PRENOSOVÁ A ROZVODNÁ SÚSTAVA

Elektrizačná sústava má tri základné prvky:

• výrobu elektrickej energie

• prenos a rozvod elektrickej energie

• spotrebu elektrickej energie

Prenos a rozvod elektrickej energie sa uskutočňuje pomocou elektrických sietí a

elektrických staníc.

• elektrická sieť súhrn všetkých galvanicky spojených častí toho istého napätia. Siete jednotlivých napäťových a prúdových sústav sú od seba oddelené transformovne a meniarňami - teda elektrickými stanicami.

•  

-nadradená sústava : prepojenie uzlov, do ktorých je elektrická energia

privádzaná z výrobných jednotiek - elektrární a uzlov, z ktorých je prenášaná do rozvodných

sústav tak, aby rozloženie výkonu bolo v celej oblasti optimálne z hľadiska nákladov na výrobu i

prenos.

-distribučná sústava:

• umožňuje privedenie elektrickej energie spotrebiteľom

• pripájané iba výrobné zdroje malých výkonov, prevažne miestneho charakteru. (Malé vodné elektrárne, priemyselné elektrárne, prípadne staršie vodné a tepelné elektrárne).

• Základným zdrojom elektrickej energie je nadradená sústava.

Napäťové úrovne

Striedavé napätie

-Normalizovaná stupnica uvádza napätie združené. Normalizovaný rad striedavých

trojfázových napätí v kilovoltoch je v Tabuľka 1.1.

-Voľba prenosového a rozvodného napätia je daná technicko-ekonomickú rozvahou, pričom rozhodujúca je vzdialenosť a veľkosť prenášaného výkonu.

-Rozdiely vo veľkosti napätia v rôznych štátoch sú malé a preto je možné používať rovnaké zariadení, vyrábané vždy s určitou toleranciou. Každá napäťová úroveň má udanú menovitú hodnotu a prevádzkovú hodnotu, tj. najvyššie napätie, pri ktorom je možné ešte sieť trvalo prevádzkovať.

Jednosmerné napätie:

a) Napájanie malých spotrebičov: ovládanie, signalizácia, automatiky, NO, malé motory a pod.

12, 24 ,48, 60, 110, 220, 440, 600 [V]

b) Napájanie dopravných prostriedkov: električka, trolejbus, metro, vlak atď.

(600), 750, 1500, 3000 [V]

Použitie napäťových sústav

Nadradená sústava je realizovaná na úrovni 400 kV a čiastočne 220 kV.

Distribučná sústava je realizovaná na úrovni 110 kV, vn, nn

Principiálny riešenie elektrických sietí z hľadiska usporiadania

z hľadiska usporiadaniasiete rozoznávame:

• otvorený rozvod, kde je elektrická energia k spotrebiču dodaná raz cestou.

• uzavretý rozvod, kde napájanie možno zabezpečiť vždy z dvoch alebo viac strán.

K prvému spôsobu patrí lúčový rozvod a priebežný rozvod, ku druhému spôsobu

patrí okružná rozvod a mrežová sieť.

-Výber vhodného druhu :

• riešenia sústavy, ako z

• hľadiska rozdeľovania výkonu, ako aj z

• hľadiska bezpečnosti a hospodárnosti.

-Nadradená sústava je riešená okružným rozvodom do ktorého pracujú zdroje veľkých výkonov.

-Distribučná sústava 110 kV a vn je prevádzkovaná lúčovým prípadne formou

priebežného rozvodu,

-Distribučnej siete nn sú prevádzkované prevažne lúčovým a priebežným rozvodom,

hustej mestskej siete sú prevedené ako mrežové

RIEŠENIE SÚSTAV RÔZNYCH NAPÄTÍ Z HĽADISKA SPOJENIA UZLOV VINUTIA

nulové body sústavy.- spojenie uzlov TR

Spôsob spojenia uzla má vplyv na správanie siete počas vodivého spojenia jednej fázy so zemou

a to predovšetkým na:

• - veľkosť poruchového prúdu

• - veľkosť napätia medzi fázovým vodičom a zemou.

Posudzovanie veľkosti prúdu vedie k rozhodovaní o spôsobe dimenzovaní a k chránenie v

sústave.

Veľkosť napätia medzi vodičom a zemou kladie nárok na izoláciu. Pri symetrickom chode

siete netečie krajín prúd. Napätie medzi fázami je združené, medzi fázou a uzlom je napätie fázové.

Inak je tomu pri spojení jednej alebo viacerých fáz so zemou. Nás pre posúdenie jednotlivých sietí,

ako z ďalšieho vyplynie, zaujímajú len pomery v sieti pri spojení jednej fázy (bez jej

prerušenia) so zemou. Z tohto hľadiska rozoznávame nasledovné druhy sietí.

Siete izolované

Uzol vinutia transformátora nie je na uvažovanej strane spojený so zemou

-pri spojení jednej fázy so zemou vzrastie napätie uzla vinutia transformátora voči zemi na napätie

fázové (pred spojením je nulové) napätie zdravých fáz vzrastie voči zemi na napätie združené -vzhľadom na to musí byť izolácia tejto siete dimenzovaná na združené napätie.

-veľká výhoda- možnosť prevádykovania siete I v jedpopolovom zemnom spojení

-nevýhody v poruchovom stave je, že miestom spojenia so zemou tečie prúd

kapacitného charakteru s veľkosťou danou kapacitami zdravých fáz celej siete voči zemi a

činnému odporu obvodu, ktorým sa prúd uzatvára.

-pre zjednodušenie odpor zanedbávame a uvažujeme o čisto kapacitných prúdoch.

- Pokiaľ tento zemný prúd nepresahuje 10 A a spojenie so zemou nie je prerušované, nevznikajú väčšinou veľké problémy avšak vznikajú značná prepätia (na zdravých fázach) a tie môžu spôsobiť dvojité zemné spojenie (dvojfázový skrat) a vedenie musí byť odpojené.

-takto prevádzkované sú siete vn (od 6 do 35 kV vrátane) malého rozsahu, kde kapacitný prúd siete nepresahuje 20A.

Siete neúčinne uzemnené

Siete neúčinne uzemnené sú také, v ktorých sú nulové body transformátora

uzemnené cez veľkú impedanciu.

Siete kompenzované

Pre zníženie zemného prúdu sa do nulového bodu transformátora pripája tzv. zhášacia

tlmivka (Petersenova cievka). Vplyvom fázového napätia medzi nulovým bodom transformátora a

zemi je tlmivka zdrojom prúdu induktívneho charakteru I_L. Opäť sa pre zjednodušenie riešenie

uvažuje prúd čisto induktívny.

Ak je tento prúd rovnako veľký ako kapacitný prúd tečúcou miestom zemného spojenia I_C, dôjde k vykompenzovanie zemného prúdu viď.obrázok a miestom poruchy netečie žiadny prúd Ip = 0

-Zhášacia tlmivka musí byť regulovateľná tak, aby sa induktívny prúd mohol meniť podľa

veľkosti zemného prúdu, ktorý je v danej sieti daný celkovou dĺžkou galvanicky spojeného

vedenie siete. Táto dĺžka sa mení buď vypínaním alebo zapínaním jednotlivých vedení alebo

rozširovaním siete.
-Pri uvažovaní činnej zložky prúdu zemného spojenia a obvodu tlmivky

tečie miestom spojenia tzv. zvyškový prúd. Vyššie uvedené skutočnosti sú uvažované pre

základné harmonickú prúdu avšak, miestom zemného spojenia môžu tiecť aj prúdy vyšších

harmonických.

Kompenzácia kapacitnéých zložkie zemného prúdu má ešte ďalší ekonomický dosah a to

vďaka nižším nákladom na uzemnenie- dimenzované iba na zvyškový prúd (lacnejšie), bez toho aby vzniklo nebezpečné dotykové napätie.

-Využitie kompenzovaných sietí je opäť dané veľkosťou ich kapacitného prúdu:ň

• 100 A u vonkajších vedení,

• 300 A u zmiešaných

• 450 A u vedenia káblových.

V zásade sa kompenzovaná sieť pri spojení jednej fázy so zemou chová ako sieť izolovaná, ale kapacitný poruchový prúd je vďaka kompenzácii veľmi malý, čo prináša tiež problematické zisťovanie miesta zemného spojenia.

Siete účinne uzemnenej

Tieto siete majú všetky nulové body transformátorov spojené priamo so zemou alebo cez malú impedanciu. U niektorých transformátorov v sieťach 110 kV máme výnimočne možnosť odpojenia nulových bodov transformátora pre zníženie veľkosti jednofázových skratových prúdov. Napätie uzlov vinutia
transformátorov (pri priamom uzemnení) zostáva voči zemi prakticky nulové a napätia zdravých fáz zostáva voči zemi na fázovej hodnote. Preto sa izolácia vedenia týchto sietí dimenzuje na menovité napätia fázové, čo je ekonomicky veľmi výhodné. Avšak vedenie tejto siete pri spojení jednej fázy so zemou musí byť v krátkom čase odpojené, pretože zemný prúd (v tomto prípade nazývaný jednofázový skratový prúd) dosahuje zvyčajne značných hodnôt.