rekonstrukcija 110 kv stikaliŠ Ča v rtp laŠko · iv rekonstrukcija 110 kv stikaliŠ Ča v rtp...

Boris Zupanc

REKONSTRUKCIJA 110 kV STIKALIŠČA

V RTP LAŠKO

Velenje, junij 2011

I

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega

študijskega programa Energetika

REKONSTRUKCIJA 110 kV STIKALIŠČA

V RTP LAŠKO Študent: Boris Zupanc Študijski program: VS Energetika Mentor: red. prof. dr. Jože Pihler Somentor: doc. dr. Peter Virtič Lektorica: Karmen Pokorny

Velenje, junij 2011

II

Sklep o temi

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Jožetu

Pihlerju za pomoč in vodenje pri izdelavi

diplomskega dela.

Zahvaljujem se tudi mag. Srečku Lesjaku za

pomoč pri izbiri gradiva.

IV

REKONSTRUKCIJA 110 kV STIKALIŠČA V RTP LAŠKO

Ključne besede: elektroenergetsko omrežje, razdelilna transformatorska postaja,

stikališče, stikalne naprave, dimenzioniranje stikalnih naprav,

predstavitev stikalnih naprav, odklopnik, ločilnik

UDK: 621.316.5(043.2)

Povzetek

Zadnja obnova primarne in sekundarne opreme 110 kV stikališča v RTP Laško je bila med

leti 1979 in 1981. Zaradi tehnološko zastarelih naprav je upravljanje in nadziranje le-teh

že vprašljivo. Prav tako RTP Laško ni mogoče vključiti v nadzorne centre, ki omogočajo

hitrejše vpoglede in zajem podatkov za analize.

V diplomskemu delu je predstavljeno sedanje stanje 110 kV stikališča RTP Laško z opisom

primarne opreme (odklopnik in ločilnik) in sekundarne opreme (zaščita, vodenje in sistem

lastne rabe). Podani so vzroki za prenovo ter zahteve in cilji rekonstrukcije. Izvedeno je

dimenzioniranje stikalnih aparatov in naprav novega stikališča. Za izbiro visokonapetostne

opreme (odklopnik in ločilnik) 110 kV stikališča so podani različni tipi posamezne

VN opreme z ustreznimi podatki in z opisom delovanja. Predstavljena je še sekundarna

oprema novega 110 kV stikališča za vodenje, zaščito in sistem lastne rabe.

V

RECONSTRUCTION OF 110 kV SWITCHING SUBSTATION IN TRANSFORMER SUBSTATION LAŠKO

Key words: electrical power network, distribution transformer substation,

switching substation, switchgears, dimensioning of switchgears,

presentation of switchgears, circuit breaker, disconnector

UDK: 621.316.5(043.2)

Abstract

The last renovation of the primary and secondary equipment in 110 kV switching

substation in transformer substation Laško was held between 1979 and 1981. Because of

the technologically obsolete equipment the running and controlling of switching substation

already became uncertain. Transformer substation Laško cannot also be included in the

control centres enabling faster data analysis.

The thesis presents the present state of the 110 kV switching substation in transformer

substation Laško with the description of the primary equipment (circuit breaker and

disconnector) and secondary equipment (protection, control and the self-use

system). There are given some reasons for the renovation and reconstruction

requirements and objectives. Moreover, the dimensioning of switchgears and a new

equipment of the switching substation is implemented. Furthermore, different types of

individual high-voltage equipment with the relevant information and a description of the

operation are given for the selection of high-voltage equipment (circuit breaker and

disconnector) of 110 kV switching substation. And lastly, there is also presented the

secondary equipment of the new 110 kV switching substation for the control, protection

and self-use system.

VI

Vsebina 1 UVOD........................................................................................................................ 1

2 PREDSTAVITEV RTP LAŠKO............................................................................... 2

2.1 Zgodovina RTP Laško ............................................................................................... 2

2.1.1 DV 80 kV Fala – Laško [1] ....................................................................................... 2

2.1.2 RTP 80/35 kV Laško [1]............................................................................................ 4

2.1.3 RTP 110/35 kV Laško [1].......................................................................................... 5

2.1.4 RTP 110/20 kV Laško ............................................................................................... 7

2.2 Vloga RTP Laško v elektroenergetskem sistemu Slovenije...................................... 8

3 OPIS OBSTOJEČEGA STANJA.............................................................................. 9

3.1 Visokonapetostna 110 kV oprema............................................................................. 9

3.1.1 Odklopnik 110 kV Minel, tip PS-1231 [10] ............................................................ 11

3.1.2 Ločilnik 110 kV Rade Končar, tip 4Rv [12] ........................................................... 15

3.2 Sekundarna oprema 110 kV stikališča..................................................................... 18

3.2.1 Naprave za zaščito [2] ............................................................................................. 18

3.2.2 Načini vodenja in naprave [2].................................................................................. 20

3.2.3 Sistem lastne rabe [2]............................................................................................... 23

4 PRENOVA OPREME 110 kV STIKALIŠČA ........................................................ 26

4.1 Vzroki ...................................................................................................................... 26

4.2 Tehnične zahteve in cilji rekonstrukcije .................................................................. 26

4.2.1 Primarni del [4], [5] ................................................................................................. 26

4.2.2 Sekundarni del [6].................................................................................................... 27

4.3 Upoštevana zakonodaja [5], [6] ............................................................................... 29

5 DIMENZIONIRANJE VN APARATOV IN NAPRAV......................................... 30

5.1 Nazivne razmere ...................................................................................................... 30

5.2 Kratkostične razmere ............................................................................................... 31

5.3 Izbira 110 kV opreme .............................................................................................. 32

5.3.1 Odklopnik ................................................................................................................ 32

5.3.2 Ločilnik.................................................................................................................... 34

5.4 Opis 110 kV povezav VN opreme........................................................................... 37

5.4.1 Strelovodna zaščita .................................................................................................. 37

5.5 Koordinacija izolacije .............................................................................................. 37

5.6 Opis izvedbe ozemljitve stikališča........................................................................... 38

6 PREDSTAVITEV VN OPREME 110 kV STIKALIŠČA ...................................... 40

6.1 Odklopnik 110 kV Magrini Galileo, tip SB6 [14]................................................... 40

6.1.1 Opis odklopnika....................................................................................................... 41

6.1.2 Podatki odklopnika .................................................................................................. 42

6.1.3 Visokotlačni del ....................................................................................................... 42

6.1.4 Princip prekinitve obloka......................................................................................... 42

6.1.5 Nizkotlačni del......................................................................................................... 43

6.1.6 Princip delovanja ..................................................................................................... 46

6.1.7 Delovanje vklopa in izklopa .................................................................................... 46

6.1.8 Vzdrževanje pritiska v prekinjevalni komori .......................................................... 47

6.2 Odklopnik 110 kV Magrini Galileo, tip SB6m [15]................................................ 48

VII

6.2.1 Splošne značilnosti .................................................................................................. 49

6.2.2 Tehnični podatki ...................................................................................................... 50

6.2.3 Poli odklopnika........................................................................................................ 50

6.2.4 Opis delovanja ......................................................................................................... 50

6.2.5 Spremljanje pritiska plina SF6 ................................................................................. 52

6.2.6 Pogonski mehanizem ............................................................................................... 52

6.3 Odklopnik 110 kV Areva, tip GL [16] .................................................................... 53

6.3.1 Opis odklopnika....................................................................................................... 54


6.3.3 Opis delovanja ......................................................................................................... 56

6.4 Ločilnik 110 kV Alstom, tip D [17] ........................................................................ 58

6.4.1 Opis.......................................................................................................................... 58


6.4.3 Konstrukcija............................................................................................................. 59

6.4.4 Način delovanja ....................................................................................................... 61

6.4.5 Motorni pogon EMAT 2000 [18] ............................................................................ 61

6.4.6 Tehnični podatki motornega pogona ....................................................................... 62

6.4.7 Način delovanja motornega pogona ........................................................................ 62

6.5 Ločilnik 110 kV Areva, tip S2DA [19] ................................................................... 63

6.5.1 Opis naprave ............................................................................................................ 64

6.5.2 Način delovanja ....................................................................................................... 64


7 IZBIRA PRIMARNE IN SEKUNDARNE OPREME 110 kV............................... 66

7.1 Primarna oprema...................................................................................................... 66

7.1.1 Odklopnik ................................................................................................................ 66

7.1.2 Ločilnik.................................................................................................................... 67

7.1.3 Komentar izbrane opreme........................................................................................ 69

7.1.4 Tloris 110 kV stikališča ........................................................................................... 69

7.2 Sekundarna oprema ................................................................................................. 72

7.2.1 Oprema vodenja....................................................................................................... 72

7.2.2 Oprema zaščite......................................................................................................... 75

7.2.3 Sistem lastne rabe .................................................................................................... 77

8 SKLEP ..................................................................................................................... 79

LITERATURA ........................................................................................................ 80

PRILOGE ................................................................................................................ 81

Kazalo slik ............................................................................................................... 81

Kazalo tabel ............................................................................................................. 82

Izjava........................................................................................................................ 83

VIII

Uporabljeni simboli Ik˝ – tok kratkega stika [A] Idyn – nazivni zdržni temenski tok [A] II – izklopilni tok kratkega stika [A] In – nazivni tok [A] Ir – nazivni tok opreme [A] Ithe – temperaturno efektivni kratkotrajni tok [A] Ithr – nazivni efektivni kratkotrajni zdržni tok [A] iu – udarni tok kratkega stika [A] KIZ – nazivna kratkostična izklopna zmogljivost [A] KVZ – nazivna kratkostična vklopna zmogljivost [A] Sk˝ – kratkostična moč [VA] STR – nazivni moč transformatorja [VA] Tk – dejanski čas trajanja kratkega stika [s] Tkr – nazivni čas trajanja kratkega stika [s] uk – kratkostična napetost pri nazivnih pogojih [%] Ur – nazivna napetost opreme [V] Un – nazivna napetost [V] ZT – kratkostična impedanca transformatorja [Ω] ZQ – kratkostična impedanca omrežja [Ω]

IX

Uporabljene kratice AC – izmenični tok

APV – avtomatski ponovni vklop

C – zapiranje CV – center vodenja

CVZ – center vzdrževanja

DC – enosmerni tok

DCV – distribucijski center vodenja

DEM – Dravske elektrarne Maribor DV – daljnovod

EES – elektroenergetski sistem

ELES – Elektro – Slovenija d.o.o. EMC – elektromagnetna združljivost HE – hidroelektrarna

KIT – kombinirani instrumentni transformator KIT – kontrola izklopilnih tokokrogov

KS – kratek stik

LR – lastna raba min – minuta

Ni-Cd – nikelj – kadmij NIT – napetostni instrumentni transformator NLR – nujna lastna raba NN – nizka napetost O – odpiranje OCV – območni center vodenja

Pb – svinec

RCV – republiški center vodenja

RTP – razdelilna transformatorska postaja

s – sekunda

SLI – sistem lokalne informatike

SLR – splošna lastna raba

SF6 – žveplov heksafluorid

TE – termoelektrarna

TIT – tokovni instrumentni transformator TP – transformatorska postaja

VN – visoka napetost

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko

1

1 UVOD Rekonstrukcija je velik izziv, saj moramo upoštevati že obstoječe stanje, velikost in gabarite objekta… In kaj je rekonstrukcija? Rekonstrukcija objekta je spreminjanje tehničnih značilnosti obstoječega objekta in prilagajanje objekta spremenjeni namembnosti ali spremenjenim potrebam oziroma izvedba del, s katerimi se bistveno ne spremeni velikost, zunanji izgled in namembnost objekta, spreminjajo pa se njegovi konstrukcijski elementi, zmogljivost ter izvedejo se druge njegove izboljšave [vir: ZGO–1]. Zadnja obnova primarne in sekundarne opreme 110 kV stikališča v RTP Laško je bila med leti 1979 in 1981. Zaradi tehnološko zastarelih naprav je upravljanje in nadziranje le–teh že vprašljivo. Naprave, posebej ločilniki, so se zaradi starosti in dotrajanosti materialov začeli lomiti, kar je povzročilo izpad napajanja v RTP Laško in s tem tudi izpad srednje in nizke napetosti za odjemalce električne energije, ki se napajajo s stikališča v RTP Laško. Prav tako RTP Laško ni mogoče vključiti v nadzorne centre, ki omogočajo hitrejše vpoglede v same naprave in zajem podatkov za analize. Rekonstrukcija primarne opreme bo obsegala zamenjavo odklopnikov in ločilnikov. Odklopnik je mehanski stikalni aparat, ki je sposoben vklopiti, prevajati in izklopiti tok v normalnih obratovalnih pogojih, ter vklopiti, prevajati v določenem času in izklopiti tok v nenormalnih pogojih, kot je kratek stik. Glede na gasilni medij jih delimo na malooljne, zračne in plinske [8]. Ločilnik je mehanski stikalni aparat, ki v odprtem položaju zagotavlja ločilno razdaljo v skladu s predpisanimi zahtevami. Sposoben je trajno prevajati tok v normalnih pogojih, poleg tega za določen čas tudi kratkostične tokove, lahko pa vklaplja in izklaplja samo male tokove. Vidno loči prevodne od neprevodnih delov. Kontaktni sistem in izolatorji morajo biti sposobni prenesti vsa termična in dinamična naprezanja, ki se pojavijo v omrežju [8]. Namen oziroma cilj naloge je določitev VN opreme na podlagi dimenzioniranja in predstavitev sekundarne opreme. Prav tako želimo, da bodo naprave in stikalni aparati opravljali svojo funkcijo v skladu s tehničnimi zahtevami in cilji. Ker je na tržišču prisotne veliko različne stikalne opreme, bomo nekatere predstavili. Izmed teh bomo po dosedanjih izkušnjah z deli na podobnih napravah in s predstavljenih opisov naprav in delovanja izbrali primarno opremo, katere podatke bomo predstavili. Osnovna zahteva tako primarnega kot sekundarnega dela rekonstrukcije je, da se sme uporabiti samo materiale in opremo katerih kvaliteta je izkazana z atesti oz. ustreznimi dokumenti. Preden se lotimo rekonstrukcije objekta je zelo pomembno, da poznamo obstoječe stanje. V 2. poglavju se bomo seznanili z objektom, ki ima zelo bogato oz. dolgo zgodovino. Obstoječe stanje 110 kV stikališča in sekundarne opreme objekta bomo predstavili v 3. poglavju. Zakaj je potrebna rekonstrukcija stikališča bomo podali v 4. poglavju, kot tudi tehnične zahteve in cilje pomembne za prenovo primarne in sekundarne opreme. V 5. poglavju bomo izvedli dimenzioniranje 110 kV opreme ter podali opis ozemljitve stikališča. 6. poglavje predstavlja opis 110 kV opreme, ki jo bo možno vgraditi, s podrobnim opisom aparatov in tudi njihovega delovanja. Glede na izračune v 5. poglavju in predstavljeno opremo v 6. poglavju, bomo v 7. poglavju izbrali opremo za odklopnike in ločilnike 110 kV stikališča. V tem poglavju bo predstavljena tudi nova sekundarna oprema vodenja in zaščite ter obnovljen sistem lastne rabe.


2

2 PREDSTAVITEV RTP LAŠKO 2.1 Zgodovina RTP Laško Prva naprava za proizvodnjo elektrike na vodni pogon na področju Slovenije je bila zgrajena že leta 1885 v Zdravilišču Laško. Tako je prva žarnica v Laškem oz. na Spodnjem Štajerskem zasvetila že šest let po tem, ko je Edison odkril žarnico in se je pričelo obdobje neslutenega napredka za človeštvo. Vendar pa je imel ta "proizvodni" objekt zelo omejeno možnost uporabe. Čeprav so bile v naslednjih desetletjih zgrajene posamezne manjše proizvodne enote, je bila elektrifikacija možna šele z izgradnjo večjih proizvodnih objektov in s prenosom električne energije na večje razdalje. To se je zgodilo leta 1924, ko je podjetje Fala d.d. zgradilo 77 km dolg 80 kV daljnovod (DV) od hidroelektrarne (HE) Fala do RTP 80/35 kV Laško in naprej DV 35 kV od RTP Laško do TE Trbovlje. To je bil v Sloveniji in takratni Jugoslaviji prvi prenosni daljnovod, uveljavilo se je tudi prvo paralelno obratovanje v večjem obsegu in ustanovljen je bil prvi vzdrževalni obrat v RTP Laško tako, da je to pomenilo pričetek razvoja elektroprenosne dejavnosti v Sloveniji.

2.1.1 DV 80 kV Fala – Laško [1] Po izgradnji HE Fala leta 1918, so bili njeni najpomembnejši odjemalci Tovarna dušika Ruše in odjem mesta Maribor z bližnjo okolico. Za pridobivanje novih odjemalcev so zato pričeli z gradnjami prenosnih DV s prenosno napetostjo 80 kV in delno 35 kV, ki je bila sicer skupaj z 10 kV, uporabljena za razdelitev. Že omenjeni 80 kV daljnovod v smeri Celja in Zasavja je bil prvotno predviden do TE Trbovlje, vendar tovrstne izgradnje ni dovoljevalo plazovito področje med RTP Laško in TE Trbovlje. Tako je bila Fala na tem odseku primorana napeljati tok v Trbovlje z nižjo napetostjo oz. zgraditi 35 kV daljnovod, Celje pa je bilo za takšen vod preveč oddaljeno. Zato je bila transformacija izvedena z izgradnjo RTP 80/35 kV v naselju Debro pri Laškem. Navedeni DV je bil zgrajen za dva sistema s tem, da je drugi sistem od Fale do Maribora deloval na 10 kV za potrebe napajanja Maribora in to vse do izgradnje RTP 80/10 kV Radvanje v letu 1930, ko je bil DV 80 kV vzankan v to RTP. Podobno je bil leta 1926 med Radvanjem in Slovensko Bistrico, kot II (drugi) sistem, nameščen 35 kV daljnovod, ki je bil leta 1929 podaljšan do Slovenskih Konjic. Tudi od RTP Laško do Celja je bil povratno, kot drugi sistem montiran 35 kV daljnovod in leta 1926 je ˝falsko elektriko˝ dobilo tudi mesto Celje.


3

Slika 2.1: Daljnovodi in transformatorske postaje v Laškem od leta 1926 do 1943

RTP

RTP

RADVANJE

Škofja Vas 5 kV

Vojnik 5 kV

Teharje 5 kV

Tovarna stolarna Štore 5 kV

Štore 5 kV

Vrbno 5 kV

Šentjur 5 kV DV 5 kV

DV 5 kV

DV 35 kV

DV 80 kV

WESTTEN RTP

35/5 kV

Rudnik Pečovnik 35 kV

Rimske Toplice 35 kV

DV 35 kV

Apnenik 35 kV

LAŠKO 80/35 kV Debro

Sedraž 35 kV

mesto Laško 35/0.4 kV

v Trbovlje kc. elektrarna

Mesto Radeče 35 kV

Tovarna papirja PIJATNIK Radeče 35 kV

DV 35 kV

Cementarna Zidani Most 35 kV

Lastna kc. elektrarna

Kamnolom Pečovnik 35 kV


4

Iz RTP Laško so leta 1925 zgradili še 35 kV dvosistemski daljnovod do TE Trbovlje z odcepom za Hrastnik in DV 35 kV proti Zidanemu mostu preko Rimskih Toplic, z odcepom za mesto Laško. Na DV 35 kV Laško – Celje sta bili v letih 1927 in 1929 priključeni še TP Apnenik I in Apnenik II v Pečovniku pri Celju. Leta 1927 je dobilo falsko elektriko tudi Zagorje. Naslednje leto je bil podaljšan 35 kV daljnovod iz Zidanega mosta do tovarne Pijatnik na Jagnjenici, leta 1937 pa je bil ta DV podaljšan tudi do mesta Radeče. Shemo daljnovodov in transformatorskih postaj v Laškem od leta 1926 do 1943, prikazuje slika 2.1.

2.1.2 RTP 80/35 kV Laško [1] Kot je bilo že omenjeno, je podjetje Fala d.d. v letu 1924 zgradilo RTP 80/35 kV Laško (Debro), ki jo je napajal DV 80 kV Fala – Laško. DV je bil priključen na zbiralke zunanjega stikališča preko treh enofaznih oljnih stikal (Slika 2.2).

Slika 2.2: RTP 80/35 kV Laško (Debro), leta 1924


5

V prostozračnem 80 kV stikališču so bili takrat montirani trije transformatorji proizvajalca BBC, napetosti 80/35 kV in moči 3 x 3000 kVA. Stikališče 35 kV je obsegalo štiri 35 kV DV polja z imeni Celje, Zidani most in dva proti TE Trbovlje, z odcepom za Hrastnik. Obenem je bil vgrajen tudi transformator lastne rabe 35/0,4 kV, ki je istočasno napajal še nizkonapetostno omrežje v naselju Debro (8 odjemalcev) in preko reke Savinje naselje Jagoče (5 odjemalcev). Glavna stavba je bila opremljena s celicami za izvode 35 kV, merilnimi instrumenti in dežurno sobo opremljeno s telefonsko centralno ter visokofrekvenčno telefonsko aparaturo (Telefunken) za povezavo s hidroelektrarno Fala. Po DV 80 kV Fala – Laško je namreč že leta 1928 stekla prva visokofrekvenčna telefonska povezava v Sloveniji. Leta 1940 so v RTP 80/35 kV Laško vgradili še en energetski transformator 80/35 kV, moči 3000 kVA. Poleg RTP Laško je podjetje Fala d.d. zgradilo tudi stanovanjsko hišo s tremi stanovanji, katero so leta 1972 odstranili zaradi razširitve proizvodnih prostorov obratne delavnice ELKO.

2.1.3 RTP 110/35 kV Laško [1] Hiter razvoj po vojni je narekoval izgradnjo razdelilne transformatorske postaje 110/35 kV. Leta 1946 je takratno podjetje pričelo z gradnjo novega prostozračnega stikališča 110 kV in 35 kV. Do leta 1948, ko je bila dokončana izgradnja novega stikališča 110 kV in 35 kV, so bili v RTP vključeni poleg DV 80 kV Radvanje – Laško (priključen na 35 kV napetost), še DV 110 kV Laško – Velenje, DV 110 kV Senovo – Brestanica – Laško in DV 110 kV Laško – Trbovlje. Transformacija 110/35 kV je bila izvedena preko transformatorja moči 16 MVA. Obe stikališči sta bili zgrajeni z dvojnimi zbiralkami, pri čemer so bili na 35 kV priključeni DV 2 x 35 kV Laško – Trbovlje, DV 35 kV Laško – Zidani most, leta 1949 pa še DV 35 kV Laško – Huda jama. Skupaj s stikališči 110 kV in 35 kV je bila zgrajena tudi nova komandna stavba za vso merilno in komandno opremo ter napravami lastne rabe. Prav tako so bili zgrajeni poslovni prostori za vodstvo obrata ter prostori vzdrževalne skupine za DV in RTP s pripadajočimi delavnicami.


6

Leta 1953 so zgradili nov dvosistemski DV 2 x 35 kV Laško – Selce V (vzhod) in Z (zahod) in ga vključili v novo 35 kV stikališče, obenem pa sprostili staro 35 kV povezavo do Celja, ki je do tedaj potekala po drugem sistemu DV 80 kV Fala – Laško. Tako je bil tudi drugi (sproščeni del 80 kV daljnovoda) leta 1954 preklopljen na 110 kV napetostni nivo in oba sistema vključena v novo 110 kV stikališče v RTP Laško. Ker je v tem obdobju obtežba naglo naraščala so leta 1954 nadomestili obstoječi transformator z novim regulacijskim 110/35 kV, 20 MVA, proizvajalca ACEC. Sedež vzdrževalnih skupin za DV in RTP oz. obrata, ki je bil ustanovljen že leta 1924, je bil dne 15. aprila 1972 prestavljen iz RTP Laško v RTP Podlog, ko je bil obrat preimenovan v Obrat prenosa Podlog. Povečanje instalirane moči v RTP Laško je sledilo v letu 1977, ko so 20 MVA transformator nadomestili z novim regulacijskim transformatorjem 110/35 kV, moči 31,5 MVA, proizvajalca Energoinvest. V letih 1979 do 1983 je bila nato izvršena rekonstrukcija celotnega 110 kV stikališča z zamenjavo celotne 110 kV primarne in sekundarne opreme ter dela naprav lastne rabe. RTP Laško je od leta 1983, kot prva 110 kV postaja na Štajerskem, nezasedena in je bila vključena v sistem daljinskega vodenja, najprej iz RTP Podlog, leta 1987 pa tudi iz OCV DEM. 35 kV del stikališča pa je bilo daljinsko vodeno iz DCV Elektro Celje. V letu 1997 so bile, zaradi dotrajanosti starih naprav lastne rabe, instalirane nove naprave za sistem brezprekinitvenega napajanja RTP, z vgradnjo dvojnih novih usmernikov 220 V in 48 V ter pripadajočih AKU baterij in razsmerniškega sistema 220 V. V letu 1999 so bili vsi betonski odvodni portali obnovljeni z jeklenimi portali. Gradbeno bilo je pripravljeno novo DV polje 110 kV Trbovlje, kjer so bili izdelani temelji za konstrukcijo in kabelske povezave. V letu 2000 je bil obnovljen DV 110 kV Laško – Hrastnik z dvosistemskimi stebri, kjer je bil drugi sistem uporabljen za DV 110 kV Laško – Trbovlje. Prav tako se je v tem času vključilo novo 110 kV DV polje Trbovlje z novo primarno in sekundarno opremo. Leta 2002 je bil opravljen prehod daljinskega vodenja RTP Laško iz CV DEM na daljinsko vodenje iz OCV Beričevo. Dotrajani zbiralnični betonski portali so bili leta 2002 zamenjani z jeklenimi portali. Ob tem so bile zamenjane tudi 110 kV zbiralke z vodniki Al/Fe 2 x 490/65 mm2 in podaljšane v novo RTP 110/20 kV Laško DES z vodniki Al/Fe 240/40 mm2. V letu 2004 je bil iz EES izključen DV 110 kV Laško – Brestanica, ki je z uvedbo transformacije 400/110 kV v nuklearni elektrarni Krško izgubil vlogo napajalnega voda za oskrbovanje Dolenjske.


7

2.1.4 RTP 110/20 kV Laško Leta 2004 je bila RTP 110/20 kV Laško DES vključena v elektroenergetski sistem Slovenije preko dveh transformatorjev 110/20 kV, 20 MVA. Postopno je na območju Laškega sledil prehod iz 35 kV napetostnega nivoja na 20 kV napetostni nivo. Dokončna ukinitev 35 kV napetostnega nivoja je bila izvedena v letu 2007. V letu 2007 in 2008 je bila v RTP Laško izvedena rekonstrukcija celotnega 110 kV stikališča z zamenjavo 110 kV primarne opreme. Leta 2010 je bila v RTP Laško izvedena rekonstrukcija 110 kV stikališča z zamenjavo celotne 110 kV sekundarne opreme ter dela naprav lastne rabe. Obnovljeno stikališče 110 kV RTP Laško s komandno zgradbo ELES-a in komandno zgradbo Elektro Celja s stikališčem 20 kV je prikazano na sliki 2.3.

Slika 2.3: RTP 110/20 kV Laško, leta 2010


8

2.2 Vloga RTP Laško v elektroenergetskem sistemu Slovenije ELES vodi obratovanje prenosnega omrežja in elektroenergetskega sistema (EES) kot celote. To počne koordinirano z uporabniki prenosnega omrežja (proizvajalcev, distribucijskih podjetij in neposrednih odjemalcev) in sosednjimi sistemskimi operaterji. Cilj vodenja obratovanja je zagotavljati kakovosten prenos električne energije za vse uporabnike slovenskega prenosnega omrežja. Regulativni okvir za izvajanje vodenja obratovanja določajo energetski zakon, uredbe Evropske komisije, tehnični predpisi, sistemska obratovalna navodila ter pravila združenja sistemskih operaterjev ENTSO-E. Eden ključnih elementov učinkovitega obvladovanja obratovanja je zaradi medsebojnih vplivov elektroenergetskih sistemov tesno sodelovanje s sistemskimi operaterji na regionalnem nivoju, kot tudi lokalno z vsako razdelilno transformatorsko postajo (RTP) v slovenskem prenosnem sistemu. Vsaka od teh RTP pa ima v EES določeno specifično vlogo. Današnjo vlogo in pomembnost RTP 110/20 kV Laško dandanes in v prihodnosti, lahko opredelimo [3]:

• RTP Laško predstavlja osnovni vir napajanja za distributivno omrežje na območju Laškega na 20 kV napetostnega nivoja preko dveh distribucijskih transformatorjev 110/20 kV, moči 20 MVA,

• v RTP so vključeni 110 kV daljnovodi, od katerih predstavlja dvosistemski DV 2 x 110 kV Selce – Laško I in II rezervno napajanje za celjsko področje v primeru izpada DV 2 x 110 kV Podlog – Lipa I in II, izpada transformatorjev 220/110 kV v RTP Podlogu ali izpada DV 110 kV Laško – Podlog. DV 110 kV Laško – Hrastnik, DV 110 kV Laško – Trbovlje in DV 110 kV Trbovlje – Hrastnik so sicer, z izgradnjo t.i. zasavskih zbiralk, izgubili vlogo napajalnega voda za oskrbovanje Posavja, vendar ostajajo kot rezervno napajanje za to področje in kot možnost pretoka energije med celjskim področjem in področjem Krškega, Dolenjske ter zgornjega Zasavja. Ponovna sprememba njihove vloge pa se kaže v prihodnosti v zvezi z izgradnjo elektrarn na Savi,

• prelomnico v vlogi RTP Laško predstavlja uvedba transformacije 400/110 kV v nuklearni elektrarni Krško in predvidena izgradnja t.i. zasavskih zbiralk v obliki dvosistemskega 110 kV daljnovoda od TE Trbovlje do RTP Sevnica s podaljškom do TE Brestanica in RTP Krško. S to uvedbo naj bi daljnovoda, v smeri Trbovelj in Brestanice, izgubila dosedanjo vlogo napajalnih vodov za oskrbovanje Krškega in Novega mesta, kar pomeni domala prekinitev (ostaja le rezervna vloga) pretoka v to področje iz celjskega bazena oziroma iz RTP 400/220/110 Podlog, preko DV 110 kV Laško – Podlog.


9

3 OPIS OBSTOJEČEGA STANJA Celotna postaja obsega 23091 m2, od katere zajema 110 kV prostozračno stikališče 73 x 80 m površine. Na tej površini 110 kV stikališča so zgrajeni nosilci kovinske konstrukcije za 110 kV dvosistemske zbiralke, DV odvode in pomožni nosilec jeklene konstrukcije v Merilnem ter Zveznem polju. Odklopniki in instrumentni transformatorji (TIT in NIT) so nameščeni na betonskih podstavkih z dodatkom jeklenih profilov do višine 1 m od tal, za varno posluževanje naprav pa so ograjeni z varnostno opozorilno ograjo. Podstavki zbiralničnih ločilnikov so jeklene izvedbe normalne višine 2,5 m, podstavki daljnovodnih ločilnikov so betonske izvedbe višine 2,5 m. Prenapetostni odvodniki pa so nameščeni na betonske podstavke višine 2,5 m. 3.1 Visokonapetostna 110 kV oprema Odklopnik je mehanski stikalni aparat, ki je sposoben vklopiti, prevajati in izklopiti tok v normalnih obratovalnih pogojih, ter vklopiti, prevajati v določenem času in izklopiti tok v nenormalnih pogojih, kot je na primer kratek stik. Glede na gasilni medij jih delimo na malooljne, zračne in plinske [8]. Ločilnik je mehanski stikalni aparat, ki v odprtem položaju zagotavlja ločilno razdaljo v skladu s predpisanimi zahtevami. Sposoben je trajno prevajati tok v normalnih pogojih, poleg tega za določen čas tudi kratkostične tokove, lahko pa vklaplja in izklaplja samo male tokove. Vidno loči prevodne od neprevodnih delov. Kontaktni sistem in izolatorji morajo biti sposobni prenesti vsa termična in dinamična naprezanja, ki se pojavijo v omrežju [8]. Na sliki 3.1 je prikazana enočrtna shema RTP 110/35 kV Laško z osnovnimi podatki VN naprav v letu 2005. V nadaljevanju so opisani VN aparati (odklopniki in ločilniki), ki so nameščeni (uporabljeni) v omenjenem 110 kV stikališču v RTP Laško. Podani so osnovni podatki in opis delovanja same naprave.


10

Slika 3.1: Enočrtna shema RTP 110/35 kV Laško, leta 2005 [2]


11

3.1.1 Odklopnik 110 kV Minel, tip PS-1231 [10] Odklopnik tipa PS-1231 5000MVA je malooljni odklopnik, ki kot dielektrik za gašenje električnega obloka uporablja transformatorsko olje. Ima tri neodvisne elektromotorno vzmetne pogone (tip OPS 1-2), ki so postavljeni na jekleni podstavek. Ti enopolni podstavki so med sabo togo povezani. Poleg enopolnega pogona OPS 1-2, poznamo tudi pogon tipa OPS 1-5, ki je tripolen in uporablja poseben jekleni podstavek.

Slika 3.2: Odklopnik Minel PS-1231 s pogonom OPS 1-2 Podatki odklopnika [11]:

Nazivna napetost (Ur) .................................................................................................. 123 kV Nazivni tok (Ir) ............................................................................................................ 1250 A Nazivna frekvenca (fr) ....................................................................................................50 Hz Preklopna moč ..............................................................................................................5 GVA Nazivna kratkostična vklopni zmogljivost (Ip).............................................................. 67 kA Nazivni kratkotrajni zdržni tok (3 sek) (Ik)................................................................. 26,3 kA Cikel delovanja ......................................................................O – 0,3 sek – CO – 3 min – CO

PREKINJEVALNA KOMORA

POGON ODKLOPNIKA

VRTLJIVI IZOLATOR


12

Karakteristični časi: Čas vklopa (čas, ki poteče od dajanja impulza za vklop do spojitve kontakta v glavni prekinjevalni komori) ................................................................................................. 0,23 sek Čas izklopa (čas, ki poteče od dajanja impulza za izklop do gašenja obloka): - pri 100 % nazivnega toka ...................................................................... 0,08 sek - pri 10 – 60 % nazivnega toka ................................................................ 0,09 sek Minimalni čas pavze pri hitrem ponovnem vklopu in pri nazivni moči....................... 0,3 sek Preizkusne napetosti: Med fazo in zemljo: - enominutna prenapetost na vetru in dežju.............................................. 230 kV - udarna prenapetost.................................................................................. 550 kV Med priključki: - enominutna prenapetost na vetru in dežju.............................................. 230 kV - udarna prenapetost.................................................................................. 550 kV Pregrevanje: Nadtemperature pri nazivnem toku: - glavni kontakt (srebrna ploščica > 1 mm)..............................................≤ 50 °C - zgornja površina olja ..............................................................................≤ 40 °C Število preklopov: Dovoljeno število preklopov do kontrole kontakta ali zamenjave olja - pri nazivnem toku....................................................................................... 1000 - pri nazivnem kratkem stiku ............................................................................ 25 Prekinjevalna komora

Prekinjevalna komora odklopnika PS 1231 je malooljna odklopna komora, ki vsebuje cca. 60l olja, in je namenjena za gašenje obloka in vzdrževanje izolacije pri prekinjanju ali vklapljanju nazivnih ali kratkostičnih tokov. Prekinjevalni element je v celoti nameščen na podpornem izolatorju, ki je montiran na šasiji odklopnika (slika 3.3). Pot električnega toka poteka iz gornjega priključka do ohišja glave, po sestavnih delih glavnega kontakta, vse do glavnega kontakta. Od tod pa po kontaktnih prstih na gibljivi kontakt, skozi drsni kontakt vse do spodnjega priključka. Prekinjevalna komora, ki se sestoji iz aktivnega dela in zgornjega mehanizma medpogona je najvitalnejši del odklopnika. Aktivni del je razdeljen na glavni fiksni kontakt, drsni kontakt, ki je pritrjen na ohišje medpogonskega mehanizma, in gibljivi del kontakta, kateri je spojen z vzmetno verižnim pogonom. Mehansko povezuje oba, fiksni in gibljivi del, izolacijska komora za gašenje obloka. Izolacijski cilinder komore služi tudi kot nosilna konstrukcija za glavo ohišja, skupno z elementi, ki so v njo vgrajeni in tesnili. Porcelanast izolator je mehansko obremenjen le z vzmetmi, ki so namenjene za dober mehanski spoj med porcelanastim izolatorjem in glavo komore. Ohišje glave, prostor za zračenje in prostor za separacijo olja je s pomočjo prirobnice z navojem spojen s cilindrom prekinjevalne komore. Plini, ki se pojavijo ob gašenju obloka, izhajajo skozi posebne prehodne šobe skozi pokrov, olje pa se skozi posebni povratni ventil vrača v samo komoro. Na zgornjem delu porcelanastega izolatorja je vgrajen tudi kazalnik nivoja olja.


13

Legenda: 1. glavni kontakt 2. drsni kontakt 3. gibljivi kontakt 4. izolacijska komora 5. cilinder prekinjevalne komore 6.

7. izolator 8. krožna vzmet 9. hidravlična zavora 10. prostor za zračenje 11. prostor za separacijo olja 12. prirobnica z navojem 13. šoba za separacijo olja 14. pokrov za zračenje 15. povratni ventil 16. ohišje mehanizma 17. ventil za izpust olja 18. čep za izpust usedlin 19. kazalnik nivoja olja 20. nosilec komore gašenja loka 21. nosilec glavnega kontakta 22. vzvodni verižni sistem 23. vrtljivi izolator 24. zgornji vzvod obrtnega izolatorja 25. spojna šipka 26. ohišje glave 27. zgornji priključek 28. spodnji priključek 29. kontaktni prst 30. pokrov membrane 31. usmerjevalec el. polja 32. vijak pokrova membrane 33. uho matice 34. obroč za nagorevanje 35. glava kontakta 36. membrana 37. tesnilka 38. nosilec komore za gašenje obloka 39. vijak razklopnega droga 40. tesnilo izolatorja 41. tesnilo izolatorja 42. semering osovine 43. semering osovine 44. batni vzvod 45. podporni izolator 46. vijak ventila za izpust olja 47. nosilec ležaja

Slika 3.3: Prikaz prekinjevalne komore odklopnika


14

Prekinjevalna komora in glavni kontakt sta bistvena elementa za vklapljanje in ločevanje električnega toka. Ohišje mehanizma, ki je nameščeno na podpornem izolatorju vsebuje prenosno verižni sistem, ki mehansko energijo preneseno od vrtljivega izolatorja preko ročice in spojne šipke prenese na gibljivi del kontakta. Na prenosnem mehanizmu je nameščena zavora, ki ob manipulaciji dinamično priduši oba krajna položaja. Nameščen je tudi ventil za polnjenje in praznjenje olja, in ventil za izpuščanje usedlin olja. Pogonski del

Slika 3.4: Pogon odklopnika OPS 1-2 Na sliki 3.4 so prikazani naslednji elementi:

1. vzmet za vklop 2. ohišje vzmetnega sistema 3. os vzmeti 4. pogonsko telo 5. drsna spojnica 6. vztrajnik 7. zapora za vklop 8. zaobljena plošča 9. mehanska blokada 10. valj – drsni 11. vzvod valja 12. pogonska os 13. prenosni mehanizem 14. magnet za izklop 15. zapora za izklop 16. magnet za vklop

17. prenosni mehanizem 18. motor 19. blokada ročnega navijanja 20. os 21. vzvod za preklapljanje 22. valj za preklapljanje 23. vzvod za ročni izklop 24. vzvod za ročni vklop 25. ročica za navijanje 26. prenosni mehanizem 27. indikator položaja vzmeti 28. indikator položaja odklopnika 29. vezni drog 30. končno stikalo (sklopka) 31. signalni kontakti 32. vzvodovje signalnih kontaktov


15

Delovanje pogonskega dela

Na sliki 3.4 je prikazan shematski prerez pogona v vklopljenem stanju (v vklopljenem položaju) in z navito (napeto) vzmetjo. Motor navija vzmet s pomočjo prenosnega mehanizma. Vklopna vzmet je na svojem zunanjem koncu pritrjena na ohišje vzmetnega mehanizma. Pogonsko telo je pričvrščeno na os vzmeti in se naslanja na zaporo za vklop. Zapora za vklop blokira pogon skozi celoten čas navijanja pogonske vzmeti. Po enem obratu ohišja vklopne vzmeti za 360° je vzmet popolnoma navita, motor pa končna sklopka izklopi s pomočjo valja za preklapljanje, ki je nameščen na ohišju vzmeti oziroma zobatega kolesa. Valj za preklapljanje deluje na vzvodovje, katero preklopi končno stikalo. Kadar je vzmet za vklop navita, se zaobljena plošča, ki je pričvrščena na pogonsko telo nahaja v položaju, ki dovoljuje, da se vzvod valja vrne v položaj izklopljeno. Kadar deluje elektromagnet ali ročno aktiviramo vzvod za ročni izklop, zapora za izklop popusti in vzvod valja se pod vplivom izklopnih vzmeti zasuče za 60° v položaj izklopljeno. Pri prehodu v položaj izklop, vzvod valja sprosti mehanizem za vklop s pomočjo mehanske blokade in s tem sprošča pot za gibanje vklopne zapore. Kadar deluje elektromagnet za vklop, ali kadar ročno aktiviramo ročico za vklop se zapora za vklop sprosti in pogonsko telo se skupaj z osjo vzmeti zavrti v smeri urinega kazalca za 360° in se po tem ciklusu zopet ustavi na zapori za vklop, ki pa sedaj že deluje kot blokada pogonskemu telesu. Zaobljena plošča potuje po valju in vzvodu valja, pogonska os pa se za 60° zasuka v položaj vklop. Medtem ko se vrši ciklus vklopa, vzvod valja preide zaporo za izklop, ki prepreči povratek v položaj izklop, ki bi se izvršil pod vplivom izklopnih vzmeti. Vztrajnik, ki je s pogonskim telesom spojen s pomočjo drsne spojnice, služi kot kompenzator vrtilnega momenta in kot mehanski blažilec odvečne mehanske energije, ki se sprošča pri vklopu. Kadar je odklopnik vklopljen, vzmet pa ni navita, mora končno stikalo omogočiti motorju električno energijo za navijanje vzmeti, takoj po končanem navijanju vzmeti pa se mora motor s pomočjo sklopke tudi izključiti. Med pogonsko ročico in pogonskim mehanizmom je montirana sklopka, ki dovoljuje vrtenje ročice samo v eno smer. Blokada ročnega navijanja preprečuje čezmerno navijanje vzmeti.

3.1.2 Ločilnik 110 kV Rade Končar, tip 4Rv [12] Vsak pol ločilnika je sestavljen iz podstavka na katerem sta nameščena dva gibljiva izolatorja, ki sta medsebojno povezana z vzvodom. Na glavah izolatorjev so nameščeni glavni noži. Ozemljitveni noži so na tisti strani podstavka, na katero se odpirajo glavni noži. Glavni noži in ozemljitveni noži so medsebojno mehansko blokirani. Vsak izolator je pričvrščen na ohišje ležaja, ki leži na osi, pritrjeni na podstavek. Ohišje se vrti s pomočjo dveh krogličnih ležajev. Os je privijačena na podstavek. S pomočjo posebnih štirih vijakov na osi je mogoče nastavljati razdaljo med glavama izolatorjev. Podstavek ločilnika je narejen iz dveh jeklenih profilov, ki sta medsebojno togo zvezana v celoto. Pogon ločilnika je izveden s elektromotornim pogonom EMP 50.


16

Slika 3.5: Ločilnik Rade Končar Tehnični podatki [13]

Tip ločilnika................................................................................................................4Rv 123 Nazivna napetost (Ur) .................................................................................................. 123 kV Nazivni tok (Ir) .............................................................................................................. 800 A Nazivni zdržni temenski tok (Ip).................................................................................... 66 kA Nazivni kratkotrajni zdržni tok (3 sek) (Ik)................................................................. 26,3 kA Glavni noži (tokovna pot)

En del tokovne poti se končuje kot kontaktni nož, drugi del pa kot glavni kontakt, v katerega pride (nalega) kontaktni nož. Na glavnem kontaktu so lamele in tlačna peresa, ki ustvarjajo kontaktni pritisk. Tokovna pot je narejena iz bakrenih cevi, ki so pritrjene na glave tokovnih poti. Pred snegom in ledom je glavni kontakt zaščiten s kapo. V glavi tokovne poti je drsni kontakt in priključni sornik. Tokovna pot se priključi na glave izolatorja s pomočjo vijakov. Na glavnem kontaktu je nameščena zapora, ki razbremenjuje izolatorje pri pojavu elektrodinamičnih sil na glavi izolatorja.

POGON LOČILNIKA

GLAVNI KONTAKT

VRTLJIVI IZOLATOR

PODNOŽJE LOČILNIKA


17

Odpiranje ločilnika

Če želimo odpreti ločilnik moramo aktivirati pogon, ki z vzvodom zavrti izolatorje za kot 90°, medtem ko se os pogona zavrti za kot 188°. Po tem ko je ločilnik odprt se lahko ozemlji krak tokovne poti. Pogon ozemljitvenega noža je prav tako elektromotorni in se zavrti za kot 188°. Zapiranje ločilnika

Glavni noži se lahko zaprejo, če se predhodno odpre ozemljitveni nož (če je bil s pomočjo pogona ločilnik ozemljen). Po tej operaciji je ločilnik deblokiran in se lahko s pomočjo pogona zavrtijo izolatorji. Opis pogona

Za omenjeni ločilnik je namenjen elektromotorni pogon EMP 50. Kot obračanja je 188°, srednji moment na osi znaša 50 kpm, kar je dovolj tudi v najtežjih pogojih. Ti pogoni lahko poganjajo glavne nože in ozemljitvene nože. Pogon EMP 50 je izveden z asinhronskim elektromotorjem RK5A, 380/220 V, izhodne moči 500W. Vreteno se pomika preko zobčenika, ki je ozobljen z zobčenikom elektromotorja. Ko pogon konča operacijo odpiranja ali zapiranja ločilnika, prekinejo napajanje motorja v skrajnih položajih končni sklopki vklopa oz. izklopa. V primeru, da končna sklopka ne prekine napajanja motorja, se le-ta dalje giblje skupaj z vretenom. V tem primeru bo matica izšla iz navoja vretena in bo ostala med vzmetjo in navojem vretena. Na tem delu ni navoja in se lahko vreteno prosto vrti v matici vse dokler se ne prekine tok motorja. Pri ponovnem vrtenju motorja v nasprotni smeri bo prišla matica v dotik z navojem vretena s pomočjo potisne sile vzmeti. V normalnih pogojih dela matica ne pride iz dotika z navojem vretena. S pogonom električno upravljamo iz komandnega prostora (oz. nadrejenega centra) ali pa s pomočjo tipke vgrajene v ohišje pogona. Z upravljanjem aktiviramo pritegnitvene releje, ki aktivirajo releje motorja. Releji motorja imajo tudi zaščitni bimetalni rele za zaščito motorja pred preobremenitvijo. Elektromotorni pogon je opremljen z dvema ali s štirimi sklopkami. Končne sklopke prekinejo napajanje pritegnitvenega releja (ena je za položaj izklop, druga pa za položaj vklop). Prekine se z ročico v končnih položajih. Drugi dve sklopki signalizirata položaj aparata, na katerem je montiran elektromotorni pogon. Če je aparat v odprtem položaju, potem pokaže ena sklopka položaj odprti položaj. Če pa je aparat v zaprtem položaju, potem druga sklopka pokaže položaj zaprti položaj. V času premikanja aparata iz enega položaja v drugi, sta obe sklopki v zaprtem položaju in pokažeta vmesni položaj.


18

3.2 Sekundarna oprema 110 kV stikališča Vsa sekundarna oprema se nahaja v relejnem prostoru komande zgradbe. Nadalje je opisana le osnovna oprema za upravljanje in zaščito, kot so naprave za zaščito, naprave za vodenje in sistem lastne rabe.

3.2.1 Naprave za zaščito [2] Zaščita daljnovoda

Princip delovanja distančne zaščite bazira na merjenju impedance (Z=U/I), med mestom kratkega stika (okvare) in mestom vgradnje releja, katere vrednost, proporcionalna z oddaljenostjo (manjša impedanca – manjša oddaljenost), omogoča z dodatnim usmerjenim delovanjem, selektivnost zaščite. Enopolno delovanje distančne zaščite, v primeru okvare na katerem koli 110 kV vodu, omogoča sistem ozemljitve energetskih transformatorjev, saj je tedaj tok kratkega stika dovolj velik. V vseh 110 kV odvodnih poljih je vgrajena distančna zaščita, vtične – COMBIFLEX izvedbe, podjetja ASEA, tip RAZOG z napravo za avtomatski ponovni vklop (APV), tip TEP 1300 – Iskra, z zaščito proti neskladju polov odklopnika in s kontrolo izklopilnih tokokrogov (TRC). Opisani principi delovanja pri distančnem releju, tip RAZOG omogočajo:

• startni člen, ki s svojim delovanjem zazna nastalo okvaro v omrežju. Deluje na principu tehtnice – na eni strani merimo tok, na drugi pa napetost in ko razmerje Z=U/I pade pod nastavljeno vrednost rele pritegne,

• merilni in smerni člen, ki sta združena v enega in le–ta izmeri impedanco Z in na ta način ugotovi oddaljenost mesta okvare in to samo v izbrani smeri (če je smer energije od zbiralk proti vodu), kot je definirana z minimalno potrebno napetostjo, ki je manjša od 1% nazivne napetosti in je neodvisna od velikosti toka okvare,

• časovni člen, ki omogoča nastavljanje časa delovanja zaščite in tako doseg releja, ki narašča v štirih stopnjah. Nastavitev je takšna, da ščiti približno 85% dolžine daljnovoda v I. stopnji, to je ob okvari na tej dolžini, deluje na izklop v svojem lastnem času t1st = 40 ms, preostali del daljnovoda pa je ščiten po časovnih zakasnitvah: t2st = 0,3 s t3st = 1,0 s t4st = 3,5 s,

• izklopilni tokokrogi so izvedeni z releji elektromehanske izvedbe, z zelo kratkimi izklopilnimi časi, ko ob enofaznih okvarah izklapljajo odklopnik v eni fazi, pri dvo ali trifaznih okvarah pa trifazno. Izklopni impulzi k izklopnim tuljavam odklopnika ščitenega DV-ja so izvedeni z napetostjo 220 V DC, kontrola izklopilnih tokokrogov pa je izvedena s svetlečimi diodami na TRC – relejih,


19

• vgrajena je tudi zaščita proti neskladju polov, izvedena s kontakti položajnih stikal (signalnih sklopk) posameznih polov odklopnika, speljanih v omaro zaščite. V kolikor pride ob izklopu enega pola odklopnika, do okvare na njegovem pogonu, zaščita povzroči po časovni zakasnitvi cca. 1,5 sekunde, zaradi delovanja APV in eventualnega kratkotrajnega asinhronega vklopa posameznega pola odklopnika, definitivni izklop (izpad) vseh treh polov odklopnika.

Vgrajeni rele za avtomatski ponovni vklop, TEP 1300 – Iskra, je prirejen za naslednje načine delovanja, odvisno od položaja preklopke na njem:

• položaj 1: enopolni APV pri enofaznih okvarah ter tripolni APV pri več faznih okvarah,

• položaj 2: enopolni APV pri enofaznih okvarah ter definitivni izklop pri več faznih okvarah,

• položaj 3: tripolni izklop in APV za vse vrste defektov, • položaj 4: naprava za APV blokirana.

Če je okvara bežnega značaja in je torej oblok v brez napetostni pavzi ugasnil, ostane DV normalno v pogonu, v primeru trajne okvare pa pride do definitivnega izklopa (neuspešni APV). Vgrajeni rele za APV je prirejen za enopolni in tripolni ponovni vklop ter definitivni izklop, če je okvara trajnega značaja. Enopolni in tripolni APV vzbudi tudi delovanje števcev za registracijo števila APV. Rele potrebuje za svoje delovanje enosmerno napetost ± 18 V, ki jo dobi iz vgrajenega DC/DC pretvornika. Delovanje DC/DC pretvornika in prisotnost enosmerne napetosti 220 V je možno kontrolirati vizualno (rdeča signalna lučka na DC/DC pretvorniku). V kolikor signalna lučka ne gori pomeni, da je prišlo do:

• okvare na enosmernem razvodu 220 V, • izpada napetostnega avtomata v krmilni omarici, • okvare na DC/DC pretvorniku.

Zaščite transformatorja

Pretokovna zaščita bazira na principu reagiranja pretokovnega releja, odvisno od veličine toka v ščitenem delu mreže. Rele deluje, ko tok doseže ali prekorači nastavljeno želeno vrednost. Transformator je ščiten pred zunanjimi kratkimi stiki in preobremenitvami s pretokovno zaščito. Uporabljeni rele je proizvod tovarne ISKRA, po licenci ASEA, tip TFI 1220. Izveden je kot sekundarni rele, saj deluje nanj sekundarni tok tokovnega transformatorja. Pretokovna zaščita izklopi transformator samo na nizkonapetostni strani in signalizira svoje delovanje. Diferenčna zaščita bazira na principu merjenja in primerjanja dveh tokov, katerih razlika povzroči delovanje diferenčnega releja, ki je v bistvu pretokovni rele, skozi katerega v normalnem obratovanju ne teče tok in se le–ta pojavi samo v primeru okvar v ščitnem območju.


20

Pri diferenčni zaščiti transformatorja so tokovne vrednosti (zaradi pogoja delovanja diferenčne zaščite – enakost sekundarnih tokov tokovnih transformatorjev, po velikosti in fazi v normalnem obratovanju) pridobljene preko vmesnih tokovnikov, v stiku enakem energetskem transformatorju, na obeh straneh energetskega transformatorja. Takšen princip delovanja zagotavlja uporabljeni diferenčni rele za zaščito transformatorja, ki je proizvod tovarne ISKRA, po licenci firme ASEA, tipa TZD-2055 (5A, 50 Hz). Zgrajen je v modularni COMBIFLEX izvedbi s tranzistoriziranimi faznimi in merilnimi enotami ter s pomožnimi releji in je trikratno stabiliziran oziroma blokiran proti nepotrebnemu izklopu v primerih:

• zunanjih okvar, ko so prehodni tokovi zelo veliki, je izvedena tokovna stabilizacija, • pri vklopih transformatorja nastopajo vklopni tokovi, ki vsebujejo poleg enosmerne

in izmenične, tudi višje harmonske komponente, ker pa tečejo samo v primarnem navitju, bi brez blokiranja takšnega začetnega prehodnega pojava, povzročili delovanje diferenčnega releja, kar pa ni zaželeno,

• prav tako je izvedena stabilizacija velikih tokov magnetenja transformatorja, saj predstavljajo ti tokovi napake diferenčne zaščite, kajti pojavljajo se samo v primarnem navitju.

Uporabljeni rele je nastavljiv od 20 do 40 % nazivnega toka. Pri delovanju izklopi 110 kV in 35 kV odklopnik, če se v transformatorju oziroma na dovodih pojavi okvara (kratki stik med navitji, medfazni kratki stik…) v območju med obema tokovnima transformatorjema, ki obenem tudi signalizira svoje delovanje.

3.2.2 Načini vodenja in naprave [2] Vodenje 110 kV dela RTP Laško, kot nezasedene postaje je zasnovano na principu daljinskega vodenja in nadzora s stalnim operaterskim osebjem iz OCV Beričevo (osnovna pot) ali preko SLI (sistem lokalne informatike) iz RTP Podlog (rezervna pot), obenem pa obstaja možnost takojšnjega lokalnega nadzora v primeru večjih havarij, kar je zagotovljeno z dežurno službo na domu. Vodenje 35 kV dela RTP Laško je daljinsko iz CV Elektro Celje. Lokalno vodenje

Imamo več nivojev lokalnega krmiljenja:

• Krmiljenje pri samih stikalnih aparatih, brez upoštevanja primarnih blokad in zaščite, pri vključenem le najnujnejšem povratnem položajnem javljanju. Krmiljenje pri aparatih je uporabljeno samo v izjemnih primerih (preizkusi, remonti) s posebnim dovoljenjem in programom.

• Krmiljenje iz krmilnih omaric ob upoštevanju primarnih blokad in zaščite pri vključenem le najnujnejšem povratnem položajnem javljanju, kar izvajamo kadar ostala nadgradnja odpove ter ob ozemljevanju DV–ja.


21

• Posluževanje ozemljilnih nožev za ozemljitev zbiralk 110 kV sistem A ali B, se poslužuje iz krmilne omarice v merilnem polju pod pogojem, da bo posluževalec s pritiskom in zasukom ključa v desno posredoval krmilno napetost na tipkala za vklop in izklop ozemljilnih nožev. Ozemljilni noži se smatrajo izključno kot delovna ozemljila. Ozemljevanje se vrši samo ob posebnih primerih (revizije, remonti) ter ob izpolnjenih vseh dokumentih za varno delo.

• Lokalno upravljanje postaje iz komandne plošče v primerih okvar na daljinskem vodenju, izrednih dogodkih in planskih odklopih (preklop stikala daljinskega vodenja objekta "lokalno – daljinsko" na lokalno).

Daljinsko vodenje iz OCV Beričevo

Pri vodenju iz OCV Beričevo je komandna plošča v RTP Laško izključena iz sistema vodenja in je vso vodenje predano nadrejenemu sistemu. Ta varianta je normalna in dežurni operater v OCV Beričevo daljinsko krmili Q0, Q1, Q2 in Q9 preko računalnika. Meritve, alarmna in položajna signalizacija so prikazane na ekranu, tiskalniku in velikem ekranu. Tudi v tem primeru je zapisovanje kronologije dogodkov lokalno na tiskalniku. Ozemljitvene nože je možno krmiliti samo lokalno in to iz krmilne omarice v stikališču, v OCV Beričevo pa so posredovana samo njihova položajna javljanja. Daljinsko vodenje iz RTP Podlog (SLI)

V primeru preizkušanj oz. okvare naprav daljinskega vodenja RTP Laško iz OCV Beričevo, prevzame vodenje RTP Laško dežurni RTP Podlog po nalogu (depeši) dežurnega operaterja OCV Beričevo. Tudi v tem primeru je komandna plošča v RTP Laško izključena iz sistema vodenja in je vso vodenje predano dežurnemu RTP Podlog (SLI). V tem primeru je možno daljinsko krmiliti vse Q0,Q1,Q2,Q9 preko računalnika (SLI). Enopolna shema, položajna in alarmna signalizacija ter meritve so prikazane ne ekranu in izpisane na tiskalniku. Tudi v tem primeru je zapisovanje kronologije dogodkov lokalno na tiskalniku. Ozemljitvene nože, je prav tako možno krmiliti samo lokalno in to iz krmilne omarice v stikališču (posredovana položajna javljanja v RTP Podlog), kakor tudi ozemljitvene nože za ozemljevanje 110 kV zbiralk sistema A ali B. Daljinsko vodenje iz Elekto Celja

Naprave 35 kV stikališča v normalnem obratovalnem stanju daljinsko krmilimo iz CV Elektro Celje. Regulacija napetosti pri energetskem transformatorju Energoinvest 110/35 kV, 31,5 MVA je v primeru daljinskega vodenja, možno daljinsko iz CV Elektro Celje, sicer pa je avtomatska z vgrajenim regulatorjem napetosti. Če je daljinsko vodenje v okvari, pa je možno vodenje lokalno s klasičnim stikalniškim osebjem, kar je tudi v primeru planskih del oz. v izrednih razmerah.


22

Daljinsko vodenje narekuje uvajanje avtomatizacije oz. daljinskega nadzora in upravljanja RTP iz nadrejenega centra vodenja. Za tak način vodenja so potrebne dodatne naprave, ki omogočajo:

• razmejitev med elektroenergetskimi napravami in napravami za daljinsko vodenje (ločilni releji, ki služijo obenem tudi za razmnoževanje kontaktov),

• izbiro možnosti – lokalnega ali daljinskega vodenja RTP, • (pretvorniki) daljinski prenos oz. lokalni zapis pogonskih meritev (za potrebe

direktnega nadzora in upravljanja), energetskih meritev (za procesne analize, sinteze in statičen nadzor mreže) in obračunske meritve (za obračun električne energije in tehnično – ekonomskih analiz),

• daljinski prenos spontanih informacij (alarmna, splošna, položajna in krmilna signalizacija ter opozorila o vstopu oz. vlomu v objekt in požaru v objeklu),

• reduciranje oz. selekcioniranje podatkov potrebnih za daljinski prenos, • lokalno registriranje – kronologija dogodkov (pisalnik, kaseta).

Za celovit nadzor objekta v CV in SLI so posredovane informacije:

• o stanju položajnih signalizacij stikalnih elementov, • skupinska in posamezna alarmna signalizacija zaščitnih relejev in skupnih naprav, • ostala alarmna signalizacija (požar v objektu, vstop v objekt, itd.), • posamezna alarmna signalizacija delovanja zaščitnih naprav potrebnih za analizo

okvar energetskega sistema. Vse informacije zajemamo na ploščah z ločilnimi releji, ki so namenjeni za:

• galvansko ločitev naprav objekta od šibkotočnih naprav, • razmnoževanje signalov za potrebe lokalne avtomatike, • prilagoditev napetosti.

Krmilni in signalni tokokrogi na objektu so enosmerne napetosti 220V. Izhodno – vhodne enote teleinformacijskega sistema pa so grajene za enosmerno napetost 48V. Naloga mikroračunalniškega sistema je:

• zajemanje podatkov za potrebe lokalne kronologije in njihov prenos (v OCV Beričevo, SLI), sprejem komand (iz OCV Beričevo in SLI) in njihovo izdajanje upravljanim aparatom,

• obdelava merilnih vrednosti za potrebe lokalne kronologije in njihov prenos v OCV Beričevo in SLI.


23

3.2.3 Sistem lastne rabe [2] Potrošniki so glede na svoje tehnične karakteristike napajani iz izmeničnih ali enosmernih virov. V sedanjem stanju so priključeni naslednji potrošniki:

• razsvetljava zunanjih stikališč 110 kV in 35 kV ter neposredne okolice, • priključna moč v stavbah in stikališčih, • elektromotorni pogoni odklopnikov in ločilnikov, • elektromotorni pogoni ventilatorjev in regulacijskega stikala, • gretje krmilnih in komandnih omaric ter omaric pogonov, • splošna signalizacija, krmiljenje, blokiranje in zaščita, • kronološka registracija, • telekomunikacije.

Zgornji potrošniki so glede na njihove zahteve napajani iz naslednjih virov:

• omrežno – splošno napajanje z napetostjo 380/220 V, 50 Hz (HS2 in HS3), • nujno napajanje z napetostjo 380/220 V, 50 Hz (HS1), • napajanje z enosmerno napetostjo 220 V in 48 V iz usmernikov (ES), • napajanje z enosmerno napetostjo 220 V in 48 V iz akumulatorskih baterij (HS4), • napajanje z razsmerjeno napetostjo 220 V, 50 Hz iz razsmernika (HS5).

Izmenična napetost 380/220 V, 50 Hz je uporabljena za napajanje:

• javne razsvetljave, • razsvetljave zunanjih stikališč 110 kV in 35 kV, • razsvetljave ostalih prostorov, objektov na površini RTP, • termo peči, ventilatorjev in klimatskih naprav, • vtičnic, • pogona glavnih vhodnih vrat, • pogona motorčkov na registrirnih instrumentih, • elektromotornih pogonov odklopnikov 110 kV in 35 kV, • elektromotornih pogonov ločilnikov 110 kV, • elektromotornih pogonov ventilatorjev hladilnega sistema, • elektromotornega pogona regulacijskega stikala, • aparature za termo sliko, • gretja krmilnih, komandnih in omaric pogonov, • krožnih vodov v obeh stikališčih, • usmernikov 220 V in 48 V, • signalizacije.


24

Osnovni vir napajanja z izmenično napetostjo predstavlja transformator lastne rabe, Rade Končar 35/0,4 kV, 250 kVA. Moč tega transformatorja zadostuje za napajanje lastne rabe v celotnem obsegu zgrajene postaje. Kot prvi rezervni vir napajanja z izmenično napetostjo služi transformator lastne rabe, Em Ohrid 35/0,4 kV, 400 kVA, ki sicer napaja del potrošnje sosednjega podjetja Pivovarne Laško. Drugi rezervni vir napajanja potrošnikov lastne rabe predstavlja vgrajeni diesel električni agregat moči 25 kVA, ki se avtomatsko vključuje na zbiralke nujne lastne rabe, v primeru vsakršnega izostanka napetosti na zbiralkah nujne lastne rabe, ki bi trajal dlje kot cca. 4 sekunde. Osnovni vir napajanja z enosmerno napetostjo 220 V DC predstavlja v 12 pulzni tehniki zgrajeni usmernik tipa UPE 220 TA60. Vezan je v direktnem stiku in stalno napaja porabnike, kratkotrajne večje obremenitve pa prevzame baterija, obenem pa polni oz. krije lastne izgube akumulatorske baterije v odvisnosti od stopnje polnosti le–te. Kot prvi rezervni vir je rezervni usmernik istega tipa UPE 220 TB60, ki nadomesti osnovnega v primeru okvare na njem tako, da je zagotovljeno nemoteno napajanje porabnikov. Kot drugi rezervni vir 220 V DC napajanja, v primeru okvare obeh usmernikov ali ob izostanku izmenične napajalne napetosti usmernikov, služijo dve Pb hermetično zaprti bateriji 220 V, tip 2C200 212V – 200Ah (106 celic). Za avtomatsko vklapljanje posameznih usmernikov oz. baterije k porabnikom 220 V DC, služi enosmerno razvodno polje BP 220/60-2. Usmerniški napravi tipa 2 x SMPS 1500, sta namenjeni za enonivojsko polnjenje Pb hermetično zaprte akumulatorske baterije in za napajanje potrošnikov z nazivno enosmerno napetostjo 48 V in sta v vlogi osnovnega in prvega rezervnega vira napajanja. Dve Pb hermetični bateriji 48 V DC, tipa 6C160 48V – 160Ah (24celic), pa sta uporabljeni kot drugi rezervni vir. Akumulatorski bateriji sta vgrajeni v skupnem ohišju kot usmernik. Kot zanesljivi vir napajanja naprav, za porabnike, ki potrebujejo stalno prisotnost izmenične napetosti 220V AC (računalniške naprave, telemehanike ...) je uporabljen tranzistorski razsmernik moči 2 x 2,5 kVA in elektronsko preklopno stikalo (EPS), ki omogoča brezprekinitveni preklop porabnikov med razsmernikom in mrežo.


25

Usmernik UPE

Usmernik UPE 220 TA(TB)60 je namenjen za polnjenje Pb ali Ni–Cd stacionarnih akumulatorskih baterij, za njihovo vzdrževanje v napolnjenem stanju ter za istočasno napajanje enosmernih porabnikov 220 V v sistemih brezprekinitvenega napajanja. Usmernik je zgrajen v 12–pulzni tehniki usmerjanja izmenične napetosti. Izhodna karakteristika usmernika je IU – karakteristika po DIN 41773 z možnostjo ročno nastavljive W – karakteristike. Paralelno delovanje usmernikov tipa TA in TB daje na omrežno stran efekt 24 pulznega delovanja. Izhodna enosmerna napetost je stabilizirana na eno – nivojskem polnjenju oz. vzdrževanju akumulatorske baterije. Usmernik ima vgrajeno avtomatsko korekcijo izhodne napetosti v odvisnosti od temperature okolice baterije. Usmernik 2 x SMPS 1500

Usmerniška naprava 2 x SMPS1500 je namenjena za enonivojsko polnjenje zaprte akumulatorske baterije po IU – karakteristiki (DIN41773) in za napajanje potrošnikov z nazivno enosmerno napetostjo 48 V. Usmernik skupaj z akumulatorsko baterijo tvori brezprekinitveni napajalni sistem za enosmerne potrošnike, rezervni čas napajanja je določen s kapaciteto akumulatorske baterije. Temperaturna sonda za temperaturno kompenzacijo polnilne napetosti je vgrajena v neposredno bližino akumulatorske baterije. Razsmerniški sistem

Razsmerniški sistem 2 x 2,5 kVA je namenjen brezprekinitvenemu napajanju občutljivih izmeničnih porabnikov. Naprava vsebuje dva tranzistorska modula razsmernika moči 2,5 kVA, ki pretvarjata enosmerno napetost v stabilizirano enofazno izmenično napetost in delujeta paralelno, ter elektronsko preklopno stikalo, ki omogoča brezprekinitveni preklop porabnikov med razsmernikom in mrežo. Poleg elektronskega preklopnega stikala je v razsmernik vgrajeno še ročno By-pass stikalo, ki omogoča preklop porabnikov na mrežo (zagon, preizkušanje, servisiranje naprave). V omrežni vod je vključen ločilni transformator, tako da sistem zagotavlja od mreže izolirano napajanje. Prioritetni vir napajanja porabnikov je razsmerniška napetost, rezervni vir pa mrežna napetost, kar je nastavljeno v notranjosti EPS. Ročno By-pass stikalo omogoča ročni preklop porabnikov na mrežo v slučaju servisiranja ali okvare EPS. Če je ročno By-pass stikalo vklopljeno je izhod naprave povezan z mrežo in izmenični porabniki se napajajo iz mreže tudi, če je EPS izključen.


26

4 PRENOVA OPREME 110 kV STIKALIŠČA 4.1 Vzroki Zaradi starih in tehnološko zastarelih VN naprav je bilo upravljanje in nadziranje le–teh že vprašljivo, še posebno kar se tiče varnosti. Naprave, posebej ločilniki, so se zaradi starosti in dotrajanosti materialov začeli lomiti, kar je povzročilo izpad napajanja v RTP Laško ter s tem posledično izpad električne energije za odjemalce srednje in nizke napetosti, ki se napajajo s stikališča v RTP Laško. Zaradi tehnološko zastarelih naprav (sekundarnih naprav vodenja in zaščite) ni možno vključiti RTP Laško v nadzorne centre zaščite in vodenja, ki omogočajo hitrejše vpoglede v naprave in ob delovanjih zajemanje podatkov za analize. Obnova sekundarne opreme v RTP Laško je bila potrebna, saj je bila zadnja obnova tako primarne kot sekundarne opreme v letih med 1979 in 1981. 4.2 Tehnične zahteve in cilji rekonstrukcije Zaradi enostavnejše razlage je podan opis tehničnih zahtev oz. smernic za primarni del (VN opreme) in sekundarni del (NN oprema) ločeno. K primarnemu delu štejemo vsa gradbena dela na stikališču in montaža dela VN opreme. K sekundarnemu delu pa spadajo gradbena ureditev komandnega prostora, montaža omar vodenja, zaščite in meritve ter kabelske povezave od VN aparatov do omenjenih posameznih omar. Osnovna zahteva tako primarnega kot sekundarnega dela prenove (rekonstrukcije) je, da se sme uporabiti samo materiale in opremo katerih kvaliteta je izkazana z atesti oz. ustreznimi dokumenti.

4.2.1 Primarni del [4], [5] Gradbeni del

Pri gradbenih posegih in temeljenju podstavkov VN opreme je potrebno upoštevati geološke razmere obstoječega objekta. Odstraniti je potrebno betonske podstavke VN aparatov, betonske temelje odklopnikov, temelje NIT, TIT, prenapetostnih odvodnikov in DV ločilnikov, ter kabelske kanalizacije med VN aparati in kabelskim kanalom. Sanirati je potrebno betonske temelje podstavkov ločilnikov sistema 1 in sistema 2. Izdelati je potrebno nove podstavke za vse VN aparate z jeklenimi sidri iz nerjavečega jekla za pritrditev nosilne konstrukcije. Novo kabelsko kanalizacijo je potrebno izdelati s pregibnimi PVC cevmi položenimi v pusti beton. Pod odklopniki je potrebno izvesti platoje v obliki betonske plošče za servisiranje odklopnikov.


27

Plato stikališča je potrebno po končanih delih urediti in zatraviti. Konstrukcijski del

Predvideti je potrebno uporabo jeklenih konstrukcij, ki bodo enotne z obstoječim objektom. Jeklene konstrukcije morajo omogočiti montažo priključkov za ozemljitve in sicer dvostransko. Jeklene konstrukcije ločilnikov Q1 in Q2 se prilagodijo za montažo novih ločilnikov. Vse jeklene konstrukcije je potrebno ustrezno antikorozijsko zaščititi, za omenjeno zaščito se predvidi enaka rešitev kot je v obstoječem delu objekta. Elektromontažna dela

V poljih je potrebno demontirati obstoječo VN opremo, kot so odklopniki, ločilniki, instrumentni transformatorji in prenapetostni odvodniki. Navedena oprema (razen prenapetostnih odvodnikov) se zamenja z novo opremo vsaj enakih tehničnih karakteristik. Sheme delovanja se izdelajo za posamezna polja in vključujejo vse funkcije ožičenja predmetnih polj in v navezavi z ostalimi polji. Pri projektiranju ozemljitev je potrebno upoštevati navodila EMC ter:

- za ozemljitev konstrukcij uporabiti obstoječo ozemljilno mrežo objekta, - krmiljenje potenciala izvesti v skladu z veljavnimi tehničnimi normativi, - po zaključku gradnje predvideti kontrolne meritve ozemljitvene upornosti.

Za tokovodnike je potrebno upoštevati vrv Al/Fe, ki je izdelana po ustreznih standardih in pravilno dimenzionirana glede na pričakovano obremenitev. Tokovne povezave med VN aparati se izvedejo z Al vijačnimi sponkami ustreznih karakteristik. Za obešalni in spojni material upoštevamo pri montaži vodnikov vijačni spojni in obešalni material najnovejše konstrukcije, ki je predpisano atestiran in poenoten z obstoječim objektom.

4.2.2 Sekundarni del [6] Predvideti je potrebno vgradnjo novega digitalnega distribuiranega sistema vodenja, zaščite in meritev 110 kV stikališča, ki se namesti v novi relejni prostor objekta. Sistem vodenja je namenjen za lokalni, postajni in daljinski nadzor in krmiljenje petih daljnovodnih polj, dveh transformatorskih polj in enega zveznega, merilnega in ozemljilnega polja. Za zajem vseh podatkov je namenjena ločena omara za namestitev dveh redundančnih centralnih enot, enote za zajem splošnih signalov objekta, sprejemnika točnega časa in komunikacijskega vozlišča postajnega vodila. Predvidi se še omaro centralne enote zaščite zbiralk in omaro števčnih meritev za vse daljnovode in transformatorja.


28

Izdelati je potrebno načrte za nov razvod lastne rabe stikališča. Projektno je potrebno obdelati priklop vseh omar na sistem lastne rabe postaje (enosmerno, izmenično in razsmerjeno napajanje) skladno z obstoječim stanjem in konceptom objekta. Za vsako DV polje je potrebno predvideti računalnik polja s funkcijami: - zajem meritev neposredno iz merilnih transformatorjev, - zajem digitalnih indikacij neposredno s signalizacijsko napetostjo 220 V DC, - izdajanje digitalnih komand neposredno na krmilne tuljave VN aparatov s krmilno

napetostjo 220 V DC, - preverjanje sinhronizma pri vklopu odklopnika za sinhrone in asinhrone sisteme, - lokalno krmiljenje s preverjanjem zapahovalnih pogojev celotnega stikališča s

komunikacijo med polji, - postajno in daljinsko krmiljenje preko komunikacije s centralnim računalnikom. V omari polja se predvidi panel lokalnega krmiljenja, ki omogoča neposredni prikaz stanja VN aparatov, pomembnejših alarmnih stanj, meritev toka in napetosti ter izdajanje komand brez posredovanja računalnika polja (brez zapahovanja in brez preverjanja sinhronizma) z uporabo posebne preklopke s ključem. V vsa 110 kV DV polja se vgradi numerični zaščitni terminal distančne zaščite. Relejna zaščita DV polja mora ustrezati naslednjim zahtevam: - izklopni kontakti priključeni neposredno na izklopilno tuljavo B odklopnika, - vgraditi preizkusno vtičnico RTXP 24, - vgraditi zunanje releje za kontrolo izklopilnih tokokrogov, - vključevanje v sistem vodenja preko postajnega vodila. V 110 kV stikališču se predvidi izvedba zaščite zbiralk. Uporabi se naj: - zajem zaščitnih meritev preko tokovnih instrumentnih transformatorjev, - decentralizirana izvedba sistema zaščite zbiralk, - terminali polj se namestijo v posamezni omari vodenja, centralna enota se namesti v

lastni omari, - oprema za zaščito zbiralk naj bo kompatibilna z drugo opremo zaščite v objektu, - predvideti je potrebno preklopke s ključem v posameznih omarah polj za izločitev polja

v primeru vzdrževanja. Vgradi se nova omara števčnih meritev z naslednjo opremo: - devet štiri kvadrantnih števcev panelne izvedbe razreda 0.2, - rezervna registrirna naprava za impulzno zajemanje minutnih in petnajstminutnih

podatkov iz obračunskih in kontrolnih števcev, - merilna naprava za kvaliteto električne energije.


29

Zaradi poenotenja celotnega stikališča se spremenijo nazivi polj in oznake na zbiralkah. Po zaključeni obnovi bo 110 kV stikališče sestavljeno iz naslednjih polj:

- 110 kV TR polje TR1 (E01), - 110 kV TR polje TR2 (E02), - 110 kV Zvezno in merilno ozemljilno polje (E03), - 110 kV DV polje Trbovlje (E04), - 110 kV DV polje Hrastnik (E05), - 110 kV DV polje Podlog (E07), - 110 kV DV polje Selce I (E08), - 110 kV DV polje Selce II (E10).

4.3 Upoštevana zakonodaja [5], [6]

• Zakon o graditvi objektov (Ur. l. RS 102/2004 ZGO – 1 – UPB1, 126/2007 ZGO – 1B, 108/2009 ZGO – 1C),

• Zakon o urejanju prostora (Ur. l. RS 110/2002 ZUreP – 1), • Zakon o varstvu okolja (Ur. l. RS 39/2006 ZVO – 1 – UPB1, 70/2008 ZVO – 1B,

108/209 ZVO – 1C), • Uredba o vrstah posegov v okolje (Ur. l. RS 78/2006, 72/2007, 32/2009), • Uredba o elektromagnetnem sevanju v naravnem in življenjskem okolju (Ur. l. RS

70/1996), • Pravilnik o prvih meritvah in obratovalnem monitoringu za vire elektromagnetnega

sevanja ter o pogojih za njegovo izvajanje (Ur. l. RS 70/1996), • Pravilnik o EMC (Ur. l. RS 132/2006), • Zakon o javnih naročilih (Ur. l. RS 36/2004 ZJN – 1 – UPB1), • Zakon o vodah (Ur. l. RS 67/2002 ZV – 1, 57/2008 ZV – 1A), • Zakon o varnosti in zdravju pri delu (Ur. l. RS 56/1999 ZVZD, 64/2001 ZVZD –

A), • Uredba o zagotavljanju varnosti in zdravja pri delu na začasnih in premičnih

gradbiščih (Ur. l. RS 83/2005), • Zakon o standardizaciji (Ur. l. RS 59/1999 ZSta – 1), • Zakon o gradbenih proizvodih (Ur. l. RS 52/2000 ZGPro), • Pravilnik o podrobnejši vsebini projektne dokumentacije (Ur. l. RS 35/1998,

64/1999, 41/2001), • Pravilnik o ravnanju z odpadki, ki nastanejo pri gradbenih delih (Ur. l. RS 3/2003,

50/2004), • Pravilnik o tehničnih normativih za elektroenergetske postroje nazivne napetosti

nad 1000 V, • Pravilnik o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z

nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, • Pravilnik o tehničnih normativih za nosilne jeklene konstrukcije, • Zakon o katastru komunalnih naprav, • Pravilnik o varstvu pri gradbenem delu, • Pravilnik o tehničnih normativih za beton in armiran beton.


30

5 DIMENZIONIRANJE VN APARATOV IN NAPRAV RTP 110/20 kV Laško je dimenzionirana za normalno obratovalno stanje, kot prikazuje topološka shema na sliki 5.1. To je obratovanje treh dovodnih 110 kV daljnovodov, dveh odvodnih 110 kV daljnovodov in dveh energetskih transformatorjev 110/20 kV, 20 MVA. Ker bomo izbirali opremo 110 kV stikališča smo se z izračunom omejili le na omenjeni del.

Slika 5.1: Topološka shema RTP Laško v normalnem obratovalnem stanju 5.1 Nazivne razmere Nazivne razmere na 110 kV nivoju: U1n = 110 kV Nazivne vrednosti določajo porabniki. Ker je v RTP transformator že nameščen upoštevamo podatke transformatorja in izračunamo nazivni tok:

A 105A 97,1041103

20

3 1

≈=⋅

=⋅

=n

TRTR

U

SI

(5.1)

Daljnovodi so grajeni z vrvjo Al/Fe 240/40 mm2. Tako je nazivni tok priključnih 110 kV daljnovodov določena z vrvmi daljnovoda, podan v tabeli v [9], stran 12-4:

A 645mm 240/40 Al/Fe 2 ==DVI (5.2)

DV 110 kV

DV 110 kV

DV 110 kV DV 110 kV

DV 110 kV

Q0

RTP Laško Zbiralke 110 kV

Sk" = 3867,7 MVA Ik" = 20,3 kA

110/20 kV

110/20 kV Q9

Q9

Q9 Q0

Q0 Q1

Q1

Q1

Q1

Q1

Q1

Q1 Q0

Q0

Q0

Q0

Q9

Q9


31

Nazivne razmere na 20 kV

U2n = 21 kV Nazivni tok transformatorja na sekundarni strani, z nazivno napetostjo 21 kV, izračunamo po enačbi 5.1, le da upoštevamo napetost na sekundarni strani transformatorja:

A 550A 86,549213

20

3 2

≈=⋅

=⋅

=n

TRTR

U

SI

5.2 Kratkostične razmere Po podatkih EIMV, Referat št. 1933, iz leta 2008, je pričakovana kratkostična moč na 110 kV zbiralkah RTP Laško 3867,7 MVA [7].

MVA7,3867" Sk =

Tok kratkega stika znaša:

kA 3,201103

7,3867

3

"" =

⋅=

⋅=

n

kk

U

SI

(5.3)

Impedanca omrežja:

Ω=⋅

⋅=

⋅

⋅= 44,3

3,203

1101,1

"3 k

nQ

I

UcZ

(5.4)

Ω=⋅=⋅= 423,344,3995,0995,0 ZX Q

(5.5)

Ω=⋅=⋅= 3423,0423,31,01,0 XRQ

(5.6) Kjer pomeni:

Sk˝ – kratkostična moč [MVA] Ik˝ – tok kratkega stika [kA] c – napetostni faktor za Un

ZQ – kratkostična impedanca omrežja [Ω] XQ – induktivna kratkostična upornost omrežja [Ω] RQ – ohmska kratkostična upornost omrežja [Ω]


32

746,198,002,198,002,1 423,3

3423,033

=⋅+=⋅+=

⋅−

⋅−

ee X

R

κ (5.7)

kA 13,513,202746.1"2 =××=××= ku Ii κ (5.8) Kjer pomeni:

iu – udarni tok kratkega stika [kA] κ – faktor, ki je odvisen od razmerja R/X

Ker je omrežje in s tem kratek stik oddaljen od generatorja, upoštevamo da je izklopilni tok kratkega stika (II) enak začetnemu toku kratkega stika (Ik

'') [8], stran 50: kA 3,20"== kI II (5.9)

5.3 Izbira 110 kV opreme Vsa vgrajena oprema na 110 kV strani mora ustrezati nazivnim in kratkostičnim razmeram na objektu:

In = 645 A – nazivni tok daljnovoda, In = 105 A – nazivni tok transformatorja, Sk

'' = 3867,7 MVA, Ik

'' = 20,3 kA, iu = 51,13 kA.

Glede na nazivne razmere (podane na začetku poglavja 5.3), mora VN oprema zadovoljiti pogojem za posamezni aparat.

5.3.1 Odklopnik Odklopnik je tisti mehanski stikalni aparat, ki je sposoben vklopiti, prevajati in izklopiti tok v normalnih obratovalnih pogojih in tudi izrednih pogojih, kot je kratek stik. Izbira nazivne napetosti:

Ur = 123 kV

Izbira nazivnega toka za odklopnik v daljnovodnem polju:

Ir = 800 A

Glede na podano vrednost zapisano v enačbi 5.2, izberemo naslednjo večjo vrednost po tabeli v [9], stran 2-24.


33

Izračun temperaturno kratkotrajnega zdržnega Ithe:

kA 3,211013,20" =+⋅=+⋅= nmII kthe (5.10)

m = 0,1 n = 1

Faktorja m in n sta numerična faktorja, ki jih izberemo iz grafa na strani 220 [8]. Izbira nazivnega kratkotrajnega zdržnega toka Ithr:

Ithr = 25 kA (5.11) Vrednost toka Ithr izberemo iz standardnih vrednosti toka, podan [8], stran 224. Pri izbiri toka Ithr moramo upoštevati pogoj:

kA 25kA 3,21 ≤

≤ thrthe II

s 1s 1,0 ≤

≤ hrk TT

(5.12)

Kjer pomeni:

Tk – čas trajanja kratkega stika [s] Tkr – nazivno trajanja kratkega stika [s] (= 1 s)

Izračun nazivnega temenskega zdržnega toka Idyn:

Tok Idyn mora biti istočasno tudi večji od izračunanega udarnega toka iu (enačba 5.8).

kA 5,62255,25,2 =⋅=⋅= thrdyn II > kA 13,51=ui (5.13)

Izbira nazivne kratkostične izklopne zmogljivosti (KIZ):

Kratkostično izklopno zmogljivost KIZ izberemo iz standardnih vrednosti toka, podan [8], stran 224, ki mora biti naslednja večja vrednost od izračunanega izklopilnega toka II (enačba 5.9).

kA 3,20=II → kA 25=KIZ (5.14)


34

Izbira nazivne kratkostične vklopne zmogljivosti (KVZ):

Kratkostična vklopna zmogljivost KIZ mora biti večja od kratkostične izklopne zmogljivosti KIZ (enačba 5.14), istočasno tudi večja od izračunanega udarnega toka iu (enačba 5.8).

kA 5,62255,25,2 =⋅=⋅= KIZKVZ > kA 13,51=ui (5.15)

5.3.2 Ločilnik Ločilnik je mehanski stikalni aparat, ki je sposoben trajno prevajati tok v normalnih obratovalnih pogojih, prav tako pa določen čas tudi tok kratkega stika. Ločilnik ni sposoben vklopiti in izklopiti tokov v normalnem, kot tudi ne v nenormalnem obratovalnem stanju, kot je kratek stik. Njegova prvenstvena naloga je vidna ločitev delov pod napetostjo od delov v breznapetostnem stanju. Pri izbiri ločilnika opremo prav tako izberemo glede na nazivne razmere (podane na začetku poglavja 5.3). Tudi vsi izračuni (od enačbe 5.14 do 5.17) so enaki kot za odklopnik. Izbira nazivne napetosti:

Ur = 123 kV

Izbira nazivnega toka za ločilnik v daljnovodnem polju:

Ir = 800 A

Glede na podano vrednost zapisano v enačbi 5.2, izberemo naslednjo večjo vrednost po tabeli v [9], stran 2-24. Izračun temperaturno kratkotrajnega zdržnega Ithe:

kA 3,211013,20" =+⋅=+⋅= nmII kthe

m = 0,1 n = 1

Faktorja m in n sta numerična faktorja, ki izberemo iz grafa na strani 220 [8].


35

Izbira nazivnega kratkotrajnega zdržnega toka Ithr:

Ithr = 25 kA

Vrednost toka Ithr izberemo iz standardnih vrednosti toka, podan [8], stran 224. Pri izbiri toka Ithr moramo upoštevati pogoj:

kA 25kA 3,21 ≤

≤ thrthe II

s 1s 1,0 ≤

≤ hrk TT

Kjer pomeni:

Tk – čas trajanja kratkega stika [s] Tkr – nazivno trajanja kratkega stika [s] (= 1 s)

Izračun nazivnega temenskega zdržnega toka Idyn:

Tok Idyn mora biti istočasno tudi večji od izračunanega udarnega toka iu (enačba 5.8).

kA 5,62255,25,2 =⋅=⋅= thrdyn II > kA 13,51=ui

Vrednosti nazivne kratkostične izklopne zmogljivosti (KIZ) in nazivne kratkostične vklopne zmogljivosti (KVZ) pri ločilniku nista pomembni, saj ločilnik ne izklapljamo oz. vklapljamo pri nazivnih vrednostih, kaj šele pri kratkostičnih, temveč le v neobremenjenem stanju. Slika 5.2 predstavlja enočrtno shemo celotnega 110 kV stikališča RTP Laško, kjer je prikazana vsa primarna oprema, kot so: - zbiralnični ločilniki (Q1 in Q2), - odklopniki (Q0), - daljnovodni ločilniki z ozemljitvenimi noži (Q9+Q8), - tokovni instrumentni transformator (TIT), - napetostni instrumentni transformator (NIT), - prenapetostni odvodnik (PO).


36

Slika 5.2: Enočrtna shema RTP Laško


37

5.4 Opis 110 kV povezav VN opreme Povezave med VN aparati posameznega stikalnega polja so izvedene z Al/Fe vrvjo 240/40 mm2, kar ustreza glede termične vrednosti v primeru kratkega stika. Glede na tokovno obremenitev so ti vodniki tudi pravilno izbrani glede na to, da so vodniki priključnih daljnovodov Al/Fe 240/40 mm2. Nazivna obremenitev Al/Fe vrvi preseka 240/40 mm2 je 645 A tabela v [9], stran 12-4, kar pomeni 122.9 MVA prenosne moči. Transformator 110/20 kV moči 20 MVA ima nazivni tok I110 = 104,97 A (enačba 5.1).

5.4.1 Strelovodna zaščita Za zaščito pred atmosferskimi prenapetostmi je stikališče 110 kV opremljeno s strelovodnimi vodniki E–AlMg/Fe 95/55 mm2, ki so vpeti na konice portalov. Celotna strelovodna napeljava je povezana na osnovno ozemljilno mrežo RTP Laško. Takšna konfiguracija strelovodne zaščite zadovoljivo ščiti stikališče pred neposrednim udarom strele. 5.5 Koordinacija izolacije Visokonapetostne naprave v stikališču 110 kV in 20 kV v RTP so podvržene različnim prenapetostim, kot so:

• atmosferske prenapetosti, • pogonske prenapetosti nazivne frekvence 50 Hz, • prenapetosti pri vklopih in izklopih, • prenapetosti kot posledica prehodnih pojavov:

o od zemeljskega stika preko loka, o od resonance višjih harmonskih valov, o od feroresonance.

Večino prenapetosti povzročajo atmosferske prenapetosti, zato je celotna koordinacija izolacije (uskladitev dielektričnih trdnosti opreme s karakteristikami zaščitnih naprav) zasnovana le na vpliv atmosferskih prenapetosti. Vse vgrajene naprave morajo izpolnjevati zahteve standarda stopnje izolacije. Tabela 5.1: Vrednosti nazivnih in zdržnih napetosti [8], stran 229 Nazivna napetost UN [kV]

Nazivna napetost opreme UM [kV]

Nazivna zdržna atmosferska udarna napetost (temenska vrednost) UP [kV]

Nazivna zdržna napetost omrežne frekvence (efektivna vrednost) UD [kV]

20 24 125 50 110 123 550 230


38

Kot je prikazano v tabeli 5.1 mora oprema ustrezati naslednjim pogojem: • 20 kV oprema:

o nazivna zdržna atmosferska udarna napetost temenske vrednosti 125 kV, o nazivna zdržna napetost omrežne frekvence efektivne vrednosti 50 kV.

• 110 kV oprema: o nazivna zdržna atmosferska udarna napetost temenske vrednosti 550 kV, o nazivna zdržna napetost omrežne frekvence efektivne vrednosti 230 kV.

5.6 Opis izvedbe ozemljitve stikališča Ozemljitveni sistem v RTP Laško sestavljajo:

• osnovna ozemljitvena mreža z vrvjo Cu 150 mm2, • zazankana vrv Cu 95 mm2 v stikališču 110 kV, • v zemljo vbetonirani deli kovinskih konstrukcij stikališča 110 kV, • medsebojno varjene armature temeljev gradbenih objektov na območju RTP, • ozemljitve stebrov daljnovodov, ki so opremljeni z zaščitno vrvjo, priključeno na

ozemljitveni sistem RTP, Na ozemljitveni sistem so v skladu s predpisi priključene naslednje ozemljitve:

• visokonapetostna zaščitna ozemljitev, • visokonapetostna obratovalna ozemljitev, • nizkonapetostna zaščitna ozemljitev, • nizkonapetostna obratovalna ozemljitev, • strelovodna ozemljitev.

Ozemljitve v RTP Laško so izvedene s Cu vodnikom preseka 95 mm2. Za zmanjšanje potencialnih razlik med napravami in zmanjšanju elektromagnetnih motenj se po trasi poteka krmilno signalnih kablov vgradi kompenzacijske bakrene vodnike minimalnega preseka 95 mm2. Presek ozemljilnega voda mora ustrezati zahtevam termičnih obremenitev in presek Cu vrvi ne sme biti manjši od 95 mm2. Za ozemljitev konstrukcij, naprav in ozemljitvene mreže se uporabi Cu vrv preseka 95 mm2. Vse kovinske podstavke VN opreme v 110 kV stikališču je potrebno povezati z osnovnim ozemljilom enakega preseka (Cu vrv preseka 95 mm2) in morajo biti dvostransko ozemljeni preko dveh vijačnih spojev. Osnovno ozemljitveno mrežo 110 kV stikališča prikazuje slika 5.3.


39

Slika 5.3: Osnovna ozemljitvena mreža RTP Laško [20]


40

6 PREDSTAVITEV VN OPREME 110 kV STIKALIŠČA 6.1 Odklopnik 110 kV Magrini Galileo, tip SB6 [14] Odklopnik SB6 je plinski odklopnik, ki kot dielektrik uporablja plin SF6. Njegova posebnost je plinsko dinamični pogon (ang. gas-dynamic operating mechanism), ki kot pogonsko sredstvo uporablja plin SF6.

Slika 6.1: Odklopnik SB6


POGONSKA OMARICA

POGONSKI DEL S KOMPRESORJEM


41

6.1.1 Opis odklopnika SB6 odklopnik ima tri neodvisne pole z integriranim pogonom. Vsak pol stoji na svojem podstavku in je električni povezan (z dvema nizkonapetostnima kabloma) s pogonsko omarico, ki je montirana v bližini polov.

Slika 6.2: Odklopnik SB6 Vsak pol je sestavljen iz dveh delov in sicer:

• zgornji del predstavljata prekinjevalna komora in komora s pogonskim drogom; to je visokotlačni del odklopnika (nazivni tlak plina SF6 znaša 0,54 MPa (5,4 bar) pri temperaturi 20°C),

• spodnji del predstavlja pogonski del s kompresorjem in pogonskim cilindrom; to je nizkotlačni del odklopnika, v katerem je vakuum 0,035 MPa (0,35 bar) pri temperaturi 20°C.

Odklopnik ima vgrajeno kontrolo gostote plina SF6 v visokotlačnem delu in presostat v nizkotlačnem delu (oba merilnika se nahajata v pogonskem delu odklopnika). Nizkotlačni in visokotlačni del sta zatesnjena z dvojnimi tesnili.


POGONSKI DROG

POGONSKI DEL

POGONSKA OMARICA


42

6.1.2 Podatki odklopnika Tabela 6.1: Tehnični podatki odklopnika SB6 Nazivna napetost [kV] 123 145 170 245 Nazivna frekvenca [Hz] 50-60 Nazivni tok [A] 3150 3150 - 4000 Nazivna kratkostična vklopna zmogljivost [kA]

80 – 100 80 – 100 80 – 100 80 – 100

Nazivna kratkostična izklopna zmogljivost [kA]

31,5 – 40 31,5 – 40 31,5 – 40 31,5 – 40 - 50

Delovanje Enopolno Delovni cikel O – 0,3 s – CO – 1

3 min – CO CO – 15 s – CO

Skupni izklopilni čas [ms] < = 50ms

6.1.3 Visokotlačni del Sestavljen je iz:

• prekinjevalne komore, ki deluje na principu prisiljenega izpiha obloka in vsebuje: o fiksni kontakt (glavna in obločna funkcija sta ločeni), o gibljivi kontakt (glavna in obločna funkcija sta ločeni), o naprava za omejitev pritiska, o sušilna naprava – molekularno sito;

• podpornega valja, ki vsebuje: o izolacijsko palico (pogonska), ki povezuje gibljivi kontakt s pogonskim

mehanizmom, o filter, ki preprečuje vdor nastalih "saj", pri razkroju plina, v pogonski del, o sistem tesnil med visoko in nizkotlačnim delom.

6.1.4 Princip prekinitve obloka Princip prekinitve obloka uporabljen v odklopniku SB6 je standardni princip prisiljenega izpiha obloka s "puffer" cilindrom. Delovanje je prikazano na sliki 6.3. Pri operaciji izklopa, pride do močnega gibanja plina SF6 med obločnimi kontakti, kar ustvari bat, ki je sestavni del gibljivega kontakta. Plin, ki se nahaja v notranjosti "puffer" cilindra se stisne zaradi relativnega gibanja cilindra proti fiksnemu batu. Posledica tega je razširitev plina med obločne kontakte, kar izpihne oblok. Ta princip je znan kot samoizpih (ang. "self – blast" effect).


43

Slika 6.3: Princip prekinitve obloka Za uspešen izpih je potrebno zadosti hitro gibanje kontakta, ki znaša cca. 34 m/s. Hod gibljivega kontakta je pri 110 kV odklopniku cca. 17 cm. Da pa dosežemo takšno hitrost je potreben zadosten tlak plina v komori. V kolikor bi izpadel pogon, bi se tlak plina po delovnem ciklusu (zapisan v tabeli 6.1) toliko zmanjšal, da odklopnik ne bi bil dovolj hiter, zato se po tem ciklusu odklopnik samodejno blokira, in sicer:

• blokada vklopa, pri 0,475 MPa (4,75 bar) in temperaturi 20°C, • blokada izklopa, pri 0,46 MPa (4,6 bar) in temperaturi 20°C.

Osnovna komora je mehansko, termično in dielektrično testirana za kratkostične tokove do 40 kA skladno s IEC standardi.

Na sliki 6.4 so prikazani glavni sestani deli prekinitvene komore:

1. fiksni obločni kontakt, 2. gibljivi obločni kontakt, 3. fiksni glavni kontakt, 4. gibljivi glavni kontakt, 5. "puffer" cilinder (bat) 6. tokovni kontakti, 7. tulec, ki oblikuje izpih plina in obloka.

Slika 6.4: Prekinjevalna komora

6.1.5 Nizkotlačni del To je pogonski del odklopnika. Vsebuje naslednje dele:

• glavni delovni cilinder z dvosmernim batom,

6

1

2

4

3

5

7


44

• dve skupini ventilov: ena za operacijo vklopa, druga za operacijo izklopa, • za izklop sta uporabljeni dve izklopni tuljavi, za vklop pa ena, • krmilne napetosti so standardne 110 – 230 V DC; možno pa je naročiti tudi za

druge napetostne nivoje, • poseben sistem listnih vzmeti oz. vzvodovja dovoljuje samo dva položaja

kontaktov, to je odprto ali zaprto (vmesni položaj ni mogoč), • kompresor v vsakem polu, po vsaki operaciji zagotovi nazivni pritisk plina v

prekinjevalni komori; lamelni kompresor je enofazni za 230 V, 50 Hz; možno pa je tudi enosmerno napajanje (vgrajen dodatni pretvornik),

• signalno sklopko, ki je mehansko povezana z gibljivim kontaktom, • signali in napajanje pogona odklopnika je izvedeno preko dveh nizkonapetostnih

kablov in konektorjev, • mehanski indikator položaja (vklop – izklop), ki je direktno povezan na premični

drog, • presostat in merilec gostote plina.

Na sliki 6.5 je prikazan poenostavljen model pola, na sliki 6.6 pa prerez enega pola stikala z označenimi glavnimi deli.

Slika 6.5: Poenostavljena shema odklopnika

Pogonska palica Nazivni visok tlak SF6

Nizek tlak SF6 – vakum Izklopni ventili

Vklopni ventili

Signalna sklopka Mehanski indikator položaja

Delovni cilinder


45

Slika 6.6: Prerez pola odklopnika

Zgornji VN priključek

Molekularno sito

Fiksni kontakt

Gibljivi kontakt

Zgornji porcelanasti izolator

Visokotlačni del (nazivni pritisk)

Nizkotlačni del

Spodnji VN priključek

Izolacijska palica - pogonska Filter

- Ventil za plin - Kabelski

konektorji

Ohišje vklopnih ventilov

Ohišje izklopnih ventilov

Cilinder z dvosmernim batom

Indikator položaja

Spodnji porcelanasti izolator

Vzmeti za pozicijo

Kompresor

Signalna sklopka

- Presostat - Merilec gostote

plina

Izklopni tuljavi

Vklopna tuljava


46

6.1.6 Princip delovanja Vsak pol odklopnika ima svoj pogonski mehanizem, kjer predstavlja pogonsko sredstvo plin SF6. V odklopniku je isti plin uporabljen kot dielektrik in izolator v prekinjevalni komori ter kot pogonsko sredstvo. Energija za premik gibljivega kontakta je shranjena v razliki tlakov med visokotlačnim in nizkotlačnim delom. Shranjena energija v tlaku plina je velikostnega razreda 1500 – 2000 J. Energija potrebna za operacijo izklopa oz. vklopa pa znaša manj kot 2% te vrednosti. Plin SF6 premika bat v glavnem cilindru, ki je mehansko povezan z gibljivim kontaktom. Uporabljeni sta dve skupini ventilov, ki skrbita, da pride plin na eno ali drugo stran bata v glavnem cilindru ter se tako izvrši vklop ali izklop odklopnika. V vsaki skupini je elektro ventil, servo ventil in glavni pnevmatski ventil. Pri vsaki operaciji, vklop ali izklop, "vdre" nekaj plina preko ventilov iz visokotlačnega dela – prekinjevalne komore, v nizkotlačni del – pogonski del. S tem se zmanjša pritisk v visokotlačnem delu. Za nadaljnje delo je potrebno vzpostaviti zadostno razliko v pritiskih med visoko in nizkotlačnim delom, kar izvrši kompresor, ki prečrpa plin iz nizkotlačnega dela nazaj v visokotlačni. S tem se ponovno vzpostavi nazivno stanje pritiskov. Kompresor je nameščen v pogonskem delu posameznega pola, napaja pa se preko nizkonapetostnih kablov, ki so priključeni na pogonski del. Kompresor je hermetično zaprt. Poudariti je potrebno, da je v normalnem stanju razlika v tlakih tako velika, da je tudi ob izpadu delovanja kompresorja zagotovljeno delovanje v delovnem ciklu O – CO – CO. Delovanje kompresorja proži presostat, ki meri tlak plina v nizkotlačnem delu (vakumu) pola. Presostat je temperaturno kompenziran. Delovanje kompresorja ni neposredno povezano z vklopom oz. izklopom odklopnika, ampak je odvisno samo od tlaka plina. V kolikor v prekinjevalni komori ni zadostna gostota plina (zadosten pritisk) se odklopnik blokira. Gostoto plina meri merilec gostote.

6.1.7 Delovanje vklopa in izklopa Gibljiv kontakt je preko izolacijske pogonske palice mehansko povezan z batom v glavnem cilindru, ki je premičen v dveh smereh. Premik bata je kontroliran z dvema skupinama ventilov. Ena skupina služi za vklop, druga za izklop. Premik bata omogoči razširitev plina SF6 iz visokotlačnega v nizkotlačni del. Vsaka skupina vključuje enosmerni elektro ventil in dva pnevmatska ventila povezana v serijo, en imenovan servo ventil, drugi pa glavni ventil. Elektro ventila v posamezni skupini sta med seboj enaka, prav tako servo ventila. Glavna ventila pa sta med seboj različna. Razlikujeta se v velikosti vstopnih odprtin, kar je posledica dejstva, da je za operacijo izklopa potrebna večja energija, kot za operacijo vklopa. Servo ventil služi kot vmesni člen med elektro ventilom in glavnim ventilom, kar zagotavlja pravilno pnevmatsko operacijo, neodvisno od dolžine električnega vklopnega oz. izklopnega impulza. V kolikor sta zaradi načina delovanja odklopnika vgrajeni dve izklopni tuljavi, sta s tem v izklopni kombinaciji ventilov dva elektro ventila. Točna pozicija gibljivega kontakta je zagotovljena z "vzmetmi za pozicijo". Celotno kombinacijo listnih vzmeti proizvajalec imenuje "bistabilna kombinacija", saj lahko v


47

statičnih razmerah zavzame samo eno od obeh možnih pozicij (torej vklopljeno ali izklopljeno). Ob tem pa te vzmeti zmanjšajo udarec na koncu giba (v eno ali drugo smer). Ves plin, ki je potreben za operacijo, potuje skozi filter, ki zadrži vse saje, ki nastanejo pri razpadu plina, zaradi električnega obloka v gasilni komori. Vklopni čas odklopnika je krajši kot 50 ms, izklopni čas pa cca. 30 ms. Sekvenca izklopa

Električni impulz za izklop (izklopna komanda) povzroči pritegnitev elektro ventila. S tem je odprta pot plinu SF6, ki je pod visokim pritiskom v vodu, do servo ventila, katerega plin odrine. Na ta način se sprosti pot plinu, ki je bil zadržan na zadnji strani glavnega odpiralnega ventila. Pritisk na zadnji strani ventila pade in pritisk v vodu odrine ventil, s čemer je odprta pot plinu pod visokim pritiskom na zgornjo stran glavnega bata v glavnem cilindru. Sedaj se izvrši operacija izklopa (glavni bat se pomakne navzdol in za seboj povleče gibljivi glavni kontakt). Plin pod nizkim pritiskom na spodnji strani glavnega bata je izrinjen v nizkotlačni del odklopnika skozi režo v glavnem zapiralnem ventilu. Ko je trajanje električnega impulza končano, elektro ventil spusti in se vrne v mirovno lego. V primeru, da električni impulz še vedno traja, ga malo pred koncem operacije kontakt signalne sklopke prekine in elektro ventil se spet vrne v mirovno lego. Na koncu operacije se odvečni plin odvede skozi posebno cevko povezano z nizkotlačnim delom. Sedaj se tudi servo ventil vrne v mirovno lego. Z vrnitvijo servo ventila v mirovno lego so vzpostavljeni pogoji za ponovno vzpostavitev visokega pritiska na zadnji strani bata glavnega odpiralnega ventila, kar povzroči premaknitev glavnega odpiralnega ventila v prejšnjo lego. S tem zapre pretok plina pod visokim pritiskom do zadnje strani glavnega bata in odpre reže, ki omogočijo da plin z zgornje strani bata odteče v nizkotlačni del. Ko je ta proces končan, "bistabilna kombinacija", ki je sedaj že prešla svojo mrtvo točko, trdno obdrži bat v spodnji legi in s tem tudi gibljivi kontakt odklopnika v pozicijo izklopa. Sekvenca vklopa

Vklop poteka na identičen način kot izklop, le da so v funkciji ventili za vklop, s katerimi se plin pod visokim pritiskom iz prekinjevalne komore, dovede na spodnjo stran bata v glavnem cilindru. To povzroči premik bata navzgor in s tem vklop odklopnika.

6.1.8 Vzdrževanje pritiska v prekinjevalni komori Pri vsaki operaciji vklopa ali izklopa nekaj plina iz prekinjevalne komore odklopnika preko sistema ventilov vdre v pogonski del. S tem se delno zmanjša tlak v prekinjevalni komori, malo pa poveča v pogonskem delu. Za normalno delovanje odklopnika je potreben zadosten pritisk v prekinjevalni komori, s čimer je dosežena potrebna dielektrična in izolacijska trdnost. Prav tako pa je za zagotovitev zadostne energije za operacijo vklopa oz. izklopa potrebna zadostna razlika v tlakih v visokotlačnem in nizkotlačnem delu


48

odklopnika. Zato je potrebno prečrpati plin SF6 nazaj v visokotlačni del, za kar poskrbi kompresor nameščen v pogonskem delu odklopnika. Plin se prečrpa preko oljnega separatorja in povratnega ventila. Presostat sproži delovanje kompresorja vsakokrat ko zazna spremembo pritiska. Kompresor deluje nato tako dolgo, da vzpostavi normalno stanje pritiskov. Tolerance pri izdelavi so tako majhne, da praktično ni uhajanja plina iz visokotlačnega dela v nizkotlačni. Zato se redkokdaj zgodi, da se zaradi puščanja vklopi kompresor. Tesnila, ki preprečujejo uhajanje plina v okolico oz. vdor zunanjega zraka v odklopnik, so dvojno statični, s čimer je bistveno izboljšana plinotesnost odklopnika. 6.2 Odklopnik 110 kV Magrini Galileo, tip SB6m [15] Odklopnik tipa SB6 je odklopnik, ki uporablja plin SF6 kot sredstvo za prekinitev električnega obloka in za izolacijo. Predviden je za zunanjo montažo v transformatorskih postajah do 170 kV.

Slika 6.7: Odklopnik SB6m

POGONSKA OMARICA


POGONSKI DEL ODKLOPNIKA


49

6.2.1 Splošne značilnosti Gre za odklopnike, ki uporabljajo tehniko »puffer« (samougašajoč), ki proizvaja in regulira pretok plina SF6, potrebnega, da ugasne električni lok med fazo izklopa. Odklopnik se krmili s komando na elektromehanično vzmeti pogon tipa GMh.

Slika 6.8: Odklopnik SB6m Na sliki 6.8 predstavljajo:

1. Izklopni poli 2. Okvir 3. Krmilna omara 4. Indikator položaja 5. Naprava za merjenje gostote plina 6. Ozemljitveni priključek 7. VN priključek 8. Vmesni priključek 9. NN krmilna omarica


50

6.2.2 Tehnični podatki Tabela 6.2: Tehnični podatki odklopnika SB6m

Tip odklopnika SB6 m enopolni Verzija SB6 m 123 SB6 m 145 SB6 m 170 Nazivna napetost kV 123 145 170 Nazivna preskusna napetost pri industrijski frekvenci

kV rms 230 275 325

Nazivna atmosferska udarna napetost kV 550 650 750 Nazivna frekvenca Hz 50/60 Nazivni tok A 3150 Nazivna kratkostična izklopna zmogljivost

kA 31,5/ 40 40 31,5

Nazivna kratkostična vklopna zmogljivost

kAp 80-82/100-104 100-104 80-82

Nazivni čas kratkega stika s 3 Operativna referenčna sekvenca O-0.3s CO-3min-CO

O-0.3s-CO-1min-CO CO-15s-CO

Prekinitveni čas ms ≤50 Čas odpiranja ms ≤30 Čas zapiranja ms ≤82 Plazilna pot med fazo in zemljo mm/kV Plazilna pot med terminali mm/kV

25 (std) ali 31(opcija)

Temperaturni doseg ºC -30/+40;+55 -30/+40;+55 -30/+40;55 Tolerirani potresni pospešek G 0,3 ali 0,5 Napajalna napetost motorja za napenjanje vzmeti

V 48-110-125-220-250 Vdc 115-127-208-220-230V 50/60 Hz

Napetost pomožnih tokokrogov V 48-110-125-220-250 Vdc

6.2.3 Poli odklopnika V vsaki fazi je en pol odklopnika. Pol je zaprt element, sestavljen iz porcelana in komponente aluminijske zlitine z izolacijo. Pol je predviden za pokončno postavitev na podlago, na katero je pritrjen z vijaki. Poli so vsi enaki in vsebujejo vzmet za odpiranje, ki vsakemu zagotavlja dovolj rezervne energije, za vsak primer med obratovanjem in pri normalni napolnitvi s plinom SF6.

6.2.4 Opis delovanja Postopek odpiranja

Opis postopka odpiranja odklopnika:

a) začetni položaj: odklopnik zaprt, • glavni kontakti in ločni kontakti so pritegnjeni, vzmet za odpiranje je

stisnjena,


51

• z operacijo odpiranja se sprosti vzmet za odpiranje in potisne kontakte v položaj »odprto«.

b) premični kontakti se premaknejo s pomočjo vzmeti. Plinu v kompresijskem prostoru (puffer) se poveča pritisk. Ločni kontakti prevajajo tok tudi po ločitvi glavnih kontaktov,

c) ločni kontakti se ločijo in se pojavi električni tok v plinu. Plin v kompresijskem prostoru se usmeri med zidovi šobe in kanalom ločnega kontakta in ga ohladi,

d) končno stanje: odklopnik je odprt: ko tok doseže nično vrednost, je lok ugasnjen in tok plina ponovno vzpostavi dielektrično trdnost izolacije med glavnimi kontakti preden dosežejo končno pozicijo odprto.

Ionizirani plin med oblokom hitro vzpostavi stabilne molekule plina SF6. Odpadki se prečistijo in obdržijo s specialnimi vpojnimi materiali. Električni ločni oblok se omeji na ločni kontakt, ki je narejen iz zelo odpornega materiala, medtem ko se glavni kontakti med prevajanjem toka ne poslabšajo.

Legenda:

1. Glavni kontakti 2. Ločni kontakti 3. Šoba 4. Kompresijski

prostor (puffer)

Slika 6.9: Postopek odpiranja odklopnika Postopek zapiranja

Zaporedje postopka zapiranja poteka v obratni smeri, kot je bilo opisano v postopku odpiranja. Ločni kontakti se zaprejo po zelo kratkem električnem pred loku (< 1ms) tako, da prehitijo vključitev glavnih kontaktov. V postopku vklopa se vzmeti za odpiranje napnejo s pomočjo vklopnih vzmeti in so pripravljene za delovanje do naslednjega postopka, sprožijo jih pripadajoči elementi za vpenjanje.


52

6.2.5 Spremljanje pritiska plina SF6 Nivo napolnjenosti plina nadzoruje merilni instrument za pritisk, ki upošteva zunanjo temperaturo. V primeru padanja gostote plina se sproži alarm (prvi nivo). V primeru, da se padanje gostote plina nadaljuje, se sproži signal za blokado (drugi nivo). Ta drugi signal preprečuje katerokoli upravljanje odklopnika ali aktivira avtomatično odpiranje, skladno z električnimi povezavami.

6.2.6 Pogonski mehanizem Odklopnik SB6 je opremljen z GMh pogonskim mehanizmom. Energija potrebna za zagon mehanizma delovanja je shranjena v spiralnih vzmeteh.

Legenda: 1. Gred 2. Delovna ročica 3. Vzmet za zapiranje 4. Vzmet za odpiranje 5. Drog pogonskega mehanizma 6. GMh mehanizem delovanja 7. Neodvisni ležaj

Slika 6.10: Enopolni pogonski mehanizem


53

Rezervno delovanje brez ponovnega polnjena: • O – C – O ciklus: na začetku je mehanizem obremenjen, odklopnik pa je v položaju

zaprto, • C – O ciklus: na začetku je mehanizem obremenjen, odklopnik je v položaju

odprto, • O ciklus: na začetku je mehanizem neobremenjen, odklopnik v položaju zaprto.

Rezervno delovanje s ponovnim polnjenjem: • C – 15 s – C – O, • O – C – O – 1 min – C – O.

6.3 Odklopnik 110 kV Areva, tip GL [16] Kot je prikazano na sliki 6.11 in 6.12 je odklopnik sestavljen iz polov odklopnika, šasije, pogonskega mehanizma in podstavkov.

Slika 6.11: Odklopnik GL


POGONSKI DEL ODKLOPNIKA

POGONSKA OMARICA


54

6.3.1 Opis odklopnika Pol odklopnika je sestavljen iz podpornega izolatorja za izolacijo do nazivne obratovalne napetosti in izolacijske komore, v kateri je nameščen prekinjevalni element. Poli odklopnika tvorijo skupaj z razvodom plina SF6 enotno plinsko posodo. Pomični kontakti prekinjevalnega elementa so s pogonskim mehanizmom povezani preko izolacijskih drogov, vzvodov pola in povezovalnih drogov v šasiji. Prekinitev električnega toka, ki predstavlja prehod kontaktnega sistema v izolacijski komori iz stanja prevajanja v stanje izolacije, se vrši v nekaj milisekundah (ms). Med operacijo izklopa se v komori vzpostavi električni oblok, ki ga tok plina ugasne in tako izklopi ter prekine električni tok. V komori odklopnika se potreben tlak za prekinitev obloka vzpostavi s pomočjo električnega obloka kot funkcija električnega toka, ki teče skozi odklopnik. Pogonski mehanizem zagotavlja le energijo, ki je potrebna za pomik kontaktov in za pogon pomožnega bata.

Na sliki 6.12 so označeni elementi:

1.0 Poli odklopnika 2.0 Šasija (kovinsko

ogrodje) 3.0 Vzmetni

pogonski mehanizem

4.0 Podstavki 5.0 Vzmetni

pogonski mehanizem s krmilno enoto

Slika 6.12: Odklopnik GL


55

6.3.2 Tehnični podatki Tabela 6.3: Tehnični podatki odklopnika GL

Tip GL 311-F1 GL 312-F1 Nazivna napetost kV 123 145 Nazivni tok A 3150 3150 Nazivna frekvenca Hz 50/60 50/60 Nazivna zdržna napetost omrežne frekvence 50 Hz, 1 min - proti zemlji kV 230 275 - preko izolacijske razdalje kV 230 275 Nazivna atmosferska zdržna napetost - proti zemlji kV 550 650 - preko izolacijske razdalje kV 550 650 Nazivna kratkostična izklopilna zmogljivost - realna vrednost izmenične komponente kA 40 40 - procent enosmerne komponente % 36 36 Minimalni izklopilni čas ms 35 35 Faktor prekinitve na prvem polu 1.5 1.5 Nazivna prehodna povratna napetost - konična vrednost kV 211 249 - strmina kV/µs 2.0 2.0 Nazivna kratkostična vklopna zmogljivost kA 104 104 Nazivno trajanje kratkega stika s 3 3 Nazivni vrstni red operacij O-0.3s-CO-3min-CO

ali CO-15s-CO Nazivni izklopilni tok dolgega praznega voda A 31.5 50 Nazivni izklopilni tok dolgega praznega kabla A 140 160 Nazivna asimetrična izklopilna zmogljivost kA 10 10 Teža SF6 na odklopnik kg 12 12


56

Tabela 6.4: Tehnični podatki motorno – vzmetnega pogonskega mehanizma

Tip FK3… Motor za napenjanje vklopne vzmeti: Nazivna nepetost (želene vrednosti) - enosmerna napetost V 60/110/125/220/250 - izmenična napetost V 120/230 Dovoljene tolerance napetosti 85 – 110 % Vn Moč motorja W < 750 Čas napenjanja vklopne vzmeti s < 15 Vklopne in izklopne tuljave: Nazivna napetost (zaželena le enosmerna napetost) V 60/110/125/220/250 - dovoljena odstopanja vklopne tuljave 85 – 110 % Vn - dovoljena odstopanja izklopne tuljave 70 – 110 % Vn Moč tuljav - vklopna tuljava W 340 - izklopna tuljava W 340 Minimalno trajanje impulza ms 10 Pomožni tokokrogi: - nazivni tok trajne obremenitve A 10 Izklopna sposobnost pomožnih kontaktov: - pri 220 V izmenične napetosti A 10 - pri 220 V enosmerne napetosti in pri induktivnem bremenu časovne konstantne L/R = 20 ms

A 2

Antikondenzacijski grelec: - nazivna napetost AC V 120 ali 230 - moč porabe W 80

6.3.3 Opis delovanja Delovanje vklopnih in izklopnih tuljav povzroči sprostitev sprožil in s tem sprožitev vzmeti. Energija vzmeti se prenese na pole odklopnika preko vzvoda na zadnji strani mehanizma ter pogonskih in povezovalnih drogov. Napenjanje vklopnih vzmeti

Ko preko stikala napajalnega tokokroga pogonski motor priklopimo na napetost, prične le–ta preko vzvoda napenjalnega zobatega kolesa in napenjalne verige napenjati vklopno vzmet. Operacija napenjanja vzmeti se zaključi, ko napenjalni zatič, ki je povezan na napenjalno verigo, doseže zgornji končni položaj in potisne valjček napenjalnega zobatega kolesa na vklopno sprožilo. Na koncu operacije napenjanja vzmeti doseže razmak zobčenika na pogonskem zobatem kolesu pogonsko pero. Ta položaj omogoča vzvodu in motorju, ki se je preko kontrolnega vzvoda in stikala motorja izklopil, da se postavita v začetni položaj, ne da bi pri tem napela vklopno sprožilo. Stikalo motorja v začetnem položaju omogoča vklop vklopnega tokokroga, kazalo položaja vzmeti pa se pomakne v položaj »vklopna vzmet napeta«.


57

Operacija vklopa

Na osnovi električnega impulza vklopne tuljave ali delovanje ročnega sprožila vklopa se sprosti vklopno sprožilo. Vklopna pogonska gred se zaradi delovanja sile vklopne vzmeti, ki je povezana na pogonsko zobato kolo, pospešeno premakne. Pomični disk udari ob vzvod pogonske gredi in ga pomakne v vklopni položaj. Pogonski drog pola, pogonski vzvod pola in povezovalni drogovi pomaknejo odklopnik v vklopni položaj. Glavni pogonski drog se pri tem zavrti za 60°. Ob koncu operacije vklopa pomični disk spusti glavni pogonski drog na izklopno sprožilo. Pomični disk se pri tem odmakne od vzvoda pogonske gredi, tako da je odklopnik blokiran v vklopljenem položaju in pripravljen na izklop. Med operacijo vklopa se izklopna vzmet napne. Pri tem se odvečna energija ponovno shrani v vklopni vzmeti. Stanje položajnih, kontrolnih in sprožilnih mehanizmov pogona je ob koncu operacije vklopa sledeče:

• Pomožna stikala, ki so povezana na glavno pogonsko gred, so prekinila vklopni tokokrog in izključila izklopni tokokrog. Odklopnik je sedaj mogoče s pomočjo električnega impulza na izklopno tuljavo izklopiti, ponoven vklopni impulz in vklopna operacija pa je v tem položaju onemogočena.

• Vzvod pod glavno pogonsko gredjo blokira vklopno sprožilo in tako mehansko prepreči ponovni vklop.

• Kazalo položaja se s pomočjo glavne pogonske gredi pomakne v položaj vklop. • Stikalo motorja preko kontrolnega diska ponovno vključi tokokrog napajanja

motorja. • Kontakt stikala motorja prekine tokokrog vklopne tuljave. Tako je ponovni vklop

tudi električno blokiran. • Kazalo položaja vzmeti se pomakne v položaj »vklopna vzmet sproščena«.

Ponovno napenjanje vklopnih vzmeti

Ko se operacija vklopa zaključi, kontrolni disk pomakne pomožno stikalo, tako da je vklopni tokokrog sklenjen, motor pa začne ponovno navijati vklopno vzmet. Operacija izklopa

Izklopno sprožilo se sproži s pomočjo električnega impulza na izklopno tuljavo ali s pomočjo ročnega sprožila izklopa. Sprostitev napete izklopne vzmeti povzroči delovanje glavne pogonske gredi in preko nje povezanega odklopnika v izklopljeni položaj. Proti koncu operacije izklopa izklopna zavora upočasni potovanje delov pogonskega mehanizma in kontaktov odklopnika in jih ustavi v končnem položaju izklopa. Stanje položajnih, kontrolnih in sprožilnih mehanizmov je ob koncu operacije izklopa sledeče:

• Pomožno stikalo, priključeno na glavno pogonsko gred, prekine tokokrog izklopne tuljave in hkrati sklene tokokrog vklopne tuljave. Ponovni izklop je tako električno onemogočen, električni impulz za operacijo vklopa pa je ponovno omogočen.

• Vzvod pod glavno pogonsko gredjo ponovno sprosti vklopno sprožilo in tako tudi mehansko omogoči ponovni vklop.

• Kazalo položaja se s pomočjo glavne pogonske gredi pomakne v položaj izklop.


58

6.4 Ločilnik 110 kV Alstom, tip D [17] Ločilniki s sredinskim prekinjanjem se lahko uporabljajo kot eno ali večpolne enote za postavitev v paraleli ali brazdi. Možna je tudi montaža na zid ali strop. Naprave so izdelane za vodoravne in navpične delovne obremenitve, kot določa standard IEC 129.

Slika 6.13: Ločilnik D

6.4.1 Opis Večpolni ločilnik s sredinskim prekinjanjem zahteva le en pogon, ki je v običajni konfiguraciji pritrjen na srednjem polu (možni so tudi drugi načini namestitve pogona). Priporočljiva je uporaba elektromotornega pogona, čeprav so na posebno zahtevo na voljo tudi ročni ali pnevmatski pogoni. Po izbiri je lahko vsak pol ločilnika opremljen z enim ali dvema prigrajenima ozemljitvenima ločilnikoma.

VRTLJIV IZOLATOR

TOKOVNI KONTAKT

POGON LOČILNIKA

PODNOŽJE LOČILNIKA


59

6.4.2 Tehnični podatki Tabela 6.5: Tehnični podatki ločilnika D Tip D Nazivna napetost kV 72,5 123 145 170 Nazivni tok A 1250/1600/2000/2500/3150 Nazivni kratkotrajni zdržni tok kA 31,5/40 Nazivna zdržna napetost pri industr. frekvenci

- proti zemlji in med poli kV 140 230 275 325 - na ločilni razdalji kV 160 265 315 375

Nazivna zdržna udarna napetost - proti zemlji in med poli kV 325 550 650 750 - na ločilni razdalji kV 375 630 750 860

Nazivna mehanska obremenitev na sponkah - statična N 1500 - statična in dinamična N 4500

Obremenitev zaradi ledu razred 0/10/20 Temperaturni obseg

- I °C -25/40 - II °C -50/50

Pritisk na kontaktih N 200 ± 25

Pogon motorni pogon tip EMAT ročni pogon tip HA

6.4.3 Konstrukcija Sliki 6.14 in 6.15 kažeta glavne elemente ločilnikovega pola. Na osnovnem okvirju sta dve rotacijski enoti, od katerih vsaka nosi podporni izolator. Rotacijski enoti se premikata s pomočjo pogona ločilnika preko pogonskega vzvoda, pogonskih in diagonalnih drogov. Na vrhu vsakega podpornega izolatorja držita glavi kontaktov visokonapetostna priključka in roki tokovne zveze. Na koncu vsake roke tokovne zveze je pritrjen sistem glavnih kontaktov. Pri izvedbi za napetost nad 170 kV so na sistemu glavnih kontaktov nameščeni tudi koronski ščiti. Rotacijski enoti

Rotacijska enota je sestavljena iz ohišja in dveh krogličnih ležajev, ki držita vrtljivo prirobnico. Ležaja imata permanentno mazanje in sta zaščitena pred vdorom vode in prahu. Tako zagotavljata dobro gibljivost v vseh pogojih delovanja. Luknja v sredini dna ohišja omogoča odtekanje kondenzacijske vode. Pri izvedbi ločilnika za stensko montažo so narejene še dodatne drenažne odprtine. Štirje nastavljivi stojni vijaki omogočajo enostavno nastavitev rotacijske enote na osnovnem okvirju. Rotacijski prirobnici nosita naslednje elemente:

• podporna izolatorja, • ustavljala za omejitev gibanja rotacijskih enot, • varnostna plošča, ki zagotavlja mehansko ločevanje odklopnika od ozemljitvenega

odklopnika, če je ta prigrajen,


60

• pogonski vzvodi diagonalnih in povezovalnih drogov.

Legenda: 1 osnovni okvir 2 vrtljiva enota 2.1 ustavljalni vijak 2.2 ustavljalo 2.3 stojni vijak 3 podporni izolator 4 pogon ločilnika 4.1 pogonski vzvod 5 tokovna zveza 5.1 visokonapetostni zaključki 5.2 glave kontaktov 6 sistem glavnih kontaktov (skrito) 7 koronski ščiti 8 prigrajeno ozemljitveno stikalo 8.1 tokovna zveza 8.2 fiksni kontakt

Slika 6.14: Ločilnik s pogonom

Elementi na sliki prikazujejo: 9 pogonski drogovi 9.1 vzvod pogonskih drogov 10 diagonalni drogovi 10.1 vzvod diagonalnih drogov 11 povezovalni drogovi ločilnika 11.1 vzvod povezovalnih drogov 12 pogon ozemljitvenega ločilnika 12.1 pogonski vzvod 13 povezovalni drogovi prigrajenega ozemljitvenega ločilnika

Slika 6.15: Tloris ločilnika


61

Sistem glavnih kontaktov

Sistem glavnih kontaktov je sestavljen iz kontaktnega dela, ki sega preko enega dela tokovne zveze in fiksnega kontakta (ležišča kontakta), pritrjenega na koncu drugega dela tokovne zveze. Ležišča kontaktov fiksnega kontakta so razporejena v parih drug nad drugim znotraj U–profila tokovne zveze in so dobro zaščiteni pred vremenskimi vplivi. Število parov ležišč kontaktov je odvisno od nazivne tokovne obremenljivosti in kratkostičnega toka. Sila pritiskanja kontaktov je tovarniško nastavljena s pomočjo kontaktnih vzmeti. Glave kontaktov

Glave kontaktov z vrtljivima visokonapetostnima priključkoma zagotavljajo gibljivo tokovno in prevodno električno povezavo s tokovno zvezo. Visokonapetostni priključki so lahko ploščati ali okrogli.

6.4.4 Način delovanja Ko aktiviramo pogon, se vrtenje pogonske gredi prenese na vrtljivo enoto gnanega pola prek dveh pogonskih vzvodov, pogonskega droga in vzvoda pogonskih drogov. Diagonalni drogovi med vrtljivimi enotami enega pola omogočajo gibanje nasprotne vrtljive enote v nasprotno smer, kar zagotavlja usklajeno premikanje obeh rok tokovne zveze. Kadar večpolni ločilniki uporabljajo skupni pogon, prenašajo povezovalni drogovi vrtenje z neposredno gnanega pola na druge pole. Z odpiranjem sedežev kontaktov pri vstopanju kontakta se napnejo kontaktne vzmeti, da je zagotovljena potrebna sila pritiskanja kontaktov. Samočistilna lastnost sistema kontaktov omogoča odstranjevanje umazanije in ledu med odpiranjem in zapiranjem ločilnika. Kot obračanja pogonskega vzvoda je 192°. Tako pogonski drog potuje mimo mrtve točke, da doseže končni položaj, s čemer je zagotovljena mehanska zaščita pred zunanjimi mehanskimi silami.

6.4.5 Motorni pogon EMAT 2000 [18] Motorni pogoni EMAT 2000 so zasnovani tako, da potrebujejo le malo vzdrževanja v daljših časovnih obdobjih.


62

6.4.6 Tehnični podatki motornega pogona Tabela 6.6: Tehnični podatki motornega pogona EMAT 2000 Tip EMAT 2000 Zaporni vrtilni moment Nm 1000 2500 Gib ° 180/192/200/205

Nazivna napajalna napetost motorja

V DC V AC V AC V AC V AC

110/125/220/250 230/240 – 50 Hz 120/127 – 60 Hz 400/415 – 50 Hz 208/220 – 60 Hz

Nazivna napajalna napetost krmilnega sistema V DC V AC V AC

110/125/200/250 230/240 – 50 Hz 120/127 – 60 Hz

Moč gretja W 18

- pri nazivni napetosti V AC/DC 110/120/125/127/220/ 230/240/250

Pomožno stikalo - trajna tokovna obremenljivost - vklopna in izklopna moč po IEC 694

A A

10 2

Sistem zaščite IP 3XDW, (IP 55) teža kg cca. 38

6.4.7 Način delovanja motornega pogona Opis se nanaša na operacijo vklopa:

• gnana naprava (ločilnik) je v odprtem položaju, • motor steče, ko kontaktor za vklop dobi napetost, • na začetku vklopne operacije se pomožni kontakti preklopijo iz odprtega v vmesni

položaj, na koncu operacije pa preidejo pomožni kontakti iz vmesnega v zaprti položaj,

• kontaktor za vklop izgubi napajalno napetost, motor se ustavi, • kontaktorja za vklop in izklop imata električno zaporo, • mehanski indikator položaja se zvezno premika iz odprtega proti zaprtemu

položaju.

Ko kontaktor za izklop v položaju zaprto dobi napetost, se med operacijo odpiranja (izklopa) izvaja obratno zaporedje.


63

Slika 6.16: Motorni pogon EMAT 2000 Na sliki 6.16 so prikazani glavni elementi motornega pogona:

1 ohišje 2 uvod kablov 3 ventilacijske odprtine 4 motor 5 reduktor 6 pogonska gred 7 odmikač 8 krmilni sornik 9 pomožno stikalo 10 vzmetni navijalni mehanizem 11 tračne sponke 12 montažna plošča 14 kontaktor za VKLOP/IZKLOP 16 pretokovni rele 17 končno stikalo (za mont. ploščo) 18 kontaktni priključek

19 tračna sponka (pomožno stikalo) 20 indikator položaja 21 gretje (za montažno ploščo) 22 tablica s tehničnimi podatki 23 ustavljalo 25 stikalo "LOCAL/OFF/REMOTE" 26 podnapetostni rele 28 varovalka grelnega tokokroga 29 notranja osvetlitev 30 vratno stikalo 31 ključavnica 32 mesto za spravilo ročnega gonila 33 mesto za spravilo navodil 34 vratni omejilec (90°) 36 električna vtičnica 37 signalna lučka

6.5 Ločilnik 110 kV Areva, tip S2DA [19] Ločilniki S2DA (brez ozemljilnega noža), S2DAT (z enim ozemljilnim nožem) in S2DA2T (z dvema ozemljilnima nožema) so dvokolonskega tipa z ločilnim mestom na sredini.


64

Slika 6.17: Ločilnik S2DA

6.5.1 Opis naprave Glavni ženski kontakt ločilnika predstavlja vrsta kontaktnih ploščic, stisnjenih s posebnimi vzmetmi. Taka razporeditev zagotavlja pravilen pritisk na kontakte, ko so spojeni z moškim kontaktom. Oba kontakta z drsnim pomikom sta samočistilna in zagotavljata pritisk drug na drugega. To zagotavlja najboljše možno delovanje tudi v primeru mehanskih stresov pri kratkem stiku. Podnožja so izdelana iz vroče cinkanega jekla in so odporna proti najtežjim pogojem delovanja (mehanske sile na priključkih, sile pri kratkih stikih itd.).

6.5.2 Način delovanja Vrtenje pogonske gredi se prenese na vrtljivo enoto gnanega pola prek pogonskega vzvoda in pogonskega droga. Usklajeno premikanje obeh rok tokovne zveze zagotavljajo

VRTLJIVI IZOLATOR

TOKOVNI KONTAKT

OGRODJE LOČILNIKA

POGONSKA OMARICA


65

diagonalni drogovi med vrtljivimi enotami pola, ki omogočajo gibanje nasprotne vrtljive enote v nasprotno smer. Ker uporabljajo skupni pogon, prenašajo povezovalni drogovi vrtenje z neposredno gnanega pola na druge pole. Kot obračanja pogonskega vzvoda je 188°. Tako pogonski drog potuje mimo mrtve točke, da doseže končni položaj.

Slika 6.18: Ločilnik S2DA

6.5.3 Tehnični podatki Tabela 6.7: Tehnični podatki ločilnika S2DA

Nazivna napetost kV 72,5 100 123 126 145 170 Nazivni tok A 1250 – 1600 – 2000 - 2500 Nazivni kratkotrajni zdržni tok kA 31,5/40 (3 s) Nazivni temenski zdržni tok kA 80/100 Nazivna zdržna napetost - do zemlje in med poli kV 140 185 230 230 275 325 - preko izolacijske razdalje kV 160 210 265 265 315 375 Nazivna atmosferska udarna zdržna napetost

- do zemlje in med poli kV 325 450 550 550 650 750 - preko izolacijske razdalje kV 375 520 630 630 750 860


66

7 IZBIRA PRIMARNE IN SEKUNDARNE OPREME 110 kV 7.1 Primarna oprema Glede na izračunane podatke v poglavju 5 in predstavljeno visokonapetostno opremo v poglavju 6 izberemo VN opremo s podatki. Na sliki 7.1 je prikazana enočrtna shema 110 kV stikališča v RTP Laško s podatki izbrane VN opreme. Ker smo se omejili le na primarno opremo daljnovodnih polj, je tudi prikazana enočrtna shema le za daljnovodna polja.

7.1.1 Odklopnik Z opisov in podatkov odklopnikov v prejšnjem poglavju izberemo odklopnik Areva, tip GL 311 F1, ki je enostaven za montažo, kot tudi za priključevanje kablov. Hkrati pa je s tem odklopnikom enostavnejši dostop do vseh elementov v pogonski omarici, kar se tiče upravljanja in tudi servisiranja samega odklopnika. Izračunani podatki:

In = 645 A, Sk

'' = 3867,7 MVA, Ik

'' = 20,3 kA, iu = 51,13 kA. Ur = 123 kV Ir = 800 A

Ithe = 21,3 kA Ithr = 25 kA Idyn = 62,5 kA

KIZ = 25 kA KVZ = 62,5 kA


67

Izbrani odklopnik (Q0) Areva, tip GL 311 F1 s podatki, ki so predstavljeni na enočrtni shemi na sliki 7.1:

Ur = 123 kV Ir = 3150 A

Ithr = 40 kA Idyn = 100 kA

KIZ = 40 kA KVZ = 104 kA

7.1.2 Ločilnik Z opisov in podatkov ločilnikov v prejšnjem poglavju izberemo ločilnik Areva, tip S2DA, ki je enostaven za montažo, kot tudi za priključevanje kablov. Prav tako pa ima ta ločilnik enostaven dostop do vseh elementov v pogonski omarici, kar se tiče upravljanja in tudi servisiranja samega ločilnika. Izračunani podatki:

In = 645 A, Sk

'' = 3867,7 MVA, Ik

'' = 20,3 kA, iu = 51,13 kA. Ur = 123 kV Ir = 800 A

Ithe = 21,3 kA Ithr = 25 kA Idyn = 62,5 kA

Izbrani zbiralnični ločilnik (Q1 in Q2) Areva, tip S2DA ter daljnovodni ločilnik z ozemljitvenimi noži (Q9+Q8) Areva, tip S2DAT s podatki, ki so predstavljeni na enočrtni shemi na sliki 7.1:

Ur = 123 kV Ir = 1600 A

Ithr = 40 kA Idyn = 100 kA


68

Slika 7.1: Enočrtna shema RTP Laško s podatki


69

7.1.3 Komentar izbrane opreme Predstavljena izbrana visokonapetostna oprema (odklopniki in ločilniki) imajo višje vrednosti nazivnega toka (Ir), nazivnega kratkotrajnega zdržnega toka (Ithr) in nazivnega zdržnega temenskega toka (Idyn) kot so izračunane vrednosti teh tokov. V prvi vrsti zato, ker se izdeluje tipska oprema (odklopniki in ločilniki) s standardnimi vrednostmi. V nadaljevanju pa tudi zato, da ob povečanju kratkostične zmogljivosti oz. kratkostičnega toka Ik

'' 110 kV stikališča visokonapetostno opremo ni potrebno menjati.

7.1.4 Tloris 110 kV stikališča Na sliki 7.2 je prikazana postavitev VN opreme v prostozračnem stikališču. Vsa oprema je postavljena na kovinsko konstrukcijo, ki ustreza varnostnim višinam in razdaljam. Slika predstavlja način ozemljevanja kovinskih konstrukcij posameznih naprav. Na sliki predstavljajo:

Q0 – odklopnik, Q1 – zbiralnični ločilnik sistema 1, Q2 – zbiralnični ločilnik sistema 2, Q9/Q8 – daljnovodni ločilnik z ozemljitvenimi noži, T1 – tokovni instrumentni transformator, T5 – napetostni instrumentni transformator, F1 – prenapetostni odvodnik.

Slika 7.3 predstavlja tloris celotnega 110 kV stikališča, kjer so vrisani temelji za konstrukcijo VN opreme, kabelske povezave do posameznih naprav in kabelski kanal do komandne zgradbe. Slika vsebuje tudi osnovni tloris posameznih zgradb, kjer sta najpomembnejši komandna zgradba ELES-a in komandna zgradba Elektro Celja s stikališčem 20 kV, ki je nameščeno v sami zgradbi.


70

Slika 7.2: Prerez in tloris DV polja z vrisanimi ozemljitvami [20]


71

Slika 7.3: Tloris RTP Laško [21]


72

7.2 Sekundarna oprema Sekundarna oprema je nameščena v pritličju komandne stavbe RTP Laško na mestu starega skladišča – novi relejni prostor. Vse omare sekundarne opreme so postavljene v eni vrsti po sredini prostora. Prostor je gradbeno adaptiran tako, da je onemogočen vstop vode v primeru poplave. Izdelan je dvojni pod za razplet kablov pod omarami. Izdelan je kabelski jašek od 110 kV stikališča do prostora sekundarne opreme. Pri izdelavi projektne dokumentacije (PZR, PZI in PID) je potrebno upoštevati veljavno zakonodajo, katera se nanaša na delo v VN stikališčih. Omare vodenja in zaščite so v vseh DV poljih enake. Odpirajo se obojestransko, sprednja vrata so narejena s steklom, v notranjosti je vrtljivi okvir, na katerem so nameščeni računalnik polja, lokalni krmilni panel, terminal zaščite, preizkusna vtičnica ter pomožni in KIT releji. Omara je povezana s signalnimi kabli do dajalcev informacij na VN opremi in razvodih lastne rabe, z merilnimi kabli do sekundarnih navitij merilnih transformatorjev, s krmilnimi kabli do krmilnih kontaktorjev in tuljav VN aparatov, z napajalnimi kabli do omar razvoda lastne rabe. Terminali vodenja in zaščite so z optičnimi paricami povezani na Ethernet stikalo do omare optičnih delilnikov. Ozemljitve v 110 kV stikališču so izvedene s Cu vrvjo 95 mm2 in 150 mm2. V komandnem prostoru je vgrajena bakrena zbiralka 40 x 5 mm po celotni dolžini pod omarami, na njo so povezane vse omare. Vse ozemljitve v komandnem in relejnem prostoru so medsebojno povezane na skupno zbiralko za izenačitev potenciala.

7.2.1 Oprema vodenja Za nadzor 110 kV stikalnega bloka je uporabljena programska oprema MicroSCADA Pro, ver. 9.2, proizvajalca ABB. Zajemalni moduli (terminali zaščite in daljinskega vodenja ABB-jevih relejev serije 670) so povezani preko dveh Ethernet stikal RSG2100, ki so vključeni v SCADA aplikacijo. Povezave med terminali in Ethernet stikali ter od Ethernet stikala do Microscada računalnikov so z optičnimi kabli. Vsi podatki (analogni in digitalni) se iz zajemalnih modulov posredujejo skladno s standardom IEC61850 v SCADA računalnik, ki je namenjen zbiranju, prikazu in shranjevanju podatkov.


73

Slika 7.4: Shema komunikacijskih povezav [21]


74

Vodenje RTP 110/20 kV Laško je možno iz različnih nivojev: - Ročno krmiljenje pri samih VN stikalnih aparatih: Pri ročnem krmiljenju (upravljanju)

stikalnih aparatov s pogonske omarice posameznega aparata je potrebno stikalo v pogonu preklopiti na ročno. Krmiljenje se izvede z vrtenjem kljuke v določeno smer. Pri tem nivoju krmiljenja ni zapahovanja (blokad) med elementi oz. proti zveznemu polju.

- Krmiljenje pri samih VN stikalnih aparatih: Krmiljenje (upravljanje) stikalnih aparatov s pogonske omarice posameznega aparata se izvede s preklopom stikala v pogonu na lokalno in pritiskom na želeno tipko (vklop oz. izklop). Pri tem nivoju krmiljenja ni zapahovanja (blokad) med elementi oz. proti zveznemu polju.

- Krmiljenje s krmilnega panela: Krmiljenje (upravljanje) stikalnih aparatov s krmilnega panela v omari vodenja posameznega polja je t.i. dvoročno z uporabo preklopke s ključem (BREZ BLOKAD) in pritiskom na želeno tipko. Pri tem nivoju krmiljenja ni zapahovanja (blokad) med elementi oz. proti zveznemu polju.

- Krmiljenje z računalnika polja: Pri krmiljenju (upravljanju) stikalnih aparatov z računalnika polja v omari vodenja posameznega polja je potrebno tipko na računalniku polja preklopiti na L (local – lokalno). S pomočjo tipkovnice na računalniku polja izberemo želeni element in pritisnemo O (izklop) ali I (vklop) ter potrdimo z E (enter). Pri krmiljenju na tem nivoju so izvedena vsa zapahovanja (blokade) v posameznem polju in proti zveznemu polju.

- Krmiljenje s postajnega računalnika: Pri krmiljenju (upravljanju) stikalnih aparatov s postajnega računalnika je potrebno tipko na računalniku polja posameznega polja preklopiti na R (remote – daljinsko). Na postajnem računalniku mora biti preklopka postaje preklopljena na POSTAJNO. Z izbiro elementa v posameznem polju se odpre okno, kjer so zapisana zapahovanja izbranega elementa, izberemo vklop ali izklop ter potrdimo. Pri krmiljenju na tem nivoju so izvedena vsa zapahovanja (blokade) v posameznem polju in proti zveznemu polju.

- Daljinsko krmiljenje z OCV Beričevo: Pri krmiljenju (upravljanju) stikalnih aparatov daljinsko z OCV Beričevo je potrebno tipko na računalniku polja posameznega polja preklopiti na R (remote – daljinsko). Na postajnem računalniku mora biti preklopka postaje preklopljena na DALJINSKO. Pri krmiljenju na tem nivoju so izvedena vsa zapahovanja (blokade) v posameznem polju in proti zveznemu polju.

Krmilni panel

Preko krmilnega panela je možno krmiliti VN aparate v t.i. zasilnem lokalnem načinu, kadar računalnik polja krmiljenja iz različnih vzrokov ne omogoča. Krmiliti je možno, kadar je preklopka s ključem na panelu v položaju Krmiljenje brez blokad. Krmili se dvoročno s hkratnim zasukom ključa v položaj za krmiljenje brez blokad ter s pritiskom na izvršilno tipko za želeno smer komande ob ustreznem VN aparatu. Tipko in ključ se lahko spusti še preden aparat doseže končni položaj. Pri krmiljenju iz lokalnega panela ni zapahovalnih pogojev. Na panelu je tudi nekaj najpomembnejših alarmnih signalizacij polja.


75

Računalnik polja

Računalnik polja REC 670 opravlja funkcije lokalnega vodenja in avtomatizacije polja. Na zadnji strani ima nameščene sponke za priključitev napajalnih, signalnih, merilnih in krmilnih kablov, na sprednji strani pa ima osvetljen LCD zaslon za prikaz procesne slike polja, signalne LED diode, kontrolne LED diode, komunikacijski konektor za parametriranje ter tipkovnico s smernimi in funkcijskimi tipkami. Računalnik polja s svojimi tipkami in procesno sliko na ekranu zagotavlja lokalno krmiljenje, kadar je preklopka režima na samem računalniku polja L/R v položaju L (lokalno) ter posreduje komande VN aparatom iz nivoja postaje in centrov vodenja, kadar je preklopka v položaju R (daljinsko). Položaj preklopke L/R signalizira LED dioda poleg tipke.

7.2.2 Oprema zaščite Distančna zaščita

Za zaščito DV so uporabljeni numerični zaščitni terminali ABB REL 670. REL 670 je priključen v tretje jedro TIT prestave 600/1 A in na tretje navitje NIT prestave

110.000/100/ 3 V. Terminal je namenjen za zaščito daljnovodov na 110 kV napetostnem nivoju. Funkcija distančne zaščite bazira na popolni shemi merilnega principa s trajno meritvijo impedance faza – faza in faza – zemlja, z merilnimi elementi za vsak tip defekta in za vsako stopnjo. Tipična hitrost delovanja terminala je 25 – 35 milisekund (ms) za vse vrste okvar. Za parametriranje in nastavitve se uporablja programski paket. Terminal komunicira s SCADO po vodilu z optično povezavo. Osnovne funkcije zaščitnega releja REL 670:

• funkcijo distančne zaščite sestavlja pet popolno neodvisnih impedančnih merilnih con s poligonalnimi karakteristikami in neodvisnimi nastavitvenimi dosegi v reaktančni in rezistivni smeri,

• poligonalna oblika karakteristike je neodvisna od impedance bremena, • funkcija vzbujanja je podimpedančna, • možnost obračanja smeri za vsako cono posebej, • izklopi po fazah, • nadtokovna zaščita in zaščita pri preobremenitvi (TOC in OVLD), • avtomatski ponovni vklop APV: enopolni in tripolni, • zaščita pri vklopu na defekt (SOTF), • nadzor sekundarnih napetostnih tokokrogov, • nadzor pri nesimetriji tokov, • lokacija okvare, • registracija motenj (DISTURBANCE RECORDER), • registracija dogodkov (EVENT RECORDER),


76

• komunikacija z zaščito na drugi strani DV s standardnimi komunikacijskimi shemami (ZCOM, ZCLC),

• komunikacijski vmesnik za prenos komand distančne zaščite (PUTT). Distančna zaščita je nastavljena skladno s stopnjevalnim načrtom zaščite 110 kV mreže EES Slovenije:

Prva stopnja : lastni čas (0,05 s) Prva podaljšana stopnja: lastni čas (0,05 s) Druga stopnja: 0,5 s Tretja stopnja: 1 s Četrta stopnja: 3,5 s

REL 670 po prejemu binarnega signala izpada avtomata merilne napetosti za zaščito blokira delovanje distančne funkcije. Ob izpadu merilne napetosti deluje rezervna nadtokovna zaščita pri vrednosti 1,3 x In (780 A), po času 1,3 sekunde. V REL 670 je aktivirana funkcija lokatorja napak. Izračun lokacije (v km) je avtomatičen in se izpiše na samem displeju REL 670. Releji za kontrolo izklopnih tokokrogov (KIT) so namenjeni kontroli izklopnih tuljav odklopnika in alarmiranju okvare v primeru prekinitve izklopnega tokokroga. Odklopnik ima dve izklopni tuljavi, zato je vgrajenih šest relejev, za vsako fazo posebej. Kontrola prekinitve izklopnih tokokrogov je aktivna za vklopljeno in izklopljeno stanje odklopnika. Vgrajena je zaščita pri neskladju polov, ki po 1,5 sekunde deluje na izklop vseh treh polov odklopnika. Izklop deluje preko dodatno vgrajenega izklopnega releja. Zaščita zbiralk

Za zbiralnično zaščito so uporabljeni numerični zaščitni terminali ABB REB 500, ki so priključeni v četrto jedro TIT prestave 600/1 A. Vključene so funkcije zaščite zbiralk, zaščite pri zatajitvi odklopnika in nadtokovna zaščita. Je distribuirane izvedbe, vsako polje ima svojo enoto polja, ki zajema tokove in položaje zbiralničnih ločilnikov ter izvaja izklope na odklopnike v polju. Sistem neprestano nadzoruje stikalno stanje stikališča preko pomožnih kontaktov ločilnikov in odklopnikov. V primeru izgube signalne napetosti si sistem zapomni zadnje veljavno stikalno stanje in v skladu z njim deluje naprej. V vsakem polju sistem izvaja tudi nadzor smiselnosti tokovnih vrednosti. V primeru odprtih tokovnih sponk se zaradi preprečitve neselektivnega delovanja zaščita zbiralk avtomatično blokira. Iz krmilnega panela pod centralno enoto je mogoče blokirati celoten sistem, posamezno funkcijo ali zgolj izhodne releje. Ob izpadu posameznega polja se izhodni kontakti ne zapahnejo, temveč trajajo minimalno 150 ms oziroma dokler je prisoten defekt. Vsaka signalizacija delovanja se samodejno restavrira, ravno tako zveza z nadzornim centrom in zveza z centrom nadzora zaščit. Osnovni namen sistema zaščite zbiralk je omejena možnost poseganja v delovanje sistema zaščite zbiralk brez programske opreme namenjene parametriranju sistema.


77

Pretokovna zaščita

Vgrajena pretokovna zaščita SPAJ 140C ima vgrajeno nadtokovno funkcijo vzbujanje in izpad. Ob tokovno preobremenjenem polju (zvezno polje) oz. pretokov med zbiralkami deluje na izklop odklopnika v zveznem polju. Za pretokovno zaščito je uporabljeno četrto jedro prestave 600/1 A kombiniranega instrumentnega transformatorja vgrajenega v zveznem polju. Prenapetostna zaščita

V merilnem polju sistema 1 in sistema 2 sta vgrajeni prenapetostni zaščiti REU 610, ki imata vgrajeno funkcijo prenapetostne in zemljostične zaščite. Aktivirana je funkcija opozorila, ki signalizira ob napačni vrednosti napetosti na sistemu 1 oz. na sistemu 2. Za prenapetostno in zemljostično zaščito je uporabljeno tretje in četrto navitje

napetostnega instrumentnega transformatorja, prestave 110.000/100/ 3 V, vgrajenega v merilnem polju sistema 1 in sistema 2.

7.2.3 Sistem lastne rabe Izmenična lastna raba v RTP Laško je napajana iz transformatorja lastne rabe ETRA 400 kVA, 20/0,4 kV, ki je lociran v objektu Elektro Celja. V razvodni omari LR Elektro Celja je 0,4 kV izvod za ELES povezan z varovalkami F101 (250A). V tej razvodni omari je možno izbirati vir napetosti med Q101 (630A) ali Q102 in kontaktorjem zveznega polja Q103, vendar ELES na to obratovalno stanje nima vpliva. V glavni razdelilni omari lastne rabe ELES-a (ND) je dovod priključen preko odklopnika Q01 (630A) ter razvodom skladno z narisano shemo, kot je na sliki 7.5. Rezervni vir napajanja potrošnikov lastne rabe predstavlja vgrajeni diesel električni agregat moči 25 kVA, ki se avtomatsko vključuje na zbiralke nujne lastne rabe, v primeru vsakršnega izostanka napetosti na zbiralkah nujne lastne rabe, ki traja dlje kot 5 sekund. Elementi sklopa brezprekinitvenega napajanja so:

• enosmerno razvodno polje BP 220/60-2, • usmerniška naprava UPE 220 TA 60, • usmerniška naprava UPE 220 TB 60, • hermetično zaprti bateriji 2V200 212V–200Ah (104 celic), • razsmerniški sistem SINA 220/230 A 9 PB, 2 x 3 kVA.

Sklop brezprekinitvenega enosmernega napajanja je projektiran za napajanje enosmernih porabnikov in razsmerniškega sistema z nazivno napetostjo 220 V in največjo porabo 60 A. Razsmerniški sistem zagotavlja brezprekinitveno napajanje izmeničnih porabnikov 220 oz. 230 V, 50 Hz, moči 6 kVA, ki ga je možno kasneje povečati na moč 9 kVA.


78

Slika 7.5: Shema izmeničnega razvoda lastne rabe [21]


79

8 SKLEP Namen oz. cilj naloge je določitev VN opreme na podlagi dimenzioniranja in predstavitev sekundarne opreme. Prav tako želimo, da bodo naprave in stikalni aparati opravljali svojo funkcijo v skladu s tehničnimi zahtevami in cilji, katere smo podali v 4. poglavju, kot tudi vzroke za rekonstrukcijo. Ker je na tržišču prisotne veliko različne stikalne opreme, smo nekatere, ki jih je možno vgraditi, s podrobnim opisom aparatov ter njihovega delovanja predstavili v 6. poglavju. Izmed teh smo po dosedanjih izkušnjah z deli na podobnih napravah in s predstavljenih opisov naprav in delovanja v 7. poglavju izbrali primarno opremo, katere podatke smo predstavili. Preden se lotimo rekonstrukcije objekta je zelo pomembno, da poznamo obstoječe stanje, zato smo se v 2. poglavju seznanili z objektom, ki ima zelo bogato oz. dolgo zgodovino. Predstavili smo obstoječe stanje 110 kV stikališča in sekundarne opreme objekta. Izvedeno je dimenzioniranje 110 kV opreme ter podan opis ozemljitve stikališča. Predstavili smo tudi novo sekundarno opremo vodenja, zaščite in sistem lastne rabe. Zadnja obnova primarne in sekundarne opreme 110 kV stikališča v RTP Laško je bila med leti 1979 in 1981. Zaradi tehnološko zastarelih naprav je upravljanje in nadziranje le-teh že vprašljivo. Naprave, posebej ločilniki, so se zaradi starosti in dotrajanosti materialov začeli lomiti, kar je povzročilo izpad napajanja v RTP Laško ter s tem tudi izpad za odjemalce srednje in nizke napetosti, ki se napajajo s stikališča v RTP Laško. Prav tako RTP Laško ni mogoče vključiti v nadzorne centre, ki omogočajo hitrejše vpoglede v same naprave in zajem podatkov za analize. Zaradi enostavnejše razlage je podan opis tehničnih zahtev oz. smernic za primarni del in sekundarni del ločeno. Osnovna zahteva tako primarnega kot sekundarnega dela rekonstrukcije je, da se sme uporabiti samo materiale in opremo katerih kvaliteta je izkazana z atesti oz. ustreznimi dokumenti. K primarnemu delu štejemo vsa gradbena dela na stikališču in montaža dela VN opreme. K sekundarnemu delu pa spadajo gradbena ureditev komandnega prostora, montaža omar vodenja, zaščite in meritev ter kabelske povezave od VN aparatov do teh posameznih omar. Stikalne naprave novega 110 kV stikališča, kjer smo se opredelili le na odklopnike in ločilnike, smo dimenzionirali s postopkom izračuna vrednosti kratkostičnih tokov (Ik˝), udarnih tokov (iu), izklopilne zmogljivosti in vklopne zmogljivosti. Visokonapetostna oprema je za določene aparate natančno predstavljena z opisom naprave, s tehničnimi podatki ter s podrobnim opisom delovanja. Pri izbiri primarne opreme smo glede na rezultate dimenzioniranja in predhodno predstavljene opreme, izbrali odklopnike in ločilnike v daljnovodnih poljih, kjer smo predstavili osnovne podatke opreme med katere štejemo tip, nazivno napetost (Ur) in nazivni tok (Ir), nazivni kratkotrajni zdržni tok (Ithr) in nazivni zdržni temenski tok (Idyn) ter za odklopnike še nazivna kratkostična izklopilna zmogljivost (KIZ) in nazivna kratkostična vklopna zmogljivost (KVZ). Opis obnovljene sekundarne opreme vodenja, zaščite in sistema lastne rabe je podan z opisom osnovnih funkcij delovanja in osnovnimi shemami.


80

LITERATURA [1] S. Lesjak, 80 let RTP 80(110)/35 kV Laško, ELES, Podlog 2004 [2] B. Zupanc, Obratovalna navodila za lokalno vodenje RTP 110/35 kV Laško, ELES

Podlog 2004 [3] B. Zupanc, Obratovalna navodila za lokalno vodenje RTP 110/20 kV Laško, ELES

Podlog 2010 [4] V. Bratina, Projektna naloga za izdelavo projektne dokumentacije za rekonstrukcijo

primarne opreme v RTP Laško, ELES, Ljubljana 2006 [5] V. Bratina, Projektna naloga za izdelavo projektne dokumentacije za rekonstrukcijo

primarne opreme v RTP Laško, ELES, Ljubljana 2007 [6] Ž. Karas, Projektna naloga za izdelavo projektne dokumentacije za rekonstrukcijo

sekundarne opreme v RTP Laško, ELES, Ljubljana 2008 [7] EIMV, Parametri VN DV ter primerjava z merilnimi rezultati, Študija št. 1933,

Ljubljana 2008 [8] J. Pihler, Stikalne naprave elektroenergetskega sistema, FERI, Maribor 2003 [9] H. Pohlfing, H. Schmidt, Friedrich priročnik za elektrotehniko in elektroniko,

Tehniška založba Slovenije, Ljubljana 1995 [10] Minel Beograd, Overna tehnička dokumentacija za prekidače 123 kV, Beograd 1976 [11] Minel Beograd, Tehničke karakteristike prekidača, Beograd 1977 [12] Rade Končar, Atest o ispitivanju visokonaponskog rastavljača, Zagreb 1970 [13] Rade Končar, Opis i pogonske upute elektromotornih pogona EMP50, EMP 100,

Zagreb 1970 [14] Nuova Magrini Galileo, SF6 gas circuit breakers type 123 SB6, Instructions,

Stezzano, Italy 2000 [15] Nuova Magrini Galileo, Instruction Manual of live tank SF6 gas circuit breaker,

single – pole SB6m model, Stezzano, Italy 2004 [16] Areva Energietechinik GmbH, Operating Instructions No. 193 A (EN), SF6 Circuit

Breaker, GL 311 F1, GL 312 F1, Kassel, Nemčija 2005 [17] Alstom Energietechinik GmbH, Navodila za obratovanje, Ločilnik s sredinskim

prekinjanjem D, Kassel, Nemčija 2006 [18] Alstom Energietechinik GmbH, Navodila za obratovanje, Motorni pogon za ločilnik

in ozemljitveni ločilnik EMAT 2000, Kassel, Nemčija 2006 [19] Areva Energietechinik GmbH, Navodila za montažo in vzdrževanje dvokolonskih

ločilnikov S2DA/S2DAT/S2DA2T, Noventa di Piave, Italy 2005 [20] IBE Ljubljana, Projekt za izvedbo (PZI) št. R1LA-A025/320A, Rekonstrukcija

primarne opreme RTP Laško, Ljubljana 2007 [21] Korona, Projekt izvedenih del (PID) št. 4323, Rekonstrukcija sekundarne opreme

RTP 110/20 kV Laško, Ljubljana 2010


81

PRILOGE Kazalo slik Slika 2.1: Daljnovodi in transformatorske postaje v Laškem od leta 1926 do 1943............. 3

Slika 2.2: RTP 80/35 kV Laško (Debro), leta 1924 .............................................................. 4

Slika 2.3: RTP 110/20 kV Laško, leta 2010 .......................................................................... 7

Slika 3.1: Enočrtna shema RTP 110/35 kV Laško, leta 2005 [2]........................................ 10

Slika 3.2: Odklopnik Minel PS-1231 s pogonom OPS 1-2 ................................................. 11

Slika 3.3: Prikaz prekinjevalne komore odklopnika............................................................ 13

Slika 3.4: Pogon odklopnika OPS 1-2................................................................................. 14

Slika 3.5: Ločilnik Rade Končar ......................................................................................... 16

Slika 5.1: Topološka shema RTP Laško v normalnem obratovalnem stanju...................... 30

Slika 5.2: Enočrtna shema RTP Laško ................................................................................ 36

Slika 5.3: Osnovna ozemljitvena mreža RTP Laško [20] ................................................... 39

Slika 6.1: Odklopnik SB6.................................................................................................... 40

Slika 6.2: Odklopnik SB6.................................................................................................... 41

Slika 6.3: Princip prekinitve obloka .................................................................................... 43

Slika 6.4: Prekinjevalna komora.......................................................................................... 43

Slika 6.5: Poenostavljena shema odklopnika ...................................................................... 44

Slika 6.6: Prerez pola odklopnika........................................................................................ 45

Slika 6.7: Odklopnik SB6m................................................................................................. 48

Slika 6.8: Odklopnik SB6m................................................................................................. 49

Slika 6.9: Postopek odpiranja odklopnika ........................................................................... 51

Slika 6.10: Enopolni pogonski mehanizem ......................................................................... 52

Slika 6.11: Odklopnik GL ................................................................................................... 53

Slika 6.12: Odklopnik GL ................................................................................................... 54

Slika 6.13: Ločilnik D ......................................................................................................... 58

Slika 6.14: Ločilnik s pogonom........................................................................................... 60

Slika 6.15: Tloris ločilnika .................................................................................................. 60

Slika 6.16: Motorni pogon EMAT 2000 ............................................................................. 63

Slika 6.17: Ločilnik S2DA .................................................................................................. 64

Slika 6.18: Ločilnik S2DA .................................................................................................. 65

Slika 7.1: Enočrtna shema RTP Laško s podatki................................................................. 68

Slika 7.2: Prerez in tloris DV polja z vrisanimi ozemljitvami [20]..................................... 70

Slika 7.3: Tloris RTP Laško [21] ........................................................................................ 71

Slika 7.4: Shema komunikacijskih povezav [21] ................................................................ 73

Slika 7.5: Shema izmeničnega razvoda lastne rabe [21] ..................................................... 78


82

Kazalo tabel Tabela 5.1: Vrednosti nazivnih in zdržnih napetosti [8], stran 229..................................... 37

Tabela 6.1: Tehnični podatki odklopnika SB6 .................................................................... 42

Tabela 6.2: Tehnični podatki odklopnika SB6m................................................................. 50

Tabela 6.3: Tehnični podatki odklopnika GL...................................................................... 55

Tabela 6.4: Tehnični podatki motorno – vzmetnega pogonskega mehanizma.................... 56

Tabela 6.5: Tehnični podatki ločilnika D ............................................................................ 59

Tabela 6.6: Tehnični podatki motornega pogona EMAT 2000........................................... 62

Tabela 6.7: Tehnični podatki ločilnika S2DA..................................................................... 65


83

Izjava Izjava o istovetnosti tiskane in elektronske verzije diplomskega/magistrskega dela in objavi osebnih podatkov avtorja

rekonstrukcija 110 kv stikaliŠ Ča v rtp laŠko · iv rekonstrukcija 110 kv stikaliŠ Ča v rtp...

Documents