Problematika provádění prací pod napětí na vedení vysokého napětí distribuční soustavy


1 Rok / Year: Svazek / Volume: Číslo / Issue: Problematika provádění prací pod napětí na vedení vysoké...
Author:  František Horák

0 downloads 1 Views 2MB Size

Recommend Documents


RTG hrudníku na prac. 2.IK
1 SOPRD/RDGB/0/107/00/01 Účinnost od: Revize: 1 x za 3 roky Kontaktní osoba: Bc. Dalibor Blecha, RDGB, 1408 Garant: Rozsah působnosti: V...

Problematika dopravy na Rychnovsku
1 Problematika dopravy na Rychnovsku Martin Starý VOŠ a SPŠ dopravní, Praha 1, Masná2 Anotace Práce se zab&y...

VLIV OZE NA PROVOZ ELEKTRIZAČNÍ SOUSTAVY PŘÍLOHY
1 L Z A PZ LZAČ UAY PŘLHY 1092 apacita vývodových vedení 110 k ČZ Distribuce pro vyvedení nového výkonu do n...

BIJSLUITER (Ref PRAC)
1 BIJSLUITER (Ref PRAC) Leaflet (NL) 12 Bijsluiter: informatie voor de gebruiker Mucoangin Munt 20 mg zuigtabletten ambroxolhydrochloride Lees goed de...

Rentgenové vyšetření kloubu držené snímky na prac. 2,3
1 SOPRD/RDGB/0/064/00/02 Účinnost od: Revize: 1 x za 3 roky Kontaktní osoba: Bc. Dalibor Blecha, RDGB, 1408 Garant: Rozsah působnosti: V...

PROBLEMATIKA SBOROVÉHO ZPĚVU NA 1. STUPNI ZŠ
1 PROBLEMATIKA SBOROVÉHO ZPĚVU NA 1. STUPNI ZŠ Diplomová práce Gabriela Beritová Jihočeská univerzita Pedago...

Problematika multiplayerových her na platformě Android
1 Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra informatiky a výpočetní techniky Diplomová...

Wi!ONDEl ;PIFIrz' VAN OMEN NAAR DOEN. 'Ms de stress te groot wordt, ga ik stelen' napt je zelfbeel aarvan op? geeft je lips VERTROUWEN
1 Marie Claire - Netherlands 01/09/2015 Periodicity : Monthly Printrun : 80,355 PAUL & JOE NETHERLANDS Ink smart, look amazing! september Wi!ONDEl...

PROBLEMATIKA TRESTU ODNĚTÍ SVOBODY NA DOŽIVOTÍ
1 Univerzita Karlova v Praze Právnická fakulta Olga Svatoňová PROBLEMATIKA TRESTU ODNĚTÍ SVOBODY NA DOŽIVOTÍ Diplom...

Problematika dětí s dysortografií na základní škole
1 Problematika dětí s dysortografií na základní škole Bakalářská práce Studijní program...



Rok / Year: 2012

Svazek / Volume: 14

Číslo / Issue: 4

Problematika provádění prací pod napětí na vedení vysokého napětí distribuční soustavy Problems of work under voltage on high voltage distribution system René Vápeník [email protected] ČEZ Distribuční služby, s.r.o.

Abstrakt: Obrovský rozmach výstavby obnovitelných zdrojů sebou kromě nepříznivých ekonomických dopadů přináší i řadu nových technických problémů. Velké množství drobných výroben dodávající elektřinu přímo do vedení vysokého napětí mění charakter této sítě a z této sítě se nám svým způsobem stává přenosová soustava. Tuto změnu je třeba promítnout i do příslušných bezpečnostních opatření a novým trendům přizpůsobit organizační a technická opatření pro zajištění bezpečnosti práce při provádění vybraných prací pod napětím.

Abstract: The huge construction boom in renewable energy sources, amongst adverse economic impacts also brings a number of new technical problems. A large number of small factories supplying electricity directly to the high voltage changing the character of this network and the network is becoming the transfer system. This change should be reflected in the security measures and adapt to new trends.

2012/51 – 23. 8. 2012

Problematika provádění prací pod napětí na vedení vysokého napětí distribuční soustavy Ing. René Vápeník ČEZ Distribuční služby, s.r.o. Email: [email protected]

Obrovský rozmach výstavby obnovitelných zdrojů sebou kromě nepříznivých ekonomických dopadů přináší i řadu nových technických problémů. Velké množství drobných výroben dodávající elektřinu přímo do vedení vysokého napětí mění charakter této sítě a z této sítě se nám svým způsobem stává přenosová soustava. Tuto změnu je třeba promítnout i do příslušných bezpečnostních opatření a novým trendům přizpůsobit organizační a technická opatření pro zajištění bezpečnosti práce při provádění vybraných prací pod napětím.

1

Úvod

Distribuční síť vysokého napětí v ČR je provozována jako síť paprsková. Elektrická energie vždy tekla ve směru od zdroje (kterým byl výkonový transformátor vvn/vn v transformovně vvn/vn do jednotlivých odběrných míst, průmyslových transformačních stanic vn/nn a distribučních transformačních stanic vn/nn. Z výroben elektřiny byly do této sítě připojeny v podstatě jen malé vodní elektrárny, kterých nebylo mnoho. Při provádění vybraných prací pod napětím byly tyto zdroje v rámci bezpečnostních opatření odstavovány z provozu. Malá četnost těchto zdrojů a současně i malé využívání metod prací pod napětím v rámci údržby nezavdávali příčinu střetů mezi výrobci elektřiny z MVE na jedné straně, tak distributorem na druhé straně.

Obrázek 1: Provádění výměny konzole na vedení vysokého napětí 22 kV pod napětím

Otevření trhu s elektřinou sebou ale nese i tlak regulačních úřadů jednotlivých zemí na zvyšování standardů kvality dodávky elektřiny. Jedním z těchto standardů jsou i parametry dostupnosti sítě SAIDI a SAIFI. To samozřejmě pro distributora znamená více upřednostňovat provádění práce metodami PPN před odstávkami zařízení a prováděním prací za vypnutého stavu. Pokud je tedy určitá činnost prováděna metodami PPN, je odběratel elektřiny spokojen. Není tomu ale tak u výrobců elektřiny, neboť v rámci provádění bezpečnostních opatření pro zajištění bezpečnosti práce PPN je nutné výrobnu odstavit z provozu. Byť na to distributor má zákonné právo a náhrada ušlého zisku je v těchto případech vyloučena, znamená tento postup komplikace jak na straně distributora, tak ekonomickou ztrátu výrobce. Tento článek si klade za cíl zhodnotit úroveň bezpečnostních opatření při provádění prací pod napětím a zvážit jejich účelnost. Rizika při PPN

1.1

Při provádění jakékoliv lidské činnosti hrozí vznik rizikových situací, které nás mohou ohrozit na zdraví nebo i na životě. Obecně nelze rizika zcela vyloučit, lze je určitými opatřeními a jejich respektováním eliminovat na přijatelnou úroveň. Nejinak je tomu i při provádění prací pod napětím. Osoby provádějící tyto práce jsou kromě běžných rizik navíc ohroženy: 

Přímým zásahem elektrického proudu



Popálením, pokud při práci dojde na zařízení ke zkratu nebo zemnímu spojení.

První riziko, přímý zásah elektrického proudu v podstatě nelze nikdy zcela vyloučit a zejména jej nelze vyloučit provedením jakýchkoliv technickým nebo organizačních opatření na zařízení distribuční soustavy. Toto riziko je možné zcela eliminovat pouze jedním způsobem, a to provádění prací na vypnutém a zajištěném elektrickém zařízení. Pak se ale nejedná o práce pod napětím., Toto riziko je eliminováno především správným výběrem zaměstnanců, jejich vyškolením v používání příslušných pracovních postupů, v režimu práce, kdy se při těchto PPN vždy tyta činnost provádí pod přímým a neustálým dozorem další osoby, jejímž jediným úkolem je zajistit dodržení stanovených pracovních postupů provádějícími zaměstnanci a tak jejich bezpečnost. Jinak tomu ale je u druhého rizika, rizika popálení zaměstnanců tepelnými účinky oblouku zkratového proudu nebo zemního spojení. Nikdy nelze zcela vyloučit vznik technické

51 – 1

VOL.14, NO.4, AUGUST 2012

2012/51 – 23. 8. 2012

poruchy na zařízení, kde jsou prováděny práce a vznik zkratu. A právě účelem technických a organizačních opatření prováděných na zařízení distribuční soustavy je omezit nepříznivé tepelné účinky. 1.1.1

Současné způsoby elim inace rizika popálení

V současné době patří mezi standardní vybavení elektromontéra pracujícího na zařízení distribuční soustavy nehořlavý pracovní oděv vyrobený z vlákna NOMEX. Ze stejného materiálu se šijí zásahové obleky pro příslušníky hasičských záchranných sborů nebo piloty závodních vozidel. Tento pracovní oděv se již při několika mimořádných událostech osvědčil. Ochranný pracovní oděv ale eliminuje až následek. Pro omezení příčin se při provádění vybraných prací pod napětím zavádí tzv. zvláštní režimu provozu (ZRP) na příslušném vývodu z transformovny. ZRP v současné době zahrnuje tato technická a organizační opatření:  potřebné úpravy zapojení distribuční soustavy (převedení výrobny elektřiny z vedení, na kterém bude prováděna pracovní činnost se stanoveným zvláštním režimem provozu, na jiné vedení nebo její vypnutí; zkrácení délky vedení, na kterém je prováděna pracovní činnost se stanoveným zvláštním režimem provozu; atd.), 

spojení mezi dispečerem a vedoucím práce PPN vn pomocí minimálně dvou prostředků (dva mobilní telefony, mobilní telefon a radiostanice,



zákaz opětného zapnutí vedení se stanoveným zvláštním režimem provozu po jeho výpadku do vyjasnění příčiny výpadku a domluvy dispečera s vedoucím práce PPN vn,



změnu nastavení ochran vedení se stanoveným zvláštním režimem provozu,



nastavení minimálního vypínacího času ochrany,



vyřazení automatiky opětného zapnutí a automatických záskoků,



přepojení napěťového zemního relé ze stavu signalizace zemního spojení do stavu vypnutí vypínače vedení se stanoveným zvláštním režimem provozu,



přepojení výroben elektřiny s instalovanými generátory s cizím buzením o celkovém instalovaném výkonu větším než 500 kVA připojených na vedení, na kterém má být stanoven zvláštní režim provozu, na jiná vedení, vypnutí těchto výroben elektřiny nebo převedení těchto výroben elektřiny do ostrovního provozu. Toto opatření se týká rovněž výroben elektřiny s instalovanými generátory s cizím buzením s celkovým instalovaným výkonem větším než 500 kVA připojených na napěťové úrovni nn. Podklady o výrobnách elektřiny zajistí pro odbor Příprava místně příslušné pracoviště úseku Poskytování sítí, včetně jejich průběžné aktualizace,



v případě potřeby zajištění obsluhy v bezobslužné elektrické stanici. Potřebu obsluhy určí a obsluhu za-

jistí příslušný technik odboru Příprava, případně operativně vyžádá dispečer. V současné době je obtížené vymyslet nějaká další opatření, která by ještě více snížila příslušné riziko. Položme si ale jinou otázku, nejdeme v těchto opatření daleko nad rámec požadavků bezpečnostních předpisů a jaký mají jednotlivá dílčí opatření, zahrnutá pod pojmem ZRP vliv na eliminaci rizika popálení? 1.2

Požadavky norem

1.2.1

Požadavky Českoslo venských státních norem

Historie Československých státních norem sahá až do roku 1919, kdy ve dnech 30.5 až 1.6 proběhl v Praze ustavující sjezd Elektrotechnického svazu československého (ESČ). K jeho hlavním aktivitám od samého počátku patřila činnost publikační, činnost normalizační a předpisová a činnost zkušební. V té době měl svaz dvě odborné skupiny: elektrárenskou a elektrotechnickou. V roce 1920 začali být vycházet první elektrotechnické předpisy ESČ, předchůdci dnešních technických norem. Požadavky na zajištění bezpečnosti při provádění vybraných prací PPN se zabývali dvě normy a to ČSN 33 1325 Práce na elektrických zařízeních, která nabyla účinnosti 1.9.1991, která ale byla záhy zrušena k 1.10.1992, ale to podstatné najdeme v ČSN 34 3100 Bezpečnostní předpisy pro obsluhu a práci na elektrických zařízeních. Dle čl. 78 této normy bylo stanoveno [1] : Před zahájením vybraných prací PPN na vn, vvn a zvn se zřizuje v rozsahu podle potřeby a na dobu nezbytně nutnou ZRP. ZRP zahrnuje: 

Spojení mezi pracovištěm PPN a s příslušným dispečerským pracovištěm



Zákaz znovuzapnutí zařízení (vedení)



Vyřazení automatik opětného zapínání a záskoků



Podle potřeby obsazení rozvoden bez obsluhy, neb dálkového ovládání a signalizace příslušnými obsluhami

Toto bylo vše. To jsme ale v minulosti. 1.2.2

Požadavky současných technických norem

V souvislosti se vstupem České republiky do Evropské unie začala Česká republika přejímat Evropské normy a nahrazovat jimi původní československé, resp. české. Tak došlo i k nahrazení velice kvalitních bezpečnostních norem ČSN 34 31xx Evropskou normou EN 50110-1:2004, která byla do souboru českých technických norem přijata pod označením ČSN EN 50110-1. V současné době platí ČSN EN 50110-1 ed.2 z července 2005. Zde v článku 6.3.8.2 Činnost osoby odpovědné za elektrické zařízení stanoveno toto [2]: „V rámci požadované přípravy musí být elektrické zařízení nebo jeho část, kde je vykonávána práce, uvedeno do určitého stavu a v tomto stavu, který je výsledkem požadované přípravy, udržováno. Tento stav může zahrnovat zabránění automatickému opětovnému zapnutí nebo přizpůsobení nastavení ochran. Místo, kde je zakázáno automatické zapnutí, musí být vyme-

51 – 2

VOL.14, NO.4, AUGUST 2012

2012/51 – 23. 8. 2012

zeno a označeno výstrahou pokračující práce pod napětím., která musí být umístěna na vhodném místě.“ Zde vidíme, že oproti poměrně preciznímu popisu v původní rušené normě ČSN 34 3100 je zde poměrně vágně určeno, že zařízení musí být uvedeno do „určitého stavu“. Pro tento „určitý stav“ v původní normě existoval přesný odborný termín a to „Zvláštní režim provozu“, který ovšem v současných platných českých technických normách nenajdeme. Specifikaci tohoto „určitého stavu“ je nutno považovat za zcela nedostatečnou. České technické normy ale nejsou jedinými normami. Na České technické normy navazují Podnikové normy energetiky (PNE), které rozpracovávají a aplikují základní požadavky Českých technických norem do prostředí elektrických výroben a zařízení přenosové a distribuční soustavy. Podnikové normy energetiky vydávají významné energetické společnosti. K jejich vydávání se přistoupilo v okamžiku zavádění mezinárodních a evropských norem, které nahrazovali původní České technické normy, které ale na rozdíl od přejímaných mezinárodních a evropských řešily elektrická zařízení distribučních a přenosové soustavy. Aplikace mezinárodních a evropských norem vztahujících se k elektrickým instalacím v budovách na energetická zařízení by přinesla neúměrné zvýšení nákladů, aniž by toto zásadně přispělo ke zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti provozu energetických zařízení. Zde je podstatná PNE 33 0000-6 kde v článku 6.3.3.9.1 je mimo jiné stanoveno: Součástí přípravy práce je zavedení ZRP (ZRP viz příloha IV) v rozsahu dle potřeby na dobu nezbytně nutnou (např. provedení opatření na omezení spínacího přepětí na pracovišti, jako je vyřazení automatického OZ, nebo změna nastavení ochran zařízení). V příloze IV. Této normy je specifikováno, co ZRP zahrnuje. ZRP zahrnuje: způsob spojení mezi pracovištěm PPN a osobou odpovědnou za elektrické zařízení, zákaz opětovného zapnutí zařízení, u kterého došlo k výpadku a jsou na něm prováděny PPN, vyřazení automatik opětného zapínání a záskoků, podle potřeby obsazení rozvoden bez obsluhy. Jak vidíme, tato norma nestanovuje nic nového, co by nebylo obsaženo v původní ČSN 34 3100. Nicméně je zde poměrně nevhodně stanoveno spojení mezi pracovištěm PPN a „osobou odpovědnou za elektrické zařízení“. Zde by bylo daleko vhodnější přesnější definici, a to „zajištění spojení mezi vedoucím práce a příslušným technickým dispečinkem provozovatele distribuční soustavy“. 1.2.3



vyřazení automatik opětného zapínání a záskoků



podle potřeby obsazení rozvoden bez obsluhy



místo, kde je zakázáno automatické zapnutí, musí být vymezeno a označeno výstrahou pokračující práce pod napětím., která musí být umístěna na vhodném místě.

Interní bezpečnostní předpisy jsou daleko nad rámec požadavků technických norem. V současné době je postavení norem takové, že normy nejsou závazné. To ale neznamená, že normy neplatí a není třeba se jimi řídit. Účelem znezávaznění technických norem bylo především nebránit technickému a vědeckému pokroku a umožnit rychlou aplikaci nových poznatků do praxe, byť tyto poznatky nebudou ještě popsány technickými normami a nebo s nimi budou i v rozporu. Na normy je třeba dívat se tak, že stanovují minimální požadavky, které je nutné dodržet a od ustanovení požadavků technických norem se lze odchýlit za předpokladu, že jiné řešení naplňuje účel normy na stejné, nebo lepší úrovni. V takovém případě ale musí ten, kdo použil odlišný způsob řešení v případě nutnosti prokázat, že jeho řešení bylo na minimálně stejné úrovni jako řešení popsané technickou normou. Byť jsou normy nezávazné, celá řada zákonů České republiky stanoví zejména na úseku bezpečnosti práce, nebo bezpečnosti výrobků, technických zařízení atd. povinnost dodržovat právní a ostatní předpisy k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví. A za takový předpis je nutno považovat i znezávazněné technické normy. Nicméně v současné době v rámci současně platné právní úpravy obsahující principy komunitárního práva ES si každý subjekt může sám svobodně rozhodnout o stupni respektování požadavků platných českých technických norem a tím i o své míře odpovědnosti, kterou bude muset unést v případě vzniku škodné události na základě zanedbání některého z požadavků platných českých technických norem. V případě respektování norem je situace subjektu výrazně jednodušší, neboť prokázáním dodržení technických norem se vyviní. 1.3

Energie zkratu

Abychom mohli posoudit účinky jednotlivých opatření, musíme nejprve alespoň rámcově určit množství tepelné energie uvolňované při zkratu. Zde můžeme vyjít z Joulova zákona.

Q  R.I 2 .t

Shrnutí požadavků norem

Shrneme-li požadavky platných norem, dostáváme se k tomuto závěru. V rámci přípravy elektrického zařízením, kde bude vykonávána práce, uvedeno do stavu „Zvláštního režimu provozu“ a v tomto stavu musí být udržováno po celou dobu provádění vybraných prací pod napětím. Zvláštní režim provozu zahrnuje: 

zajištění spojení mezi pracovištěm PPN (resp. Vedoucím práce) a příslušným technickým dispečinkem provozovatele distribuční soustavy



zákaz opětovného zapnutí zařízení, u kterého došlo k výpadku a jsou na něm prováděny PPN

(1)

Kde Q je teplo [J] R je odpor [Ω] I je protékající proud [A] t je doba trvání průchodu proudu [s] V první řadě je třeba zdůraznit, že v tomto případě nám nejde o přesné, exaktní výpočty. Potřebujeme jen pro obdobné vstupní podmínky orientačně určit množství uvolňované energie při zkratu za různého provozního stavu distribuční soustavy (za aplikaci různých opatření pro eliminaci účinků zkratu). Takže si můžeme dovolit za R dosadit přibližnou, konstantní hodnotu odporu zkratu 5 Ω, byť ve skutečnosti se jeho hodnota v průběhu zkratu mění.

51 – 3

VOL.14, NO.4, AUGUST 2012

2012/51 – 23. 8. 2012

Tabulka 2: Množství uvolněné energie při zkratu na vedení napájeném z transformovny vvn/vn

t [s]

Obrázek 2: Hořící elektrický oblouk vykompenzovaného zemního spojení Za proud budeme dosazovat přibližné hodnoty ekvivalentního oteplovacího proudu Ike. Za čas t budeme dosazovat reálné vypínací časy ochran. Vzorec si tedy přepíšeme do tvaru:

QT  3.ROBL .I .t 2 ke

(2)

Kde QT je tepelná energie uvolněná při zkratu [J] ROBL je odpor oblouku [Ω] Ike je ekvivalentní oteplovací zkratový proud [kA] t je vypínací doba příslušné ochrany [s]

4 km

8 km

13,5

5,4

3,5

0,2

12,6

5,2

3,3

0,3

12,0

5,0

3,2

0,4

12,0

5,0

3,2

0,5

12,0

5,0

1,0

11,8

5,0

0,1

273,4

43,7

18,4

0,2

476,3

81,1

32,7

0,3

648,0

112,5

46,1

0,4

864,0

150,0

61,4

0,5

1080,0

187,5

76,8

1.0

2088,6

375,0

153,6

t [s]

Velikost Ike [kA] ve vzdálenosti místa zkratu od výrobny 0 km

4 km

8 km

0,1

1,4

1,1

1,0

0,2

1,3

1,1

1,0

0,3

1,3

1,1

1,0

0,4

1,3

1,1

1,0

0,5

1,3

1,1

1,0

1,0

1,2

1,1

0,9

V následující tabulce jsou uvedeny orientační hodnoty množství uvolněné energie:

Velikost Ike [kA] ve vzdálenosti místa zkratu od transformovny 0 km

8 km

Tabulka 3: Velikost ekvivalentního oteplovacího proudu při zkratu na vedení napájeném z výrobny

V transformovnách vvn/vn jsou standardně osazovány transformátory o výkonech 25 MVA a 40 MVA. Pro transformátor 110/22 kV, 40 MVA, u k=10 % dostáváme pro různou dobu trvaní zkratu tyto hodnoty ekvivalentního oteplovacího zkratového proudu Ike:

0,1

4 km

Uvažujme velkou výrobnu o výkonu 2,5 MVA, která je distribuční sítě připojena přes blokový transformátor 2,5 MVA, uk=6 %. Pro zjednodušení výpočtů nebudeme uvažovat impedanci vlastní výrobny (stejně tak jsme v předchozím příkladu neuvažovali náhradní impedanci elektrizační soustavy). Pro různou dobu trvaní zkratu dostáváme tyto orientační hodnoty ekvivalentního oteplovacího zkratového proudu Ike:

1.3.1 Množství uvolněné energie při zkratu na vedení napájeném z výkonového transformátoru vvn/vn

t [s]

0 km

1.3.2 Množství uvolněné energie při zkratu na vedení napájeném z výrobny

Celý vztah nesmíme zapomenout vynásobit třemi, neboť máme třífázovou soustavu, při třífázovém zkratu se uvolní největší množství energie, proud třífázového zkratu je největší. Uvažujeme tedy ty nejnepříznivější podmínky.

Tabulka 1: Velikost ekvivalentního oteplovacího proudu při zkratu na vedení napájeném z transformovny vvn/vn

Množství uvolněné energie Q T [MJ] ve vzdálenosti místa zkratu od transformovny

Tabulka 4: Množství uvolněné energie při zkratu na vedení napájeném z výrobny

t [s]

Množství uvolněné energie QT [MJ] ve vzdálenosti místa zkratu od výrobny 0 km

4 km

8 km

0,1

2,9

1,8

1,5

3,2

0,2

5,1

3,6

3,0

3,2

0,3

7,6

5,4

4,5

0,4

10,1

7,3

6,0

0,5

12,7

9,1

7,5

1.0

21,6

18,2

12,2

V následující tabulce jsou uvedeny orientační hodnoty množství uvolněné energie:

51 – 4

VOL.14, NO.4, AUGUST 2012

2012/51 – 23. 8. 2012

Množství uvolněné energie při zemním spojení

1.3.3

Venkovní vedení vysokého napětí jsou ve většině případů provozovány s izolovaným středem, uzemněným přes kompenzační, zhášecí tlumivku. Tato tlumivka při zemním spojení částečně vykompenzuje kapacitní proud sítě a výrazným způsobem snižuje velikost poruchového proudu. Zatímco velikost zkratového proudu dosahuje řádově kA a jeho velikost je závislá na výkonech zdrojů pracujících do místa zkratu, kapacitní proud sítě vn se pohybuje řádově ve stovkách ampér, je závislý na rozsahu sítě a zhášecí tlumivkou je tento proud kompenzován na jednotky až několik málo desítek ampér. Zatímco zkratový proud trvá řádově stovky milisekund, zemní spojení, pokud není v rámci ZRP automaticky vypínáno, může trvat od několika minut po několik hodin. V následující tabulce jsou uvedeny orientační hodnoty uvolněné energie při zemním spojení. Stejně jako v předchozích případech je uvažováno s hodnotou odporu oblouku 5 Ω.

20 A

30 A

60

0,03

0,12

0,27

120

0,06

0,24

0,54

180

0,09

0,36

0,81

1800

0,90

3,60

8,10

3600

1,80

7,20

16,20

7200

3,60

14,40

32,40

Z hodnot je zřejmé, že ve srovnání s energií uvolněné při zkratu je energie uvolněná při zemním spojení zanedbatelná a to i při poměrně dlouhém trvání zemního spojení. 1.3.4

Energie uvolněná při zemním spojení je ve srovnání s energií uvolněnou při zkratu velice malá, zanedbatelná.

Každopádně z těchto závěrů můžeme konstatovat, že vliv výroben připojených do distribuční sítě vysokého napětí na množství uvolňované energie při případném zkratu na vedení není tak výrazný. Samozřejmě, pokud jsou prováděny PPN v místě připojení zdroje ve větší vzdálenosti od napájející transformovny, na tomto konkrétním místě výrobna zvýší množství uvolňované energie výraznějším způsobem, ale i tak se bude jednat o pouhou malou část energie ve srovnání s energií, která se uvolní při zkratu v blízkosti transformovny i bez připojených výroben.

Technické požadavky na výrobny

Pro úplnost se ještě podívejme, jaké jsou technické požadavky na výrobny připojované do distribuční sítě. Technické požadavky na výrobny připojované do distribuční soustavy jsou obsažené v dokumentu Pravidla provozování distribučních soustav (PPDS), které vydávají provozovatelé distribuční soustav a schvaluje Energetický regulační úřad (ERÚ). V článku 3.8.4.2 Koordinace se stávajícími ochranami jsou stanovena tato pravidla[4] :

Množství uvolněné energie Q T [MJ] v závislosti na velikosti zbytkového kapacitního proudu IRes 10 A



2

Tabulka 5: Množství uvolněné energie při zemním spojení

t [s]

s sice snížíme množství uvolňované energie o 50 %, při zkrácení času z 0,2 s na 0,1 s se množství uvolňované energie sníží přibližně o 43 %.

Shrnutí

Z výsledků můžeme vyvodit následující závěry: 

Vliv výroben na množství uvolňované energie při zkratu je poměrně malý. Množství uvolňované energie dosahuje 1 až 10 % energie uvolněné při zkratu napájeném výkonových transformátorů vvn/vn.



V případě napájení vedení z transformovny je množství uvolněné energie je velmi závislé na vzdálenosti probíhajících prací od místa napájení. Ve vzdálenosti 4 km je přibližně 6 x menší a ve vzdálenosti 8 km dokonce 14x menší, než je množství uvolněné energie při zkratu v blízkosti napájecího transformovny.



Rovněž u výroben klesá s rostoucí vzdáleností místa poruchy množství uvolňované energie, ale ne tak výrazně.



Množství uvolňované energie roste s dobou trvání zkratu. Ale pro krátké časy trvání není tato závislost lineární. Při zkrácení doby trvaní zkratu z 1 s na 0,5

U ochran výroben je nezbytné zajistit následující koordinaci s ochranami spojenými s DS: a) U výroben přímo připojených k DS musí výrobce elektřiny dodržet vypínací časy poruchového proudu tekoucího do DS, aby se důsledky poruch v zařízení ve vlastnictví výrobce elektřiny projevující se v DS snížily na minimum. PDS zajistí, aby nastavení ochran PDS splňovalo vlastní požadované vypínací časy poruch. Požadované vypínací časy poruch se měří od počátku vzniku poruchového proudu až do zhašení oblouku a budou specifikovány ze strany PDS tak, aby odpovídaly požadavkům pro příslušnou část DS. b) O nastavení ochran ovládajících vypínače nebo o nastavení automatického spínacího zařízení (záskoku) v kterémkoli bodě připojení k DS se písemně dohodnou PDS a uživatel během konzultací probíhajících před připojením. Tyto hodnoty nesmí být změněny bez předchozího výslovného souhlasu ze strany PDS. c) U ochran výrobny je nezbytné zajistit koordinaci s případným systémem opětného zapnutí specifikovaným PDS. d) Ochrany výroben nesmí působit při krátkodobé nesymetrii, vyvolané likvidací poruchy záložní ochranou. e) O velikosti možné nesymetrie napětí v síti uvědomí PDS budoucího výrobce elektřiny při projednávání připojovacích podmínek. Mezi podmínkami pro připojení výroben je stanovena povinnost zabránit zavlečení zpětného napětí do sítí PDS a toto

51 – 5

VOL.14, NO.4, AUGUST 2012

2012/51 – 23. 8. 2012

zajistit technickými opatřeními, aby připojení vlastní výrobny k síti PDS bylo možné pouze tehdy, když jsou všechny fáze sítě pod napětím. To, jak se bude výrobna chovat při vzniku abnormální stavu v distribuční síti, do určité míry řeší dynamická podpora sítě. 2.1.1

vyšší než vznik třífázového zkratu. Na následujícím obrázku č. 3 je hořící oblouk nevykompenzovaného zemního kapacitního proudu. Srovnáním s obrázkem č. 2 musí být i laikovi jasné, že riziko popálení je v případě nekompenzovaného kapacitního proudu mnohem vyšší.

Dynamická podpora sítě

Dynamickou podporou sítě se rozumí udržování napětí při poklesech napětí v síti vvn a zvn, zamezující nežádoucímu odpojení výkonů napájejících sítě vn a rozpadu sítě. Proto musí i výrobny v sítích vn podílet na dynamické podpoře sítě. To znamená, že musí být technicky schopné zůstat připojené i při poruchách v síti. To se týká všech druhů zkratů (jedno-, dvou-, i třípólových). Při dynamické podpoře je zapotřebí dodržet následující meze: 





Při poklesu napětí mezi 100 % a 70 % dohodnutého napájecího napětí Un v přípojném bodě s trváním do 0,7 s (déle než druhý časový stupeň síťové ochrany) musí výrobna zůstat připojená v síti Při poklesu napětí pod 30 % s trváním do 150 ms musí výrobna zůstat připojená k síti; pokud to není technicky možné, může v dohodě s PDS dojít k nezpožděnému odpojení

Jako dostačující technická a organizační opatření během provádění prací pod napětí lze považovat zavedení „Zvláštního režimu provozu“. Zvláštní režim provozu musí zahrnovat:

Jde-li o připojení do sítě s OZ, pak k odpojení musí dojít v průběhu beznapěťové přestávky. PDS stanoví, které výrobny se podle jejich předpokládaných technických možností musí podílet na dynamické podpoře sítě. To se děje zadáním nastavení pro rozpadovou síťovou ochranu.

Zařízení uživatelů s výrobnami, které při poruchách v napájecí síti přejdou pro pokrytí vlastní spotřeby do ostrovního provozu, musí se až do odpojení od sítě vn PDS podílet na podpoře sítě. Zamýšlený ostrovní provoz je zapotřebí odsouhlasit s PDS v rámci požadavku na připojení. Shrneme-li to, pokud dojde ke zkratu na vedení, do kterého je připojena výrobna, dojde k jejímu automatickému odpojení a výrobna nesmí být do distribuční sítě znovu připojena, dokud nedojde k obnovení napětí v DS.

3

Obrázek 3: Hořící elektrický oblouk nevykompenzovaného zemního spojení

Závěr

Interní předpisy ve své snaze minimalizovat jakékoliv riziko při provádění PPN na zařízeních distribuční soustavy, jdou ve svých opatřeních výrazně nad rámec požadavků platných technických norem. Výrazným způsobem ale komplikují a omezují možnosti využívání tohoto moderního a perspektivního způsobu provádění prací. Pokud mají být práce prováděné metodou PPN zachovány a nadále se rozvíjet, je třeba výrazným způsobem přehodnotit rizika a příslušná ochranná opatření. V dalším období lze očekávat další rozvoj malých zdrojů využívajících k výrobě elektřiny obnovitelné zdroje. Zde je třeba odpovědně a reálně vyhodnotit jednotlivá rizika a pravděpodobnost jejich vzniku. V rámci současných ochranných opatření je třeba zcela opominuta nutnost kontroly správného vyladění kompenzačních tlumivek. Přitom pravděpodobnost vzniku zemního spojení během provádění PPN je mnohem



zajištění spojení mezi pracovištěm PPN (resp. vedoucím práce) a příslušným technickým dispečinkem provozovatele distribuční soustavy



zákaz opětovného zapnutí zařízení, u kterého došlo k výpadku a jsou na něm prováděny PPN



vyřazení automatik opětného zapínání a záskoků



podle potřeby obsazení rozvoden bez obsluhy



místo, kde je zakázáno automatické zapnutí, musí být vymezeno a označeno výstrahou pokračující práce pod napětím., která musí být umístěna na vhodném místě



kontrola vyladění kompenzační tlumivky



při vzniku zemního spojení vypnutí vedení, na němž jsou prováděny PPN a to bez zbytečného odkladu

Literatura [1] ČSN 34 3100f Bezpečnostní předpisy pro obsluhu a práci na elektrických zařízeních, Praha, Úřad pro normalizaci a měření, 1967. [2] ČSN EN 50110-1 ed.2 Obsluha a práce na elektrických zařízení [online]. Praha, Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2005 [cit. 2010-11-21]. Dostupný z WWW: < http://csnonline.unmz.cz/>. [3] PNE 33 0000-6 Obsluha a práce na elektrických zařízeních pro výrobu, přenos a distribuci elektrické energie, ÚJV Řež, a.s., 2007.. [4] Pravidla provozu distribuční soustavy [online]. 2010 [cit. 2010-11-21]. Dostupný z WWW: < http://www.predistribuce.cz/data/sharedfiles/PREdi/pravidl a-provozovani-ds/ppds-2009/ppds.pdf>.

51 – 6

VOL.14, NO.4, AUGUST 2012

Life Enjoy

" Life is not a problem to be solved but a reality to be experienced! "

Get in touch

Social

© Copyright 2013 - 2019 TIXPDF.COM - All rights reserved.