencia, prúd naprázdno, dovolené oteplenie jednotlivých častí, skratová odolnosť (mechanická, tepelná), zaťažiteľnosť (preťažiteľnosť) a hladina hluku.

 

Stanovištia transformátorov

 

Usporiadanie a vyhotovenie stanovišťa transformátora závisí od veľkosti a druhu transformátora a od okolitých zariadení. Suché transformátory vn/nn je možné umiestniť priamo do skríň (napr. vo výrobných halách). Olejové transformátory môžu byť umiestnené v skriňových rozvádzačoch alebo v transformátorových komorách s olejovou zbernou vaňou, na vonkajšom stanovišti so zbernou nádržou alebo na stožiari.

Olejové transformátory sa s ohľadom na požiarnu bezpečnosť umiestňujú v samostatných komorách z nehorľavého materiálu, ktoré musia byť vetrané  prirodzeným alebo umelým ťahom.

Stanovište vonkajších transformátorov musí mať betónovú zbernú nádrž na celý objem oleja transformátora. Pri viacerých zariadeniach s olejovou náplňou môže byť zberná nádrž transformátora menšia s odtokom do ďalšej spoločnej nádrže. Pôdorysné rozmery nádrže musia presahovať pôdorys transformátora na všetkých stranách aspoň o 1 m. Medzi jednotlivými transformátormi v elektrickej stanici, ktorých vzdialenosť je menšia ako 9 m ,sú postavené ochranné medzisteny (zo železobetónu), ktoré zvyšujú požiarnu bezpečnosť.

 

 

REAKTORY A TLMIVKY

 

Reaktory svojimi parametrami zväčšujú reaktanciu obvodov a obmedzujú tak skratové prúdy. Hlavnými parametrami reaktorov sú menovité napätie, menovitý prúd a impedančné napätie.Impedančné napätie u_L je mierou impedancie reaktora - je to úbytok napätia ΔU_L na impedancii reaktora Z_L pri menovitom prúde I_Ln. Vyjadruje sa v percentách menovitého fázového napätia U_fn:

a volí sa z radu 3, 5, 8, 10 %. Z uvedeného vzťahu sa dá vyjadriť veľkosť impedancie:

	kde je	Un	združené menovité napätie,
		SLn	menovitý výkon reaktora (trojfázový).

 

Často sa pri bežných výpočtoch zanedbáva rezistencia reaktora a potom zo vzťahu pre Z_Ldostávame priamo reaktanciu reaktora.

Reaktory sú tvorené cievkami bez železného jadra,

• jednofázové

• trojfázové

• vzduchové

• olejové

Reaktory sa zaraďujú

• medzi pozdĺžne delené prípojnice,

• na začiatky vedení,

• do odbočiek pre HDO,

• medzi terciárne vinutia transformátorov a prípojnice vlastnej spotreby a pod.

-kompenzačné členynajmä v prenosových sústavách pri kompenzácii kapacitných prúdov málo zaťažených vedení a na spomalenie nárastu obnovených napätí.

-pripojujú k terciáru transformátorov vo veľkých transformačných staniciach

- obvykle olejové s výkonmi až stovky Mvar.

Petersenove tlmivky- na kompenzáciu prúdov, vznikajúcich pri zemnom spojení.

Zapojujú sa medzi stred transformátora a zem.

Konštrukčne sú to cievky so železným jadrom, ktorých indukčnosť sa mení posuvom železného jadra alebo prepínaním odbočiek. Ich výkony sú od 50 kV.A do 4 MV.A a odpovedajú zemnému kapacitnému prúdu kompenzovanej siete.

-Chladenie prirodzené olejové.

-Pri vyšších kapacitných prúdoch v káblových sieťach sa používa uzemnenie cez odporník.

Zhášacia tlmivka sa k uzlu transformátora pripojuje cez odpajač a odporúča sa zaradiť aj poistku. Na ochranu tlmivky proti prepätiu sa k uzlu pripojí aj bleskoistka

 

Obr. 4.1.19 Pripojenie zhášacej tlmivky

 

4.1.2.1.5 KOMPENZAČNÉ KONDENZÁTORY

V elektrických staniciach môžu byť inštalované kondenzátorové batérie pre skupinovú alebo centrálnu kompenzáciu jalového výkonu. V zariadeniach vn sa obvykle jedná o kondenzátorové rozvádzače, kde je v najjednoduchšom prípade kondenzátorová batéria s konštantným výkonom (FC – Fixed Capacitors). Toto zariadenie je vhodné tam, kde sa výkon kompenzovaného spotrebiča nemení alebo sa mení iba v malom rozsahu (neregulované pohony s asynchrónnymi motormi).

Kompenzátory s výkonom spínaným v niekoľkých stupňoch sa použijú v prípadoch, kedy nie je potrebná kompenzácia účinníka na určitú hodnotu, ale stačí kompenzácia učinníka do určitého pásma hodnôt. Tento spôsob kompenzácie je u nás v súčasnosti najviac rozšírený, využíva sa pásmo povolených hodnôt účinníka od 0,95 do 1 induktívneho charakteru. Pre možnosť kompenzovať účinník tam, kde sa jalový výkon s časom mení, boli postupne zavedené dynamické kompenzátory s využitím tyristorovo riadených tlmiviek (TCR – Thyristor Controlled Reactors) spolu s nepremennými kondenzátormi (obr. 4.1.20a), alebo tyristorovo spínaných kondenzátorov (TSC –Thyristor Switched Capacitors, obr. 4.1.20b).

a)	b)

 

 

Ďalším vývojovým stupňom sú statické kompenzátory (SSVC – Solid State var Compensator), obsahujúce statický menič, ktorý riadi dodávku alebo odber jalovej energie tak, aby kompenzoval odber jalovej energie spotrebičom v každom okamihu. Vzhľadom na rýchlu reakciu na meniace sa odberové parametre spotrebiča sa jedná o dynamickú kompenzáciu. Na jednosmernej strane meniča je iba relatívne malý kondenzátor. V princípe ide o tlmivku zapojenú sériovo s ideálnym napäťovým zdrojom, ktorý je tvorený meničom a zdrojom jednosmerného napätia. Ako menič sa najčastejšie používa napäťovo napájaný striedač (VSI – Voltage Sourced Inverter) a ako zdroj jednosmerného napätia sa použije nezávislý jednosmerný zdroj, alebo častejšie kondenzátor.

 

Obr. 4.1.21. Pripojenie SSVC

 

Zavádzanie nelineárnych spotrebičov, produkujúcich harmonické zložky prúdu, vyvolalo nutnosť spojiť kompenzáciu účinníka s filtráciou harmonických zložiek. Na tento účel sa budujú filtračno kompenzačné stanice alebo sa s výhodou využívajú aktívne filtre, ktorých zapojenie je v podstate rovnaké ako u SSVC.

 

4.1.2.1.6 ELEKTRICKÉ OCHRANY

Elektrické ochrany zabezpečujú ochranné funkcie chrániace príslušné pole pred nežiaducimi prevádzkovými stavmi elektrizačnej sústavy ako sú napr. preťaženie skratom, prepätie, podpätie a iné. Pri detekovaní poruchového stavu dávajú popud na zopnutie alebo rozopnutie vypínača chráneného poľa.

 

4.1.2.2 PREHĽADOVÉ SCHÉMY ROZVODNÍ

 

Rozvodné zariadenia s jedným systémom prípojnic

Jednoduché systémy prípojnícmôžu byť pozdĺžne delené. Na spínanie pozdĺžne delených prípojníc sa v rozvodných zariadeniach používa zapojenie podľa obr. 4.1.22.

 

a) bez vypínača b) s vypínačom

Obr. 4.1.22. Pozdĺžne spínanie jednosystémových prípojníc

 

Rozvodné zariadenia s dvojitým systémom prípojníc

Dvojité prípojnice sa používajú tam, kde nie je možné ani krátkodobé prerušenie dodávky elektrickej energie pri revízii prípojnic alebo je potrebné rozdeliť prevádzku odbočiek do dvoch skupín z dôvodov:

• rozdelenia zdrojov na obmedzenie skratových prúdov,

• súčasné napájanie z dvoch nespolupracujúcich zdrojov,

• oddelenie spotrebičov s premenlivým napájaním od spotrebičov, ktoré vyžadujú stále napájanie,

• oddelenie siete so vzdušnými vedeniami od sietí s vedeniami káblovými,

• zabezpečenie dôležitých odberov aj v prípade výpadku niektorých napájačov zvyšnými napájačmi aj nižšieho výkonu.

Rozvodné zariadenie s dvojitým systémom prípojníc musí mať aj priečny spínač prípojníc (obr. 4.1.23a), aby sa prepínanie odbočiek na druhý systém mohlo vykonať bez prerušenia prevádzky.

Pozdĺžne delenie dvojitých prípojníc môže byť realizované odpájačmi v prípojnicových systémoch medzi sekciami (obr. 4.1.23b), vtedy pri pozdĺžnom spojovaní musí byť jedna sekcia bez napätia, alebo pozdĺžnym spínačom s jedným vypínačom (obr. 4.1.23c). V tomto prípade sa pozdĺžny spínač použije na manipulácie, pri ktorých obidve sekcie prípojnicových systémov môžu byť zaťažené. Odpájače medzi sekciami slúžia na trvalé alebo dlhodobé zopnutie sekcií. Zapojenie na obr. 4.1.23c je v podstate kombinovaný (pozdĺžny a priečny) spínač prípojníc.

 

Obr. 4.1.23. Odbočky spínačov dvojitých prípojníc

 

Príklad rozvodne s dvoma systémami prípojníc a priečnym spínačom prípojníc je na obr. 4.1.24. Pri dvoch zdrojoch bývajú odbery rozdelené na oba systémy prípojníc (v hornej časti obrázku sú odbočky prívodné a v dolnej časti odbočky vývodové, zopnuté cesty sú znázornené čiarkovane).

 

Obr. 4.1.24. Rozvodňa s dvojitým systémom prípojníc

 

Rozvodné zariadenia s trojitým systémom prípojníc

Tri systémy prípojníc sa použijú tam, kde nie je možné použiť zariadenie s dvojitým systémom prípojníc, nakoľko sa rozvodňa prevádzkuje s prípojnicami trvalo oddelenými a kde nie je možné ani krátkodobé prerušenie dodávky elektrickej energie pri revízii prípojnic. Prevádzka musí byť rozdelená do troch skupín v niektorom z nasledujúcich prípadov:

• ak je potrebné rozdeliť zdroje na obmedzenie veľkých skratových alebo prevádzkových prúdov,

• ak je z prevádzkových dôvodov potrebné oddeliť siete s rovnakým napätím,

• z dôvodov rozdielnej dôležitosti prevádzky rôznych odbočiek.

Príklad rozvodne s tromi systémami prípojníc a tromi priečnymi spínačmi prípojníc je na obr. 4.1.25. Pri veľkom počte odbočiek sa môžu prípojnice rozdeliť aj pozdĺžne, pričom medzi sekciami sú obvykle iba odpájače.

 

Obr. 4.1.25. Rozvodňa s trojitým systémom prípojníc

 

Rozvodné zariadenia s pomocným systémom prípojníc

Systém pomocných prípojníc sa použije vtedy, ak je potrebné nepretržite dodávať elektrickú energiu do vývodu aj vtedy, ak je zariadenie príslušnej odbočky v revízii alebo údržbe. Zapojenie cez pomocnú prípojnicu umožňuje prevádzku z pôvodného hlavného systému prípojníc. Systém pomocných prípojníc sa môže použiť v rozvodných zariadeniach s jedným, dvomi alebo tromi systémami hlavných prípojníc. Príklad prevádzky odbočky s vyradeným vypínačom u najbežnejšieho typu rozvodne vvn je na obr. 4.1.26, kde je použitý spínač pomocných prípojníc podľa obr. 4.1.27a. Spínač pomocných prípojníc môže byť kombinovaný s priečnym spínačom hlavných prípojníc - obr. 4.1.27b.

a) Obr. 4.1.26. Príklad rozvodne s pomocnými prípojnicami	b) Obr. 4.1.27. Spínače pomocných prípojníc

 

Pomocný systém prípojníc a výzbroj odbočky so spínačom pomocných prípojníc sa dimenzuje tak, ako najvyššie dimenzovaná odbočka v rozvodni. Cez pomocné prípojnice sa môže prevádzkovať vždy iba jedna odbočka. Prevádzka s využitím pomocných prípojníc sa volá náhradná prevádzka.

Pri menšom počte odbočiek v rozvodni a ak sa nepredpokladá súčasný chod hlavných systémov prípojníc, môže byť jeden z hlavných systémov využitý ako pomocný systém prípojníc (napr. rozvodňa 400 kV Sučany). Vypínač v odbočkách sa premosťuje ("by-pass") odpájačom a priečny spínač prípojníc pracuje vo funkcii spínača pomocných prípojníc. Príklad takejto rozvodne je na obr. 4.1.28, kde je vyznačená napájacia cesta vývodu, ktorého odbočka má vyradený vypínač. Cez by-pass sa môže tiež prevádzkovať iba jedna odbočka.

 

Obr. 4.1.28. Rozvodňa s premosťovacími odpájačmi

 

Rozvodné zariadenia s okružnými prípojnicami

Používajú sa tam, kde sa vyžaduje obmedzenie následkov skratov v rozvodni na minimálny počet odbočiek. Jednotlivé úseky prípojníc sú zapojené do polygónu (obr. 4.1.29, trojuholník až šesťuholník). Na zvýšenie spoľahlivosti môžu mať ešte záložný vypínač, ktorý je spoločný pre všetky odbočky obr. 4.1.29d (má podobnú funkciu ako pomocné prípojnice).

 

Obr. 4.1.29. Rozvodne s okružnými prípojnicami

 

Rozvodné zariadenia bez prípojníc

Sú to zariadenia s malým počtom odbočiek a je možné ich pokladať za špeciálny prípad zapojenia s okružnými prípojnicami, kde namiesto prípojníc sú spojky medzi odbočkami. Použijú sa najmä tam, kde sa nepredpokladá rozširovanie rozvodne, napr. v trakčných transformovniach. Tento typ rozvodne obvykle nevyžaduje zapojenie s piatimi vypínačmi, ale použijú sa len vypínače:

• v prívodoch a v strednej priečke obr. 4.1.30 (koncové elektrické stanice v distribučnej sieti),

• pri transformátoroch a v strednej priečke (rozvodne s priebežným napájacím vedením),

• pri transformátoroch (zjednodušené zapojenie distribučnej elektrickej stanice, pripojenej na priebežné vedenie).

 

Obr. 4.1.30. Rozvodňa typu H

Rozvodné zariadenia s väčším počtom vypínačov na odbočku

Používajú sa na dosiahnutie mimoriadne vysokej prevádzkovej spoľahlivosti v rozvodniach s väčším počtom odbočiek, ktoré musia zostať v prevádzke aj pri poruche vypínača. Môžu to byť rozvodne:

• rozvodne s dvomi vypínačmi na odbočku (obr. 4.1.31), ktoré však vyžadujú veľké investičné náklady,

• rozvodne s n+1 vypínačmi na n odbočiek, napr. s tromi vypínačmi na dve odbočky, t. j. jeden a pol vypínača na odbočku (takto je riešená rozvodňa Veľký Ďur, slúžiaca na vyvedenie výkonu z JE Mochovce) (obr.4.1.32a) alebo so štyrmi vypínačmi na tri odbočky (obr. 4.1.32b), kde prostredné vypínače s odpájačmi tvoria rezervu pre dve susedné odbočky.

 

Obr. 4.1.31. Rozvodňa s dvoma vypínačmi v odbočke

a)	b)

Obr. 4.1.32. Rozvodňa s 3/2 a s 4/3 vypínača na odbočku

 

 

 

 

 

 

 

 

RIADIACI A INFORMAČNÝ SYSTÉM

 

Riadenie v elektrických staniciach sa vykonáva pomocou riadiaceho a informačného systému (RIS), ktorý zabezpečuje zber, spracovanie, prenos a zobrazovanie informácií a spočíva v ovládaní spínacích a regulačných prístrojov.

OVLÁDANIE

 

 

Ovládanie spínacích a regulačných prístrojov rozvodne je možné:

• miestne

  • PRIAME-(ručne, bez pomoci cudzej energie),

  • NEPRIAME-(prostredníctvom cudzej energie elektricky, pneumaticky alebo hydraulicky)

• diaľkové– iba nepriame.

Priame ovládanie znamená, že fyzická sila obsluhy vyvinutá na ovládaciu páku prístroja sa prenáša na kontakty spínača a uvádza ich do pohybu.

- musia byť konštruované tak, aby pri ich činnosti nevznikli mŕtve polohy.

Nepriame ovládanie sa realizuje servopohonmi, ktoré môžu byť pneumatické, elektromotorické, elektromagnetické, hydraulické alebo kombinované

-uvádzanie do činnosti pomocou ovládačov (tlačidlá, paketové spínače) alebo softvérovo..

Stlačený vzduch pre tlakovzdušné ovládanie zabezpečuje kompresorová stanica, ovládacie napätie dodáva akumulátorová batéria.

Ovládacie napätiesa v každej odbočke delí do samostatne istených obvodov pre:

• istiace a ovládacie obvody vypínača,

• ovládacie obvody odpájačov,

• prevádzkovú signalizáciu,

• poruchovú signalizáciu.

 

Blokovacie podmienky sú v elektrickej stanici vytvorené proti chybným manipuláciám s elektrickými prístrojmi. Najviac sa to dotýka manipulácií s odpájačmi, ktoré sú blokované na stavy vypínačov.

Pri manipulácii musia byť splnené najmä tieto podmienky:

• odpájač nesmie byť vypnutý, ak je odbočka zaťažená,

• pri prepojovaní odbočky na druhý systém prípojníc nesmie odpájač prerušiť prúd odbočky,

• prípojnicové odpájače nesmú prepojiť systémy prípojníc, ak nie sú spojené spínačom prípojníc; aj v tomto prípade môžu spojovať prípojnicové odpájače systémy prípojníc iba počas prechodu odbočky z jedného systému na druhý,

• vypínač priečneho spínača prípojníc nesmie vypnúť, ak sú v niektorej odbočke systémy prípojníc prepojené prípojnicovými odpájačmi,

• vypínač sa nesmie dať zapnúť, ak je niektorý odpájač v odbočke v medzipolohe,

• vývodový odpájač sa nesmie dať zapnúť, ak sú zapnuté jeho uzemňovacie nože a opačne,

• s odpájačmi pozdĺžne delených prípojníc možno manipulovať iba vtedy, ak sú bez zaťaženia, alebo sú premostené pozdĺžnym vypínačom.

• odpájač pomocných prípojníc nemožno zapnúť, ak sú zapnuté uzemňovacie nože tejto odbočky,

• odpájače pomocných prípojníc sú blokované tak, že cez spínač pomocných prípojníc je možné napájať iba jednu odbočku,

• uzemňovacie nože vývodového odpájača odbočky sa môžu zapnúť iba vtedy, ak je vypnutý tento odpájač a aj odpájač pomocných prípojníc v tejto odbočke.

• výsuvná časť odpojovača sa môže vysunúť alebo zasunúť iba pri vypnutom vypínači.

Strata ovládacích médií (stlačený vzduch, ovládacie napätie) nesmie umožniť manipuláciu s blokovanými prístrojmi.

Zabezpečenie blokovacích podmienok sa realizuje blokovaním mechanickým, pneumatickým alebo elektrickým, prípadne ich kombináciou.

Norma STN 33 3220 dovoľuje, aby prístroje, s ktorými sa manipuluje iba veľmi zriedka, boli bez blokovania (napr. pozdĺžne odpájače v prípojniciach). Tiež v rozvodniach bez prípojníc alebo s jednoduchými prípojnicami s ručne ovládanými odpájačmi nemusí byť blokovanie. Manipulácia musí byť vykonávaná podľa prevádzkového predpisu a v rozvodni musí byť výstražné upozornenie, že nie je použité blokovanie proti chybnej manipulácii.

Riadenie elektrickej stanice

Riadenie elektrickej stanice môže byť do značnej miery automatizované, podľa jej dôležitosti a veľkosti a podľa miery použitia moderných hardvérových a softvérových prostriedkov – obr. 4.1.34.

 

Obr. 4.1.34 Stupne automatizácie riadenia

a) ručné ovládanie, b) diaľkové ovládanie, c) automatické riadenie

 

Základné funkcie, ktoré zabezpečujú elektrické stanice za normálnej prevádzky a poruchových stavoch vyžadujú:

• zmeny konfigurácie – prevádzkové a poruchové (manipulácia, resp. automatická manipulácia so spínacími prvkami) a riešenie havarijných situácií automatikami záskokov.

• zber údajov charakterizujúcich prevádzku meraných a stavových veličín, vrátane poruchových hlásení.

• reguláciu veličín – prevody transformátorov a spínanie kompenzačných prostriedkov.

 

Prevádzka spoločných a pomocných zariadení elektrických staníc je prevažne automatická, monitorujú sa iba najdôležitejšie veličiny, signalizujúce možnosť vzniku, alebo vznik poruchy. V dozorni sú sústredené všetky prostriedky na riadenie elektrickej stanice, najmä

• sledovanie prevádzkových a poruchových veličín, ktoré sú zobrazené

  • ovládacích paneloch

  • terminály výpočtovej techniky

• ovládanie spínacích prvkov,

  • jednotlivo

  • s voľbou rozvodne aj odbočky.

Počítačom podporovaný riadiaci a informačný systém elektrickej stanice obsahuje dve spolupracujúce časti:

• Informačný systém, zabezpečujúci zber, spracovanie, odovzdávanie a zobrazovanie informácií.

• Logický riadiaci systém, ktorý zabezpečuje manipulačné a regulačné procesy.

 

Prepojenie riadiaceho systému so zariadením elektrickej stanice je schematicky znázornené na obr. 4.1.35. Riadiaci systém môže byť riešený rôznymi technickými aj softvérovými prostriedkami a rôznym stupňom vplyvu človeka na obsluhu. Tendenciou je postupne prechádzať na elektrické stanice bez obsluhy.

 

Obr. 4.1.35. Bloková schéma riadenia elektrickej stanice [141]

a – merané veličiny, b – stavové veličiny, c – merané veličiny pre ochrany, d – signály pôsobenia ochrán, e– meranie a mimoriadne stavy spoločných zariadení,
f – akčné veličiny pre spínanie, g – akčné veličiny pre reguláciu, h – akčné veličiny vypnutia pri poruche, i – spracované informácie pre zobrazenie a zápis,
j – dôležité veličiny spoločných zariadení, k – spracované informácie pre dispečing, l – príkazy na vykonanie manipulácií a regulácií

 

V súčasnosti filozofia riešenia riadiacich systémov vychádza z rozdelenia elektrickej stanice na hierarchicky radené celky, v ktorých je funkčne aj miestne sústredená špecifikovaná funkcia. Takto je možné v elektrickej stanici definovať tri hierarchické úrovne:

1. Základné zariadenia elektrickej stanice (rozvodné zariadenia, elektrické stroje), kde sa robí zber dát, ovládanie spínačov a regulácia. Tieto zariadenia sú rozdelené na funkčné celky(odbočky v rozvodných zariadeniach, jednotlivé elektrické stroje), ktoré majú podobný (často rovnaký) charakter.

2. Jednotlivé riadiace systémy (blokové), ktoré riadia činnosť funkčných celkov 1. úrovne. Sem patrí zber údajov a zabezpečenie ochranných funkcií (blokovanie vypínačov, elektrické ochrany) v rozsahu prvkov a informácií odbočky.

3. Centrálny riadiaci systém, ktorý sústreďuje údaje z2. Úrovne, zabezpečuje činnosti vo viacerých celkoch (automatiky záskoku, paralelné spínanie transformátorov, blokovanie prístrojov s ohľadom na stav prípojníc, ovládanie prípojnicových odpájačov podľa požiadaviek celkovej konfigurácie, ochrana prípojníc, záložná ochrana),zabezpečuje výmenu údajov medzi elektrickou stanicou a dispečingom (informácie, diaľkové ovládanie). Slúži aj na spracovanie informácií pre zobrazenie stavov vypínačov, meraných veličín, poruchových stavov a o pôsobení ochrán na paneloch alebo monitoroch. U najnovších zariadení sa prenos dát v rámci elektrickej stanice medzi jednotlivými zariadeniami a riadiacim počítačom odohráva po dátovej zbernici, ktorá môže byť realizovaná optickým káblom.

Výhodné je sústredenie blokových riadiacich systémov, vrátane ich záložného napájania do domčekov ochrán priamo v rozvodni, čím sa obmedzí rozsah prípadnej poruchy. V menších elektrických staniciach môže funkcie 3. úrovne prevziať dispečing alebo väčšie susedné elektrické stanice, odkiaľ sú potom podružné elektrické stanice diaľkovo ovládané.

Tretia úroveň je pomerne dobre prepracovaná, riadiace systémy sú schopné zabezpečovať veľké množstvo funkcií, najmä:

• systémové funkcie (inicializácia systému, dohľad nad systémom, jednotný čas, prevádzka s dvomi počítačmi, generovanie databáz ...),

• komunikácie (zber údajov z vlastnej alebo aj iných elektrických staníc, rádiová a telefónna prevádzka, spojenie s nadriadenými a podriadenými riadiacimi systémami ...),

• spracovanie dát (hlásenia, merané hodnoty, čítačové hodnoty, povely, žiadané hodnoty, informačné väzby, periodická a jednorazová archivácia dát a udalostí ...),

• prezentácia dát (výstup zoznamov hlásení - prevádzkový denník, zoznam nekvitovaných udalostí, zoznam porúch, zoznam časovo usporiadaných udalostí, zoznam dotazov na stav; výstup protokolov dát z procesu s možnosťou archivácie, výstup hlásenia na signalizačný panel, výstup analógových a digitálnych meraných hodnôt, výstup kriviek, topológia siete s významovým rozlíšením podľa farieb ...),

• obsluha, riadenie, tréning (vedenie prevádzky pomocou viacerých pracovísk, vrátane vzdialených, on-line zmena parametrov a atribútov, operátorský denník, simulácie ...).

Z umiestnenia a zapojenia elektrickej stanice v elektrizačnej sústave vyplývajú úlohy, ktoré musí v tejto sústave plniť. Bežné manipulácie, ktoré sa dotýkajú prevádzky vlastnej elektrickej stanice je možné vykonávať nezávisle od prevádzky sústavy, ale všetky ostatné manipulácie, ktoré ovplyvňujú prevádzku elektrizačnej sústavy, menia jej parametre a konfiguráciu, je potrebné koordinovať tak, aby boli v súlade s činnosťou iných elektrických staníc, výrobní a odberov. Túto vyššiu riadiacu a koordinačnú činnosť zabezpečuje viacstupňový systém dispečerského riadenia.